Atividade 4 - PROJETO DE CONTROLE

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Atividade 4 (A4)
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	segunda, 1 abr 2024, 13:04
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	segunda, 1 abr 2024, 14:03
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Questão 1
Correto
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Texto da questão
Diversos são os tipos de sistemas. Eles podem ser sociais, químicos ou biológicos, como o sistema de economia nacional com a taxa de inflação do produto. A natureza do sistema não importa; apenas o comportamento dinâmico é de grande importância para o profissional da área de controle. Podemos descrever esse comportamento por equações diferenciais, equações de diferenças ou outras equações funcionais (HALBAOUI; BOUKHETALA; BOUDJEMA, 2011).
HALBAOUI, K.; BOUKHETALA, D.; BOUDJEMA, F. Introduction to robust control techniques. Robust Control, Theory and Applications. Índia: InTech Open, 2011.
Na teoria clássica de controle, que se concentra em sistemas técnicos, o sistema que será influenciado é chamado de:
a.
realimentador.
b.
planta.
Resposta correta, pois a planta (ou processo) se comporta como o componente que deve ser controlado.
c.
controlador.
d.
variáveis.
e.
atuador.
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Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
planta.
Questão 2
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Texto da questão
Podemos pensar o controle de projeto a partir do controle clássico e do controle moderno. O controle moderno surge para atender a uma necessidade de mercado e para solucionar algumas divergências de controle com o avanço da competitividade na indústria. As variáveis de estado são parte do controle moderno. Sobre as variáveis de estado, assinale a alternativa correta.
a.
A escolha das variáveis de estado leva em consideração somente o tipo de malha do sistema.
b.
A metodologia de variáveis de estado é útil, pois é aceita para medir todos os tipos de grandeza.
c.
As variáveis de estado constituem o maior conjunto de variáveis capazes de determinar o estado de um sistema dinâmico.
A escolha do número de variáveis de estado é importante, uma vez que o número de variáveis de estado deve ser igual à ordem do sistema. A escolha das variáveis de estado leva em consideração a modelagem utilizada no sistema, se é físico, mecânico, computacional ou matemático. É aconselhável que se escolha variáveis com grandezas que possam ser facilmente medidas. As variáveis de estado constituem o menor conjunto de variáveis capazes de determinar o estado de um sistema dinâmico.
d.
Um dos princípios das variáveis de estado é representar o estado inicial do sistema.
e.
A escolha do número de variáveis de estado é importante, uma vez que o número de variáveis de estado deve ser sempre inferior à ordem do sistema.
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Sua resposta está incorreta.
A resposta correta é:
Um dos princípios das variáveis de estado é representar o estado inicial do sistema.
Questão 3
Correto
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Texto da questão
Na metodologia dos sistemas de controle moderno, temos os observadores de estado. Eles configuram uma solução e até mesmo uma técnica utilizada para medir sistemas. Sobre os observadores de estado, assinale a alternativa correta.
a.
Os observadores de estado devem estar obrigatoriamente inseridos dentro do sistema, de modo a medir as variáveis.
b.
Os observadores de estado são criados para facilitar a operação do sistema, porém acabam por torná-la mais onerosa.
c.
Por meio da observação de estados, pode-se verificar os gastos e a eficiência de um sistema.
d.
Os observadores de estado surgiram dentro do controle clássico e pela necessidade de tornar os sistemas lineares controláveis.
e.
Os observadores de estado são criados utilizando a mesma modelagem do sistema real, porém com o acesso às variáveis disponíveis.
Resposta correta, pois os observadores de estado geralmente não se encontram no sistema propriamente dito, mas acoplado a eles, por meio de um sistema computacional que apresenta os estados e as variáveis desejadas.
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Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
Os observadores de estado são criados utilizando a mesma modelagem do sistema real, porém com o acesso às variáveis disponíveis.
Questão 4
Incorreto
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Texto da questão
Os projetos de sistemas reguladores com observadores podem ser desenvolvidos por meio de alocação de polos, sendo esses sistemas sem referência ou entrada de comando. Para desenvolver um projeto de sistema desse tipo, Ogata (2010) indica quatro passos. A respeito dos quatro passos para o projeto de sistemas reguladores com observadores, analise as afirmativas a seguir.
OGATA, K. Engenharia de controle moderno. 5. ed. São Paulo: Pearson, 2010.
I. Primeiro, deve-se determinar a matriz de ganho de realimentação de estado k e a matriz de ganho ke do observador.
II. O segundo passo é escolher os polos de malha fechada para efeito de alocação de polos e os polos desejados do observador.
