Departamento de Engenharia Elétrica
Control and Automation - Electrical Engineering
e-Mail: adolfobs AT ene unb br
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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 |
Controle
de Sistemas Dinâmicos |
Identificação
de Sistemas Dinâmicos |
Listas de
Exercícios Sugeridos - Preparação p/ provas. Franklin, Powell, Workman, 3rd Ed.
1ª Lista: LEx1 Cap3: 1, 3, 6, 10, Cap4: 1, 5, 9, 15, 20, 22, 23,
24, 28, 29, Cap5: 8, 10, 13, 15
2ª Lista: LEx2 Cap6: 3, 4, Cap7: 2, 9, 12, 15, 21, 22, 18, 19,
20, 23, Cap8: 2, 6, 9, 11, 14, 17, 18, 25
Slides UnB/ENE/CDig CDig1
CDig2
Slides .pdf utilizados nas aulas
expositivas - Não substituem o livro texto!!
Provas Anteriores
rP1CDig210
rP2CDig210
rP3CDig210
rP1CDig110 rP2CDig110 rP3CDig110 rP1CDig207 rP2CDig207
Ferramentas de Projeto
A parte prática de
CDig2026.1 será feita em linguagem C 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
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
Roteiros antigos com PIC 16F877A e ATMega8:
CDigPrj1
CDigPrj2
arquivos_prj2
CDigPrj3
(com prj3.mdl) Sim
ObsPerturbações
Plantão tira-dúvidas: Teams.
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.
- A apresentação do experimento será feita video de 5 min. no
aprender.unb.br.
- Relatório conciso (max. 3 páginas) em pdf no aprender.unb.br
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 Overleaf
/Word
A correção do relatório leva em
conta os seguintes aspectos:
- todos os procedimentos solicitados foram seguidos (30%),
- demonstração. Além de funcionar, considera-se a clareza do
vídeo (20%)
- os resultados são apresentados de forma e concisa e clara:
gráficos, tabelas etc., conforme ModeloCDig.pdf (25%),
- a interpretação dos resultados é correta e reflete/abrange os
objetivos do exercício (25%),
- pontualidade - o atraso será penalizado com 0,5 pontos por dia
útil.
4. CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO
Média Teoria, MT = 1/2 ∑ (P1CDig+ P2CDig)
Média Laboratório, ML = 1/5 ∑ (2*Prj1CDig+ 3*Prj2CDig).Aprovação: ML ≥ 5 E. ML ≥ 5 => Média = 0,7*MT+ 0,3*ML
LEx1
e LEx2 somam
0,15 cada à Média (considerando-se min. 75% dos
exercícios propostos, à mão, no aprender3.unb.br)
PsCDig Prova
Substitutiva, CDig2 + CDig2, 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
- Charles L. Phillips and H. Troy Nagle: Digital Control System
Analysis and Design, 3rd edition, Prentice Hall, 1995
- Astrom, K.J., Wittenmark, B.: Computer Controlled Systems, Prentice-Hall,
3rd Ed, 1997
- Isermann, R.: Digital Control Systems, 2a Ed, Springer, 1996
6. Cronograma de Atividades
| Data | # | Atividade |
Conteúdo
Programático (Numeração correponde aos Caps.
FPW) |
| 17/3 | 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 |
| 19/3 |
2 | /CSD |
Revisão de Controle Dinâmico |
| 24/3 | 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. |
|
| 26/3 | 4 |
4.
Análise de Sistemas Discretos - Transformada Z - BIBO estabilidade |
|
| 31/3 | 5 |
4.4
Resposta dinâmica: pulso, degrau, exponencial, senóide - Propriedades da Transfor mada Z |
|
| 2/4 | 6 | |
- Aula de
Exercícios |
| 7/4 | 7 | 5. Sistemas Amostrados - Segurador de Ordem Zero, Espectro de um sinal amostrado, Alias - Teorema da Amostragem |
|
| 9/4 | 8 |
6. Sistemas Discretos
Equivalentes - Equivalene ZOH |
|
| 14/4 | 9 |
|
- Especificações de projeto em Z |
| 16/4 | 10 |
|
Projeto assistido por
Computador - Control System Designer MatLab
|
| 21/4 | Tiradentes | |
|
| 23/4 | 11 |
Prj1Cig no Control System Designer e no Simulink |
|
| 28/4 | 12 | Aula de Exercícios | |
| 30/4 |
13 |
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 |
| 5/5 |
14 | Prj1CDig 23:59 |
7. Projeto
utilizando Transformadas - LGR discreto, coeficientes de erro, estabilidade |
| 7/5 | 15 | CDig2 | - Projeto_LGR: 1) tr, ts,tr,Mp (s0) + ess. 2)øav. 3) Estrutura. 4) Controlador Din. P, PD, PI, Avanço, Atraso, Avanço-Atraso, PID |
| 12/5 | 16 | |
PI com Anti-Windup |
| 14/5 | 17 | |
Métodos no Domínio-w, Estabilidade, ess, MG, MF. |
| 19/5 | 18 | |
Estabilidade |
| 21/5 | 19 | |
Projeto P, PI, Avanço, Atraso |
| 26/5 | 20 |
|
Aula
de Exercícios |
| 28/5 | 21 | 8. Controle no Espaço-de-Estados | |
| 2/6 | 22 |
|
Controlabilidade e
Observabilidade, Estabilidade |
| 4/6 |
|
C.Christi |
|
| 9/6 | 23 | Formas Canônicas, Posicionamento de Polos | |
| 11/6 | 24 | Observador de Perturbações |
|
| 16/6 |
25 | |
Aula de Exercícios |
| 18/6 | 26 | 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 |
| 23/6 | 27 | Revisão P2CDig | |
| 25/6 | 28 | Prj2CDig 8:00 |
Apresentação presencial grupos 1 a 5 CDigPrj2 |
| 30/6 | 29 | |
Apresentação presencial grupos 6 a 10 CDigPrj2 |
| 2/7 |
30 |
Apresentação presencial grupos 11 a 15 CDigPrj2 | |
| 7/7 | 31 |
Apresentação presencial grupos 16 a 19 CDigPrj2 | |
| 9/7 |
32 |
PsCDig 7:00-10:00 | Todo o conteúdo da
disciplina: CDig1 e CDig2 |
| 14/7 | 32 |
||
| 16/7 | 34 | Revisão PsCDig |
|
