Controle Digital de Sistemas Dinâmicos

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Controle Digital de Sistemas Dinaˆmicos -
Introduc¸a˜o
Prof. Tales Argolo Jesus
tales@cefetmg.br
Sala 303 - DECOM
CEFET-MG
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 1 / 23
Apresentac¸a˜o da Disciplina
Objetivos
Conhecer os fundamentos teo´ricos de controle digital de sistemas
dinaˆmicos;
Conhecer os principais me´todos e te´cnicas matema´ticas e
computacionais para modelar, simular e controlar sistemas dinaˆmicos
utilizando equipamentos digitais;
Conhecer aplicac¸o˜es reais de controle digital de sistemas dinaˆmicos.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 2 / 23
Apresentac¸a˜o da Disciplina
Objetivos
Conhecer os fundamentos teo´ricos de controle digital de sistemas
dinaˆmicos;
Conhecer os principais me´todos e te´cnicas matema´ticas e
computacionais para modelar, simular e controlar sistemas dinaˆmicos
utilizando equipamentos digitais;
Conhecer aplicac¸o˜es reais de controle digital de sistemas dinaˆmicos.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 2 / 23
Apresentac¸a˜o da Disciplina
Objetivos
Conhecer os fundamentos teo´ricos de controle digital de sistemas
dinaˆmicos;
Conhecer os principais me´todos e te´cnicas matema´ticas e
computacionais para modelar, simular e controlar sistemas dinaˆmicos
utilizando equipamentos digitais;
Conhecer aplicac¸o˜es reais de controle digital de sistemas dinaˆmicos.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 2 / 23
Apresentac¸a˜o da Disciplina
Unidades de Ensino
Introduc¸a˜o ao Controle Digital de Sistemas Dinaˆmicos
Sistemas em Tempo Discreto
Transformada Z
Representac¸a˜o em Varia´veis de Estado
Amostragem e Reconstruc¸a˜o de Sinais
Sistemas em Tempo Discreto em Malha Aberta e em Malha Fechada
Estabilidade de Sistemas Amostrados
Te´cnicas de Compensac¸a˜o
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 3 / 23
Apresentac¸a˜o da Disciplina
Livro-Texto
Phillips, Nagle, (Chakrabortty). “Digital Control System Analysis and
Design”, 3a ou 4a Edic¸a˜o, Pearson.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 4 / 23
Apresentac¸a˜o da Disciplina
Avaliac¸a˜o
3 Provas → 25 pontos cada (13/09, 18/10 e 20/11)
Trabalhos em duplas/trios → 25 pontos (apresentac¸o˜es nos dias
08/11 e 13/11)
Recursos extras
Prova supl./subst. → 25 pontos (22/11)
Exame Especial → 100 pontos (11/12)
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 5 / 23
Apresentac¸a˜o da Disciplina
Pre´-Requisitos Intelectuais
Modelagem e Ana´lise de Sistemas Dinaˆmicos
Equac¸o˜es diferenciais
Func¸o˜es de transfereˆncia
Representac¸o˜es em varia´veis de estado para sistemas cont´ınuos
Controle de Sistemas Dinaˆmicos
Representac¸o˜es em Diagramas de Blocos
Sistemas em Malha Aberta e em Malha Fechada
Estabilidade de Sistemas de Controle
Te´cnicas de Projeto de Controladores
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 6 / 23
Apresentac¸a˜o da Disciplina
Regras do Jogo
Uma imagem fala mais que mil palavras!
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 7 / 23
Introduc¸a˜o
Controle Automa´tico
O controle automa´tico tem desempenhado um papel fundamental em diver-
sas a´reas da Engenharia e da Cieˆncia.
Exemplos:
Ve´ıculos espaciais
Automo´veis
Sistemas robo´ticos
Modernos sistemas de manufatura
Quaisquer operac¸o˜es industriais que envolvam o controle de
temperatura, pressa˜o, umidade, viscosidade, vaza˜o, etc.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 8 / 23
Carro Autoˆnomo Desenvolvido na UFMG
Carregando V´ıdeo...
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 9 / 23
Mu´ltiplos Ve´ıculos Ae´reos Na˜o Tripulados
Carregando V´ıdeo...
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 10 / 23
Sandrord - XII Winter Challenge (2016)
Carregando V´ıdeo...
