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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 3N - Bairro Santa Mônica, 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: |
Plano de Ensino exclusivo para o período de Atividades Acadêmicas Remotas Emergenciais (AARE), onde serão disponibilizadas 50 vagas. |
EMENTA
Teoria básica e aplicações de técnicas de Sistemas de Controle Realimentado à Engenharia.
JUSTIFICATIVA
Sistemas de Controle é uma disciplina fundamental na formação do Engenheiro. É de natureza multidisciplinar e contempla cálculo, física, elétrica, mecânica, química, sistemas digitais e eletrônica. A modelagem e eventualmente o projeto de compensadores demanda uma profunda revisão de conceitos fundamentais dos cursos de engenharia.
OBJETIVO
Objetivo Geral: |
Ao final da disciplina o estudante será capaz de analisar, modelar e projetar controladores/compensadores contínuos e discretos para sistemas físicos, bem como utilizar ferramentas computacionais de análise de sistemas de controle realimentado. |
Objetivos Específicos: |
1. Ser capaz de projetar controladores clássicos PI e PID; 2. Ser capaz de gerar um controlador discreto e gerar o código procedimental; 3. Interpretar diagramas de Bode. |
PROGRAMA
1. Introdução aos Sistemas de Controle (Revisão: Capítulos 1 e 2 da Referência 1)
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 (Capítulo 4 da Referência 1)
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 (Capítulo 5 da Referência 1)
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 (Capítulo 6 da Referência 1)
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 (Capítulo 7 da Referência 1)
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 (Capítulo 13 da Referência 1)
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 (Capítulos 8 e 9 da Referência 1)
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 (Capítulo 3 e 11 da Referência 1)
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, no âmbito do período letivo suplementar emergencial, serão adotadas aulas em duas modalidades distintas de comunicação: síncrona e assíncrona. Para tal efeito, serão consideradas as seguintes mídias:
§ Modalidade síncrona (on-line): Aulas expositivas através da plataforma Microsoft Teams. O endereço da sala virtual será encaminhado via e-mail para os estudantes.
§ Modalidade assíncrona (off-line): Videoaulas, slides de apresentação, simulações computacionais. As mídias utilizadas serão o Microsoft Teams e uma pasta no OneDrive.
O atendimento aos alunos será realizado de forma remota, seja durante as aulas na modalidade síncrona, ou através de e-mail ou reuniões através da plataforma Microsoft Teams, em horários específicos a serem definidos pelo professor.
§ As aulas síncronas acontecem nas segundas-feiras das 10h40 às 12h20 ou nas terças-feiras das 07h10 às 08h50.
Tabela 1 - Aulas Síncronas com 18 ha (2 ha/semana).
Data |
Conteúdo |
26/10 |
Aula Síncrona 1 - Introdução e apresentação do curso; |
27/10 |
Aula Síncrona 1 - Introdução e apresentação do curso; |
03/11 |
Aula Síncrona 2 - Discussão das videoaulas 02 a 04; |
09/11 |
Aula Síncrona 3 - Discussão videoaulas 05 a 08; |
16/11 |
Aula Síncrona 4 - Discussão das videoaulas 09 a 12; |
17/11 |
Aula Síncrona 5 - Discussão das videoaulas 13 a 14; |
18/11 |
Entrega da Atividade 1 via Microsoft Teams (15 ptos) |
18/11 a 19/11 |
Entrega da 1a Prova de SCR via Microsoft Teams (35 ptos) |
30/11 |
Aula Síncrona 6 - Discussão das videoaulas 15 a 18; |
07/12 |
Aula Síncrona 7 - Discussão das videoaulas 19 a 22; |
14/12 |
Aula Síncrona 8 - Discussão das videoaulas 23 a 26; |
16/12 |
Entrega da Atividade 2 via Microsoft Teams (15 ptos) |
16/12 a 17/12 |
Entrega da 2a Prova de SCR via Microsoft Teams (35 ptos) |
21/12 |
Vista de Provas |
22/12 |
Vista de Provas |
Tabela 2 – Atividades Assíncronas com 54 ha (6 ha/semana).
