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Sistemas em malha aberta e fechada

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Engenharia de Computação
Sistema de Controle
80 horas
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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.
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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.
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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.
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Malha aberta
● Exemplos:
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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.
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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).
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Malha fechada
● Exemplos:
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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.
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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.
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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.
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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.
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Exemplos de Sistemas de Controle
● Sistema de Controle de Pressão
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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.
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Exemplos de Sistemas de Controle
● Sistema de Controle de Velocidade
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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. 
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Exemplos de Sistemas de Controle
● Sistema de Controle de Temperatura
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Referências
● UTFPR, DAELT – Sistemas de Controle. Carlos 
Amaral, Cristiano Quevedo Andrea.
● UFJF – Prof. André Marcato.
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