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| Universidade de
Brasília - UnB Departamento de Engenharia Elétrica |
Prof.
Adolfo Bauchspiess Control and Automation - Electrical Engineering |
Lab. de Automação e Robótica e-Mail: adolfobs AT ene unb br |
| About | Lectures | Research | Papers |
Monographs (Grad./M.Sc./Ph.D.) |
| Controle
Digital |
Automação
Predial com IoT |
Inteligência
Computacional |
Identificação de Sistemas Dinâmicos | Controle
de Sistemas Dinâmicos |
A leitura das seções em livro texto, dos conteúdos vistos nos slides, é
essencial ao entendimento da disciplina.
As Listas de Exercícios L1 e L2 (Franklin) ajudam a fixar o
conteúdo.
Provas anteriores ilustram a forma que o conteúdo é cobrado.
Os slides são o suporte para o desenvolvimento em sala -
importante tomar nota do que só é "interessante"!
CDig1_ENE-UnB
CDig2_ENE-UnB
Provas Anteriores (Só será cobrado nas provas, o que
tiver sido visto em sala - teoria e laboratório).
rP1CDig126 rP2CDig126
rP1CDig210 rP2CDig210 rP3CDig210 rP1CDig110 rP2CDig110 rP3CDig110 rP1CDig207 rP2CDig207
1. EMENTA
Sistemas Discretos. Representação da
dinâmica de sistemas discretos. Sistemas com dados amostrados.
Controle de sistemas lineares discretos: domínio-k, domínio-z,
espaço de estados. Projeto e compensação no controle de sistemas
lineares discretos.
2. PROGRAMA
Sistemas Discretos.Representação da dinâmica de
sistemas discretos:
Seqüência de ponderação. Função de transferência discreta.
Equação de estado discreto.
Sistemas com dados amostrados:
Amostragem, retenção. Controle por Computador.
Modelo discreto de sistemas amostrados.
Controle de sistemas lineares
discretos:
Solução das equações de diferença. Estabilidade, desempenho
dinâmico.
Domínio-k: somatório de
convolução.
Domínio-z: método do lugar geométrico das raízes.
Domínio-v: métodos da resposta em freqüência.
Espaço de estados: controlabilidade e observabilidade.
Projeto e compensação no controle
de sistemas lineares discretos:
Estruturas de compensação.
Compensação pelo equivalente discreto no domínio-s e no
domínio-v.
Compensação no domínio-z.
Alocação de pólos com realimentação de estado e estimação de
estado.
3. LABORATÓRIO
Organização:
- Grupos de no máximo dois alunos.
- A obtenção de componentes, data-sheets,
tutoriais, compiladores etc. é tarefa do grupo.
- Pode ser utilizado material obtido na
internet, desde que sejam citadas as fontes. Inclusive prompts
de IA.
- A demonstração/apresentação dos
experimentos será feita video de 5 min. a 7 min. no
aprender.unb.br: vPrj1Cdig, vPrj2CDig.
- Relatórios rPrj1Cdig, rPrj2CDig,
(max.
6 páginas + código anexo),
devem apresentar os experimentos 1 e 2 de forma objetiva:
aprender2.unb.br.
- O Prj2Cdig será apresentado também, de
forma presencial.
O relatório deverá conter todas
as informações necessárias à reprodução do experimento.
Visando padronizar a correção, o seguinte formato (coluna
dupla!) de relatório é obrigatório: Template.pdf Overleaf.zip
A pontuação dos projetos de laboratóiro considera (vídeos e relatório) os seguintes aspectos:
nPrj1
i.Ident PRBS ii.SisoTool
iii.Kp, ze x
Sat. iv.SimPI_Awup
v.Resp. ESP
vi.video1
vii.forma/Interp.
nPrj2
i.modelo z iI.prj EE obsP
iii.p, o x sat→tr
iv:SimObsPert
v.Resp. ESP
vi.video2
vii.forma/Interp.
Pontos 1
1
1
1
2
2
2
- demonstração. Além de funcionar,
considera-se a clareza do vídeo/relatório.
- os resultados são apresentados de forma e
concisa e clara: gráficos, tabelas etc.
- a interpretação dos resultados é correta e
reflete/abrange os objetivos do exercício,
- pontualidade - o atraso será penalizado com
0,5 pontos por dia.
4. CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO
- Média Teoria, MT = 0,5 ∑ (P1CDig+ P2CDig )
- Média Laboratório, ML
= 0,5 ∑ (nPrj1+ nPrj2)
- Aprovação: Média = 0,7*MT+ 0,3*ML
≥ 5
-
LEx1
e LEx2 somam 0,15
cada à Média (considerando-se min. 75%
dos exercícios propostos, à mão (ou tablet), no
aprender3.unb.br)
-
PsCDig Prova Substitutiva, substitui a menor nota,
caso PsCDig > min(P1CDig, P2CDig).
5. BIBLIOGRAFIA
- Franklin, G.F.;
Powell, J.D., Workman, M.: Digital Control of Dynamic Systems,
Addison Wesley, 3rd Ed., 1998
- Ogata, K.: Discrete Time Control Systems. 2nd Ed.,
Prentice-Hall, 1995
- Samanta, B.: Introduction to Digital Control. Springer, 2024
- Aguire,
L.A.: Controle de Sistemas Amostrados, 2a Edição, 2023
Experimento CDig 2026.2: Controle PI-AntiWinUp de Processo Térmico com Observador de Pertubações Triangulares
Ferramentas
de Projeto
A parte prática de
CDig será feita em linguagem C/C++ (ou sketch) com o
microcontrolador ESP32.