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 11 / 23
Introduc¸a˜o
Definic¸o˜es Ba´sicas
Varia´vel Controlada → Grandeza que e´ medida e controlada.
Normalmente e´ chamada de sa´ıda do sistema;
Sinal de Controle ou Varia´vel Manipulada → Grandeza que e´
modificada pelo controlador com a finalidade de se afetar a varia´vel
controlada;
Refereˆncia ou setpoint → Valor desejado da varia´vel controlada;
Controlar → Medir o valor da varia´vel controlada e modificar o sinal
de controle (ou varia´vel manipulada) para corrigir ou limitar os
desvios da varia´vel controlada em relac¸a˜o a` refereˆncia (ou setpoint);
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 12 / 23
Introduc¸a˜o
Definic¸o˜es Ba´sicas
Varia´vel Controlada → Grandeza que e´ medida e controlada.
Normalmente e´ chamada de sa´ıda do sistema;
Sinal de Controle ou Varia´vel Manipulada → Grandeza que e´
modificada pelo controlador com a finalidade de se afetar a varia´vel
controlada;
Refereˆncia ou setpoint → Valor desejado da varia´vel controlada;
Controlar → Medir o valor da varia´vel controlada e modificar o sinal
de controle (ou varia´vel manipulada) para corrigir ou limitar os
desvios da varia´vel controlada em relac¸a˜o a` refereˆncia (ou setpoint);
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Introduc¸a˜o
Definic¸o˜es Ba´sicas
Varia´vel Controlada → Grandeza que e´ medida e controlada.
Normalmente e´ chamada de sa´ıda do sistema;
Sinal de Controle ou Varia´vel Manipulada → Grandeza que e´
modificada pelo controlador com a finalidade de se afetar a varia´vel
controlada;
Refereˆncia ou setpoint → Valor desejado da varia´vel controlada;
Controlar → Medir o valor da varia´vel controlada e modificar o sinal
de controle (ou varia´vel manipulada) para corrigir ou limitar os
desvios da varia´vel controlada em relac¸a˜o a` refereˆncia (ou setpoint);
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 12 / 23
Introduc¸a˜o
Definic¸o˜es Ba´sicas
Varia´vel Controlada → Grandeza que e´ medida e controlada.
Normalmente e´ chamada de sa´ıda do sistema;
Sinal de Controle ou Varia´vel Manipulada → Grandeza que e´
modificada pelo controlador com a finalidade de se afetar a varia´vel
controlada;
Refereˆncia ou setpoint → Valor desejado da varia´vel controlada;
Controlar → Medir o valor da varia´vel controlada e modificar o sinal
de controle (ou varia´vel manipulada) para corrigir ou limitar os
desvios da varia´vel controlada em relac¸a˜o a` refereˆncia (ou setpoint);
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Introduc¸a˜o
Definic¸o˜es Ba´sicas
Planta → Qualquer objeto f´ısico a ser controlado (um dispositivo
mecaˆnico, um roboˆ, um forno, um reator qu´ımico, um avia˜o na˜o
tripulado, um sate´lite);
Processo → Qualquer operac¸a˜o a ser controlada (processos qu´ımicos,
econoˆmicos, biolo´gicos, etc);
Sistema → Combinac¸a˜o do componentes que agem em conjunto para
atingir determinado objetivo. O conceito de sistema tambe´m pode ser
aplicado a fenoˆmenos dinaˆmicos abstratos. Pode-se dizer que ha´
sistemas econoˆmicos, biolo´gicos, f´ısicos, etc.
Distu´rbio ou pertubac¸a˜o → Sinal que tende a afetar de maneira
indesejada a sa´ıda de um sistema. Se ele for origina´rio do pro´prio
sistema, diz-se que ele e´ um distu´rbio interno. Se ele tiver origem fora
do sistema, diz-se que ele e´ um distu´rbio externo, o qual se comporta
como um sinal de entrada do sistema.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 13 / 23
Introduc¸a˜o
Definic¸o˜es Ba´sicas
Planta → Qualquer objeto f´ısico a ser controlado (um dispositivo
mecaˆnico, um roboˆ, um forno, um reator qu´ımico, um avia˜o na˜o
tripulado, um sate´lite);
Processo → Qualquer operac¸a˜o a ser controlada (processos qu´ımicos,
econoˆmicos, biolo´gicos, etc);
Sistema → Combinac¸a˜o do componentes que agem em conjunto para
atingir determinado objetivo. O conceito de sistema tambe´m pode ser
aplicado a fenoˆmenos dinaˆmicos abstratos. Pode-se dizer que ha´
sistemas econoˆmicos, biolo´gicos, f´ısicos, etc.
