Módulo 1 teoria de controle UNIP

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25/05/2020 UNIP - Universidade Paulista : DisciplinaOnline - Sistemas de conteúdo online para Alunos.
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 Introdução aos Sistemas de Controle
 
 
 
1.1 O Problema do Controle – Por Que Controlar?
De forma resumida, o controle visa garantir que uma variável de saída de um sistema físico ou processo, chamada comumente de
Desta forma o engenheiro de Controle e Automação deve projetar controladores responsáveis pela modificação do sinal de erro, d
Geralmente os critérios de controle contemplam:
 
Rejeição a distúrbios;
 
Erro em regime estacionário;
 
Características da resposta transitória;
 
Sensibilidade a mudanças de parâmetros na planta de controle.
 
Cabe ao engenheiro de Controle e Automação:
 
Escolher sensores adequados para a medição da saída da planta;
 
Escolher os atuadores que comandarão a planta;
 
Desenvolver modelos para a planta, sensores e atuadores;
 
Projetar o controlador com base nos modelos obtidos e no critério de controle;
 
Avaliar o projeto analiticamente via simulação, e posteriormente testar o sistema físico. Se os resultados obtidos forem insati
 
Os modelos obtidos para as plantas, sensores e atuadores geralmente possuem simplificações, de modo que a resposta esperada 
 
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Figura 1.1: Solução matemática de sistemas físicos
 
Na prática as fases de maior dificuldade são a de formulação matemática do problema, ou seja, a construção do modelo, e a tradu
 
1.2 Terminologia do Controle
Faz-se necessário a compreensão de alguns termos comumente usados na área de controle de processos. São eles:
PROCESSO: Série de ações controladas objetivando uma meta.
DISTÚRBIO: Sinal que tende a afetar adversamente o valor de saída de um sistema. Pode ser interno ou externo ao sistema
SERVOMECANISMOS: Sistema de controle realimentado no qual a saída é alguma posição, velocidade ou aceleração. O term
SISTEMA: Uma combinação de componentes que agem em conjunto no desempenho de uma função que seria impossível pa
SISTEMA EM MALHA FECHADA: É um sistema na qual alguns sinais de excitação (entrada) são determinados, em parte, po
Figura 1.2: Sistema em malha fechada
 
 
 
SISTEMA EM MALHA ABERTA: É um sistema complementar ao de malha fechada, ou seja, suas entradas não são funções d
SENSOR: Dispositivo de detecção ou medição de variáveis do processo. São exemplos de sensores os termopares, medidores
VARIÁVEL CONTROLADA: Grandeza a ser controlada medida pelo sensor.
 
Figura 1.3: Variável controlada e sensor 
 
 
PLANTA: Qualquer objeto físico (equipamento ou parte dele) a ser controlado. 
ATUADOR: Dispositivo de acionamento. São exemplos de atuadores as bombas, válvulas (hidráulicas, elétricas ou pneumátic
VARIÁVEL MANIPULADA: Grandeza que é variada pelo atuador de modo a afetar o valor da variável controlada.
 
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Figura 1.4: Atuador, planta e variável manipulada. 
 
 
CONTROLADOR: Dispositivo que, a partir do sinal de erro, determina o sinal de comando para o atuador, de forma a manter
CANAL DIRETO: A unidade que reage ao sinal atuante a fim de produzir a resposta desejada.
RESPOSTA: Grandeza que deve acompanhar o sinal de controle.
CANAL DE RETROAÇÃO: Unidade que propicia o meio de retroação de resposta.
GANHO DO SISTEMA: Relação entre a saída e a entrada de um sistema.
 A forma geral de um sistema de controle em malha fechada é a vista na figura 1.5.
Figura 1.5: Sistema de controle típico em malha fechada
 
De posse de modelos coerentes para o atuador, a planta e o sensor, é necessário o projeto de um controlador para que um sistem
 
1.3 Classes de Sistema de Controle 
Os sistemas de controle são, em geral, divididos em duas classes. Se o objetivo do sistema de controle é manter uma variável a u
A segunda classe de sistemas de controle incorpora os servomecanismos, nos quais é desejável que uma variável siga uma função
 
