Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

Teoria básica e aplicações à engenharia de sinais e sistemas.

JUSTIFICATIVA

Sinais e sistemas estão presentes em toda a natureza, os sinais descrevem uma grande variedade de informações e são amplamente utilizados em todo grande segmento da Engenharia Elétrica.

OBJETIVO

PROGRAMA

1. Introdução aos sistemas digitais

1.1 Dados digitais e bit

1.2 Sistema binário

1.3 Microcontroladores

2. Teoria de Sistemas Amostrados

2.1 Sinais e sistemas

2.2 Sistemas de tempo discreto

2.3 Conversores digitais

2.3.1 Conversor Analógico-Digital (AD)

2.3.2 Conversor Digital-Analógico (DA)

2.4 Quantização

2.5 Sistema de controle digital com saída amostrada

2.6 Amostrador

2.7 Sustentador de ordem zero (ZOH)

2.8 Teorema da amostragem, Shannon e Nyquist e o problema do aliasing

2.9 Escolha do período de amostragem

3. A Transformada Z

3.1 Equações a diferença

3.2 A transformada Z

3.3 Propriedades da transformada Z

3.4 Funções de transferência discretas

3.5 Transformando uma equação a diferenças em uma função de transferência discreta

3.6 Obtenção da função de transferência amostrada (pulsada)

4. Estabilidade de sistemas de controle

4.1 Estabilidade em sistemas contínuos e discretos

4.2 Critério de Routh-Hurwitz

4.3 Critério de Jury

5. Lugar das Raízes para sistemas contínuos e discretos

5.1 Lugar das raízes

5.2 Propriedades e regras básicas para o traçado

5.3 Lugar das raízes contínuo (Plano S)

5.4 Mapeamento entre S e Z

5.5 Lugar das raízes discreto (Plano Z)

5.6 Estabilidade de sistemas com parâmetros variáveis

6. Resposta no tempo de sistemas discretos

6.1 Pólos, zeros e resposta de sistema

6.2 Influência do período de amostragem

6.3 Teorema do valor final

6.4 Teorema do valor inicial

7. Técnicas de resposta em frequência

7.1 Definição

7.2 Diagramas de Bode

7.3 Construção do Diagrama de Bode para os principais casos

7.4 Critério de Nyquist

7.5 Estabilidade via diagrama de Nyquist

7.6 Ganho de margem e ganho de fase

7.7 Estabilidade, ganho de margem e ganho de fase via diagramas de Bode

8. Sistemas com atraso de transporte

8.1 Introdução

8.2 Modelo do atraso

9. Espaço de estado de sistemas contínuos e amostrados

9.1 Introdução

9.2 Modelagem no espaço de estado

9.3 Estado

9.4 Variáveis de estado

9.5 Vetor de estado

9.6 Espaço de estados

9.7 Equações no espaço de estados

9.8 Diagrama de blocos

9.9 Função de transferência a partir de equação de espaço de estados

10. Sistemas não-lineares

10.1 Introdução

10.2 Métodos de linearização

10.3 Modelo de pequenos sinais

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 é:

https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a75cb330486184c4ca8812f4356e7696d%40thread.tacv2/conversations?groupId=49180af3-e8c0-410c-a94a-38786e2cfd7a&tenantId=cd5e6d23-cb99-4189-88ab-1a9021a0c451

• Modalidade assíncrona (off-line): Microsoft Teams e uma pasta no OneDrive, onde serão disponibilizadas videoaulas, materiais de leitura, simulações computacionais e exercícios. O endereço da pasta no OneDrive será disponibilizado posteriormente. Para o desenvolvimento das simulações computacionais, o aluno deverá optar por utilizar o Matlab ou o Scilab.

A carga horária total do curso é de 72 horas-aula, que será dividida da seguinte forma:

• Modalidade síncrona: As aulas síncronas serão ministradas nas quartas-feiras das 07h10 às 08h50 ou nas quintas-feiras das 07h10 às 08h50, totalizando 36 horas-aula. A Tabela 1 apresenta o cronograma das aulas síncronas.

• Modalidade assíncrona: Compreende as diversas atividades descritas anteriormente como sendo assíncronas, totalizando 36 horas-aula ao longo do semestre.

O atendimento aos alunos será realizado de forma remota, seja durante as aulas na modalidade síncrona, através do chat do Microsoft Teams, ou através do e-mail: gabriela.lima@ufu.br

Tabela 1 - Aulas Síncronas: 36 horas-aula.

Tabela 2 – Atividades Assíncronas: 36 horas-aula.

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 em duas estratégias:

1 – Estudos dirigidos:

- Serão avaliados 2 (dois) estudos dirigidos durante o semestre letivo, valendo 15 pontos cada, sendo que os mesmos devem ser submetidos no Microsoft Teams.

2 – Provas com consulta:

- Serão 2 (duas) provas com consulta valendo 35 pontos cada, em que serão cobradas resoluções de problemas e simulações computacionais. As mesmas devem ser submetidas pelo Microsoft Teams, e terão 24 horas de duração.

 O valor total das atividades será de 100 pontos, e não serão aceitas atividades em atraso.

BIBLIOGRAFIA

Básica

1. Gene F. Franklin, J. David Powell, Abbas Emami-Naeini. Sistemas de Controle para Engenharia, Porto Alegre: Bookman, 6ª Edição, 2013.
2. Gene F. Franklin, J. David Powell, M. Workman. Digital Control of Dynamic Systems. Editora Ellis-Kagle Press, 3ª Edição, 1998.
3. Fadali, M. S.; Visioli, A. Digital Control Engineering: Analysis and Design. 2ª Edição. Editora Elsevier, 2013.

Complementar

1. Dorf, Richard C.; Bishop, Robert H. Sistemas de Controle Modernos, Rio de Janeiro: LTC, 2009. 8ª edição.
2. Ogata, K. Engenharia de Controle Moderno. Pearson Education do Brasil, 2003.
3. Norman S. Nise. Engenharia de Sistemas de Controle. 6a Edição. Editora LTC, 2002.
4. Ogata, K. Discrete-time Control Systems. 2nd edition. Prentice-Hall, 1995.
5. Haykin, S. & Van Veen, B. Sinais e Sistemas. McGraw-Hill, São Paulo, 1999.

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 08/02/2021, às 18:41, 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 2553211 e o código CRC ED4F5B72.

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