Sistemas de Controle I - 2015.2

Prévia do material em texto

__________________________________________________________________________ 
Revisão 4 - 01/08/2015 
 
 
PUC - GO 
Engenharia Elétrica 
Engenharia de Controle e Automação 
PUC 
CURSO: Engenharia da Elétrica e de Controle e Automação 
DISCIPLINA: Sistemas de Controle I 
CÓDIGO: ENG3502 
CARGA HORÁRIA: 60 h/A ANO/SEMESTRE: 2º Semestre de 2015 
PROFESSOR: Ênio Prates Vasconcelos Filho 
 
PLANO DE ENSINO 
 
EMENTA DA DISCIPLINA 
Sistemas contínuos e discretos em malhas fechadas. Projetos de sistemas contínuos e sistemas discretos. 
Análise no domínio do tempo. Métodos de resposta em frequência. Plano S e plano Z. Modelos matemáticos 
de sistemas físicos. Ações básicas de controle automático industrial (Controlador PID). Análise transitória. 
 
OBJETIVOS DA DISCIPLINA 
 Capacitar o aluno a analisar, projetar e modificar sistemas de controle por meio da teoria de 
controle clássica, usando as técnicas de análise e projeto de sistemas de controle para sistemas 
lineares, contínuos, invariantes no tempo e monovariáveis; 
 Validar teorias analisadas em laboratório; 
 
CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS 
1. Introdução aos Sistemas de Controle: 
1.1. Exemplos de sistema de controle; 
1.2. Controle de malha fechada versus malha aberta; 
1.3. Projeto e compensação de sistemas de controle. 
2. Modelagem no Domínio da Frequência: 
2.1. Função de Transferência (diversas); 
2.2. Não Linearidades; 
2.3. Linearização de modelos matemáticos não lineares; 
3. Resposta no domínio do Tempo: 
3.1. Polos, Zeros e a Resposta do Sistema; 
3.2. Sistemas de primeira ordem; 
3.3. Sistemas de segunda ordem; 
3.4. PID; 
4. Redução de subsistemas Múltiplos: 
4.1. Diagramas de Blocos; 
4.2. Analise e projeto de sistemas com realimentação; 
4.3. Regra de Mason; 
5. Estabilidade: 
5.1. Critério de routh-Hurwitz; 
6. Erros em Regime Permanente; 
 
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS 
As aulas teóricas serão expositivas dialogadas e interpostas com atividades de resolução de exercícios. 
Lousa, equipamento multimídia e componentes eletrônicos serão usados como meios de ensino. Nas aulas 
teóricas, os alunos serão incentivados a participar com o objetivo de esclarecer as dúvidas e contribuir com 
exemplos e sugestões. 
O Laboratório será utilizado para a realização de experimentos em grupo e em horários específicos visando 
colocar em prática os conhecimentos adquiridos em sala de Aula, bem como validar as teorias expostas. 
 
RECURSOS DIDÁTICOS 
 
__________________________________________________________________________ 
Revisão 4 - 01/08/2015 
 
 
PUC - GO 
Engenharia Elétrica 
Engenharia de Controle e Automação 
 Sala de aula convencional; 
 Laboratório de Controle; 
 Slides; quadro branco; 
 Matlab; 
 Questões em sala de aula; 
 
