Controle e sewrvomecanismo II exercicios tema 3 2

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A
B
C
1 Marcar para revisão
Um controlador PID foi ajustado pelo 2º método de Ziegler-Nichols, com valores de suas constantes de ganho derivativo e
proporcional, respectivamente, de 24 e de 15,6. Nesse caso, qual deveria ser o período crítico P , em segundos, da oscilação
sustentada obtida quando da realização dos testes para emprego do 2º método?
c
4,0
4,8
5,2
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D
E
6,0
7,8
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
O método de Ziegler-Nichols é uma técnica de ajuste de controladores PID. Neste caso, as constantes de ganho derivativo e
proporcional foram ajustadas para 24 e 15,6, respectivamente. O período crítico P é o tempo que a oscilação sustentada leva
para completar um ciclo completo. Com base nos valores fornecidos e na aplicação do 2º método de Ziegler-Nichols, o
período crítico P seria de 5,2 segundos, o que corresponde à alternativa C.
c
c
2 Marcar para revisão
Em um sistema de controle de temperatura, um engenheiro opta por utilizar um controlador PID. O sistema requer ajustes finos nos
parâmetros do controlador para manter a temperatura constante dentro de uma faixa muito estreita.
Qual é o principal benefício de aplicar um controlador PID neste cenário?
Alternativas:
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A
B
C
D
E
Redução do tempo de resposta do sistema.
Aumento da eficiência energética.
Melhoria na precisão do controle.
Diminuição da complexidade do sistema.
Facilidade na implementação de hardware.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A utilização de um controlador PID em um sistema de controle de temperatura é fundamental para garantir a precisão do
controle. O controlador PID ajusta de forma dinâmica a saída do sistema em resposta a variações na entrada, mantendo a
temperatura dentro de uma faixa desejada com alta precisão.
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A
B
C
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3 Marcar para revisão
Uma equipe está desenvolvendo um controlador PID para um sistema de regulação de pressão em um processo industrial. Após
algumas análises, eles decidem usar o segundo método de Ziegler-Nichols para a sintonia do controlador. Durante o teste, eles
ajustam o ganho proporcional até que o sistema comece a oscilar.
Qual parâmetro a equipe deve observar atentamente para aplicar corretamente o segundo método de Ziegler-Nichols?
Alternativas:
Tempo de resposta do sistema ao ganho proporcional ajustado.
Frequência de oscilação no ponto crítico.
Amplitude das oscilações no ponto crítico.
Tempo de atraso do sistema antes do início da oscilação.
Ganho integral necessário para estabilizar as oscilações.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o gabarito comentado!
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A
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C
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Gabarito Comentado
Ao aplicar o segundo método de Ziegler-Nichols, é crucial observar a amplitude das oscilações quando o sistema atinge o
ponto crítico com um ganho proporcional específico. Esta observação, junto com o período de oscilação, ajuda a definir os
parâmetros apropriados do controlador PID para garantir um controle eficaz e estável do sistema.
4 Marcar para revisão
Utilizando o método de Tustin e período de amostragem de T = 0,2s, para um controlador PID com K = 20, K = 8 e K = 2, qual
deverá ser o coeficiente do termo e(k - 1) na equação de diferença do controlador?
P i d
-25,2
-28,0
-32,6
-35,2
-38,4
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A
B
Resposta correta
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Gabarito Comentado
Para resolver essa questão, é necessário aplicar o método de Tustin, que é uma técnica de discretização usada para transformar
uma equação diferencial contínua em uma equação de diferença discreta. No caso de um controlador PID, os coeficientes Kp,
Ki e Kd são usados para ajustar o comportamento do controlador. O coeficiente do termo e(k-1) na equação de diferença do
controlador, considerando os valores dados e o período de amostragem, resulta em -38,4. Portanto, a alternativa correta é a E,
que indica o valor -38,4.
5 Marcar para revisão
Um engenheiro está projetando um sistema de controle de temperatura para um forno industrial. O objetivo é manter a temperatura
estável em 150°C. Ele opta por um controlador PID digital. Durante a fase de projeto, ele precisa escolher um método adequado
para discretizar a equação do controlador.
Qual método de discretização é mais adequado para a implementação do controlador PID digital neste cenário?
Alternativas:
Método de Newton.
Método de Tustin.
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C
D
E
Método de Lagrange.
Método de Fourier.
Método de Gauss.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
O Método de Tustin é uma escolha apropriada para discretizar a equação do controlador PID em um sistema de controle
digital, como o do forno industrial mencionado no estudo de caso. Este método é conhecido por sua eficácia na conversão de
controladores PID contínuos para a forma digital, mantendo a estabilidade e a resposta desejada do sistema.
6 Marcar para revisão
Em um sistema de controle digital, um engenheiro está projetando um controlador PID. Para obter uma resposta rápida do sistema,
ele decide aumentar o ganho proporcional.
Qual é o principal efeito de aumentar o ganho proporcional em um controlador PID em um sistema de controle digital?
Alternativas:
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A
B
C
D
E
Diminui o sobressinal.
