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Curso de Engenharia Eltrica
Curso: ENGENHARIA ELTRICA
Unidade Curricular: CONTROLE DE SISTEMAS DINMICOS
Professor(es): HANS ROLF KULITZ
Perodo Letivo: STIMOCarga Horria: 45 H TERICAS E 30 H PRTICA
OBJETIVOS
Geral:
Desenvolver controladores analgicos e digitais para sistemas fsicos dinmicos;
Especficos:
Projetar, implementar e testar controladores usando o mtodo da resposta em freqncia;
Projetar, implementar e testar controladores usando o mtodo do Lugar das razes;
Projetar, implementar e testar controladores PID;
Projetar, implementar e testar controladores usando espao de estados
EMENTA
PROJETO DE SISTEMAS DE CONTROLE PELO MTODO DO LUGAR DA RAZES, PROJETO DE SISTEMAS DE CONTROLE PELA RESPOSTA EM FREQNCIA, CONTROLE PID E SISTEMAS DE CONTROLE COM DOIS GRAUS DE LIBERDADE, PROJETO DE SISTEMAS DE CONTROLE NO ESPAO DE ESTADOS..
PR-REQUISITO (SE HOUVER)
MODELAGEM DE SISTEMAS DINMICOS
CONTEDOSCARGA HORRIA
Objetivos: Revisar os conceitos de sistema linear, modelagem, ordem do sistema e estabilidade. Identificar e modelar no-linearidades nos sistemas fsicos.
UNIDADE I: Modelagem de Sistemas Fsicos Dinmicos
1.1. Ordem de sistemas fsicos;
1.2. Obteno do modelo de sistemas fsicos por equaes diferenciais;
1.3. Obteno do modelo de sistemas fsicos por resposta em frequncia;
1.4. Estabilidade de sistemas fsicos de primeira e segunda ordens;
1.5. No-linearidades em sistemas fsicos: zona morta, histerese, saturao, etc.
Sugestes:
a) Obter o modelo matemtico de um sistema fsico;
b) Relacionar as grandezas fsicas (atrito, inrcia, resistncia, Indutncia, etc) com as grandezas do modelo matemtico (zeros e polos);
b) Enfatizar a necessidade do sistema ser linear para ser modelado por transformada de Laplace;
c) Enfatizar que as no-linearidades do sistema introduziro limitaes na modelagem por Laplace.
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Objetivos: Projetar, implementar e testar um controlador obtido pelo mtodo da resposta em frequncia.
UNIDADE II: Projeto de Sistemas de Controle pela Resposta em Freqncia
1.1. Compensao por Atraso;
1.2. Compensao por Avano;
1.3. Compensao por Avano-Atraso.
Sugestes:
a) Utilizar o Simulink e o Matlab para projetar o controlador de um sistema de primeira ordem.
b) Utilizar o Simulink e o Matlab para projetar um controlador de posio. Implementar o controlador com amplificadores operacionais e conferir os parmetro de projeto (sobressinal e tempo de acomodao). Verificar a influncia das no-linearidades (zona morta, saturao, etc) na resposta temporal do sistema e compar-la com a resposta simulada.
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Objetivos: Projetar, implementar e testar um controlador obtido pelo mtodo do Lugar das Razes.
UNIDADE III: Projeto de Sistemas de Controle pelo Mtodo do Lugar das Razes
3.1. Compensao por Atraso;
3.2. Compensao por Avano;
3.3. Compensao por Avano-Atraso.
Sugestes:
a) Repetir o projeto feito na UNIDADE II utilizando o mtodo do Lugar das Razes;
b) Se existirem equipamentos, projetar um controlador para o Levitador Magntico.
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Objetivos: Projetar, implementar e testar um controlador PID de posio obtido pelo mtodo de Ziegler-Nichols.
