Atividade Pratica Avaliativa - AP N 01 2024-1

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Universidade Federal do Piauí – Curso de Engenharia Elétrica 
Disciplina: Controle Digital – Laboratório – CEE0099 
Professor(a): Otacílio/Medeiros 
Semestre 2023/02 
 
Computador Digital PC 
Exercício Avaliativo Prático Nº 01
Objetivos: 
 Obter o conhecimento da planta a ser utilizada nos laboratórios. 
 
1ª Parte (2 pontos) 
Para o processo prático (Motor CC) apresentado em sala de aula: 
Com o arquivo de dados do acionamento do processo em malha aberta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1: Motor CC em aberta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sobre o funcionamento do sistema a ser usado nas aulas práticas: 
a) Qual a função do computador? 
b) Qual a função do microcontrolador? 
c) Qual a função da conexão USB e qual o seu impacto no sistema de controle? 
d) Qual a função do software que implementado no microcontrolador e do software que roda no PC? 
Driver de 
acionamento
Tacômetro
USB Link 
PWM 
INT 
y(t) - velocidade em rot/s u(t) – PWM (0 a 100%) 
GM(s) 
Figura 2: Processo em Malha aberta 
u(t) y(t) GM(s) Conversor D/A 
Conversor A/D 
Computador Digital 
PC 
Drive de acionamento 
(PWM) 
Microcontrolador
Motor CC 
Semestre 2024.1
Universidade Federal do Piauí – Curso de Engenharia Elétrica 
Disciplina: Controle Digital – Laboratório – CEE0099 
Professor(a): Otacílio 
Semestre 2023/02 
 
1 Obs: ꞷ90 significa velocidade de 90% da obtida para uma entrada de 100% de PWM em malha aberta. Apresentar os gráficos de referência r(t), 
controle u(t) e saída do sistema y(t). 
2 Obs: Apresente sempre, onde for necessário, os gráficos contendo todos os sinais de referências, saídas e controles 
Gráfico e tabelas para esta questão. 
 
 
2ª Parte (Prática – 8 Pontos) 
1 – Para o processo prático (Motor CC) do laboratório, figuras 1 e 2: 
a) Acionar o motor CC com diferentes valores de degraus para estabelecer os valores máximos e mínimos de entrada 
(PWM - tensão de armadura) e saída (velocidade) da planta. E apresente os dados obtidos na forma numérica e na 
forma gráfica. 
b) Determinar, para 80% da variável de entrada (PWM): 
 O tempo de resposta do sistema, 
 A constante de tempo; 
 O tempo de acomodação; 
 O sobressinal máximo (se houver); 
 O ganho; 
 O período de amostragem adequado para controle em malha fechada. 
Apresentar os gráficos de resposta do sistema no tempo contendo os sinais de entrada e saída para suportar suas respostas. 
 
2 – Determinar experimentalmente funções de transferências de 1ª ordem em s e z para o processo, Motor CC em malha 
aberta, utilizando o método de resposta ao degrau, para diferentes regiões de operação. Para isto 
(a) determine uma Função de Transferência 𝐺 𝑠 𝑒 𝐺 𝑧 para o motor funcionando em cada uma das regiões: a 
20%, 30%, 60% e 90% de PWM. 
(b) Apresentar na forma gráfica as saídas reais e estimadas, assim como os erros de modelagem, ao aplicar os 3 
patamares de degrau definidos. Sugestão: Utilize o experimento esquematizado na figura 3 
 
Figura 3: Validação da FT estimada para o Motor CC em aberta. 
 
c) Faça suas observações sobre a não linearidade do processo considerando o conjunto de parâmetros de 
constante de tempo e ganho. 
- Apresente um gráfico para cada parâmetro (ganho e constante de tempo) em função do sinal de PWM (20%, 
30%, 60% e 90%) . 
 
3 – Fechar a malha do motor: 
a) Fazer suas observações a respeito da estabilidade do sistema em malha fechada a partir da resposta ao degrau de 
referência igual a ꞷ90(t) rps (90% da velocidade máxima)1 e calcular os polos de sistema em malha fechada em z. 
b) Para entradas degraus de ꞷ20, ꞷ30, ꞷ60 e ꞷ90 (rps) em malha fechada, determine o erro de regime, o tempo de 
subida e o sobressinal máximo (se houver). Apresente seus resultados nas formas gráficas2 e tabular. 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: Motor CC em malha fechada com o ganho de malha variável 
u(t) 
y(t) 
𝑦 𝑡
e(t)
+ 
- 
y(t))r(t) 
Motor CC 
u(t)