SISTEMAS DE CONTROLE ICapítulo 1 -IntroduçãoProf. M.e Jáder de Alencar Vasconcelos

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

INTRODUÇÃO

• Um Sistema de Controle consiste de subsistemas eprocessos (ou plantas) reunidos com o propósito de seobter uma saída desejada, com desempenho desejadopara uma entrada específica fornecida.

N.S. Nise – Engenharia de Sistemas de Controle

• “Um sistema que estabeleça uma relação decomparação entre uma saída e uma entrada dereferência, utilizando a diferença como meio decontrole, é denominado Sistema de Controle comRealimentação.”

K. Ogata – Engenharia de Controle Moderno

Definições

INTRODUÇÃO

Entrada; estímulo

Resposta desejada

Sistema

de controle

Saída; resposta

Resposta real

INTRODUÇÃO

• Sistemas de Controle fazem parte de nosso dia a dia:

– Elevadores;

– Fábrica de automóveis e de outros bens de consumo;

– Posicionamento de antenas;

– Controle de velocidade de motores;

– Controle de temperatura, pressão,

umidade;

– Corpo Humano;

– Etc.

• Controlador

• Atuador

• Sensor

INTRODUÇÃO

• Construímos sistemas de controle por quatrorazões principais:

1. Amplificação de potência (Possibilidade demover grandes objetos com precisão: antenas,elevadores etc.);

2. Controle Remoto (Acesso a locais perigosos:braço robótico p/ manipular material emambiente radioativo);

3. Facilidade de uso da forma de entrada (Controlede temperatura a entrada é a posição de umtérmostato a saída é calor);

4. Compensação de pertubações (Posicionamentode antena sujeita a rajadas de vento)

O Rover foi construído para trabalhar

em áreas contaminadas em Three Mile

Island em Middletown, Pensilvânia,

onde um acidente nuclear ocorreu em

1979. O longo braço do robô

controlado remotamente pode ser visto

na frente do veículo.

INTRODUÇÃO

• 1) Resposta transitória;

• 2)Erro no Regime Estacionário ou Permanente;

Medidas de Desempenho

INTRODUÇÃOSistemas de Malha aberta x Malha Fechada

Sistemas de Malha aberta (sem Retroação)

Sistemas de Malha aberta (com Retroação)

INTRODUÇÃO

INTRODUÇÃO

INTRODUÇÃO

INTRODUÇÃO

Sinais de Entrada

INTRODUÇÃO

Exemplo• Em uma usina geradora de energia nuclear, o calor proveniente de

um reator é utilizado para gerar vapor para as turbinas. A taxa dareação de fissão determina a quantidade de calor gerada, e esta taxaé controlada por barras inseridas no núcleo radioativo. As barrasregulam o fluxo de nêutrons. Se as barras forem baixadas paradentro do núcleo, a taxa de fissão diminuirá; se as barras foremlevantadas, a taxa de fissão aumentará. Através do controleautomático da posição das barras, a quantidade de calor geradapelo reator pode ser regulada. Desenhe um diagrama de blocosfuncional para o sistema de controle de reator nuclear.

Exemplo• Dado o circuito elétrico mostrado na Figura abaixo:

– Escreva a equação diferencial do circuito para v(t) = u(t),um degrau unitário;

– Resolva a equação diferencial para a corrente, i(t),considerando que não haja energia inicial no circuito;

– Faça um gráfico de sua solução para R/L = 1.

ATIVIDADE

• Leitura do Capítulo 1 – Introdução