UNIDADE IV: Controle PID
4.1. Algoritmo de controle PID;
4.2. Sintonia de controlador PID;
4.3. Controle de sistema com dois graus de liberdade.
Sugestes:
a) Repetir o projeto feito na UNIDADE II utilizando o mtodo do Lugar das Razes;
b) Se existirem equipamentos, projetar um controlador para o Levitador Magntico15
Objetivos: Projetar, implementar e testar um controlador PID obtido pelo mtodo da Representao por Espao de Estados.
UNIDADE V: Projeto de Sistemas de Controle no Espao de Estados
5.1. Alocao de plos;
5.2. Projeto de controlador por alocao de plos;
5.3. Observadores de estado;
Sugestes:
a) Repetir o projeto feito na UNIDADE II utilizando o mtodo de Representao em Espao de Estados;
b) Se existirem equipamentos, projetar um controlador para o Levitador Magntico.10
ESTRATGIA DE APRENDIZAGEM
SO AS ESTRATGIAS DE APRENDIZAGEM, TCNICAS E PRTICAS QUE ORIENTAM A AO PEDAGGICA NAS AULAS.
AULA EXPOSITIVA;
DEMONSTRAO PRTICA REALIZADA PELO PROFESSOR;
LABORATRIO (PRTICA REALIZADA PELO ESTUDANTE);
TRABALHO EM GRUPO;
EXERCCIOS DE ANLISE E SNTESE;
ESTUDO DE CASO;
RESOLUO DE SITUAES-PROBLEMA.
RECURSOS METODOLGICOS
SO OS RECURSOS MATERIAIS UTILIZADOS COMO SUPORTE OU COMPLEMENTO PARA O DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA DA DISCIPLINA.
LIVRO TEXTO;
SALA DE AULA;
QUADRO E GIZ;
QUADRO BRANCO E PINCEL;
LABORATRIO;
COMPUTADOR;
PROJETOR MULTIMDIA;
SOFTWARES ESPECFICOS:
MATLAB PROTEUS MPLAB
AVALIAO DA APRENDIZAGEM
Critrios:
SER PRIORIZADA A PRODUO DISCENTE, SOBRETUDO A ARTICULAO ENTRE O SABER ESTUDADO E A SOLUO DE PROBLEMAS QUE A REALIDADE APRESENTA.
CAPACIDADE DE ANLISE CRTICA DOS CONTEDOS; INICIATIVA E CRIATIVIDADE NA ELABORAO DE TRABALHOS; ASSIDUIDADE E PONTUALIDADE NAS AULAS; INTERAO GRUPAL; ORGANIZAO E CLAREZA NA FORMA DE EXPRESSO DOS CONCEITOS E CONHECIMENTOS. Instrumentos:
AVALIAO ESCRITA (TESTES E PROVAS); APRESENTAO DE SEMINRIOS; TRABALHOS; EXERCCIOS; RELATRIOS E/OU PRODUO DE OUTROS TEXTOS.
Bibliografia Bsica (ttulos; peridicos etc.)
Ttulo/PeridicoAutorEdLocalEditoraAno
Engenharia de Controle de ModernoOGATA, Katsuhiko5So PauloPearson Prentice Hall2011
Sistemas de controle modernosDORF, Richard C.; BISHOP, Robert H11Rio de JaneiroLTC2009
Bibliografia Complementar (ttulos; peridicos etc.)
Ttulo/PeridicoAutorEdLocalEditoraAno
Controles tpicos de equipamentos e processos industriais.CAMPOS, Mario Massa de; TEIXEIRA, Herbert C. G10So PauloPearson Prentice Hall2004
Modelagem da dinmica de sistemas e estudo da respostaFELCIO, Luiz Carlos7So CarlosMcGraw-hill2008
Sistemas dinmicosMONTEIRO, Luiz Henrique Alves2So PauloLivraria da Fsica2006
Dinmica: anlise e projeto de sistemas em movimentoTONGUE, Benson H.; SHEPPARD, Sheri D.Rio de JaneiroLTC2007
Digital control of dynamic systemsFRANKLIN, Gene F; POWELL, J. David; WORKMAN, Michael L2MassachusettsEllis-Kagle1998
Digital control systemsKUO, Benjamin C.2New YorkOxford1992
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