unb


LARA
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 de Sistemas Dinâmicos
Inteligência Computacional
Introdução à Eng. Mecatrônica
Controle Dinâmico
Lab. Controle Dinâmico
Identificação de Sistemas Dinâmicos
Controle Digital


                                                               
ENE0077 - Controle de Sistemas Dinâmicos - 2024.1

T01, Sala BT-25/15, Qua-Sex 800- 950


e-mail assuntos CSD:
adolfobs AT ene unb br

- Provas  P1: 24/4, P2: 7/6 P3: 3/7, Ps: 10/7. (7:00 - 10:00).

- Slides anotados, Nise - Engenharia de Sistemas de Controle, 3a ed.
  Captitulo01 Captitulo02a  Captitulo02b Captitulo3 Capitulo04 Capitulo5a Capitulo5b
  Captitulo06 Captitulo07  Captitulo08 Captitulo09a Capitulo09b
  Captitulo10a Capitulo10b  Captitulo11

-
Notas de Aula:
  As notas de aula, são um suporte didático às aulas presenciais (memória do conteúdo abordado). Não substituem o livro texto.
  (O mais importante é "aprender a aprender". Um bom profissional se adapta às novas tecnologias! (Se tiver uma boa base : )).

    CSD1-Introdução
    CSD2-Modelagem
    CSD3-Linearizacao
   
CSD4-RespostaNoTempo
   
CSD5-AlgebraBlocos
   

    CSD6-MAxMF_TipoEss
   
CSD7-Estabilidade

    CSD8-LGR
    CSD9-Projeto_LGR

    Captitulo10a Capitulo10b
    CSD10-RespFreq
    Captitulo11
    CSD11-ProjetoW

Extras: Regras LGR Simulações_Diversas    Liq2.avi     Exercícios_Sala

- Algumas Provas Anteriores  
   CSD:  2023.2:
  rP1 rP2 rP3  2019/1: rP1  rP2  rP3   2019/2:  rP1  rP2  rP3
   ADL:  2007/2: rP1  rP2  2004/2: rP1  rP2  
   CDin:
  2018/2:  rP1  rP2  2018/1: rP1  rP2    2017/2:  rP1 rP2
 

 

- Listas de Exercícios
    Haverá 3 Listas de Exercícios, Li, i=1,2,3, cada uma composta de questões discursivas, Ldi, a serem entregues no dia da prova.

   O maior benefício das listas é auxiliar nas provas, assim só serão aceitas até o dia da respectiva prova.
 *(A média dos alunos que entregam as listas é, típicamente, mais de um ponto acima, da média dos alunos que não a entregam.)
 
   O objetivo das listas é abordar os assuntos vistos em sala. De uma edição para outra do Nise podem haver inclusões/alterações de exercícios.
   Para efeitos de preparação para as provas e pontuação das listas na menção final
   recomenda-se entregar os exercícios do Nise, 7a Ed. (outras edições, indicando-se numeração, também serão aceitos).

    1a Lista de Exercícios,  L1

          Cap2: 8, 11, 17, 21, 22, 24, 26, 30, 33, 37, 42, 43, 58, 62
          Cap4: 4, 6, 20, 23,25, 26 

          Cap5: 2, 3, 7, 8, 11, 13,16, 19, 63, 70

   2a Lista de Exercícios, L2
          Cap6: 3,5,15,19,26,32,36,46,52  
          Cap7: 1,3,9,10,18,20,29,39,44,45 
          Cap8: 1,2,3,8,13,16,18,21,27,37,51
          Cap9: 1,5,11,17,21,25,23,32,33

    3a Lista de Exercícios, L3
          Cap10: 4,9,10,11,15,23,25,29,35
          Cap11:1,2,4,5,7,12,14
  


- Links Interessantes
  http://www.dii.unisi.it/~control/act/home.php           Automatic Control Telelab - Remote Experiments - Università degli Studi di Siena
  http://www.engin.umich.edu/group/ctm/                    Control Tutorials for MatLab - Carnegie Mellon
  http://newton.ex.ac.uk/teaching/CDHW/Feedback/   Feedback and Temperature Control  - University of Exeter
  http://vclab.atp.rub.de/                                                 Virtual Control Lab  - Ruhr-University Bochum
  http://chem.engr.utc.edu/                                            Resource Center for Engineering Laboratories on the Web - U. of Tennessee at Chattanooga
  http://techteach.no/publications/control_system_toolbox/     Tutorial for Control System Toolbox for Matlab by Finn Haugen, TechTeach



Plano de Ensino
1.    EMENTA

    Modelagem de sistemas dinâmicos.
    Diagrama de blocos.
    Estabilidade.
    Especificação do projeto de controle.
    Análise por lugar geométrico das raízes.
    Projeto de controle por lugar geométrico das raízes.
    Análise por resposta em frequência.
    Projeto de controle por resposta em frequência.

   
2.    PROGRAMA

Modelagem de sistemas dinâmicos 
- Modelagem de circuitos elétricos, sistemas mecânicos e eletromecânicos; 
- Linearização em ponto de operação; 
- Função de transferência; 
- Análise da resposta ao degrau de sistemas de 1ª e 2ª ordem. 

Diagramas de blocos 
- Representação gráfica das equações do sistema; 
- Álgebra de diagramas de blocos. 

Estabilidade 
- Definição de estabilidade; 
- Critério de Routh-Hurwitz. 

Erros de estado estacionário 
- Erros de estado estacionário de sistemas com retroação unitária; 
- Constantes de erro estático e tipo do sistema; 
- Erros de estado estacionário devido a perturbações; 
- Erros de estado estacionário de sistemas com retroação não unitária. 

