N2 (A5)Controle de Sistemas Revisão

Prévia do material em texto

30/10/2023 19:38 N2 (A5): Revisão da tentativa
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/review.php?attempt=3029964&cmid=1090180 1/9
Iniciado em sexta, 6 out 2023, 15:03
Estado Finalizada
Concluída em sexta, 6 out 2023, 16:10
Tempo
empregado
1 hora 7 minutos
Avaliar 9,00 de um máximo de 10,00(90%)
Questão 1
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
Uma das grandes áreas em que os sistemas de controle atuam é a automação, intimamente interligada com o controle de seus
processos. Podemos exempli�car, 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.
 Principalmente com a indústria 4.0, o
processo de comunicação em rede é uma
tendência cada vez mais incluída na
realidade de todas as organizações.
b. Distúrbios são alterações manuais, ou seja, geradas arti�cialmente, 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.
c. 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.
d. 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.
e. 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.
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
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.
Guia Digital Carreiras e Internacionalização NAP CPA Responsabilidade Socioambiental
Minhas Disciplinas Minhas Bibliotecas
 LP 
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/GuiaDigital/Guia+digital/index.html
https://carreiras.fmu.br/
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/NAP/inicial/nap/fmu/index.html
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/CPA/landing_CPA/index.html
https://portal.fmu.br/sustentabilidade
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/course/view.php?id=236
30/10/2023 19:38 N2 (A5): Revisão da tentativa
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/review.php?attempt=3029964&cmid=1090180 2/9
Questão 2
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
Questão 3
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
Um engenheiro de controle precisa realizar uma classi�cação 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. Possui fator de amortecimento nulo.
b. É sub
amortecido.
 O fator de amortecimento pode ser calculado pela razão entre a frequência de decaimento e a frequência
natural. Logo: ζ = 15/20 = 0,75. Assim, o sistema é sub amortecido.
Se ζ = 0, a resposta não é amortecida.
Se ζ < 1, a resposta é sub amortecida.
Se ζ = 1, a resposta é criticamente amortecida.
Se ζ > 1, a resposta é superamortecida.
c. É sobre amortecido.
d. Não é amortecido.
e. É criticamente amortecido.
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
É sub amortecido.
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. Utilizar o método IMC
para o projeto do
controlador.
 Alternativa correta. No projeto de um controlador PID para um sistema de segunda ordem é
necessário utilizar métodos próprios para esse tipo, como o segundo de Ziegler-Nichols e
outros, e o IMC.
b. Utilizar o método para sistemas com atraso no projeto do controlador.
c. Realizar um teste com um controlador de ganho ajustável.
d. Utilizar o primeiro método de Ziegler-Nichols no projeto do controlador.
e. Realizar um esboço da resposta do sistema à rampa unitária.
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
Utilizar o método IMC para o projeto do controlador.
Guia Digital Carreiras e Internacionalização NAP CPA Responsabilidade Socioambiental
Minhas Disciplinas Minhas Bibliotecas
 LP 
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/GuiaDigital/Guia+digital/index.html
https://carreiras.fmu.br/
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/NAP/inicial/nap/fmu/index.html
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/CPA/landing_CPA/index.html
https://portal.fmu.br/sustentabilidade
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/course/view.php?id=236
30/10/2023 19:38 N2 (A5): Revisão da tentativa
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/review.php?attempt=3029964&cmid=1090180 3/9
Questão 4
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
A �gura a seguir demonstra uma relação típica vista na resposta de sistemas, em alguns casos até mesmo já com o uso de um
controlador, um certo atraso típico na resposta e uma constante de tempo E medida padrão, que também serve de referência no
projeto do controlador:
Fonte: OGATA, 2010, p. 523.
OGATA, K. Engenharia de controle moderno. 5. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.
Especialmente acerca deste último ponto levantado, sobre possibilidades de projeto de sistemas de controle, assinale a alternativa
correta:
a. O controlador PID neste caso pode ser projetado utilizando técnicas como o IMC, modelo de controle interno.
b. O projeto de um controlador PID pode
ser realizado utilizando as medidas de
tempo T e L.
 Alternativa correta. Métodos como o de Ziegler-Nichols sugerem o uso destes
parâmetros, com relação à resposta ao degrau unitário, no projeto de um
controlador P, PI, PD e PID.
c. O sistema apresentado é um exemplo típico de sistema com características de segunda ordem, com relação à sua função de
transferência.
d. O sistema apresentado teve sua resposta, em regime transitório e permanente, com relação à rampa unitária.
e. O sistema apresentado é um exemplo típico de sistema com características de terceira ordem, com relação à sua função de
transferência.
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
O projeto de um controlador PID pode ser realizado utilizando as medidas de tempo T e L.