Distu´rbio ou pertubac¸a˜o → Sinal que tende a afetar de maneira
indesejada a sa´ıda de um sistema. Se ele for origina´rio do pro´prio
sistema, diz-se que ele e´ um distu´rbio interno. Se ele tiver origem fora
do sistema, diz-se queele e´ um distu´rbio externo, o qual se comporta
como um sinal de entrada do sistema.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 13 / 23
Introduc¸a˜o
Definic¸o˜es Ba´sicas
Planta → Qualquer objeto f´ısico a ser controlado (um dispositivo
mecaˆnico, um roboˆ, um forno, um reator qu´ımico, um avia˜o na˜o
tripulado, um sate´lite);
Processo → Qualquer operac¸a˜o a ser controlada (processos qu´ımicos,
econoˆmicos, biolo´gicos, etc);
Sistema → Combinac¸a˜o do componentes que agem em conjunto para
atingir determinado objetivo. O conceito de sistema tambe´m pode ser
aplicado a fenoˆmenos dinaˆmicos abstratos. Pode-se dizer que ha´
sistemas econoˆmicos, biolo´gicos, f´ısicos, etc.
Distu´rbio ou pertubac¸a˜o → Sinal que tende a afetar de maneira
indesejada a sa´ıda de um sistema. Se ele for origina´rio do pro´prio
sistema, diz-se que ele e´ um distu´rbio interno. Se ele tiver origem fora
do sistema, diz-se que ele e´ um distu´rbio externo, o qual se comporta
como um sinal de entrada do sistema.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 13 / 23
Introduc¸a˜o
Definic¸o˜es Ba´sicas
Planta → Qualquer objeto f´ısico a ser controlado (um dispositivo
mecaˆnico, um roboˆ, um forno, um reator qu´ımico, um avia˜o na˜o
tripulado, um sate´lite);
Processo → Qualquer operac¸a˜o a ser controlada (processos qu´ımicos,
econoˆmicos, biolo´gicos, etc);
Sistema → Combinac¸a˜o do componentes que agem em conjunto para
atingir determinado objetivo. O conceito de sistema tambe´m pode ser
aplicado a fenoˆmenos dinaˆmicos abstratos. Pode-se dizer que ha´
sistemas econoˆmicos, biolo´gicos, f´ısicos, etc.
Distu´rbio ou pertubac¸a˜o → Sinal que tende a afetar de maneira
indesejada a sa´ıda de um sistema. Se ele for origina´rio do pro´prio
sistema, diz-se que ele e´ um distu´rbio interno. Se ele tiver origem fora
do sistema, diz-se que ele e´ um distu´rbio externo, o qual se comporta
como um sinal de entrada do sistema.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 13 / 23
Introduc¸a˜o
Definic¸a˜o Ba´sica Important´ıssima!!!
Controle com Realimantac¸a˜o (ou Feedback) → Operac¸a˜o que, na
presenc¸a de distu´rbios na˜o previs´ıveis, tende a diminuir a diferenc¸a
entre a sa´ıda de um sistema e a refereˆncia, atuando com base nessa
diferenc¸a.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 14 / 23
Exemplos de Sistemas de Controle
Sistema de Controle de Velocidade - Regulador de Watt
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 15 / 23
Exemplos de Sistemas de Controle
Sistema de Controle de Temperatura - Forno Ele´trico
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 16 / 23
Exemplos de Sistemas de Controle
Sistema de Controle de Temperatura - Carro
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 17 / 23
Controle em Malha Fechada versus Controle em Malha
Aberta
Sistema de Controle em Malha Fechada (ou com Realimentac¸a˜o)
Sistema que estabelece uma relac¸a˜o de comparac¸a˜o entre a sa´ıda e a refereˆn-
cia, utilizando a diferenc¸a como meio de controle. O nosso organismo e´ um
sistema de controle em malha fechada extremamente sofisticado (controle
de temperatura, controle de posic¸a˜o do centro de gravidade).
Sistema de Controle em Malha Aberta (ou sem realimentac¸a˜o)
Sistema em que a sa´ıda na˜o exerce nenhuma influeˆncia no sinal de controle.