III. No terceiro passo, obtém-se um modelo para a planta no espaço de estado.
IV. Por fim, utilizando as matrizes de ganho k e ke, obtém-se a função transferência do controlador observador.
É correto o que se afirma em:
a.
II e IV, apenas.
b.
II e III, apenas.
c.
I e II, apenas.
I. Está incorreta, pois é somente no terceiro passo do projeto que se deve determinar a matriz de ganho de realimentação de estado k e a matriz de ganho ke do observador.
II. É correta, pois, após obtido o modelo para a planta no espaço de estado, deve-se alocar os polos.
III. É incorreta, pois, na verdade, o primeiro passo do projeto é obter um modelo para a planta no espaço de estado.
IV. É correta, pois, a partir de k e ke, obtém-se a função transferência desejada; a partir dela, busca-se uma resposta aceitável dentro do sistema por meio da alocação dos polos dentro da malha fechada ou dos polos observadores.
d.
I, apenas.
e.
III e IV, apenas.
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Sua resposta está incorreta.
A resposta correta é:
II e IV, apenas.
Questão 5
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
Segundo Jiang, Sontag e Wang (1999), a tecnologia digital pode ser usada para manter as condições nos sistemas operacionais o mais próximo possível dos valores desejados, apesar das mudanças no ambiente operacional. Tradicionalmente, os sistemas de controle têm utilizado componentes analógicos, isto é, controladores que geram saídas contínuas no tempo. Pode-se distinguir o sistema de controle em contínuo e discreto.
JIANG, Z. P.; SONTAG, E. D.; WANG, Y. Input-to-state stability for discrete-time nonlinear systems. In: Proceedings of the 14th IFAC World Congress, Volume E, Beijing, p. 277-282, 1999.
Com relação ao comportamento do sistema de controle discreto, assinale a alternativa correta:
a.
Sistema no qual a mudança é observada em instantes contínuos de tempo.
b.
Sistema no qual a mudança é observada em conjunto isolado no tempo.
c.
Alternativa de controle de sinal de tempo em dados analógicos.
d.
Método no qual a continuidade é notada pela variância das medidas ao longo do tempo.
e.
Sistema no qual a mudança é observada em instantes discretos de tempo.
Resposta correta, pois o sistema de controle de tempo discreto é um sistema de controle no qual uma ou mais variáveis podem mudar apenas em instantes discretos de tempo.
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Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
Sistema no qual a mudança é observada em instantes discretos de tempo.
Questão 6
Correto
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Texto da questão
Um objetivo possível no projeto de um sistema de controle é que a saída do sistema controlado deve reproduzir, exatamente, a entrada. Por outro lado, definir o projeto de um sistema robusto requer que encontremos um compensador adequado, tal que a sensibilidade em malha fechada seja menor que algum valor de tolerância (HALBAOUI; BOUKHETALA; BOUDJEMA, 2011).
HALBAOUI, K.; BOUKHETALA, D.; BOUDJEMA, F. Introduction to robust control techniques. Robust Control, Theory and Applications. Índia: InTech Open, 2011.
Nesse cenário, qual é o papel da função de transferência?
a.Representa, apenas, a variação entre o sinal de saída de um sistema.
b.
Representa a relação entre o sinal de saída de um sistema e o sinal de entrada.
Resposta correta, pois uma função de transferência representa a relação entre o sinal de saída de um sistema de controle e o sinal de entrada, para todos os valores de entrada possíveis.
c.
Avalia, apenas, a quantidade de saída controlada no sistema.
d.
Indica a qualidade da modelagem em um sistema de controle.
e.
Avalia a qualidade da entrada de referência em um sistema.
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Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
Representa a relação entre o sinal de saída de um sistema e o sinal de entrada.
Questão 7
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
Define-se como um conjunto de equações matemáticas que fornece um meio computacional (recursivo) eficiente para estimar o estado de um processo, de forma a minimizar a média do erro quadrático (MAYBECK, 1990).
MAYBECK, P. S. The kalman filter: an introduction to concepts. Autonomous Robot Vehciles. COX, I.J.; WILFONG, G. T. (eds.). Berlin: Springer-Verlag, 1990.
O enunciado descreve qual conceito?
a.
O filtro de Kalman.
Resposta correta, pois um filtro de Kalman é um estimador ótimo. É recursivo para que novas medições possam ser processadas à medida que chegam.
b.
