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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: |
EMENTA
Teoria básica e aplicações de técnicas de Sistemas de Controle Realimentado à Engenharia.
JUSTIFICATIVA
Sistemas de Controle são disciplinas fundamentais na formação de qualquer Engenheiro. São de natureza multidisciplinar, contemplam 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 ou compensadores contínuos e discretos para sistemas físicos. - Utilizar ferramentas computacionais de análise de sistemas de controle realimentado. |
Objetivos Específicos: |
- Ser capaz projetar controladores clássicos PI e PID; - Ser capaz de projetar um controlador discreto e gerar o código procedimental; - Interpretar diagrama de bode; |
PROGRAMA
Introdução aos Sistemas de Controle (Revisão: Capítulos 1 e 2 da referência 1)
1.1 Introdução à história do controle automático;
1.2 Exemplos de Sistemas de Controle Moderno;
1.3 A realimentação;
1.4 Introdução à modelagem e ao projeto de controladores;
1.5 Equações diferenciais de sistemas físicos;
1.6 Aproximação linear;
1.7 A Transformada de Laplace;
1.8 Funções de transferência;
1.9 Diagrama de blocos;
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;
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: número do tipo do sistema;
3.5 Índices de desempenho;
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;
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
5.7 Controlador PD, PI e PID;
5.8 Controle cascata;
Sistemas de Controle Digital (Cap. 4, 5 e 6 da Apostila e 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;
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;
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 (todos os alunos simultaneamente conectados à internet sob a regência do professor) e assíncrona (contemplando atividades remotas off-line). Para tal efeito, serão consideradas as seguintes mídias:
https://www.youtube.com/playlist?list=PLjhzxDly7tNTQbDJMuVpOb-P2GXH8NHwF
code: zmhxhmu
O atendimento ao aluno será realizado de forma remota, seja durante as aulas na modalidade síncrona, ou através de e-mail, aplicativos de mensagens ou reuniões individuais através das plataformas Microsoft Teams, em horários específicos a serem definidos pelo professor.
Tabela 1 - Aulas Síncronas com 18 ha (2 ha/semana).
Data |
Conteúdo |
10/08 |
Aula Síncrona 1 - Introdução e Apresentação do Curso; |
11/08 |
Aula Síncrona 1 - Introdução e Apresentação do Curso; |
17/08 |
Aula Síncrona 2 - Discussão das vídeo Aulas 02 a 04 |
24/08 |
Aula Síncrona 3 - Discussão das vídeo Aulas 05 a 08 |
25/08 |
Entregar a Tarefa 1 via Microsoft Teams (15 ptos) |
01/09 |
Aula Síncrona 4 - Discussão das vídeo Aulas 09 a 12 |
08/09 |
Aula Síncrona 5 - Discussão das vídeo Aulas 13 a 14 |
09/09 |
Entrega da 1a Prova de SCR via Microsoft Teams (35 ptos) |
14/09 |
Aula Síncrona 6 - Discussão das vídeo Aulas 15 a 18 |
21/09 |
Aula Síncrona 7 - Discussão das vídeo Aulas 19 a 22 |
22/09 |
Entregar a Tarefa 2 via Microsoft Teams (15 ptos) |
28/09 |
Aula Síncrona 8 - Discussão das vídeo Aulas 23 a 26 |
05/10 |
Entrega da 2a Prova de SCR via Microsoft Teams (35 ptos) |
06/10 |
Vista de Provas |
Tabela 2 – Atividades Assíncronas com 54 ha (6 ha/semana).
Data |
Conteúdo |
10 a 16/08 |
Vídeo Aula 02 - Introdução à modelagem e ao Projeto de Controladores; Vídeo Aula 03 - Transformada de Laplace, Funções de Transferência; Vídeo Aula 04 - AmpOps e Diagrama de Blocos; |
17 a 23/08
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Vídeo Aula 05 - Propriedades da Realimentação; Vídeo Aula 06 – Propriedades da Realimentação - Erro em Regime Permanente; Vídeo Aula 07 - Características da Realimentação 1; Vídeo Aula 08 - Características da Realimentação 2 e critério Routh-Hurwitz; |
24 a 30/08
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Vídeo Aula 09 – Estabilidade; Vídeo Aulas 10 – O Lugar das Raízes; Vídeo Aulas 11 – Controladores no Lugar das Raízes; Vídeo Aulas 12 - Projetando Controladores P, PI, PD e PID no LR; Resolução da Tarefa 1 |
01/09 a 09/09
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Vídeo Aulas 13 a 14 - Projetando Controladores P, PI, PD e PID no LR; Resolução da 1a Prova de SCR |
10 a 13/09
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Vídeo Aula 15 – Sistemas de Controle em Tempo Discreto e Transf. Z; Vídeo Aula 16 - Mapeamento entre os Planos S e Z e Discretização; Vídeo Aula 17 - Método direto e Equações de Diferença; Vídeo Aula 18 - Projeto de Controladores Discretos no Lugar das Raízes; |
14 a 20/09 |
Vídeo Aulas 19 e 20 - Projeto de Controladores Discretos no Lugar das Raízes; Vídeo Aula 21 - Resposta em Frequência - Diagrama de Bode; Vídeo Aula 22 - Resposta em Frequência - Diagrama de Bode;
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21 a 27/09
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Resolução da Tarefa 2 Vídeo Aula 23 – Projeto de controladores pelo método da resposta em frequência; Vídeo Aula 24 - Projeto de Controladores com Diagrama de Bode; Vídeo Aula 25 - Critério de estabilidade de Nyquist; Vídeo Aula 26 - Representação de Sistemas no Espaço de Estados; |
28/09 a 05/10 |
Resolução da 2a Prova de SCR |
06/10 a 10/10 |
Vista de Provas |
OBS: A validação da assiduidade dos discentes será realizada a partir da anotação em controle específico (planilha Excel) da presença dos mesmos nas aulas expositivas na modalidade síncrona, assim como pelo atendimento aos prazos de entrega dos itens de avaliação.
AVALIAÇÃO
A metodologia de avaliação individual será baseada em duas estratégias:
1 – Estudos dirigidos:
- Serão avaliadas 2 (duas) Tarefas durante o semestre letivo, valendo 15 pontos cada, as mesmas devem ser submetidas no Microsoft Teams.
25/08 |
Entregar a Tarefa 1 via Microsoft Teams (15 ptos) |
22/09 |
Entregar a Tarefa 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, não serão aceitas atividades em atraso.
09/09 |
Entrega da 1a Prova de SCR via Microsoft Teams (35 ptos) |
05/10 |
Entrega da 2a Prova de SCR via Microsoft Teams (35 ptos) |
- Valor total das atividades será de 100 pontos.
BIBLIOGRAFIA
Básica
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 12/08/2020, às 23:02, 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 2193319 e o código CRC 6B4E2313. |
Referência: Processo nº 23117.039929/2020-79 | SEI nº 2193319 |