Guia Digital Carreiras e Internacionalização NAP CPA Responsabilidade Socioambiental
Minhas Disciplinas Minhas Bibliotecas
 LP 
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/GuiaDigital/Guia+digital/index.html
https://carreiras.fmu.br/
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/NAP/inicial/nap/fmu/index.html
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/CPA/landing_CPA/index.html
https://portal.fmu.br/sustentabilidade
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/course/view.php?id=236
30/10/2023 19:38 N2 (A5): Revisão da tentativa
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/review.php?attempt=3029964&cmid=1090180 4/9
Questão 5
Incorreto
Atingiu 0,00 de 1,00
Luiz, engenheiro eletricista, precisa obter um controlador para o sistema apresentadoa 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) = 10,8(z-0,818)/(z-0,204)
b. Gc(z) = 0,4(z-0,812)/(z-0,267)
c. Gc(z) = 8,4(z-0,08)/(z-0,026)
d. Gc(z) =
8,4(z-
0,825)/(z-
0,267)
 Alternativa incorreta, pois o polinômio característico que nos entrega os polos citados será (z - 0,505 + j0,366)
(z - 0,505 - j0,366) = z² - 1,01z + 0,388. Dada a ordem do sistema, sabemos ainda que utilizaremos um
controlador com um polo e um zero, o que nos leva à seguinte função de malha aberta: G(z)=Gc(z)Gp(z)=
[K(z+C1)/(z+C2)][0,018(z+0,935)/(z-1)(z-0,818)]. O zero do controlador pode ser escolhido junto ao do sistema
para melhor ação de controle e fazendo isso, neste caso, teríamos: G(z)=[0,018K(z+0,935)/(z+C2)(z-1)]. A função
de transferência do sistema em malha fechada será T(z)=[0,018K(z+0,935)]/[z²+(0,018K+C2-1)z+0,017K-C2] e, a
partir disso, obtemos que 0,018K+C2-1 = -1,01 e 0,017K-C2 = 0,388. Resolvendo, obtém-se que K = 10,8 e que
o polo do controlador será -0,204. Assim, a função de transferência do controlador é: Gc(z) = 10,8(z-0,818)/(z-
0,204).
e. Gc(z) = 108(z-0,825)/(z-0,267)
Sua resposta está incorreta.
A resposta correta é:
Gc(z) = 10,8(z-0,818)/(z-0,204)
Guia Digital Carreiras e Internacionalização NAP CPA Responsabilidade Socioambiental
Minhas Disciplinas Minhas Bibliotecas
 LP 
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/GuiaDigital/Guia+digital/index.html
https://carreiras.fmu.br/
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/NAP/inicial/nap/fmu/index.html
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/CPA/landing_CPA/index.html
https://portal.fmu.br/sustentabilidade
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/course/view.php?id=236
30/10/2023 19:38 N2 (A5): Revisão da tentativa
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/review.php?attempt=3029964&cmid=1090180 5/9
Questão 6
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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 a�rmar que:
a. A circunferência de raio 1 representa o lugar geométrico do sistema em malha aberta.
b. A circunferência de raio 1
representa a região de
análise de estabilidade.
 Alternativa correta, pois pelo plano z podemos observar, inclusive, com esta circunferência,
que estando os polos de malha fechada dentro da região delimitada por ela, trata-se de um
sistema estável, por exemplo.
c. A circunferência de linha preta representa o lugar geométrico das raízes do sistema em malha aberta.
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 controlador.
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
A circunferência de raio 1 representa a região de análise de estabilidade.
Guia Digital Carreiras e Internacionalização NAP CPA Responsabilidade Socioambiental
Minhas Disciplinas Minhas Bibliotecas
 LP 
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/GuiaDigital/Guia+digital/index.html
https://carreiras.fmu.br/
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/NAP/inicial/nap/fmu/index.html
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/CPA/landing_CPA/index.html
https://portal.fmu.br/sustentabilidade
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/course/view.php?id=236
30/10/2023 19:38 N2 (A5): Revisão da tentativa
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/review.php?attempt=3029964&cmid=1090180 6/9
Questão 7
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
Cada lugar das raízes se origina em um polo da função de transferência em malha aberta G(s)H(s). Quando K aumenta para in�nito,
cada lugar das raízes deve se aproximar de um zero da função de transferência em malha aberta ou in�nito no plano s. (NISE, 2017)
NISE, N. S. Engenharia de sistemas de controle. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017.
Considere que no in�nito, o valor de s deve se aproximar de um zero �nito de malha aberta
ou um zero de malha aberta in�nito. 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
�nitos é igual ao número m de zeros em malha aberta.
PORQUE
II. Os polos e zeros complexos conjugados de malha aberta não têm in�uência 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.
 O item I está correto, pois eventualmente, em malha fechada, zeros e polos podem se anular, e
os n−m pedaços restantes terminam no in�nito, tangenciando as assíntotas.
O item II está  incorreto, pois a contribuição à condição do ângulo de polos e zeros complexos
conjugados é de 360°.
c. As asserções I e II estão corretas, e II não justi�ca I.
d. A asserção I está incorreta, mas a II está correta.
e. As asserções I e II estão corretas, e II justi�ca I.
