Prova SubN2 - Controle de Sistema

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Questão 1
Completo
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Texto da questão
Um dos problemas importantes na análise de um sistema de controle é determinar todos os polos de malha fechada ou pelo menos aqueles mais próximos do eixo jω. Se as características da resposta em frequência de um sistema de malha aberta são conhecidas, é possível estimar os polos de malha fechada mais próximos ao eixo jω. (OGATA, 2010)
OGATA, K. Engenharia de controle moderno. 5. ed. Londres: Pearson, 2015. 
Deseja-se calcular a margem de ganho e a margem de fase para um sistema que fornece os seguintes dados experimentais de resposta em frequência em malha aberta: na frequência de 0,005 Hz um ganho de 1,00 e fase -120°; em 0,010 Hz um ganho de 0,45 e fase -180°. A alternativa que apresenta o resultado correto da margem de ganho e fase, respectivamente, desse sistema, é:
a.
1.45 e 60°.
b.
0.45 e 120°.
c.
0.45 e 60°.
d.
2.22 e 120°.
e.
2.22 e 60°.
Questão 2
Completo
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Texto da questão
Luiz, engenheiro eletricista, precisa obter um controlador para o sistema apresentado a seguir e escolheu para isso a imposição algébrica de polos, visto que os polos de malha fechada são conhecidos e valem 0,505 + j0,366 e 0,505 - j0,366:
Fonte: Elaboração do autor, 2022.
A função de transferência do controlador será:
a.
Gc(z) = 8,4(z-0,825)/(z-0,267)
b.
Gc(z) = 8,4(z-0,08)/(z-0,026)
c.
Gc(z) = 0,4(z-0,812)/(z-0,267)
d.
Gc(z) = 10,8(z-0,818)/(z-0,204)
e.
Gc(z) = 108(z-0,825)/(z-0,267)
Questão 3
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
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Texto da questão
Suponha que obtivéssemos a resposta unitária do sistema de controle, a ser projetado na prática para um sistema analisado, e chegássemos à conclusão de que fosse necessário reduzir o sobressinal.
Qual seria uma estratégia plausível neste caso?
a.
Realizar um teste com um controlador de ganho ajustável.
b.
Utilizar o método para sistemas com atraso no projeto do controlador.
c.
Utilizar o método IMC para o projeto do controlador.
d.
Utilizar o primeiro método de Ziegler-Nichols no projeto do controlador.
e.
Realizar um esboço da resposta do sistema à rampa unitária.
Questão 4
Completo
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Texto da questão
Um engenheiro de controle precisa realizar uma classificação correta para determinado tipo de sistema. Algumas considerações que ele conseguiu obter foram:
· O sistema a ser controlado está em malha fechada.
· A frequência de decaimento exponencial é igual a 15Hz.
· A frequência natural é 20 Hz.
Desse modo, podemos dizer que o sistema:
a.
Não é amortecido.
b.
É criticamente amortecido.
c.
É sobre amortecido.
d.
Possui fator de amortecimento nulo.
e.
É sub amortecido.
Questão 5
Completo
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
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, V, V, V.
b.
V, F, V, V.
c.
V, F, V, F.
d.
F, F, V, V.
e.
F, F, V, F.
Questão 6
Completo
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Texto da questão
Os diagramas de blocos consistem em um único bloco ou uma combinação de blocos. Estes são usados para representar os sistemas de controle em forma gráfica.
Sobre a representação em blocos dos sistemas de controle, analise os itens a seguir.
I. A função de transferência de um componente é representada por um bloco. O bloco tem entrada única e saída única.
II. O ponto de soma é representado com um círculo com uma cruz (X) dentro dele. Possui duas ou mais entradas e uma única saída. Ele produz a soma algébrica das entradas.
III. A função de transferência G(s) é calculada pela multiplicação da entrada C(s) com a saída Y(s).
IV. A representação de malha fechada se dá, geralmente, quando a saída do sistema retorna diretamente ao bloco da função de transferência.
Está correto apenas o que se afirma em:
a.
I e II, apenas.
b.
I, II e III, apenas.
c.
II, III e IV, apenas.
d.
II e IV, apenas.
e.
I e III, apenas.
Questão 7
Completo
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
Cada lugar das raízes se origina em um polo da função de transferência em malha aberta G(s)H(s). Quando K aumenta para infinito, cada lugar das raízes deve se aproximar de um zero da função de transferência em malha aberta ou infinito no plano s. (NISE, 2017)
NISE, N. S. Engenharia de sistemas de controle. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017.
Considere que no infinito, o valor de s deve se aproximar de um zero finito de malha aberta
ou um zero de malha aberta infinito. Analise as asserções a seguir e sua correlação.
I. Se o número de raízes em malha aberta é igual ao número de raízes em malha fechada, o número de partes terminando em zeros finitos é igual ao número m de zeros em malha aberta.
PORQUE
II. Os polos e zeros complexos conjugados de malha aberta não têm influência sobre o lugar das raízes no eixo real, porque a contribuição à condição do ângulo de polos e zeros complexos conjugados é de 180°.
Analise e marque a alternativa correta.
a.
As asserções I e II estão incorretas.
b.
A asserção I está correta, mas a II está incorreta.
c.
As asserções I e II estão corretas, e II não justifica I.
d.
A asserção I está incorreta, mas a II está correta.
e.
As asserções I e II estão corretas, e II justifica I.
Questão 8
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.
II e IV, apenas.
c.
I, II, III e IV
d.
II, III e IV, apenas.
e.
I, II e III, apenas.
Questão 9
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, F.
c.
F, V, V, F.
d.
V, V, F, V.
e.
V, V, V, F.
Questão 10
Completo
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
A obtenção da representação no domínio do tempo, contínua, de um sistema de controle digital, é feita de maneira análoga ao que fazemos ao analisarmos este mesmo sistema no domínio da frequência. Aliás, lembre-se que transitar entre estas representações pode trazer vantagens, como a possibilidade de uso de uma determinada técnica mais conveniente para o projeto do sistema de controle. Tendo a seguinte função no domínio z,
qual seria a função do tempo amostrada correspondente?
a.
f^* (t)=∑_(k=-∞)^∞▒〖[(0,3)^k+〖(-0,4)〗^k]δ(t-KT) 〗
b.
f^* (t)=∑_(k=-∞)^∞▒〖[2,5〖(-0,4)〗^k]δ(t-KT) 〗
c.
f^* (t)=∑_(k=-∞)^∞▒〖[-2,5]δ(t-KT) 〗
d.
f^* (t)=∑_(k=-∞)^∞▒〖[2,5〖(0,4)〗^k]δ(t-KT) 〗
e.
f^* (t)=∑_(k=-∞)^∞▒〖[-2,5(0,3)^k+2,5〖(-0,4)〗^k]δ(t-KT) 〗