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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Rodovia BR 050, KM 78, Bloco 1D, 2º andar - Bairro Glória, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 |
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Plano de Ensino
IDENTIFICAÇÃO
Componente Curricular: |
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Unidade Ofertante: |
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Código: |
Período/Série: |
Turma: |
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Carga Horária: |
Natureza: |
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Teórica: |
Prática: |
Total: |
Obrigatória: |
Optativa: |
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Professor(A): |
Ano/Semestre: |
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Observações: |
EMENTA
Introdução à disciplina de análise dinâmica de sistemas e controle; Fundamentos teóricos; Sistemas mecânicos; Sistemas elétricos e sistemas híbridos; Modelagem matemática no espaço de estados; Análise de sistemas lineares no domínio do tempo; Análise de sistemas lineares no domínio da frequência; Método do lugar das raízes; Sistemas controlados; Aplicações.
JUSTIFICATIVA
A modelagem do comportamento dinâmico de sistemas é indispensável para que se possa analisar seu desempenho em diferentes condições de operação. Além disso, a análise é etapa indispensável para o projeto de sistemas dinâmicos. A previsão do comportamento dinâmico futuro é também tarefa extremamente importante no contexto da engenharia. Finalmente, os sistemas modernos de engenharia, em sua grande parte, contam com dispositivos de controle para garantir seu funcionamento.
OBJETIVO
Objetivo Geral: |
Analisar sistemas dinâmicos a partir de seus modelos matemáticos, tanto no domínio do tempo como no da frequência. Projetar controladores simples. |
Objetivos Específicos: |
Modelar matematicamente os sistemas dinâmicos, sejam eles mecânicos, elétricos, hidráulicos ou híbridos. Caracterizar a função de transferência de sistemas dinâmicos. Analisar os sistemas tanto no domínio do tempo como no domínio da frequência. Aprender a formulação de estado, esta utilizada na formulação de sistemas de controle. Estudar a estabilidade dos sistemas dinâmicos. Caracterizar os sistemas em malha aberta e em malha fechada. Conhecer os tipos mais simples de controladores. Conhecer os fundamentos de projeto de controladores. |
PROGRAMA
MES |
CONTEÚDO |
Dezembro |
CAPITULO 1: Introdução à Análise Dinâmica de Sistemas e Controle Aspectos gerais da disciplina e seu contexto dentro do currículo do curso. Apresentação da disciplina, sistema de avaliação, bibliografia. Análise dinâmica de sistemas: aspectos gerais. Modelagem de sistemas dinâmicos.
CAPÍTULO 2: Modelagem de Sistemas Dinâmicos Componentes de sistemas mecânicos e elétricos. Modelagem de vários sistemas mecânicos usando as leis da Física. Modelagem de circuitos elétricos. Analogia entre sistemas dinâmicos mecânicos e elétricos. Representação de sistemas dinâmicos por funções de transferência. Representação de sistemas dinâmicos no espaço de estados. Uso de programa computacional matemático na modelagem de sistemas dinâmicos.
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Janeiro |
CAPÍTULO 3: Análise de Sistemas Lineares no Domínio do TempoCaracterísticas da resposta dinâmica. Análise da resposta dinâmica de sistemas de 1a ordem. Análise da resposta dinâmica de sistemas de 2a ordem e ordem superior. Polos e Zeros e sua influência na resposta dinâmica. Estabilidade. Análise da resposta dinâmica de sistemas mecânicos dinâmicos usando progama computacional matemático.
CAPÍTULO 4: Análise de Sistemas Lineares no Domínio da Frequência A obtenção da resposta em frequência de sistemas dinâmicos. Diagrama de Bode. Características da resposta dinâmica: margem de ganho, margem de fase, largura de banda, frequência de corte, etc. Diagrama de Nyquist. Diagrama de Nichols. Análise da resposta em frequência de sistemas mecânicos dinâmicos usando programa computacional matemático.
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Fevereiro / Março |
CAPÍTULO 5: Projeto de Sistemas de Controle Automático pelo Método do Lugar das Raízes Diagramas de blocos. Compensadores por avanço de fase. Compensadores por atraso de fase. Compensadores por avanço e atraso de fase. CAPÍTULO 6: Projeto de Sistemas de Controle Automático pelo Método da Resposta em FrequênciaCompensadores por avanço de fase. Compensadores por atraso de fase. Compensadores por avanço e atraso de fase.
