MODELAGEM DE SISTEMAS _Atividade 4 (A4)_NOTA 10_231107_215110

Modelagem de Sistemas

Luciano Palermi

em 08/11/2023

Questões resolvidas

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.
II. A modelagem do processo serve para projetar o controlador que garanta o funcionamento do sistema.
a. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justi�cativa correta da I.
b. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
c. As asserções I e II são proposições falsas.
d. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
e. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa correta da I.

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:
a. esta análise é a mais simples de se fazer, uma vez que o analista não precisa escolher quais variáveis serão observadas; ele deve observar todas do sistema.
b. para se levantar a função de transferência do sistema, é preciso observar a in�uência de uma entrada sobre uma saída e seu grá�co analítico.
c. neste tipo de análise, não é possível obter a função de transferência do modelo, uma vez que não é possível conhecer o funcionamento do sistema.
d. este é o único modelo em que a elaboração de um grá�co de dispersão é desnecessário, já que não é possível saber a relação entre duas grandezas.
e. este tipo de modelagem não leva em consideração o funcionamento interno do sistema, tratando-o como um sistema 'caixa-preta'.

Um sistema pode ser de malha aberta ou de malha fechada. O sistema é chamado de malha fechada quando há a realimentação da saída na entrada do sistema através de um bloco somador; quando não há esse bloco e, portanto, a saída não é realimentada para a entrada, o sistema é de malha aberta.
Com base no apresentado, analise as asserções, a seguir, e a relação proposta entre elas.
I. Um sistema de malha fechada é utilizado para fazer o controle de uma determinada planta.
II. Nos sistemas de malha fechada, diferentemente dos de malha aberta, há a realimentação do sistema.
a. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
b. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
c. As asserções I e II são proposições falsas.
d. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justi�cativa correta da I.
e. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa correta da I.

Para realizar uma análise confiável de determinado sistema, é preciso criar um modelo fidedigno de um sistema, utilizando técnicas matemáticas e estatísticas. Para verificar quão próximo da realidade um modelo está, são utilizados parâmetros estatísticos de confiabilidade.
Considerando, portanto, os parâmetros estatísticos envolvidos na modelagem de sistemas, analise as afirmativas a seguir.
I. A precisão é um parâmetro relacionado a quão próximo o resultado da simulação está do resultado obtido no sistema real.
II. A modelagem deve ser realizada a partir de valores quaisquer, mas nunca mais de um, já que não é possível modelar fidedignamente diversas variáveis.
III. Os modelos matemáticos não precisam ser validados, uma vez que esse tipo de modelo é intrinsecamente fidedigno.
IV. Como não há um único meio de se representar um processo, é possível exprimir processos de várias formas, como diagramas de blocos e equações.
a. I e IV, apenas.
b. I, III e IV, apenas.
c. I, II e IV, apenas.
d. II e IV, apenas.
e. I e II, apenas.

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:
a. neste método, o analista introduz perturbações no sistema para veri�car se elas afetam a estabilidade.
b. o método relé não consegue analisar dados da planta; ele somente veri�ca as saídas a partir das entradas.
c. a função de transferência de um sistema pode ser veri�cada somente em um sistema sem interferências.
d. o método relé é criado a partir da injeção de sinais de onda quadrados em um circuito elétrico.
e. o método relé de análise é válido somente para os circuitos elétricos, e é daí que vem o seu nome.

Uma função de transferência obtida por engenharia reversa é uma função em que uma entrada é relacionada a uma saída ou mais por meio de uma função de transferência, obtida a partir da observação das saídas do sistema. Neste caso, a função de transferência é obtida a partir de um gráfico que relaciona as entradas com as saídas do sistema.
A respeito das funções de transferência obtidas a partir da modelagem empírica, analise as afirmativas, a seguir, e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) Neste tipo de análise, o processo como um todo deve ser relevado, em detrimento dos estados das variáveis.
II. ( ) A dinâmica dos dados experimentais várias vezes é baseada em um comportamento complexo do sistema, com somadores, controle e planta.
III. ( ) Uma planta que será controlada deve ter, invariavelmente, somente três blocos: o bloco somador, o bloco de controle e o bloco da planta.
IV. ( ) Para se identificar os polos e zeros da função, é preciso fazer a relação das saídas divididas pelas entradas do sistema.
a. V, V, F, F.
b. F, F, V, V.
c. F, V, V, F.
d. V, F, V, F.
e. F, V, F, V.

Ao descrever um sistema, é possível utilizar análises baseadas em como um sistema funciona na teoria ou na prática, mediante as leis da física que regem um fenômeno ou o funcionamento prático de um determinado sistema. Esses tipos de análise dependem, primariamente, do conhecimento do analista e da experiência com os componentes.
Considerando as formas de análise baseadas em modelos teóricos, fenomenológicos e empíricos, analise as afirmativas a seguir.
I. Os modelos teóricos são utilizados somente para o projeto de componentes novos, uma vez que esses modelos não podem ser utilizados para análises práticas.
II. Os modelos fenomenológicos se baseiam em estudar os fenômenos físicos envolvidos em um determinado processo, utilizando as leis naturais.
III. A análise empírica é uma análise baseada somente na observação do analista, ou seja, em sua vivência com determinado processo.
IV. É preciso ter cuidado ao escolher uma forma de análise do processo, já que é impossível fazer uma análise mista, combinando diversas técnicas.
a. II e IV, apenas.
b. II e III, apenas.
c. I, III e IV, apenas.
d. I, II e IV, apenas.
e. I e III, apenas.

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.
a. Comprimento de onda, amplitude e deslocamento do zero.
b. Amplitude, decaimento do sinal e frequência.
c. Amplitude, comprimento de onda e frequência.
d. Tempo de duração, amplitude e comprimento de onda.
e. Frequência, amplitude e limite do sinal.