Aumenta o tempo de acomodação.
Diminui o erro em regime permanente.
Aumenta a rapidez da resposta do sistema.
Reduz a frequência de oscilações do sistema.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Ao aumentar o ganho proporcional em um controlador PID, o principal efeito observado é o aumento da rapidez da resposta
do sistema. Isso ocorre porque um maior ganho proporcional intensifica a ação de controle em resposta a um erro, levando a
uma resposta mais rápida. No entanto, isso pode também aumentar o risco de oscilações e afetar a estabilidade do sistema.
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A
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7 Marcar para revisão
Uma empresa de manufatura introduziu um sistema de controle de velocidade em suas esteiras transportadoras, utilizando um
controlador PID digital. O objetivo é manter uma velocidade constante, independentemente das variações de carga na esteira, para
garantir um fluxo de produção uniforme e eficiente.
Considerandoo texto, analise as afirmativas abaixo:
I. A ação proporcional em um controlador PID digital ajuda a ajustar rapidamente a velocidade da esteira às mudanças de carga.
II. Controladores PID digitais não são adequados para sistemas de controle de velocidade em esteiras transportadoras.
III. A sintonia dos parâmetros do controlador PID não afeta a capacidade do sistema de responder a variações de carga.
É correto o que se afirma em:
Apenas I e II.
Apenas II e III.
Apenas I.
Apenas I e III.
Apenas III.
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Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A afirmativa I está correta, pois a ação proporcional em um controlador PID digital é fundamental para a resposta imediata a
mudanças na carga, ajustando a velocidade da esteira para manter a uniformidade no processo de produção. A afirmativa II é
incorreta, uma vez que controladores PID digitais são frequentemente usados em sistemas de controle de velocidade devido à
sua precisão e flexibilidade. A afirmativa III é também incorreta, pois a sintonia dos parâmetros do controlador PID é crucial
para a eficácia do sistema, influenciando diretamente a forma como o sistema responde a variações de carga e mantém a
velocidade desejada.
8 Marcar para revisão
Em um experimento de laboratório, um estudante utiliza um controlador PID digital para controlar a temperatura em um processo
químico. Ele observa que, apesar de um ajuste adequado dos ganhos, o sistema apresenta um erro persistente em regime
permanente.
Qual componente do controlador PID deve ser ajustado para reduzir o erro em regime permanente em um sistema de controle
digital?
Alternativas:
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A
B
C
D
E
Ganho proporcional.
Ganho derivativo.
Ganho integral.
Frequência de amostragem.
Limite de saturação do controlador.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
O ganho integral em um controlador PID é responsável por reduzir o erro em regime permanente em sistemas de controle.
Aumentar o ganho integral ajuda a eliminar o erro constante que pode ocorrer após o sistema alcançar um estado estacionário,
especialmente em processos que demandam alta precisão de controle, como na regulação de temperatura em processos
químicos.
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B
C
D
E
9 Marcar para revisão
Uma equipe de engenharia está projetando um sistema de controle de velocidade para um novo modelo de veículo elétrico. Para
otimizar o desempenho, decidem utilizar um controlador PID digital.
Considerando o texto, analise as afirmativas abaixo:
I. Um controlador PID digital utiliza equações diferenciais para sua implementação.
II. A transformação de Euler é uma técnica para converter controladores PID em versões digitais.
III. Controladores PID digitais são menos precisos do que os analógicos.
É correto o que se afirma em:
Apenas I e II.
Apenas II e III.
Apenas II.
Apenas I e III.
Apenas III.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o gabarito comentado!
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A
B
C
Gabarito Comentado
A afirmativa I está incorreta porque controladores PID digitais são baseados em equações de diferença, não equações
diferenciais. A afirmativa II é correta, já que a transformação de Euler é um dos métodos usados para converter controladores
PID para o formato digital. A afirmativa III está incorreta, pois não é verdade que controladores PID digitais sejam menos
precisos que os analógicos; na verdade, eles oferecem vantagens como maior flexibilidade e facilidade de implementação.
10 Marcar para revisão
Um controlador PID digital é configurado para regular a temperatura em um reator químico. O engenheiro percebe que o sistema
leva muito tempo para alcançar a temperatura desejada, indicando uma resposta lenta do controlador.
Que ajuste em um controlador PID pode ser feito para acelerar a resposta do sistema, fazendo-o alcançar a temperatura desejada
mais rapidamente?
Alternativas:
Aumentar o ganho proporcional.
Diminuir o ganho integral.
Aumentar o ganho derivativo.
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D
E
Diminuir a frequência de amostragem.
Aumentar o limite de saturação do controlador.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Aumentar o ganho proporcional em um controlador PID é uma abordagem eficaz para acelerar a resposta do sistema. Este
ajuste faz com que o controlador reaja de maneira mais intensa às variações entre a temperatura atual e a desejada, diminuindo
o tempo necessário para que o sistema alcance a temperatura estabelecida. É uma estratégia importante em processos que
exigem rápida resposta térmica, como em reatores químicos.
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