COntole de Sistemas - Unidade 2 Pratique

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Atividade: 
 
Guilherme é um engenheiro eletricista que trabalha em uma indústria do ramo alimentício, mais especificamente, como 
mantenedor em uma das principais linhas de envasamento de garrafas de refrigerante. Durante um dia típico de trabalho, 
Guilherme percebe, ao vistoriar a linha de envasamento citada, que o braço robótico utilizado está atuando com baixa 
precisão, por conta da realização de pequenas movimentações ao redor da posição de atuação. Esse braço robótico pode 
ser visto na próxima imagem: 
 
 
Assim, o engenheiro percebe que será necessário projetar um sistema de controle, para melhorar o desempenho desse 
braço na prática, e inicia esse processo obtendo, após alguns testes experimentais, o modelo matemático para represen-
tar esse sistema a ser controlado, que pode ser visto na próxima equação: 
G (s) = 100 
0,5s² + s 
Essa função é definida considerando este modelo base: 
 
Agora, o engenheiro precisa obter os parâmetros de um primeiro possível controlador PID, para prosseguir com testes 
para obtenção da resposta ao degrau unitário, por exemplo, para analisar se, de fato, o controlador já surtiu efeito no sis-
tema a ser controlado. 
Diante disso, apresente qual seria o caminho tomado por você, caso estivesse no lugar do profissional, para a sintonia 
desse controlador PID. 
 
 
 
 
 
https://catalogcdns3.ulife.com.br/content-cli/ENG_CONSIS_22/unidade_2/pratique_compartilhe/index.html
https://catalogcdns3.ulife.com.br/content-cli/ENG_CONSIS_22/unidade_2/pratique_compartilhe/index.html
 
 
 
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Resolução: 
 
 
Para sintonizar um controlador PID para o sistema representado pela função de transferência G(s), você pode seguir o pro-
cesso de sintonia de controladores clássicos, como o método de Ziegler-Nichols. 
1. Obter o modelo do sistema: Já temos o modelo matemático do sistema, que é dado pela função de transferência 
G(s) apresentada no exercício. 
 
2. Determinar o tipo de controlador PID: É preciso decidir se desejamos usar um controlador PID Puro, PI (Proporci-
onal-Integral) ou PID completo (Proporcional-Integral-Derivativo). A escolha depende das características do sis-
tema e dos requisitos de desempenho. 
 
3. Determinar o critério de desempenho: É preciso definir os critérios de desempenho que deseja para o sistema, 
como tempo de estabilização, overshoot, erro etc. 
 
4. Sintonia inicial (Aproximação): Se faz necessário começar com uma sintonia inicial aproximada. Para isso, pode-
mos aplicar o método de Ziegler-Nichols. Existem dois métodos básicos, o método de Malha Aberta e o método 
de Malha Fechada. 
 
• Método de Malha Aberta: 
 
• Configure o controlador PID com ganhos P, I e D iguais a zero. 
 
• Aumente o ganho proporcional (P) gradualmente até que o sistema comece a oscilar de forma 
contínua com uma amplitude constante. 
 
• Anote o valor do ganho crítico (Kc) e o período das oscilações críticas (Pc). 
 
• Use as regras de Ziegler-Nichols para calcular os ganhos do controlador PID: 
 
• PID (Ideal): Kp = 0.6 * Kc, Ki = 2Pc, Kd = 0.125 * Pc 
 
• PI: Kp = 0.45 * Kc, Ki = 1.2 / Pc 
 
• PD: Kp = 0.8 * Kc, Kd = 0.2 * Pc 
 
5. Teste e ajuste: Uma vez implementado o controlador PID com os ganhos calculados e teste o sistema em resposta 
a uma entrada de degrau unitário, é necessário analisar o desempenho em relação aos critérios definidos. 
 
6. Ajuste fino: Com base nos resultados dos testes anterior, ajuste os ganhos do controlador PID conforme necessi-
dade. 
 
7. Validação e ajustes finais: Se necessário continuar os testes e ajustes até que o sistema atenda aos critérios dese-
jados.