Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

Teoria básica e aplicações de técnicas de Sistemas de Controle Realimentado à Engenharia.

JUSTIFICATIVA

Disciplina fundamental ao início do raciocínio científico do estudante, que aborda problemas de controle, com aplicações interdisciplinares.

OBJETIVO

PROGRAMA

1. Introdução aos Sistemas de Controle

1.1. Apresentação do curso;

1.2. Introdução à história do controle automático;

1.3. Exemplos de sistemas de controle moderno;

1.4. Realimentação;

1.5. Introdução à modelagem e ao projeto de controladores;

1.6. Equações diferenciais de sistemas físicos;

1.7. Aproximação linear;

1.8. A Transformada de Laplace;

1.9. Funções de transferência;

1.10. Diagrama de blocos;

2. Características de Sistemas de Controle Realimentado

2.1. Controle em malha aberta e em malha fechada;

2.2. Sensibilidade;

2.3. Controle da resposta transitória e sinais de perturbação;

2.4. Erro em regime permanente;

2.5. O custo da realimentação;

3. O desempenho de Sistemas de Controle Realimentado

3.1. Sistemas de primeira ordem;

3.2. Critérios de desempenho em sistemas de segunda ordem;

3.3. A resposta transitória e a localização das raízes no plano S;

3.4. Erro em regime permanente de Sistemas de Controle Realimentado: tipo do sistema;

3.5. Índices de desempenho;

4. Estabilidade de Sistemas Lineares Realimentados

4.1. O conceito de estabilidade;

4.2. O critério de estabilidade de Routh-Hurwitz;

4.3. Estabilidade relativa;

5. O método do Lugar das Raízes LR

5.1. O conceito de Lugar das Raízes;

5.2. O procedimento do Lugar das Raízes;

5.3. Projeto de parâmetros pelo Lugar das Raízes;

5.4. Sensibilidade e Lugar das Raízes;

5.5. Controladores no Lugar das Raízes;

5.6. Ação de controle proporcional P, integral I e derivativa D;

6. Sistemas de Controle Digital

6.1. Introdução aos sistemas de controle em tempo discreto;

6.2. A Transformada Z;

6.3. Mapeamento entre o plano S e o plano Z,

6.4. Estabilidade discreta;

6.5. Projeto de Controladores Discretos;

7. Método da Resposta em Frequência

7.1. Especificações de desempenho no domínio da frequência;

7.2. Diagramas logarítmicos de Magnitude e Fase;

7.3. Projeto do controlador pelo método da resposta em frequência;

7.4. Projeto de controladores com Diagrama de Bode;

7.5. Critério de estabilidade de Nyquist;

8. Modelagem por Variáveis de Estado

8.1. Variáveis de Estado de sistemas dinâmicos;

8.2. Equação diferencial de Estado;

8.3. Descrições no Espaço de Estados;

8.4. Representação de sistemas no Espaço de Estados Discreto;

8.5. Função de transferência a partir das Equações de Estado;

METODOLOGIA

Para a presente componente curricular, a ser ministrada em formato remoto, serão adotadas aulas em duas modalidades distintas de comunicação: síncrona (todos os alunos simultaneamente conectados à internet sob a regência do professor) e assíncrona (contemplando atividades remotas off-line). Essas modalidades estão previstas e concordantes com a Resolução nº 25/2020 do Conselho de Graduação. Para tal efeito, serão consideradas as seguintes mídias e conteúdo:

• Modalidade síncrona (on-line): Aulas expositivas através da plataforma Microsoft Teams. O endereço da sala virtual será disponibilizado posteriormente.

• Modalidade assíncrona (off-line): Atividades diversas, tais como: videoaulas (as aulas expositivas, ofertadas na modalidade síncrona, serão gravadas e disponibilizadas aos estudantes), roteiros, slides, simulações computacionais e listas de exercícios. Estes materiais estarão disponíveis na plataforma Moodle. Os estudantes devem se cadastrar através do seguinte endereço:

            https://www.moodle.ufu.br/course/view.php?id=2212

            Senha de acesso: “ESCR2020_2”

A carga horária total do curso é de 36 horas-aula (aulas de 50 min), que serão divididas da seguinte forma:

• Modalidade síncrona (on-line): Serão ministradas 2 horas-aulas semanais (totalizando 30 horas-aula), obedecendo os seguintes horários:

• Modalidade assíncrona (off-line): Serão atribuídas 1 hora-aula semanal nas últimas 6 semanas (totalizando 6 horas-aula) para o desenvolvimento do projeto final.

O atendimento ao aluno será realizado de forma remota, seja durante as aulas na modalidade síncrona, através do chat da Plataforma Moodle, ou através dos e-mails: josue@ufu.br / gabriela.lima@ufu.br

Tabela 1 – Cronograma das Atividades Curriculares.

OBS: A validação da assiduidade dos discentes será realizada através do atendimento aos prazos de entrega dos itens de avaliação.

AVALIAÇÃO

A metodologia de avaliação individual será baseada nas seguintes estratégias:

• Relatórios semanais, no valor de 3,00 pontos, totalizando 45,00 pontos. Os relatórios devem ser entregues pelo sistema Moodle, até a aula de laboratório da semana seguinte.

• Projeto Final: Na apresentação do projeto e no funcionamento serão distribuídos 25,00 pontos. Os demais 30,00 pontos serão atribuídos ao relatório final do projeto.

Avaliações Substitutivas:  não haverá

Atendimento Especial:

Em complemento ao atendimento regular, todos os alunos que estiverem cursando esta disciplina pelo terceiro semestre, ou seja, tenha sido reprovado por dois semestres por nota (não incluídas as reprovações por frequência) terão um atendimento especial, com atendimento personalizado. Para tanto, aqueles que desejarem tal atendimento deverão procurar o professor para que o horário de atendimento seja definido e o plano de recuperação elaborado. Neste caso, o aluno especialmente atendido também deverá ter frequência superior a 75% nas seções.

BIBLIOGRAFIA

Básica

• Dorf, Richard C.; Bishop, Robert H. Sistemas de Controle Modernos, Rio de Janeiro: LTC, 2009. 8ª edição.
• Gene F. Franklin, J. David Powell, Abbas Emami-Naeini. Sistemas de Controle para Engenharia, Porto Alegre: Bookman, 2013.
• OGATA, K. Engenharia de Controle Moderno. Pearson Education do Brasil, 2003.

Complementar

• OGATA, K. Discrete-time Control Systems. 2nd edition. Prentice-Hall, 1995.
• Oppeinheim, Alan V.; Willsky, Allan S. Sinais e sistemas, São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. 2ª Edição.
• Norman S. Nise. Engenharia de Sistemas de Controle. 3a Edição. Editora LTC, 2002.
• AGUIRRE, L. A. Introdução à Identificação de Sistemas: Técnicas Lineares e Não Lineares Aplicadas a Sistemas Reais. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2007.
• HAYKIN, S. & VAN VEEN, B. Sinais e Sistemas. McGraw-Hill, São Paulo, 1980.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por Gabriela Vieira Lima, Professor(a) do Magistério Superior, em 24/06/2021, às 11:27, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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Documento assinado eletronicamente por Josué Silva de Morais, Professor(a) do Magistério Superior, em 24/06/2021, às 13:07, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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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 2858668 e o código CRC EB587320.

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