Conceitos de Sistemas em Engenharia

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GABARITO | Avaliação I - Individual (Cod.:829178)
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Prova 61945644
Qtd. de Questões 10
Acertos/Erros 10/0
Nota 10,00
Os principais componentes desses sistemas são a resistência fluida, que dissipa energia, e a capacitância fluida, que armazena energia. 
Com base nisso, assinale a alternativa CORRETA:
A Esses sistemas são fluídicos.
B Esses sistemas são mecânicos.
C Esses sistemas são elétricos.
D Esses sistemas são térmicos.
Um sistema é um conjunto de expressões matemáticas que determinam o valor de sinais de saída a partir dos valores de variáveis de 
entrada. Estas expressões podem representar, por exemplo, os efeitos de um algoritmo implementado por um processador digital, ou o 
modelo matemático de um filtro eletrônico, ou de um dispositivo mecânico. Em projetos de engenharia, sistemas são usualmente vistos 
como blocos de processamento. Uma caixa preta é um sistema desconhecido, em que só temos acesso a algumas de suas variáveis de 
entrada e de saída. Sistemas complexos podem ser decompostos em subsistemas mais simples. Um diagrama de blocos de um sistema é a 
sua representação a partir de elementos mais simples de processamento de sinais. Com base no exposto, assinale a alternativa CORRETA:
A Um sistema pode ser de qualquer natureza, desde sistemas biológicos, físicos e, até mesmo, um sistema social.
B Um sistema pode ser de qualquer natureza, entretanto, estamos interessados apenas nos sistemas estáticos provindos da natureza.
C Um sistema não pode ser de qualquer natureza, eles devem se restringir a sistemas químicos.
D Um sistema não pode ser de qualquer natureza, eles devem se restringir a sistemas holísticos.
Sistema dinâmico é um conceito no qual uma função descreve a relação no tempo de um ponto em um espaço geométrico. Os 
exemplos incluem modelos matemáticos que descrevem o balanço do pêndulo do relógio, o fluxo de água em um duto e o número de 
peixes existentes dentro de um lago ao longo do ano. O conceito de sistema dinâmico nasce da exigência de construir um modelo geral de 
todos os sistemas que evoluem segundo uma regra que liga o estado presente aos estados passados. Com base no exposto, analise as 
sentenças a seguir:
I- O sistema estático é aquele em que as características e propriedades que descrevem o seu comportamento não variam com o tempo, 
porém, podem variar com relação ao espaço.
II- Os sistemas dinâmicos apresentam características que variam ao longo do tempo.
III- Os sistemas dinâmicos não interessam à ciência, apenas os sistemas estáticos têm importância.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças I e III estão corretas.
B As sentenças I e II estão corretas.
C Somente a sentença II está correta.
D As sentenças II e III estão corretas.
A modelagem de sistemas dinâmicos abre caminho para outra área de extrema importância na sua formação de engenheiro eletricista: 
a área de sistemas de controle. Para você projetar o controle de qualquer sistema, é preciso conhecer seu funcionamento e representá-lo a 
partir das leis físicas conhecidas. Com base nisso, assinale a alternativa CORRETA:
A Modelar significa elaborar por modelo ou por um molde. Em engenharia de controle utilizamos moldes nos processos industriais.
B Modelar pode significar descrever os sistemas físicos. É realizar através da utilização de equações diferenciais e algébricas para
descrever o comportamento através da correlação entre as variáveis dos sistemas físicos.
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C A modelagem 3D veio para revolucionar o mercado, com ela o engenheiro pode, a partir de imagens renderizadas, que se assemelham
a fotos, ter uma ideia 100% concreta de como ficará o projeto.
D Modelar pode significar descrever os sistemas químicos. É realizar através da utilização de equações diferenciais e algébricas para
descrever o comportamento através da correlação entre as variáveis dos sistemas químicos, apenas.
Sistemas lineares e invariantes no tempo são de importância central no estudo da engenharia elétrica, principalmente, nas áreas de 
processamento de sinais e sistemas de controle. A invariância no tempo implica simplesmente que a definição das operações dos blocos 
não pode mudar ao longo do tempo. As expressões das funções equivalentes dos blocos só podem depender das variáveis de entrada, e 
nunca do tempo. A linearidade dos sistemas implica que todas operações utilizadas no processamento dos sinais de entrada serão lineares. 
Com base no exposto, analise as sentenças a seguir:
I- Sistema é um conjunto de elementos, materiais ou ideais, entre os quais se possa encontrar ou definir alguma relação.
II- Disposição das partes ou dos elementos de um todo, coordenados entre si, e que funcionam como estrutura organizada.
III- Reunião de elementos naturais da mesma espécie, que formam um conjunto intimamente relacionado.
Assinale a alternativa CORRETA:
A Somente a sentença II está correta.
B Somente a sentença III está correta.
C Somente a sentença I está correta.
D As sentenças I, II e III estão corretas.
Uma função de transferência é a relação que descreve a dinâmica de um determinado sistema em análise. Seja uma função de transferência 
representada por G(s) = C(s)/R(s).
O que representam, respectivamente, os termos C(s) e R(s)?
A O atraso e a modulação.
B O valor presente e o valor previsto da variável analisada.
C A variável de saída e a variável de entrada.
D O ganho e o deslocamento de fase.