Técnicas do lugar geométrico das raízes 
- Definição do lugar geométrico das raízes; 
- Propriedades e esboço do lugar geométrico das raízes; 
- Projeto da resposta dinâmica; 
- Casos especiais do lugar geométrico das raízes. 

Projeto por intermédio do lugar geométrico das raízes 
- Compensação em série para ajuste do erro de estado estacionário e da resposta transitória: projeto de compensadores em avanço, atraso, avanço-atraso e PID; 
- Realização física da compensação. 

Técnicas de resposta em frequência 
- Conceito de resposta em frequência; 
- Diagramas de Bode: aproximações assintóticas; 
- Estabilidade via critério de Nyquist; 
- Margem de ganho e margem de fase; 
- Relação entre resposta transitória e resposta em frequência; 
- Relação entre respostas em frequência a malha aberta e a malha fechada; 
- Características de erro do estado estacionário a partir da resposta de frequência; 
- Sistemas com atraso. 

Projeto por intermédio da resposta de frequência 
- Resposta transitória por intermédio do ajuste de ganho; 
- Projeto de compensadores em avanço, atraso, avanço-atraso e PID. 

Métodos empíricos de sintonia de controladores 
- Ziegler-Nichols.

  

3.    BIBLIOGRAFIA

    [1] NISE, Norman S.: Engenharia de Sistemas de Controle, 7ª Edição. LTC, 2017.
    [2] OGATA, Katsuhiko.: Engenharia de Controle Moderno, 5ª Edição. Rio de Janeiro: Prentice-Hall do Brasil, 2011.
    [3] DORF, Richard C.; BISHOP, R.H.: Sistemas de Controle Moderno, 12ª Edição, LTC, 2013.
    [4] FRANKLIN, G.F.; POWELL, J.D. and EMAMI-NAEINI, A.: Sistemas de Controle para Engenharia, 6a. ed., Bookman, 2013.
    [5] MATLAB - Control System Toolbox, MathWorks®.

4.    CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO

    ·  A Média das Provas é dada por MP = (P1 + P2 + P3)/3.


        - As provas deverão ser feitas a caneta (se utilizar lápis não apagar, pois o carpete do auditório não é próprio para tal limpeza).
        - Questões da prova em folha  solta. Folha de Respostas/Folhas de Desenvolvimento das Questões, grampeadas - não separar.
        - O desenvolvimento da questão é considerado na nota. Legíbilidade. Organização. O que não for claro poderá ser argüido na revisão de prova.
        - Só é permitido o uso de calculadora científica básica (Números Complexos & Funções Trigonométricas - praticar antes da prova!)
        - Prova sem consulta - um formulário "necessário" será fornecido com a prova.
        - Trazer documento com foto, para lista de presença.
        - W.C. - antes do início da prova. 

    ·  Listas de Exercícios
       Pontuação integral se, no mínimo, 75% dos exercícios propostos do Nise ou do Ogata tiverem sido resolvidos.

       Cada lista vale até 0,1 pontos da média final. max(ML) = 0,3.

    .  Média Final: MF = MP + ML.

    ·  Não há substituição de provas individuais.

    -  Para todos os casos de "força maior" (incluindo atestado médico), bem como MF < 5,0, haverá uma Prova Substitutiva, Ps, sobre toda a matéria do semestre.
       Ps substitui a menor nota entre P1, P2 e P3 (caso Ps seja maior que a menor nota). Ps também poderá ser feita para melhorar a menção.




Cronograma de Atividades

 
Data #

Conteúdo Programático
20/3 1
Plano de ensino
CSD1 - Introdução: MA x MF, Industria 4.0, M.Vapor
22/3
2
Recapitulação Plano de ensino
CSD1... Controlador=> Informação, Atuador => Energia
Conceitos: Sistema, Perturbação => refletidas em u, Ruído.
27/3 3
CSD2 - Modelagem por impedância
Circuitos Elétricos. Amp. Op.
Exercício: Circuito 2a ordem com 3 Capacitores.
Modelagem por impedância
Sistemas Mecânicos em Translação
29/3 4
Sexta-feira
Santa

3/4 5

CSD2...
sistemas mecânicos rotacionais, engrenagens, motor CC
5/4 6

CSD3-Linearização
10/4 7

CSD4-Resposta no Tempo
12/4 8

CSD5-Álgebra de Blocos
17/4 9

Aula de Exercícios
19/4 10
Aula de Exercícios
24/4 11 P1
7:00-10:00 CSD1-CSD5
26/4 12

 CSD6 - Erro em Regime Permanente, Tipos de Sistema
1/5 13 Dia do Trabalho

3/5 14
CSD6 - Erro em Regime Permanente, Tipos de Sistema
8/5 15
CSD7 - Estabilidade
10/5 16
CSD8-LGR
17/5 17
...CSD8_LGR
22/5 18

CD9 - Projeto_LGR
24/5 19

...CD9 - Projeto_LGR
29/5
20

Aula de exercícios
31/5 21
Pto Facult.

5/6
22
Aula de exercícios
7/6 23 P2
7:00-10:00 CSD6-CSD9
12/6 24
CSD10 - Resposta em Frequência

25

... CSD10
19/6 26
CSD11 - Projeto no domínio em Frequência
21/6 27
... CSD11
26/6 28

Aula de exercícios
28/6 29

Aula de exercícios
3/7 30 P3 7:00-10:00 CSD10-CSD11
5/7 31

10/7 32 Ps 7:00-10:00 CSD1-CSD11
12/7 33






Last Updated: Brasília, 15Mar2024