Esta proposta de laboratório
insere Controle Digital no contexto de IoT (Indústria
4.0).
Sites úteis (Introduções no YouTube)
10 ESP32 Pro Features: Take your Projects to the Next Level
- Dual Core, Multi-Task, Esp-Now, Deep-Sleep, ADC/DAC, TLS,
DMA.
Connect to
ThingSpeak with ESP32 - DHT11 Arduino Sketch
Connect to ThingSpeak - DHT11 VSCode C
ESP32 MQTT
in Action - ThingSpeak broker Espressif-IDE C
ESP32:
Utilizando FreeRTOS e Tasks na prática - ESP-IDF C
IoT
integrated Push-Pull Converter using Simulink, MQTT, Node-RED VSCode
http://newton.ex.ac.uk/teaching/CDHW/Feedback/
Feedback and Temperature Control - University of Exeter
Cronograma de Atividades
| Data | # | Atividade |
Conteúdo
Programático (Numeração correponde aos Caps.
FPW) |
| 11/8 | 1 | CDig1 |
1. Introdução: Sistemas de
Controle Digital - ADC, Quantização, Amostragem - Plano de ensino - Laboratório: grupos de no máximo 2 alunos Material: ESP32, LM35, BC548, Ventilador de CPU, protoboard, fonte |
| 13/8 |
2 | /CSD |
Revisão de Controle Dinâmico |
| 18/8 | 3 | Laboratório: Controle PI anti-windup com rejeição de perturbações senoidais. - Apresentação inicial dos projetos CDigPrj1, 2 e 3. - Vídeos no aprender3.unb.br. Relatório pdf. Apresentação final. |
|
| 20/8 | 4 |
4.
Análise de Sistemas Discretos - Transformada Z - BIBO estabilidade |
|
| 25/8 | 5 |
4.4
Resposta dinâmica: pulso, degrau, exponencial, senóide - Propriedades da Transfor mada Z |
|
| 27/8 | 6 | |
- Aula de
Exercícios |
| 1/9 | 7 | 5. Sistemas Amostrados - Segurador de Ordem Zero, Espectro de um sinal amostrado, Alias - Teorema da Amostragem |
|
| 3/9 | 8 |
6. Sistemas Discretos
Equivalentes - Equivalene ZOH |
|
| 8/9 | 9 |
|
- Especificações de projeto em Z, DeadBeat,
Dahlin-IMC |
| 10/9 | 10 |
|
Projeto assistido por
Computador - Control System Designer MatLab
|
| 15/9 | 11 |
|
Prj1Cig no Control System Designer e no Simulink |
| 17/9 | 12 | Aula de Exercícios | |
| 22/9 | (Semana Universitária) | ||
| 24/9 |
(Semana Universitária) | ||
| 29/9 |
13 |
Aula de Exercícios | |
| 1/10 |
14 |
P1CDig 7:00-10:00 LEx1 23:59 |
- Documento de Identificação com Foto - Água, WC, etc (antes da prova) - Celular desligado na mochila, mochila na frente da sala - Apenas calculadora simples, só operações trigonom. e complexos - Individual, sem consulta - formulário disponível na prova |
| 6/10 |
15 |
7. Projeto
utilizando Transformadas - LGR discreto, coeficientes de erro, estabilidade |
|
| 8/10 | 16 | CDig2 | -
Projeto LGR: 1) tr, ts, tp, Mp (s0) + ess 2)
øav 3)
Estrutura 4) Controlador Dinâmico PI, PID |
| 13/10 | 17 | |
PI com Anti-Windup |
| 15/10 | 18 | |
Métodos no
Domínio-w, Estabilidade, ess, MG, MF. |
| 20/10 | 19 | vPrj1CDig rPrj1CDig 23:59 |
Critério de Nyquist Projeto PI no domínio-w |
| 22/10 | 20 |
|
8. Controle no
Espaço-de-Estados Notação Matricial x Fluxografo |
| 27/10 | 21 |
|
Controlabilidade
e Observabilidade, Estabilidade Formas Canônicas, Posicionamento de Polos |
| 29/10 | 22 | Princípio
da Separabilidade Fator de ajuste de Ganho. Canal PI |
|
| 3/11 | 23 |
|
Controle EE de processo
não-linear em ponto de operação |
| 5/11 |
|
Observador de Perturbações: degrau, rampa e senóide | |
| 10/11 | 24 | Controlador Aumentado
x Observador Aumentado |
|
| 12/11 | 25 | Aula de Exercícios |
|
| 17/11 |
26 | |
Aula de Exercícios |
| 19/11 | 27 | P2CDig 7:00-10:00 LEx1 23:59 |
- Água,
WC, etc (antes da prova) - Celular desligado na mochila, mochila na frente da sala - Apenas calculadora simples, só operações trigonom. e complexos - Individual, sem consulta - formulário disponível na prova |
| 24/11 |
Revisão P2CDig |
||
| 26/11 | 30 |
vPrj2CDig rPrj2CDig 23:59 |
Apresentação presencial grupos 1 a 5 CDigPrj2 |
| 1/11 |
31 |
Apresentação presencial grupos 6 a 10 CDigPrj2 | |
| 3/12 | 32 |
Apresentação presencial grupos 11 a 15 CDigPrj2 | |
| 8/12 | 34 |
PsCDig 7:00-10:00 | Todo o conteúdo da disciplina: CDig1 e CDig2 |
| 10/12 |
35 | Revisão PsCDig |
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