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Engenharia de Computação Sistema de Controle 80 horas 2 Terminologia ● Planta: – É uma parte de um equipamento, eventualmente um conjunto de itens de uma máquina, que funcionam conjuntamente objetivando a realização de uma dada função. ● Processos: – Operação natual de processo contínuo. É a operação a ser controlada. ● Variável controlada ou variável de processo (PV): – Grandeza ou condição que é medida e controlada. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 3 Terminologia ● Sistema: – Combinação de componentes que agem em conjunto para tingir um determinado objetivo. ● Distúrbio: – Sinal que tende a afetar de maneira adversa o valor da variável de saída. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 4 Malha aberta ● São sistemas de controle nos quais a saída não tem efeito na ação de controle. ● Também conhecido como Feedforward. ● Neste tipo de sistema, a saída não é medida nem realimentada. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 5 Malha aberta ● Exemplos: Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 6 Malha fechada ● O sinal de saída possui efeito direto no sinal de controle. ● São denominados sistemas de controle realimentados ou com retroação. ● O sistema em malha fechada é utilizado para enviar sinal de erro para o controlador e deste modo eliminá- lo. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 7 Malha fechada ● Malha fechada => Realimentação (Feedback). ● u(t) é a lei de controle aplicada na planta. ● A referência é chamada de SP (Set Point). ● O sinal aplicada na planta, proveniente do controlador é chamado de MV (variável manipulada). Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 8 Malha fechada ● Exemplos: Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 9 Malha Fechada x Malha Aberta ● Por meio da utilização de um sistema de controle de malha fechada, pode-se projetar um sistema de controle a distúrbio e variações de parâmetros da planta. ● O sistema de controle de malha aberta é mais fácil de ser construído, visto que grande parte das plantas é estável em malha aberta. ● Em sistemas onde é conhecida a relação entre a entrada e a saída, e ainda, verifica-se a ausência de distúrbio, é aconselhável a utilização de um sistema de controle de malha aberta. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 10 Malha Fechada x Malha Aberta ● Geralmente, projeto de sistemas em malha fechada são mais caros que malha aberta. ● Um combinação entre sistemas de controle de malha aberta e malha fechada apresenta melhores resultados do que utilizados separadamente. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 11 Sistema de Controle de Tráfego ● O sistema de controle de tráfego por meio de semáforos operados em base de tempos constitui um sistema de controle de malha aberta. ● Se fosse informado o número de carros parados em cada ramos das ruas a uma central informatizada, e esta central decide quando ativar o sianl verde e vermelho, então, o sistema seria malha fechada. ● Sistema de controle muito complexo necessita de teorias avançadas de controle, tais como Fuzzy, para minimizar o tempo de espera dos veículos. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 12 Projeto de Sistema de Controle ● O projeto de engenharia de sistemas de controle é a principal tarefa do engenheiro, neste contexto ele deve ser criativo e atender as necessidades de desempenho desejadas. ● Um projeto de controle deve ser estável, esta é a exigência fundamental. ● Um projeto de sistema de controle também deve ter uma estabilidade relativa razoável. ● Por fim, espera-se do projeto de sistema de controle, reduzir ou eliminar o sinal de erro de regime estacionário. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 13 Exemplos de Sistemas de Controle ● Sistema de Controle de Pressão Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 14 Exemplos de Sistemas de Controle ● Sistema de Controle de Pressão: – A pressão na caldeira é controlada pela posição do regulador. – Esta pressão é medida por um elemento medidor de pressão. – O sinal medido é enviado ao controlador para comparação com o valor desejado. – Se existir algum erro, a saída do controlador é enviado ao atuador que posiciona o regulador de modo a reduzir o erro. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 15 Exemplos de Sistemas de Controle ● Sistema de Controle de Velocidade Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 16 Exemplos de Sistemas de Controle ● Sistema de Controle de Velocidade: – O fluxo do óleo na válvula piloto define a posição do cilindro de potência. – O cilindro de potência determina a quantidade combustível que alimenta o motor que aciona a carga. – A rotação do motor, determina o deslocamento da válvula piloto. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 17 Exemplos de Sistemas de Controle ● Sistema de Controle de Temperatura Sistemas de Controle - Engenharia de Computação 18 Referências ● UTFPR, DAELT – Sistemas de Controle. Carlos Amaral, Cristiano Quevedo Andrea. ● UFJF – Prof. André Marcato. Sistemas de Controle - Engenharia de Computação Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18
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