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.
a. II, III e IV, apenas.
b. I e II, apenas.
c. II e III, apenas.
d. II e IV, apenas.
e. I, II e III, apenas.

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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.
II. A modelagem do processo serve para projetar o controlador que garanta o funcionamento do sistema.
a. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justi�cativa correta da I.
b. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
c. As asserções I e II são proposições falsas.
d. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
e. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa correta da I.

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:
a. esta análise é a mais simples de se fazer, uma vez que o analista não precisa escolher quais variáveis serão observadas; ele deve observar todas do sistema.
b. para se levantar a função de transferência do sistema, é preciso observar a in�uência de uma entrada sobre uma saída e seu grá�co analítico.
c. neste tipo de análise, não é possível obter a função de transferência do modelo, uma vez que não é possível conhecer o funcionamento do sistema.
d. este é o único modelo em que a elaboração de um grá�co de dispersão é desnecessário, já que não é possível saber a relação entre duas grandezas.
e. este tipo de modelagem não leva em consideração o funcionamento interno do sistema, tratando-o como um sistema 'caixa-preta'.

Um sistema pode ser de malha aberta ou de malha fechada. O sistema é chamado de malha fechada quando há a realimentação da saída na entrada do sistema através de um bloco somador; quando não há esse bloco e, portanto, a saída não é realimentada para a entrada, o sistema é de malha aberta.
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I. Um sistema de malha fechada é utilizado para fazer o controle de uma determinada planta.
II. Nos sistemas de malha fechada, diferentemente dos de malha aberta, há a realimentação do sistema.
a. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
b. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
c. As asserções I e II são proposições falsas.
d. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justi�cativa correta da I.
e. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa correta da I.

Para realizar uma análise confiável de determinado sistema, é preciso criar um modelo fidedigno de um sistema, utilizando técnicas matemáticas e estatísticas. Para verificar quão próximo da realidade um modelo está, são utilizados parâmetros estatísticos de confiabilidade.
Considerando, portanto, os parâmetros estatísticos envolvidos na modelagem de sistemas, analise as afirmativas a seguir.
I. A precisão é um parâmetro relacionado a quão próximo o resultado da simulação está do resultado obtido no sistema real.
II. A modelagem deve ser realizada a partir de valores quaisquer, mas nunca mais de um, já que não é possível modelar fidedignamente diversas variáveis.
III. Os modelos matemáticos não precisam ser validados, uma vez que esse tipo de modelo é intrinsecamente fidedigno.
IV. Como não há um único meio de se representar um processo, é possível exprimir processos de várias formas, como diagramas de blocos e equações.
a. I e IV, apenas.
b. I, III e IV, apenas.
c. I, II e IV, apenas.
d. II e IV, apenas.
e. I e II, apenas.

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:
a. neste método, o analista introduz perturbações no sistema para veri�car se elas afetam a estabilidade.
b. o método relé não consegue analisar dados da planta; ele somente veri�ca as saídas a partir das entradas.
c. a função de transferência de um sistema pode ser veri�cada somente em um sistema sem interferências.
d. o método relé é criado a partir da injeção de sinais de onda quadrados em um circuito elétrico.
e. o método relé de análise é válido somente para os circuitos elétricos, e é daí que vem o seu nome.

Uma função de transferência obtida por engenharia reversa é uma função em que uma entrada é relacionada a uma saída ou mais por meio de uma função de transferência, obtida a partir da observação das saídas do sistema. Neste caso, a função de transferência é obtida a partir de um gráfico que relaciona as entradas com as saídas do sistema.
A respeito das funções de transferência obtidas a partir da modelagem empírica, analise as afirmativas, a seguir, e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) Neste tipo de análise, o processo como um todo deve ser relevado, em detrimento dos estados das variáveis.
II. ( ) A dinâmica dos dados experimentais várias vezes é baseada em um comportamento complexo do sistema, com somadores, controle e planta.
III. ( ) Uma planta que será controlada deve ter, invariavelmente, somente três blocos: o bloco somador, o bloco de controle e o bloco da planta.
IV. ( ) Para se identificar os polos e zeros da função, é preciso fazer a relação das saídas divididas pelas entradas do sistema.
a. V, V, F, F.
b. F, F, V, V.
c. F, V, V, F.
d. V, F, V, F.
e. F, V, F, V.

Ao descrever um sistema, é possível utilizar análises baseadas em como um sistema funciona na teoria ou na prática, mediante as leis da física que regem um fenômeno ou o funcionamento prático de um determinado sistema. Esses tipos de análise dependem, primariamente, do conhecimento do analista e da experiência com os componentes.
Considerando as formas de análise baseadas em modelos teóricos, fenomenológicos e empíricos, analise as afirmativas a seguir.
I. Os modelos teóricos são utilizados somente para o projeto de componentes novos, uma vez que esses modelos não podem ser utilizados para análises práticas.
II. Os modelos fenomenológicos se baseiam em estudar os fenômenos físicos envolvidos em um determinado processo, utilizando as leis naturais.
III. A análise empírica é uma análise baseada somente na observação do analista, ou seja, em sua vivência com determinado processo.
IV. É preciso ter cuidado ao escolher uma forma de análise do processo, já que é impossível fazer uma análise mista, combinando diversas técnicas.
a. II e IV, apenas.
b. II e III, apenas.
c. I, III e IV, apenas.
d. I, II e IV, apenas.
e. I e III, apenas.

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.
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b. Amplitude, decaimento do sinal e frequência.
c. Amplitude, comprimento de onda e frequência.
d. Tempo de duração, amplitude e comprimento de onda.
e. Frequência, amplitude e limite do sinal.

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.
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