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Março |
CAPÍTULO 7: Controlador proporcional, integral, derivativo (PID) Formulação matemática. A influência das partes proporcional, integral e derivativa na resposta dinâmica do sistema controlado. Métodos de sintonia e ajuste destes controladores
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METODOLOGIA
A disciplina será ministrada através de reuniões remotas. Em conformidade com a resolução CONGRAD Nº 25/2020, as atividades foram separadas em Síncronas¹ e Assíncronas², dividindo a carga horária total de 60h, assim como se segue:
Atividades Síncronas¹ (50 h)
· Carga Horária: 100min/aula
· Horários de Realização: De acordo com o horário previsto inicialmente para 2020/1. Ou seja:
- Quarta-feira – 8:50h às 10:30h.
- Quinta-feira – 16:00h às 17:40h;
· Plataforma de TI: Microsoft Teams® (Office®365 disponibilizado pela UFU). Um e-mail convite contendo o link de acesso será enviado aos alunos assim que for disponibilizado o diário eletrônico no portal docente.
Atividades Assíncronas² (10h)
Atividades extras propostas durante as aulas remotas, consistindo de duas listas de exercícios e oito trabalhos envolvendo simulações em computador. As resoluções das listas e arquivos dos trabalhos deverão ser digitalizados e enviadas ao professor através do Moodle®, disciplina “Análise de Sistemas Dinâmicos e Controle - FEMEC41074”, cujo link é:
https://www.moodle.ufu.br/course/view.php?id=8474
O código de auto inscrição será enviado no e-mail convite.
1 Atividades em que os alunos e o docente se encontram de forma on-line no mesmo instante e no mesmo ambiente virtual. As dúvidas e questionamentos poderão ser feitos em tempo real.
² Atividades que ocorrem sem a presença em tempo real do professor. Permite que os alunos desenvolvam o aprendizado de acordo com a própria disponibilidade de tempo e local de preferência.
Material de apoio utilizado na disciplina: o livro texto em pdf pode ser obtido facilmente fazendo uma busca na internet. Os cálculos matemáticos poderão ser feitos através de softwares livres, como o Octave® (https://www.gnu.org/software/octave/index ) ou Scilab® (https://www.scilab.org ).
AVALIAÇÃO
São três provas individuais, duas listas de exercícios e oito trabalhos de simulações em computador. A nota final é a soma natural das notas. Para maior clareza da distribuição das notas, apresenta-se a tabela a seguir. Não haverá prova substitutiva.
Atividade |
Data |
Valor (pontos) |
PROVA 1 |
20/1/2022 |
20 |
PROVA 2 |
24/2/2022 |
20 |
PROVA 3 |
24/3/2022 |
20 |
2 listas de exercícios (4 pontos cada) |
- |
8 |
8 trabalhos de simulação (4 pontos cada) |
- |
32 |
TOTAL |
100 |
A verificação da presença dos discentes nas aulas remotas será feita pelo professor, através do módulo “Participantes” da plataforma Teams®, baixando a lista de presença durante a aula remota.
BIBLIOGRAFIA
Básica
GEROMEL, J.C. e PALHARES, A.G.B., “Análise Linear de Sistemas Dinâmicos”, Ed. Edgard Blücher Ltda, 2004.
OGATA, K., “Engenharia de Controle Moderno”, 4a. edição, Pearson/Prentice Hall, 2003.
SOUZA, A. C. Z., “Introdução à modelagem, análise e simulação de sistemas dinâmicos”, Ed. Interciência, 2008.
Complementar
SCHWARZENBACH, J. and GILL, K.F., “System Modelling and Control”, Butterworth. HEINEMANN, 3rd edition, 1992 (digital printing 2002).
BOLTON, W., “Engenharia de Controle”, Makron Books, São Paulo, 1995.
NISE, N.S., “Engenharia de Sistemas de Controle”, LTC, 3a edição, 2000.
OGATA, K., “System Dynamics”, Prentice-Hall, 1992.
APROVAÇÃO
Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______
Coordenação do Curso de Graduação: _________________________
Documento assinado eletronicamente por Helder Barbieri Lacerda, Professor(a) do Magistério Superior, em 25/10/2021, às 15:22, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 3126099 e o código CRC 8DD1C1F7. |
Referência: Processo nº 23117.066483/2021-36 | SEI nº 3126099 |