Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

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

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).

Tabela 2 – Atividades Assíncronas com 54 ha (6 ha/semana).

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:

1. Acesso à internet;
2. Computador, tablet ou celular;

Para a realização das atividades previstas nesta componente curricular, serão utilizados os seguintes recursos:

1. Plataformas de comunicação on-line Microsoft Teams;
2. E-mails;
3. Matlab/Scilab;

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: serão cobradas resoluções de problemas e simulações computacionais. As mesmas devem ser submetidas pelo Microsoft Teams, e terão 48 horas de duração.

 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:

• Dorf, Richard C.; Bishop, Robert H. Sistemas de Controle Modernos, Rio de Janeiro: LTC, 2009. 8ª edição.
• Ogata, K. Engenharia de Controle Moderno. Pearson Education do Brasil, 2003.
• Norman S. Nise. Engenharia de Sistemas de Controle. 6a Edição. Editora LTC, 2002.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:

• Gene F. Franklin, J. David Powell, Abbas Emami-Naeini. Sistemas de Controle para Engenharia, Porto Alegre: Bookman, 2013.
• Ogata, K. Discrete-time Control Systems. 2nd edition. Prentice-Hall, 1995.
• Fadali, M. S.; Visioli, A. Digital Control Engineering: Analysis and Design. 2ª Edição. Editora Elsevier, 2013.
• 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, 1999.

APROVAÇÃO

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

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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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.

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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 2285794 e o código CRC D2640783.

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