Ou seja, a sa´ıda na˜o e´ comparada com a refereˆncia. Exemplos: ma´quina de
lavar roupas, lava-louc¸as, controle de tra´fego por meio de sema´foros.
Limitac¸a˜o: extremamente sens´ıvel a distu´rbios. So´ pode ser utilizado se a
relac¸a˜o entrada-sa´ıda for muito bem conhecida e na auseˆncia de distu´rbios.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 18 / 23
Controle em Malha Fechada versus Controle em Malha
Aberta
Vantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Mais simples de serem contru´ıdos;
2 Menos dispendiosos que um sistema correspondente em malha
fechada;
3 Na˜o apresentam problemas de estabilidade;
4 Sa˜o adequados quando a medic¸a˜o de sa´ıda e´ invia´vel (exemplo:
ma´quina de lavar roupas).
Desvantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Muito sens´ıvel a distu´rbios e erros de calibrac¸a˜o;
2 Necessitam de regulagem perio´dica para que a sa´ıda mantenha a
qualidade requerida.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 19 / 23
Controle em Malha Fechada versus Controle em Malha
Aberta
Vantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Mais simples de serem contru´ıdos;
2 Menos dispendiosos que um sistema correspondente em malha
fechada;
3 Na˜o apresentam problemas de estabilidade;
4 Sa˜o adequados quando a medic¸a˜o de sa´ıda e´ invia´vel (exemplo:
ma´quina de lavar roupas).
Desvantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Muito sens´ıvel a distu´rbios e erros de calibrac¸a˜o;
2 Necessitam de regulagem perio´dica para que a sa´ıda mantenha a
qualidade requerida.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 19 / 23
Controle em Malha Fechada versus Controle em Malha
Aberta
Vantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Mais simples de serem contru´ıdos;
2 Menos dispendiosos que um sistema correspondente em malha
fechada;
3 Na˜o apresentam problemas de estabilidade;
4 Sa˜o adequados quando a medic¸a˜o de sa´ıda e´ invia´vel (exemplo:
ma´quina de lavar roupas).
Desvantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Muito sens´ıvel a distu´rbios e erros de calibrac¸a˜o;
2 Necessitam de regulagem perio´dica para que a sa´ıda mantenha a
qualidade requerida.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 19 / 23
Controle em Malha Fechada versus Controle em Malha
Aberta
Vantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Mais simples de serem contru´ıdos;
2 Menos dispendiosos que um sistema correspondente em malha
fechada;
3 Na˜o apresentam problemas de estabilidade;
4 Sa˜o adequados quando a medic¸a˜o de sa´ıda e´ invia´vel (exemplo:
ma´quina de lavar roupas).
Desvantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Muito sens´ıvel a distu´rbios e erros de calibrac¸a˜o;
2 Necessitam de regulagem perio´dica para que a sa´ıda mantenha a
qualidade requerida.
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Controle em Malha Fechada versus Controle em Malha
Aberta
Vantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Mais simples de serem contru´ıdos;
2 Menos dispendiosos que um sistema correspondente em malha
fechada;
3 Na˜o apresentam problemas de estabilidade;
4 Sa˜o adequados quando a medic¸a˜o de sa´ıda e´ invia´vel (exemplo:
ma´quina de lavar roupas).
Desvantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Muito sens´ıvel a distu´rbios e erros de calibrac¸a˜o;
2 Necessitam de regulagem perio´dica para que a sa´ıda mantenha a
qualidade requerida.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 19 / 23
Controle em Malha Fechada versus Controle em Malha
Aberta
Vantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Mais simples de serem contru´ıdos;
2 Menos dispendiosos que um sistema correspondente em malha
fechada;
3 Na˜o apresentam problemas de estabilidade;
4 Sa˜o adequados quando a medic¸a˜o de sa´ıda e´ invia´vel (exemplo:
ma´quina de lavar roupas).
Desvantagens dos Sistemas de Controle em Malha Aberta
1 Muito sens´ıvel a distu´rbios e erros de calibrac¸a˜o;
2 Necessitam de regulagem perio´dica para que a sa´ıda mantenha a
qualidade requerida.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 19 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Compensac¸a˜o
Modificac¸a˜o da dinaˆmica do sistema para que se satisfac¸am determinadas
especificac¸o˜es de projeto.
