CCL:

CONTROLE CLÁSSICO

Profa. Mariana Cavalca

Currículo Resumido • Curso Técnico em Eletro-Eletrônica – ETEP (São José dos Campos - SP)

• Iniciação científica (estatística)

• Estágio – Empresa ITA júnior: microcontroladores.

• Engenharia de Controle e Automação – Unifei (Itajubá – SP)

• Monitoria de Física

• Iniciação científica e Trabalho de Diploma (PDI e Visão Computacional)

• Estágio – Citech – Sistemas Supervisórios, CLP, Banco de Dados

• Mestrado e Doutorado em Engenharia Eletrônica e Computação na área de Sistemas e

Controle – ITA (São José dos Campos - SP)

• Cargo de Professor Adjunto na UDESC desde Setembro de 2011. Membro do Grupo de

Controle do DEE. Coordenadora do Laboratório de Controle de Processos. Tutora do PET

Engenharia Elétrica.

• Principais áreas de Interesse: Teoria de Controle, Controle Preditivo, Controle Tolerante a

Falhas, Estimação Paramétrica, Desenvolvimento de Plantas Didáticas.

CONTROLE CLÁSSICO Introdução aos Sistemas de Controle:

Revisão

Profa. Mariana Cavalca

O que é controlar?

Histórico Atual de Controle • Primeiro trabalho significativo: controlador de velocidade de

James Watt; • Década de 1940: Métodos baseados no diagrama de Bode

(resposta em frequência); • Década de 1950: Lugar das raízes; • 1960-1980: controle ótimo, controle adaptativo • 1980-hoje: controle robusto, controle baseado em

inteligência computacional, controle tolerante a falhas, etc...

Controle

Clássico

Controle

Moderno

Definições

Variável

Controlada

Variável

Manipulada

Planta Processo Sistema

Distúrbio

Interno

Distúrbio

Externo

Controle realimentado

Malha Aberta x Malha Fechada

• Porque fechar a malha de um sistema (Feedback – Realimentação) ?

1. Estabilizar;

2. Reduzir a sensibilidade a variações de G(s);

3. Rejeitar distúrbios;

4. Modificar a resposta transitória;

5. Reduzir o erro em regime permanente.

• Quando é melhor aplicar a malha aberta?

Controle Automático

Especificação de Desempenho

• Traduzir:

Especificação de Desempenho

• Em índices de desempenho:

1. Função de Custo ou objetivo;

2. Resposta Transitória;

Tempo de acomodação, Máximo pico, tempo de subida, etc...

3. Acurabilidade Estática;

Erro em regime permanente

4. Acurabilidade Relativa.

Margens para estabilidade.

Introdução aos Sistemas de Controle

• ISC:

1. Conceitos básicos (Laplace);

2. Modelagem Matemática;

3. Análise de sistemas de 1ª e 2ª ordem;

4. Estabilidade absoluta e relativa;

5. Erro em regime permanente.

Modelo Matemático Sistema Físico

Modelo

Identificação Modelagem Análise Estatística

O Modelo é útil ou não? Análise

Simulação Projeto

Validação

Modelagem Matemática

Simplicidade Acurácia

Sistemas Lineares Invariantes no Tempo

Diagrama em Blocos

Sistema de Primeira Ordem

Tempo de

Acomodação: 3T

(5%) ou 4T (2%)

Tempo de Subida:

2,2T

Sistema de Segunda Ordem

Sistema de Segunda Ordem

• Sub – Amortecido

Sistema de Segunda Ordem

-2 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2Pole-Zero Map

Real Axis

Imag

inary

Axis

Wn

ξWn

Wd

β

Controle Clássico

Como impor um comportamento desejado?

• Projeto de Controladores no Domínio da Frequência.

CCL – Plano de Ensino Resumido

1. Análise pelo Diagrama do Lugar das Raízes;

2. Ações Básicas de Controle;

3. Projeto de Controladores por Intermédio do Diagrama

do Lugar das Raízes;

4. Técnicas de Análise de Resposta em Frequência;

5. Projeto de Controladores por Intermédio de Técnicas

de Resposta em Frequência;

6. Tópicos especiais sobre controladores PID.

CCL – Livros Base

• OGATA, Katsuhiko. Engenharia de controle moderno. 5. ed. São Paulo:

Pearson, 2010. 809 p. ISBN 9788576058106

• MAYA, Paulo Alvaro; LEONARDI, Fabrizio. Controle essencial. São

Paulo: Pearson, 2011. 344 p. ISBN 9788576057000

• DORF, Richard C; BISHOP, Robert H. Sistemas de controle modernos.

11. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. 724 p. ISBN 9788521617143

• OGATA, Katsuhiko. Engenharia de controle moderno. Rio de Janeiro:

Prentice Hall do Brasil, 1982. 929 p.

• NISE, Norman S. Engenharia de sistemas de controle. 6. ed. Rio de

Janeiro: LTC, 2012. 745 p. ISBN 9788521621355

• KUO, Benjamin C. Automatic control systems. 7. ed. New York, NY: J.

Wiley, 1995. 897 p. ISBN 0471366080

• HEMERLY, Elder Moreira. Controle por computador de sistemas

dinâmicos. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2000. 249 p. ISBN 8521202660

Site (Plano de Ensino, Recados, Notas, Material de Aulas, Listas de Exercícios):

http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/marianasantos/

Verifique o site regularmente!!!

Provas (Teoria 80% da Nota Final) – Datas no Site

• 1ª Avaliação 20%

• 2ª Avaliação 20%

• 3ª Avaliação 20%

• Trabalho Final 20%

1 Formulário por prova (folha A4 sem pauta – frente e verso)

Revisão de Provas: Até antes da próxima prova.

• Aproximações pré-exame: 69=70, 68 depende, <=67 Exame!

• Aproximações pós-exame: 48=49=50, 46 e 47 depende, <=45 Reprovado!

Pontualidade e Frequência

Para ser aprovado precisa de mínimo 75% de 90 horas/aula = 68 presenças!

CCL - Avisos

CCL – Próxima Aula:

Lugar das Raízes

CCL:

CONTROLE CLÁSSICO Bom estudo!

Profa. Mariana Cavalca