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
A asserção I está correta, mas a II está incorreta.
Guia Digital Carreiras e Internacionalização NAP CPA Responsabilidade Socioambiental
Minhas Disciplinas Minhas Bibliotecas
 LP 
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/GuiaDigital/Guia+digital/index.html
https://carreiras.fmu.br/
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/NAP/inicial/nap/fmu/index.html
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/CPA/landing_CPA/index.html
https://portal.fmu.br/sustentabilidade
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/course/view.php?id=236
30/10/2023 19:38 N2 (A5): Revisão da tentativa
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/review.php?attempt=3029964&cmid=1090180 7/9
Questão 8
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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
possui um ou mais polos no
semiplano direito do plano s.
 Alternativa correta. Um sistema pode ser considerado como estável se seus polos da
função de transferência em malha fechada se localizam no semiplano esquerdo do
plano s, e instável se estão no semiplano direito.
b. Um sistema que é estável possuirá polos em ambos os semiplanos do plano s.
c. Um sistema marginalmente estável é aquele que possui polos no semiplano esquerdo e no eixo.
d. Um sistema instável é aquele que tem polos sobre o eixo imaginário do plano s.
e. Um sistema marginalmente estável é aquele que possui polos no semiplano direito do plano s.
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
Um sistema instável é aquele que possui um ou mais polos no semiplano direito do plano s.
Guia Digital Carreiras e Internacionalização NAP CPA Responsabilidade Socioambiental
Minhas Disciplinas Minhas Bibliotecas
 LP 
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/GuiaDigital/Guia+digital/index.html
https://carreiras.fmu.br/
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/NAP/inicial/nap/fmu/index.html
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/CPA/landing_CPA/index.html
https://portal.fmu.br/sustentabilidadehttps://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/course/view.php?id=236
30/10/2023 19:38 N2 (A5): Revisão da tentativa
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/review.php?attempt=3029964&cmid=1090180 8/9
Questão 9
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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 classi�cação 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.
 O item I é verdadeiro, pois a realimentação, caracterizando malha fechada, é realizada por meio do sinal de erro,
seja função simples ou  mais complexa, em função da saída.
O item II é falso, pois sua descrição caracteriza um sistema em malha fechada, e não malha aberta.
O item III é verdadeiro, pois geralmente não temos apenas um sinal como entrada nos sistemas, mas uma
combinação que deve ser devidamente tratada.
O item IV é verdadeiro, pois a função degrau é uma das simples funções que simpli�cam análise e servem para
testar diversos comportamentos.
b. F, F, V, V.
c. V, F, V, F.
d. F, F, V, F.
e. V, V, V, V.
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
V, F, V, V.
Guia Digital Carreiras e Internacionalização NAP CPA Responsabilidade Socioambiental
Minhas Disciplinas Minhas Bibliotecas
 LP 
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/GuiaDigital/Guia+digital/index.html
https://carreiras.fmu.br/
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/NAP/inicial/nap/fmu/index.html
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/CPA/landing_CPA/index.html
https://portal.fmu.br/sustentabilidade
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/course/view.php?id=236
30/10/2023 19:38 N2 (A5): Revisão da tentativa
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/review.php?attempt=3029964&cmid=1090180 9/9
Questão 10
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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 a�rma em:
a. II e IV, apenas.
b. II, III e IV, apenas.
c. I, II e III, apenas.
d. I,
II,
III
e
IV
 A a�rmativa I está correta, pois a obtenção dos polos em malha aberta (ou seja, deve-se reduzir o sistema a um único
bloco) é o passo inicial para o cálculo do lugar geométrico das raízes.
A a�rmativa II está correta, pois podemos obter a quantidade de assíntotas pela diferença entre polos e zeros.
A a�rmativa III está correta, pois o lugar das raízes está justamente associado à quantidade de raízes do sistema a ser
controlado.
A a�rmativa IV está correta, pois estabelece um conceito de polos dominantes (duas raízes da equação característica
com as maiores constantes de tempo do modelo em questão) que, em última análise, reagem a dinâmica do sistema
de controle correspondente.
e. I e II, apenas.
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
I, II, III e IV
◄ Revisão Atividade 4 (A4)
Seguir para...
Revisão Prova N2 (A5) ►
Guia Digital Carreiras e Internacionalização NAP CPA Responsabilidade Socioambiental
Minhas Disciplinas Minhas Bibliotecas
 LP 
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/view.php?id=1090179&forceview=1
https://ambienteacademico.com.br/mod/quiz/view.php?id=1090182&forceview=1
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/GuiaDigital/Guia+digital/index.html
https://carreiras.fmu.br/
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/NAP/inicial/nap/fmu/index.html
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/CPA/landing_CPA/index.html
https://portal.fmu.br/sustentabilidade
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/
https://ambienteacademico.com.br/course/view.php?id=236