Há muitos casos em que o comportamento de um sistema não é determinístico, ou seja, os argumentos da função f acima não são 
suficientes para determinar o valor do estado x no instante seguinte, mas apenas para estabelecer probabilidades. Estes sistemas são 
chamados de estocásticos. Um exemplo é o nosso motor, quando sobre ele incide ruído. Nesta classe de sistemas, existe uma grande 
quantidade de questões a serem estudadas. Um exemplo é a questão de como determinar o "melhor" valor do estado em um certo instante, 
conhecendo apenas o "melhor" valor no instante anterior; é neste contexto que surge o famoso Filtro de Kalman, ainda em estudo em 
vários contextos. Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Na natureza, os diversos sistemas estão sujeitos a eventos aleatórios. 
( ) Um sistema de distribuição de energia elétrica está sujeito a descargas atmosféricas, porém, estas apresentam características aleatórias, 
e não sabemos exatamente como e quando elas ocorrerão. Assim, para a representação em nosso modelo, precisamos utilizar modelos 
estocásticos.
( ) Na natureza não existem sistemas sujeitos a eventos aleatórios. 
( ) Na natureza, sistemas estão sujeitos apenas a eventos corriqueiros.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://sites.icmc.usp.br/efcosta/interesse.html. Acesso em: 23 jun. 2020.
A F - F - V - V.
B V - V - F - F.
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C V - V - V - V.
D V - F - V - F.
Quando se expressa a relação entre entradas e saídas de um sistema pela equação y = g(u), e considera-se que esta relação é válida 
para todos os instantes de tempo, então o sistema é invariante no tempo ou estacionário. No entanto, em alguns sistemas reais tal relação 
pode mudar com o tempo, por exemplo, acontece em sistemas sujeitos a vazamentos (em amortecedores), envelhecimento (em estruturas) 
ou oxidação (em circuitos elétricos). Neste caso, o mais adequado é considerar que y = g(u, t), e denominar tais sistemas de variantes no 
tempo. Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Um sistema ou modelo variante no tempo, os parâmetros são variáveis. De forma análoga, um sistema ou modelo é considerado 
invariante no tempo caso seus parâmetros permaneçam constantes.
( ) Não se deve confundir modelos variantes no tempo com modelos dinâmicos. 
( ) Em um sistema variante no tempo, as características dos elementos físicos variam, por exemplo, a isolação de um cabo de um sistema 
de distribuiçãoem função da umidade é alterada, provocando aumento da resistência elétrica. 
( ) Em um sistema dinâmico, as variações consideradas são das variáveis de entrada e saída do modelo. 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - V - V - F.
B V - V - V - V.
C V - V - F - V.
D V - F - V - V.
Sistemas dinâmicos são ubíquos na matemática e na natureza. Consequentemente, a teoria de controle de sistemas dinâmicos 
encontra também as mais diversas aplicações: mecanismos de controle estão presentes no nosso dia a dia: um ar-condicionado tem um 
controle de temperatura, carros possuem controle de velocidade, e vários robôs contêm uma multitude de sistemas de controle essenciais 
para seu funcionamento. Na natureza temos também vários exemplos: organismos vivos usam algum tipo de controle para regular a 
temperatura e os níveis de açúcar no sangue em um nível adequado. Em vista disso, vários problemas na síntese de remédios podem ser 
resolvidos com base na teoria de controle. Diversos problemas de finanças e de ciências sociais também podem ser modelados como 
sistemas dinâmicos e resolvidos usando a teoria de controle. Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as 
falsas:
( ) O desempenho ou o comportamento de sistemas de engenharia é obtido através da determinação de modelos, por meio de equações 
matemáticas que representam leis físicas fundamentais.
( ) Os sistemas dinâmicos são representados por equações diferenciais, cujas leis físicas são correlacionadas aos sistemas a serem 
estudados, por exemplo, sistemas elétricos representados pelas leis de Kirchhoff, sistemas mecânicos pelas leis de Newton.
( ) O modelo matemático do comportamento de um sistema dinâmico envolve equações diferenciais lineares ou não lineares, que 
representam o comportamento físico do sistema.
( ) O modelo matemático do comportamento de um sistema dinâmico envolve apenas modelos lineares, pois, os modelos não lineares 
não são comuns na natureza.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.mat.unb.br/verao/Uploads/controle_sd.pdf. Acesso em: 23 jun. 2020.
A V - F - V - F.
B V - F - V - V.
C F - V - F - V.
D V - V - V - F.
A construção de modelos físicos e matemáticos sempre envolve simplificações e desconhecimentos que impedem que o sistema real 
seja reproduzido com perfeição total. A arte aqui consiste em obter as representações físico matemáticas mais simples possíveis, mas que 
consigam se aproximar adequadamente da realidade. Todo e qualquer sistema dinâmico pode ser descrito por meio de equações 
diferenciais ou por meio de dados provenientes de ensaios. Nos interessam os sistemas dinâmicos que possam ser adequadamente descritos 
por EDO com coeficientes constantes (SLIT). Nestes sistemas, a estrutura do modelo matemático não varia no tempo e a resposta 
independe do instante em que a entrada é aplicada. Os modelos matemáticos podem ser obtidos através de leis físicas (teorema do 
Baricentro, teorema do Momento Angular, Leis de Kirchhoff, lei do balanço de massas, teorema da continuidade, lei de Lenz etc.). Com 
base no exposto, analise as sentenças a seguir:
I- Modelos ou sistemas concentrados, ou também denominados de parâmetros concentrados, são aqueles que podem ser representados por 
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um número finito de equações diferenciais ordinárias, pois são caracterizados por um número finito de variáveis. 
II- Todo e qualquer sistema real é distribuído, porém, dada a complexidade, podemos utilizar aproximações. 
III- Todo e qualquer sistema real é distribuído, porém, dada a complexidade, não podemos utilizar aproximações. 
Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças I e II estão corretas.
B Somente a sentença II está correta.
C As sentenças I e III estão corretas.
D As sentenças II e III estão corretas.
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