Data |
Conteúdo |
26/10 a 01/11 Semana 1 |
Videoaula 02: Introdução à modelagem e ao Projeto de Controladores; Videoaula 03: Transformada de Laplace, Funções de Transferência; Videoaula 04: AmpOps e Diagrama de Blocos; |
02/11 a 08/11 Semana 2 |
Videoaula 05: Propriedades da Realimentação; Videoaula 06: Erro em Regime Permanente; Videoaula 07: Características da Realimentação 1; Videoaula 08: Características da Realimentação 2; |
09/11 a 15/11 Semana 3 |
Videoaula 09: Estabilidade e critério de Routh-Hurwitz; Videoaula 10: O Lugar das Raízes; Videoaula 11: Controladores no Lugar das Raízes; Videoaula 12: Projetando Controladores P, PI, PD e PID no LR; |
16/11 a 22/11 Semana 4 |
Videoaulas 13 a 14: Projetando Controladores P, PI, PD e PID no LR; Entrega da Atividade 1 Resolução da 1a Prova de SCR |
23/11 a 29/11 Semana 5 |
Videoaula 15: Sistemas de Controle em Tempo Discreto e Transformada Z; Videoaula 16: Mapeamento entre os Planos S e Z e Discretização; Videoaula 17: Método direto e Equações de Diferença; Videoaula 18: Projeto de Controladores Discretos no Lugar das Raízes; |
30/11 a 06/12 Semana 6 |
Videoaula 19 e 20: Projeto de Controladores Discretos no Lugar das Raízes; Videoaula 21: Resposta em Frequência - Diagrama de Bode; Videoaula 22: Resposta em Frequência - Diagrama de Bode; |
07/12 a 13/12 Semana 7
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Videoaula 23: Projeto de controladores pelo método da resposta em frequência; Videoaula 24: Projeto de Controladores com Diagrama de Bode; Videoaula 25: Critério de estabilidade de Nyquist; Videoaula 26: Representação de Sistemas no Espaço de Estados; |
14/12 a 20/12 Semana 8 |
Entrega da Atividade 2 Resolução da 2a Prova de SCR |
21/12 a 22/12 Semana 9 |
Vista de Provas |
OBS: A validação da assiduidade dos discentes será realizada através do atendimento aos prazos de entrega dos itens de avaliação.
Para o pleno acompanhamento das atividades a serem desenvolvidas, o discente necessitará:
Para a realização das atividades previstas nesta componente curricular, serão utilizados os seguintes recursos:
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.
18/11 |
Entrega da Atividade 1 via Microsoft Teams (15 ptos) |
16/12 |
Entrega da Atividade 2 via Microsoft Teams (15 ptos) |
2 – Provas com consulta:
- Serão 2 (duas) provas com consulta valendo 35 pontos cada: serão cobradas resoluções de problemas e simulações computacionais. As mesmas devem ser submetidas pelo Microsoft Teams, e terão 48 horas de duração.
18/11 a 19/11 |
Entrega da 1a Prova de SCR via Microsoft Teams (35 ptos) |
16/12 a 17/12 |
Entrega da 2a Prova de SCR via Microsoft Teams (35 ptos) |
O valor total das atividades será de 100 pontos, e não serão aceitas atividades em atraso.
BIBLIOGRAFIA
As bibliografias abaixo estão disponíveis na pasta do curso (OneDrive), cujo link será enviado posteriormente.
BIBLIOGRAFIA BÁSICA:
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:
APROVAÇÃO
Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______
Coordenação do Curso de Graduação: _________________________
| Documento assinado eletronicamente por Aniel Silva de Morais, Professor(a) do Magistério Superior, em 28/09/2020, às 15:09, 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 2285794 e o código CRC D2640783. |
Referência: Processo nº 23117.056272/2020-12 | SEI nº 2285794 |