AVALIAÇÃO 
A avaliação constará de quatro módulos: 
 Provas Teóricas (4); 
 Questões em sala; 
 Laboratório (avaliação); 
 Projeto de Controle; 
1. Provas Teóricas (𝑻𝟏, 𝑻𝟐, 𝑻𝟑 𝒆 𝑻𝟒): 
A disciplina terá 4 avaliações teóricas. Estas estão previstas para: 
 T1) Prova Parcial 1  Data provável: 10/09/2015 
 T2) Prova Parcial 2  Data provável: 28/09/2015 
 T3) Prova Parcial 3  Data provável: 09/11/2015 
 T4) Prova Parcial 4  Data provável: 30/11/2015 
As provas devem ser feitas à caneta de tinta azul ou preta. Caso sejam feitas utilizando quaisquer outros 
meios, não serão aceitas reclamações posteriores. 
2. Questões em Sala (𝑸𝟏 𝒆 𝑸𝟐): 
As questões em sala serão feitas ao longo do semestre, durante o período da aula; 
3. Laboratórios/Prática (𝑳𝒂𝒃𝟏 𝒆 𝑳𝒂𝒃𝟐): 
 Cada aula de laboratório será avaliada em função dos resultados obtidos e do relatório entregue 
após cada experimento; 
 A avaliação 𝑳𝒂𝒃𝟏 será composta dos relatórios e de uma avaliação de Laboratório, a ser realizada 
no dia 01/10/2015; 
 A avaliação 𝑳𝒂𝒃𝟐 será composta dos relatórios e da avaliação do projeto prático, a ser entregue no 
dia 07/12/2015 e 10/12/2015; 
4. Projeto de Controle (P): 
 Projeto sobre Controle e/ou Servomecanismo onde a turma será dividida em grupos e cada grupo 
irá desenvolver um artigo e uma apresentação sobre um projeto que irá desenvolver ao longo do 
semestre. Os temas e maiores detalhes serão anunciados e discutidos em sala de aula; 
 Esse projeto tem a visão de aplicar os conceitos aprendidos em sala de aula na construção, uso, 
avaliação ou projeto de um sistema a ser aplicado em uma situação cotidiana ou importante para 
a sociedade nos dias de hoje. 
 Data provável de entrega: 07/12/2015; 
 Devem ser aplicados os conceitos desenvolvidos na matéria, e englobar também os itens a seguir: 
1. Desenvolvimento de artigo descrevendo o projeto. Esse artigo deverá ser composto de: 
 Resumo; 
 Introdução; 
 Objetivos: geral e específicos; 
 Metodologia utilizada; 
 Desenvolvimento; 
 Resultados; 
 Conclusões; 
 Bibliografia. 
2. Apresentação do projeto no laboratório: 
 
__________________________________________________________________________ 
Revisão 4 - 01/08/2015 
 
 
PUC - GO 
Engenharia Elétrica 
Engenharia de Controle e Automação 
 Apresentar o funcionamento do projeto: 
 Avaliação de Funcionamento do projeto real em relação ao proposto no artigo; 
 Utilidade prática do projeto desenvolvido; 
 Complexidade do Projeto; 
 Descrever aspectos teóricos e práticos do projeto; 
 Arguição do professor e dos colegas da turma. 
5. Nota Final: 
A Nota final da disciplina será dada pela seguinte Fórmula: 
𝐿𝑎𝑏1 = 𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡ó𝑟𝑖𝑜𝑠 ∗ 0,4 + 𝐴𝑣𝑎𝑙𝑖𝑎çã𝑜𝐿𝐴𝐵 ∗ 0,6 
𝐿𝑎𝑏2 = 𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡ó𝑟𝑖𝑜𝑠 ∗ 0,2 + 𝑃𝑟𝑜𝑗𝑒𝑡𝑜𝐿𝐴𝐵 ∗ 0,8 
𝑁1 = 𝑇1 ∗ 0,35 + 𝑇2 ∗ 0,4 + 𝐿𝑎𝑏1 ∗ 0,2 + 𝑄1 ∗ 0,5 
𝑁2
′ = 𝑇3 ∗ 0,25 + 𝑇4 ∗ 0,3 + 𝐿𝑎𝑏2 ∗ 0,4 + 𝑄2 ∗ 0,5 
𝑁2 = 𝑁2
′ + 𝐴𝐼 
𝑀𝑓 = 𝑁1 ∗ 0,40 + 𝑁2 ∗ 0,60 
6. Aprovação: 
Ter 𝑀𝑓 ≥ 5,0 e presença ≥ 75%; 
 
BIBLIOGRAFIA 
BÁSICA 
OGATA, K. Engenharia de controle moderno. 5. ed. São Paulo: Prentice Hall. 2011. 
DORF,R. C. B.; ROBERT, H. Sistemas de controle modernos. 12.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013. 
NISE, N. S. Engenharia de sistemas de controle. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
COMPLEMENTAR 
BOLTON, W. Engenharia de controle. São Paulo: MAKRON Books, 1995. 
CARVALHO, J. L. M. Sistemas de controle automático. Rio de Janeiro: LTC, 2000. 
KUO, B. Sistemas de controle automático. Rio de Janeiro: Prentice-Hall, 1995. 
HEMERLY, E. M. Controle por computador de sistemas dinâmicos. 2.ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2000. 
OGATA, K. MATLAB for control engineers. Rio de Janeiro: Prentice Hall. 2008.