Prova- Controle de Sistemas

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Medindo-se a temperatura ambiente real e comparando-a com a temperatura de referência (temperatura desejada), o termostato ativa ou desativa o equipamento de aquecimento ou resfriamento, de modo que assegure que a temperatura ambiente permaneça em um nível confortável, independentemente das condições exteriores.
Com base no texto, e na classificação dos sistemas de controle, analise os itens, atribuindo (V) para verdadeiro e (F) para falso.
I. (  ) Em um sistema de controle de malha fechada, o sinal de erro atuante realimenta o controlador, de modo a minimizar o erro e acertar a saída do sistema com valor desejado.
II. (  ) Em sua representação em diagrama de blocos, um sistema em malha aberta utiliza a saída para realizar uma reavaliação dos controles de entrada do sistema em questão.
III. (  ) O sinal de entrada é muito complexo por natureza, pois pode ser uma combinação de vários outros sinais, podendo ser difícil, a princípio, uma análise comportamental.
IV. (  ) No domínio do tempo, o sinal de degrau unitário é representado por u(t). A transformação de Laplace da função degrau unitário é 1/s, usado como uma entrada de sistema.
A ordem correta é encontrada na alternativa:
a.
V, F, V, V.
b.
V, F, V, F.
c.
V, V, V, V.
d.
F, F, V, F.
e.
F, F, V, V.
Questão 2
Completo
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
O projeto de controladores envolve sempre a escolha da localização de polos e zeros do sistema em malha fechada, que deve ser traduzida através da escolha da estrutura do controlador e dos seus parâmetros (Como em controlares P, PI, PD e PID).  (OGATA, 2010)
OGATA, K. Engenharia de controle moderno. 5. ed. Londres: Pearson, 2015. 
Sobre o método do lugar das raízes, e projeto de controle de sistemas, analise os itens a seguir.
I. O primeiro passo para a construção do lugar das raízes é a localização dos polos em malha aberta.
II. É possível determinar o número de assíntotas no cálculo do lugar das raízes com base nos polos e zeros do sistema.
III. O lugar das raízes terá tantas partes quanto forem o número de raízes da equação característica do sistema.
IV. Uma das peculiaridades do método é fazer uma aproximação do sistema em estudo para um modelo correspondente a um sistema de segunda ordem.
Está correto apenas o que se afirma em:
a.
I e II, apenas.
b.
I, II, III e IV
c.
II e IV, apenas.
d.
II, III e IV, apenas.
e.
I, II e III, apenas.
Questão 3
Completo
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
A Equação Característica relacionada ao método do Lugar das Raízes é dada por 1 + G(s)H(s) = 0. Diferenciando a equação característica e igualando dk/ds igual a zero, podemos obter pontos de ruptura. Suponha que dois lugares das raízes que partem do polo e se movem em direções opostas colidem um com o outro, de modo que após a colisão eles começam a se mover em direções diferentes.
De acordo com o texto e princípios da equação característica para o método do local das raízes, analise os itens a seguir, atribuindo (V) para verdadeiro e (F) para falso.
I. ( ) Nos pontos de ruptura ocorrem múltiplas raízes da equação característica 1 + G(s)H(s) = 0.
II. ( ) O valor de K é máximo nos pontos onde os ramos do lugar das raízes se rompem. 
III. ( ) Os pontos de ruptura podem ser reais, imaginários ou complexos.
IV. ( ) Se K = 0, podemos afirmar que o número de polos é maior que o número de zeros.
A sequência correta é mostrada em:
a.
F, F, V, F.
b.
V, V, F, V.
c.
V, V, F, F.
d.
V, V, V, F.
e.
F, V, V, F.
Questão 4
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
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Texto da questão
Uma das grandes áreas em que os sistemas de controle atuam é a automação, intimamente interligada com o controle de seus processos. Podemos exemplificar, no controle de processos industriais, a área química, petroquímica etc.
Nessas condições, de acordo com o texto e princípios do sistema de controle, assinale a alternativa correta:
a.
Instrumentação comercial e industrial possuem tendência de utilizar a eletrônica digital de forma mais abundante, pela possibilidade de multiprogramação, ou seja, diversas ações de controle distintas, bem como troca de informações através de uma rede para comunicação e transmissão de dados.
b.
Sinal de Controle é uma operação voluntária ou induzida que acontece de forma progressiva, na qual uma série de ações controladas ou movimentos direcionados são constituídos para que se alcance determinados resultados.
c.
Distúrbios são alterações manuais, ou seja, geradas artificialmente, que podem afetar de modo adverso o valor da grandeza ou variável de saída de uma planta. Se gerado dentro do sistema, é chamado de distúrbio interno; caso contrário, é chamado de distúrbio externo.
d.
Os sistemas de controle baseiam-se, em resumo, em duas fundamentações: feedback e análise de sistemas lineares, ainda que a integração com redes de comunicação não seja realizada nesses projetos.
e.
O controle feito de forma automática acaba sendo dispensável para qualquer ramo referente a engenharia e a ciência como um todo. Historicamente, muitos trabalhos foram realizados como estudo na área, como o controle de velocidade de máquina a vapor.
Questão 5
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
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Texto da questão
Em uma linha de produção de uma engrenagem para motor elétrico, foi realizada a modelagem de um pequeno sistema de controle, no qual é formado por três subsistemas em paralelo, G1(s), G2(s) e G3(s). Considere a saída de cada subsistema, respectivamente, como X1(s), X2(s) e X3(s), onde tivemos uma única entrada I(s).
