MODELAGEM DE SISTEMAS atv.4

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MODELAGEM DE SISTEMAS
Universidade Anhembi-Morumbi // Engenharia Elétrica 
Nota 100%
Atividade 4
1. Um mesmo processo pode ser modelado de várias formas. Três delas são os modelos fenomenológicos, empíricos e mistos. Esses tipos de modelos podem ser mais ou menos baseados na prática e embasados pela teoria, dependendo do que o analista julgar mais apropriado.
 
Com base no apresentado, analise as asserções, a seguir, e a relação proposta entre elas. 
 
I. A modelagem de processos deve ser feita pelo analista com base no que ele deseja que o processo faça, independentemente do funcionamento real.
Pois:
II. A modelagem do processo serve para projetar o controlador que garanta o funcionamento do sistema.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
Resposta: A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
2. A modelagem de sistemas pode utilizar vários tipos de ferramentas, apesar de o processo depender do analista. Atualmente, somados ao repertório clássico matemático e de representação de processos, utilizam-se softwares do tipo CAD para gerar diagramas e outros artefatos de projeto.
 
Com relação aos modos de representação de um sistema e sua utilização, analise as afirmativas a seguir.
 
I. Os softwares CAD (Computer Aided Design) permitem realizar apenas cálculos, sem representação gráfica.
II. O diagrama de blocos é uma forma de representação em caixas de um processo qualquer, com o objetivo de identificar todos os componentes.
III. Para que possa ser utilizada a modelagem matemática, é preciso mapear as variáveis do processo e suas transformações.
IV. Caso seja preciso modelar as funções matemáticas associadas a elementos do diagrama de blocos, será necessário utilizar as redes de Petri.
 
Está correto o que se afirma em:
Resposta: II e III, apenas
3. O controle de um sistema tem como objetivo diminuir o erro na saída, dada uma entrada qualquer, ainda que esta seja submetida a variações provenientes de perturbações do sistema. Os controladores possuem vários graus de complexidade e podem ser implementados com vários tipos de técnicas, sendo o mais simples o método ON/OFF.
 
Com base no apresentado, analise as asserções, a seguir, e a relação proposta entre elas. 
 
I. O controle do tipo ON/OFF tem como característica a diminuição contínua do erro do sistema como um todo.
Pois:
II. Esse dispositivo controla o erro de um sistema qualquer por meio de uma chave que deixa ou não passar sinal.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
Resposta: A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeir
4. Os sistemas do tipo malha fechada são tipicamente usados para realizar o controle de alguma grandeza relevante para um processo, o que não é possível em um sistema de malha aberta. Portanto, esse tipo de controle é feito por meio do ciclo de realimentação.
 
Em relação à realimentação em um sistema de malha fechada, assinale a alternativa correta.
Resposta: Um sistema de malha fechada deve ter a saída ligada à entrada através de um bloco somador e subtrator, no qual a saída é ligada no sinal de subtração.
5. Quando não se conhecem as equações e os parâmetros de um determinado componente, é preciso fazer o levantamento desses elementos usando técnicas de regressão, que não passam de formas de estabelecer a correlação entre duas variáveis, a fim de se obter a equação de um fenômeno.
 
Com base no apresentado, analise as asserções, a seguir, e a relação proposta entre elas. 
 
I. É impossível fazer a regressão nos componentes de um sistema; é possível utilizar essa técnica somente em sistemas inteiros.
Pois:
II. É necessária uma visão holística do processo para a modelagem ser significativa, e isso inclui o mapeamento de todas as variáveis.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
Resposta: A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
6. O método relé serve para verificar a estabilidade de um sistema, baseando-se em interferências aplicadas a ele. Esse tipo de análise ainda trata o sistema como um todo como uma caixa-preta.
 
Nesse sentido, em relação ao método relé, é possível afirmar que:
Resposta: neste método, o analista introduz perturbações no sistema para verificar se elas afetam a estabilidade.
7. Durante a análise, é possível colocar vários tipos de distúrbios senoidais a fim de impedir que o sistema entre em regime de estabilidade, já que a entrada será instável também. Ademais, uma soma de senoides pode ser utilizada para modelar qualquer tipo de sinal, conforme ensina a transformada de Fourier.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que indica quais parâmetros podem ser modificados para adaptar os sinais senoidais, a fim de reproduzir um determinado efeito
Resposta: Amplitude, comprimento de onda e frequência.
8. Durante a análise de um sinal, frequentemente é preciso determinar os valores máximos e mínimos de um sinal qualquer, para possibilitar o projeto de um controlador e um sistema compatível com as cargas a que será submetido. Nesse tipo de análise, é comum que se utilize a otimização quadrática para determinar os parâmetros matemáticos.
 
Com relação à otimização quadrática e ao processo de modelagem matemática envolvido, analise as afirmativas, a seguir, e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. (  ) A equação característica da função polinomial de segundo grau é definida por .
II. (  ) A otimização é utilizada somente para resolver problemas geométricos, uma vez que a determinação de máximos e mínimos é inviável.
III. (  ) A finalidade da otimização quadrática é descobrir os piores valores e criar os dispositivos necessários para evitá-los.
IV. (  ) Ao determinar os parâmetros da função polinomial de segundo grau, é possível determinar as coordenadas da extremidade da função.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Resposta: V, F, F, V.
9. É comum submeter um sistema a uma perturbação qualquer a fim de verificar a interferência em uma ou mais saídas. Porém, devido à natureza das perturbações e à diversidade de perturbações a que um sistema pode ser submetido, é preciso utilizar tipos de interferências-padrão para otimizar a análise.
 
Com relação a esses tipos de interferências, analise as afirmativas, a seguir, e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. (  ) A perturbação tipo degrau apresenta aumentos repentinos e graduais em instantes de tempo diferentes.
II. (  ) A perturbação tipo impulso é um sinal que apresenta um pico instantâneo, com uma subida repentina e um final igualmente abrupto.
III. (  ) A perturbação do tipo rampa ocorre quando um sinal constante é inserido nas entradas em um determinado instante de tempo.
IV. (  ) A interferência senoidal é utilizada para verificar a interferência proveniente de ruídos e demais sinais compostos de harmônicas.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Resposta: F, V, F, V.
10. A modelagem empírica é uma forma de modelagem baseada no funcionamento real do sistema, utilizando os fenômenos físicos como base para a análise. Neste caso, é preciso identificar e equacionar os fenômenos que ocorrem no processo, bem como quaisquer outras variáveis de interesse.
 
Nesse sentido, em relação à modelagem empírica, é possível afirmar que:
Resposta: este tipo de modelagem não leva em consideração o funcionamento interno do sistema, tratando-o como um sistema “caixa-preta”.