Diferentes abordagens:
1 Lugar das ra´ızes (root locus);
2 Resposta em frequeˆncia;
3 Compensac¸a˜o com PID (proporcional-integral-derivativo);
4 Varia´veis de estado.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 20 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Compensac¸a˜o
Modificac¸a˜o da dinaˆmica do sistema para que se satisfac¸am determinadasespecificac¸o˜es de projeto.
Diferentes abordagens:
1 Lugar das ra´ızes (root locus);
2 Resposta em frequeˆncia;
3 Compensac¸a˜o com PID (proporcional-integral-derivativo);
4 Varia´veis de estado.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 20 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Compensac¸a˜o
Modificac¸a˜o da dinaˆmica do sistema para que se satisfac¸am determinadas
especificac¸o˜es de projeto.
Diferentes abordagens:
1 Lugar das ra´ızes (root locus);
2 Resposta em frequeˆncia;
3 Compensac¸a˜o com PID (proporcional-integral-derivativo);
4 Varia´veis de estado.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 20 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Compensac¸a˜o
Modificac¸a˜o da dinaˆmica do sistema para que se satisfac¸am determinadas
especificac¸o˜es de projeto.
Diferentes abordagens:
1 Lugar das ra´ızes (root locus);
2 Resposta em frequeˆncia;
3 Compensac¸a˜o com PID (proporcional-integral-derivativo);
4 Varia´veis de estado.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 20 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Especificac¸o˜es de Desempenho
Requisitos impostos ao sistema de controle. As especificac¸o˜es podem ser
dadas em termos de:
1 Resposta transito´ria (ma´ximo sobressinal e tempo de acomodac¸a˜o na
resposta a` entrada em degrau);
2 Regime estaciona´rio (erro estaciona´rio para uma entrada em degrau
ou rampa).
3 Rejeic¸a˜o a perturbac¸o˜es.
4 Robustez a variac¸o˜es dos paraˆmetros do modelo.
5 Estabilidade.
6 Rastreamento = Resposta transito´ria + Regime estaciona´rio.
7 Otimalidade.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 21 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Especificac¸o˜es de Desempenho
Requisitos impostos ao sistema de controle. As especificac¸o˜es podem ser
dadas em termos de:
1 Resposta transito´ria (ma´ximo sobressinal e tempo de acomodac¸a˜o na
resposta a` entrada em degrau);
2 Regime estaciona´rio (erro estaciona´rio para uma entrada em degrau
ou rampa).
3 Rejeic¸a˜o a perturbac¸o˜es.
4 Robustez a variac¸o˜es dos paraˆmetros do modelo.
5 Estabilidade.
6 Rastreamento = Resposta transito´ria + Regime estaciona´rio.
7 Otimalidade.
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Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Especificac¸o˜es de Desempenho
Requisitos impostos ao sistema de controle. As especificac¸o˜es podem ser
dadas em termos de:
1 Resposta transito´ria (ma´ximo sobressinal e tempo de acomodac¸a˜o na
resposta a` entrada em degrau);
2 Regime estaciona´rio (erro estaciona´rio para uma entrada em degrau
ou rampa).
3 Rejeic¸a˜o a perturbac¸o˜es.
4 Robustez a variac¸o˜es dos paraˆmetros do modelo.
5 Estabilidade.
6 Rastreamento = Resposta transito´ria + Regime estaciona´rio.
7 Otimalidade.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 21 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Especificac¸o˜es de Desempenho
Requisitos impostos ao sistema de controle. As especificac¸o˜es podem ser
dadas em termos de:
1 Resposta transito´ria (ma´ximo sobressinal e tempo de acomodac¸a˜o na
resposta a` entrada em degrau);
2 Regime estaciona´rio (erro estaciona´rio para uma entrada em degrau
ou rampa).
3 Rejeic¸a˜o a perturbac¸o˜es.
4 Robustez a variac¸o˜es dos paraˆmetros do modelo.
5 Estabilidade.
6 Rastreamento = Resposta transito´ria + Regime estaciona´rio.
7 Otimalidade.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 21 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Especificac¸o˜es de Desempenho
Requisitos impostos ao sistema de controle. As especificac¸o˜es podem ser
dadas em termos de:
1 Resposta transito´ria (ma´ximo sobressinal e tempo de acomodac¸a˜o na
resposta a` entrada em degrau);
2 Regime estaciona´rio (erro estaciona´rio para uma entrada em degrau
ou rampa).