Considere que G1(s) é a única influência com sinal negativo na saída geral do sistema. Dessa forma, podemos dizer que a saída O(s) do sistema geral será dada por:
a.
O(s) = [G1(s) + G2(s) + G3(s)] I(s).
b.
O(s) = [-G1(s) + G2(s) + G3(s)].
c.
O(s) = [G1(s) G2(s) G3(s)] I(s).
d.
O(s) = [-G1(s) + G2(s) + G3(s)] I(s).
e.
O(s) = [G1(s) + G2(s) + G3(s)].
Questão 6
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
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Texto da questão
As curvas de resposta em frequência, como funções de log ω, são chamadas de Diagramas de Bode. Esboçar gráficos de Bode podem ser simplificados porque podem ser aproximados como uma sequência de linhas retas.
Analise as asserções e suas possíveis relações de causalidade.
I. Se conhecermos a resposta de magnitude de cada termo de polo e zero, podemos encontrar a resposta de magnitude total.
POIS
II. O processo para encontrar resposta em frequência pode ser simplificado trabalhando com o logaritmo da magnitude, uma vez que as respostas de magnitude dos termos zero seriam somadas e as respostas de magnitude dos termos polares subtraídas, em vez de, respectivamente, multiplicadas ou divididas.
É correto o que se afirma em:
a.
A asserção I está correta, mas a asserção II está incorreta.
b.
As asserções I e II estão corretas, e II não é uma justificativa válida de I.
c.
A asserção I está incorreta, mas a asserção II está correta.
d.
As asserções I e II estão incorretas.
e.
As asserções I e II estão corretas, e II é uma justificativa válida de I.
Questão 7
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
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Texto da questão
Um sistema físico pode ser modelado de diversas formas e, entre elas, pode ser através de um sistema linear de resposta não variável ao longo do tempo. Mais ainda, em relação à sua estabilidade, percebemos que esta análise pode ser feita pelo modelo matemático, utilizando questões como a posição no plano s dos polos em malha fechada.
Nesse sentido, analise e assinale a alternativa correta:
a.
Um sistema instável é aquele que tem polos sobre o eixo imaginário do plano s.
b.
Um sistema marginalmente estável é aquele que possui polos no semiplano esquerdo e no eixo.
c.
Um sistema que é estável possuirá polos em ambos os semiplanos do plano s.
d.
Um sistema instável é aquele que possui um ou mais polos no semiplano direito do plano s.
e.
Um sistema marginalmente estável é aquele que possui polos no semiplano direito do plano s.
Questão 8
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
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Texto da questão
Um controlador PID, de ação proporcional,integral e derivativa, é um tipo de estratégia para controle de sistemas que pode ser utilizada em plantas industriais, em geral, para melhoria da resposta transitória e em regime permanente, por exemplo.
Analise as afirmativas a seguir sobre este tipo de controlador:
I. A ação proporcional atua na saída do sistema, junto à variação do erro visto neste, ainda com o controlador.
II. A ação integral do controlador proporciona a saída junto à variação da integral do erro do sistema.
III. A ação proporcional é capaz de amplificar o erro do sistema a partir do uso de um ganho, que pode ser ajustável.
IV. A ação derivativa do controlador proporciona a saída correspondente à variação da integral do erro do sistema.
Está correto o que se afirma em:
a.
II e III, apenas.
b.
III, apenas.
c.
I e III, apenas.
d.
II e IV, apenas.
e.
I e II, apenas.
Questão 9
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
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Texto da questão
A análise de estabilidade de um sistema de controle digital, bem como de um sistema digital ainda não controlado, é feita pela apresentação deste sistema por seu lugar geométrico das raízes, utilizando o plano z, por exemplo. Nesse sentido, veja o exemplo a seguir:
Fonte: Elaboração do autor, 2022.
Sobre este sistema, é possível afirmar que:
a.
A circunferência de linha preta representa o lugar geométrico das raízes do controlador.
b.
A circunferência de raio 1 representa o lugar geométrico do sistema em malha aberta.
c.
A circunferência de raio 1 representa a região de análise de estabilidade.
d.
A circunferência de linha preta representa a região de análise de estabilidade.
e.
A circunferência de linha preta representa o lugar geométrico das raízes do sistema em malha aberta.
Questão 10
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
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Texto da questão
A estabilidade de um sistema de controle digital destinado à usinagem de peças, via CNC (Comando Numérico Computadorizado), pode ser feita pelo uso do critério de Routh-Hurwitz. Suponha que, neste caso, tenhamos uma função de transferência em malha fechada na forma T(z) = N(z)/D(z), na qual D(z) é z³-z²-0,2z+0,1.
O que é possível concluir sobre a estabilidade deste sistema?
a.
É instável, pois pela tabela de Routh é possível verificar que há um polo dentro do círculo unitário.
b.
É marginalmente estável, pois pela tabela de Routh é possível verificar que os polos estão no eixo imaginário do plano s.
c.
É instável, pois pela tabela de Routh é possível verificar que há um polo fora do círculo unitário.
d.
É estável, pois pela tabela de Routh é possível verificar que há um polo fora do círculo unitário.
e.
É estável, pois pela tabela de Routh é possível verificar que os polos estão no semiplano esquerdo do plano s.