Quantização.
c.
Variável aleatória.
d.
Ruído.
e.
Variância.
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Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
O filtro de Kalman.
Questão 8
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
A teoria dos sistemas de controle linear robustos cresceu, notavelmente, nos últimos anos. A aplicabilidade se espalha pelo ambiente industrial, sendo uma ferramenta inestimável para análise e projeto de sistemas diversos. Essa rápida penetração se deve a duas grandes vantagens: a natureza aplicada e a relevância para problemas práticos do campo da engenharia de automação (HALBAOUI; BOUKHETALA; BOUDJEMA, 2011).
HALBAOUI, K.; BOUKHETALA, D.; BOUDJEMA, F. Introduction to robust control techniques. Robust Control, Theory and Applications. Índia: InTech Open, 2011.
Com relação ao objetivo de um controle do tipo robusto, assinale a alternativa correta:
a.
Considerar, apenas, modelos com certezas garantidas.
b.
Projetar um controlador que satisfaça apenas a estabilidade para um conjunto de modelos.
c.
Simular cenários abstratos com variáveis aleatórias.
d.
Simular cenários reais com variáveis aleatórias.
e.
Projetar um controlador que satisfaça a estabilidade e o desempenho para um conjunto de modelos.
Resposta correta, pois uma das funções essenciais dessa abordagem é moldar a resposta do sistema servo para dar-lhe o comportamento desejado.
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Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
Projetar um controlador que satisfaça a estabilidade e o desempenho para um conjunto de modelos.
Questão 9
Incorreto
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Texto da questão
Maya e Leonardi (2015) afirmam que projetar um observador de estados é o mesmo que apontar a matriz H de realimentação do erro de resposta do observador. Sobre projetar sistemas de controle com observadores, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
MAYA, P. A.; LEONARDI, F. Controle essencial. 2. ed. São Paulo: Pearson, 2015.
I. ( ) Trata-se de um método no domínio do tempo.
II. ( ) Os observadores são inseridos para variáveis mensuráveis e não mensuráveis.
III. ( ) Projetos com alocação de polos com observador não precisarão de verificação de margem de estabilidade.
IV. ( ) Os polos desejados da malha fechada podem ser alocados arbitrariamente.
Assinale a alternativa com a sequência correta.
a.
V, V, F, F.
I é verdadeira, pois tem enfoque na alocação dos polos, tornando-se muito poderoso e mostrando-se uma metodologia no domínio do tempo dos espaços.
II é falsa, pois os observadores são incorporados quando nem todas as variáveis podem ser medidas.
III é falsa, pois, para projetos com alocação de polos com observador, é recomendável que haja verificação de margem de estabilidade.
IV é verdadeira, pois os polos desejados da malha fechada podem ser alocados arbitrariamente, desde que a planta de estado seja completamente controlável.
b.
V, F, F, V.
c.
V, V, V, F
d.
F, F, V, V.
e.
F, V, V, F.
Feedback
Sua resposta está incorreta.
A resposta correta é:
V, F, F, V.
Questão 10
Incorreto
Atingiu 0,00 de 1,00
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Texto da questão
Nos sistemas lineares, com entradas e saídas únicas, a realimentação do sistema se dá por meio dos valores de entrada e de saída. Já no controle moderno, temos uma metodologia diferente, a de realimentação de estado. Sobre a metodologia de realimentação de estados, assinale a alternativa correta.
a.
Para que os polos de um sistema sejam realinhados, é necessário realizar uma multiplicação da matriz k do sistema.
b.
Para que haja a realimentação de um sistema que utiliza a metodologia dos espaços dos estados, é necessário que ele tenha entradas e saídas únicas.
c.
A realimentação dos estados consiste em realocar os polos de uma malha aberta, modificando a dinâmica do sistema.
Resposta incorreta, pois a realimentação dos estados se dá pelos estados do sistema, e não pelos valores de saída. A realimentação dos estados consiste em realocar os polos de uma malha fechada, modificando a dinâmica do sistema. Um sistema de realimentação por estados pode ser multivariável, com diversas entradas e saídas.
d.
A metodologia de realocação dos polos não pode ser aplicada a sistemas de espaço de estados.
e.
A realimentação dos estados se dá pelos valores de saída de um medidor K, localizado dentro do sistema.
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Sua resposta está incorreta.
A resposta correta é:
Para que os polos de um sistema sejam realinhados, é necessário realizar uma multiplicação da matriz k do sistema.
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