1.4 Malhas abertas ou malhas fechadas? 
Diversas atividades do cotidiano envolvem o ser humano como parte de um sistema de controle em malha fechada. Uma pessoa d
Mas, como entender o conceito de malha aberta? Basta imaginar uma pessoa desenhando com os olhos vendados. Não existe a ob
Um exemplo simples de sistema em malha aberta é o controle de velocidade de rotação de uma furadeira manual, executado pela
Deve-se notar que, para a mesma pressão no gatilho a velocidade de rotação na furadeira quando submetida ao esforço (pela sup
Na prática esta correção é executada pelo operador que aumenta a pressão no gatilho quando percebe a diminuição de velocidade
Os sistemas em malha aberta apresentam baixo custo e são de fácil construção. Em contrapartida, possuem alta sensibilidade a d
 
Exercício 1:
Dada a definição abaixo, assinale a alternativa correta:
"Uma combinação de componentes que agem em conjunto no desempenho de uma função que seria impossível para qualquer das partes isoladam
A)
Sensor
B)
Sistema 
C)
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Servomecanismo 
D)
Controlador
E)
Atuador 
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Essa disciplina não é ED ou você não o fez comentários
Exercício 2:
Dada a definição abaixo, assinale a alternativa correta:
"Sistema de controle realimentado no qual a saída é alguma posição, velocidade ou aceleração. O termo é sinônimo de sistema de controle de posição, velocidade o
A)
Sistema em malha fechada
B)
Servomecanismo 
C)
Sistema em malha aberta 
D)
Sensor 
E)
Variável manipulada 
Comentários:
Essa disciplina não é ED ou você não o fez comentários
Exercício 3:
Dada a definição abaixo, assinale a alternativa correta:
"Grandeza que é variada pelo atuador de modo a afetar o valor da variável controlada."
A)
Sistema
B)
Atuador 
C)
Controlador 
D)
Variável manipulada 
E)
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Servomecanismo
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Exercício 4:
Dada a definição abaixo, assinale a alternativa correta:
"É um sistema no qual alguns sinais de excitação (entrada) são determinados, em parte, por certas respostas (saídas) do sistema. Portanto, as entradas do sistema 
A)
Servomecanismo
B)
Sistema em malha aberta
C)
Sensor 
D)
Atuador 
E)
Sistema em malha fehada 
Comentários:
Essa disciplina não é ED ou você não o fez comentários
Exercício 5:
Dada a definição abaixo, assinale a alternativa correta:
"Dispositivo de detecção ou medição de variáveis do processo. São exemplos os termopares, medidores de pressão, de temperatura, de nível, de massa específica, d
A)
Sistema 
B)
Sensor
C)
Atuador 
D)
Controlador
E)
Servomecanismo 
Comentários:
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Exercício 6:
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Dada a definição abaixo, assinale a alternativa correta:
"Dispositivo que, a partir do sinal de erro, determina o sinal de comando para o atuador, de forma a manter a variável controlada no valor desejado."
A)
Sensor
B)
Sistema 
C)
Controlador 
D)
Servomecanismo 
E)
Variável manipulada 
Comentários:
Essa disciplina não é ED ou você não o fez comentários
Exercício 7:
Dada a definição abaixo, assinale a alternativa correta:
"É um sistema complementar ao de malha fechada, ou seja, suas entradas não são funções de suas saídas."
A)
Sistema em malha fechada 
B)Controlador 
C)
Servomecanismo 
D)
Sistema em malha aberta 
E)
Sensor 
Comentários:
Essa disciplina não é ED ou você não o fez comentários
Exercício 8:
Dada a definição abaixo, assinale a alternativa correta:
"Dispositivo de acionamento. São exemplos as bombas, válvulas (hidráulicas, elétricas ou pneumáticas), motores, chaves, etc."
A)
Planta
B)
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Ganho do sistema
C)
Sensor
D)
Controlador
E)
Atuador 
Comentários:
Essa disciplina não é ED ou você não o fez comentários
Exercício 9:
Dada a definição abaixo, assinale a alternativa correta:
"Relação entre a saída e a entrada de um sistema.."
A)
Ganho do sistema 
B)
Sistema em malha fechada 
C)
Sensor 
D)
Planta 
E)
Sistema em malha aberta 
Comentários:
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