Sistemas de Controle Antigos e Atuais

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17/10/2022 16:42 Avaliação Final (Discursiva) - Individual
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GABARITO | Avaliação Final (Discursiva) - Individual
(Cod.:765397)
Um sistema de controle consiste em subsistemas e processos agrupados com o propósito de
obter uma saída desejada com um desempenho desejado dada uma entrada específica. Os sistemas de 
controle com realimentação são muito antigos. Diversos sistemas de controle biológicos foram
formados nos primeiros habitantes do nosso planeta. O desafio para a engenharia de controle é
modelar e controlar sistemas modernos, complexos, como sistemas de controle de tráfego, controle
de processos químicos e sistemas robóticos. 
Com base no exposto, disserte sobre os sistemas de controle antigos x atuais para o controle do nível
de líquidos.
Resposta esperada
Antigos: os gregos começaram a engenharia de sistemas com realimentação por volta de 300
a.C. Um relógio de água, inventado por Ktesibios, funcionava através do gotejamento de água, a
uma taxa constante, em um recipiente de medição. O nível de água no recipiente de medição
podia ser usado para informar o tempo decorrido. Para que a água gotejasse a uma taxa
constante, o nível do reservatório de alimentação teria de ser mantido constante. Isso foi
conseguido usando-se uma válvula de boia semelhante à do controle de nível de água da caixa de
descarga dos vasos sanitários atuais.
Atuais: sistemas hidráulicos automáticos fazem parte de diversas plantas industriais, mas devido
ao crescimento populacional e às crises hídricas, sistemas automáticos para armazenamento,
reúso e captação de água têm se tornado cada vez mais comuns nas instalações residenciais. Seja
nas grandes cidades ou nas propriedades rurais, estes sistemas têm ocupado seu espaço e devem
entrar no portfólio de trabalhos dos eletricistas, seja para construção de sistemas automáticos de
nível ou para sua manutenção. Existem diversas configurações para sistemas de controle de nível
sendo o mais comum deles o uso de dois sensores de nível para acionar uma bomba d'água. O
sensor de nível é uma pequena boia com um contato elétrico encapsulado dentro dele, funciona
como um interruptor, permitindo ou não a passagem de corrente elétrica por entre seus contatos.
Fixado a lateral de um reservatório ou mesmo a um sistema de canos inserido dentro deste
reservatório, pode ser usado como um contato aberto ou fechado para o comando elétrico de uma
bomba.
Minha resposta
Um sistema de controle pode ser definido basicamente por 3 partes: entrada, um processo a ser
realizado e uma saída, sendo esta destinta em dois sistemas, malha aberta ou malha fechada. Nos
processos de controle com malha aberta, também classificado como sendo o mais barato, não é
necessário a correção da saída devido as perturbações, na qual em sistemas de malha fechada
monitoram a saída e comparam com a entrada, detectando e corrigindo a saída independente dos
efeitos das perturbações. Abordando um pouco do assunto para o entendimento mais amplo, os
sistemas de controle contribuem para todos os aspectos da sociedade, já na Grécia antiga, os
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primeiros sistemas de controle eram realizado em um sistema de relógio a base de pingo d'agua,
na qual possuía um gotejamento constante com uma vasão constante, resultando em uma saída
que era representada em uma régua escalonada de horas, e para isso, eram desenvolvidos os
primeiros sistemas de boias de controle de nível para deixar o sistema sempre completo d'agua.
Já nos tempos atuais, com o amplo avanço da tecnologia e escassez de água potável, adotasse
sistemas mais complexos de controle, como sensores de nível por varetas de nível, controle de
nível por boia elétrica, controle de nível por sensores ultrassónicos instalados no topo de uma
caixa d'agua, que determinam até a quantidade exata de água no reservatório através de um envio
de som ultrassônico que reflete na agua, retornando ao sensor, esse tempo para receber o sinal de
volta define a profundidade do líquido no seu interior, com o auxilio de interface homem
máquina, podem ser representadas em monitores, aplicativos e outros sistemas da indústria 4.0,
na qual podemos verificar esses sistemas até mesmo remotamente.
Retorno da correção
Parabéns, acadêmico, sua resposta atingiu os objetivos da questão e você contemplou o esperado,
demonstrando a competência da análise e síntese do assunto abordado, apresentando excelentes
argumentos próprios, com base nos materiais disponibilizados. Observe que a resposta
formulada por você contempla integralmente o esperado.
A análise de erros em regime é uma importante ferramenta para conhecer o comportamento de um 
sistema a diversos tipos de sinal de entrada. Essa análise é primordial, uma vez que alterações na 
entrada causarão, inevitavelmente, erros no regime transitório, e poderão causar, também, erros em 
regime permanente. Quaisquer tipos de sistemas físicos apresentarão, naturalmente, algum tipo de 
erro em regime permanente em certos tipos de entradas.
Diante disso, explique o que é o erro em regime e a classificação dos sistemas a partir dele.
Resposta esperada
O erro em regime mede a capacidade de um sistema de acompanhar determinada referência ao
longo do tempo. Independentemente da natureza do sistema a ser controlado, os erros de regime
às entradas degrau, rampa e parábola serão chamados de erros de posição, velocidade e
aceleração, respectivamente. Os sistemas podem ser classificados em tipo 0, 1 ou 2 de acordo
com seu comportamento a uma entrada tipo rampa: sistemas tipo 0 são incapazes de seguir em
regime permanente, sistemas tipo 1 seguem a entrada em rampa com erro finito e sistemas 2 (ou
maiores) seguem a referência com erro nulo.
Minha resposta
Os sistemas de controle são basicamente classificados em dois sistemas de controle, um controle
de malha aberta e sistema de controle em malha fechada, a diferença entre os dois sistemas é
como o erro em regime atua no controle para produzir a saída alvo. Um exemplo prático para
fazermos uma analogia seria o micro ondas doméstico, em exemplo de uma malha aberta,
realizamos o descongelamento de um alimento, por exemplo, selecionamos o tipo do alimento e
iniciamos o processo. Nisso, com base em uma programação de fabrica, o alimento é submetido
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a seções intermitentes de micro ondas para o aquecimento do alimento, não recebendo um sinal
de um sensor se o alimento foi mesmo descongelado ou não, pois não recebemos um retorno da
variável da saída, se ela realmente atingiu o ideal alvo, ou ultrapassou o esperado. Já para um
sistema de malha fechada, possuímos um retorno da variável saída, obtendo e controlando os
efeitos corretivos no processo para atingir a saída alvo (descongelamento). Com isso podemos
exemplificar o erro em regime nos diferentes modos em um exemplo prático.
Retorno da correção
Parabéns, acadêmico, sua resposta atingiu os objetivos da questão e você contemplou o esperado,
demonstrando a competência da análise e síntese do assunto abordado, apresentando excelentes
argumentos próprios, com base nos materiais disponibilizados. Observe que a resposta
formulada por você contempla integralmente o esperado.
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