3 Rejeic¸a˜o a perturbac¸o˜es.
4 Robustez a variac¸o˜es dos paraˆmetros do modelo.
5 Estabilidade.
6 Rastreamento = Resposta transito´ria + Regime estaciona´rio.
7 Otimalidade.
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Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Especificac¸o˜es de Desempenho
Requisitos impostos ao sistema de controle. As especificac¸o˜es podem ser
dadas em termos de:
1 Resposta transito´ria (ma´ximo sobressinal e tempo de acomodac¸a˜o na
resposta a` entrada em degrau);
2 Regime estaciona´rio (erro estaciona´rio para uma entrada em degrau
ou rampa).
3 Rejeic¸a˜o a perturbac¸o˜es.
4 Robustez a variac¸o˜es dos paraˆmetros do modelo.
5 Estabilidade.
6 Rastreamento = Resposta transito´ria + Regime estaciona´rio.
7 Otimalidade.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 21 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Especificac¸o˜es de Desempenho
Requisitos impostos ao sistema de controle. As especificac¸o˜es podem ser
dadas em termos de:
1 Resposta transito´ria (ma´ximo sobressinal e tempo de acomodac¸a˜o na
resposta a` entrada em degrau);
2 Regime estaciona´rio (erro estaciona´rio para uma entrada em degrau
ou rampa).
3 Rejeic¸a˜o a perturbac¸o˜es.
4 Robustez a variac¸o˜es dos paraˆmetros do modelo.
5 Estabilidade.
6 Rastreamento = Resposta transito´ria + Regime estaciona´rio.
7 Otimalidade.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 21 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Especificac¸o˜es de desempenho
As especificac¸o˜es de desempenho na˜o devem ser mais restritivas do que o
necessa´rio para a realizac¸a˜o de uma determinada tarefa. O sistema deve ser
o´timo para os fins a que se destina.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 22 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Procedimento de projeto
Passos do projeto de um controlador:
1 Obtenc¸a˜o do modelo matema´tico;
2 Ajuste dos paraˆmetros do compensador;
3 Verificac¸a˜o do desempenho do sistema (preferencialmente com o
aux´ılio de um software como o MATLAB R©);
4 Construir um proto´tipo e testar o sistema em malha aberta;
5 Fechar a malha e testar o desempenho dos sistema em malha fechada
resultante;
6 Comparar o desempenho do proto´tipo com as previso˜es teo´ricas;
7 Ajustar os paraˆmetros do compensador ate´ que as especificac¸o˜es do
sistema sejam atendidas.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 23 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Procedimento de projeto
Passos do projeto de um controlador:
1 Obtenc¸a˜o do modelo matema´tico;
2 Ajuste dos paraˆmetros do compensador;
3 Verificac¸a˜o do desempenho do sistema (preferencialmente com o
aux´ılio de um software como o MATLAB R©);
4 Construir um proto´tipo e testar o sistema em malha aberta;
5 Fechar a malha e testar o desempenho dos sistema em malha fechada
resultante;
6 Comparar o desempenho do proto´tipo com as previso˜es teo´ricas;
7 Ajustar os paraˆmetros do compensador ate´ que as especificac¸o˜es do
sistema sejam atendidas.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 23 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Procedimento de projeto
Passos do projeto de um controlador:
1 Obtenc¸a˜o do modelo matema´tico;
2 Ajuste dos paraˆmetros do compensador;
3 Verificac¸a˜o do desempenho do sistema (preferencialmente com o
aux´ılio de um software como o MATLAB R©);
4 Construir um proto´tipo e testar o sistema em malha aberta;
5 Fechar a malha e testar o desempenho dos sistema em malha fechada
resultante;
6 Comparar o desempenho do proto´tipo com as previso˜es teo´ricas;
7 Ajustar os paraˆmetros do compensador ate´ que as especificac¸o˜es do
sistema sejam atendidas.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 23 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Procedimento de projeto
Passos do projeto de um controlador:
1 Obtenc¸a˜o do modelo matema´tico;
2 Ajuste dos paraˆmetros do compensador;
3 Verificac¸a˜o do desempenho do sistema (preferencialmente com o
aux´ılio de um softwarecomo o MATLAB R©);
4 Construir um proto´tipo e testar o sistema em malha aberta;
5 Fechar a malha e testar o desempenho dos sistema em malha fechada
resultante;
6 Comparar o desempenho do proto´tipo com as previso˜es teo´ricas;
7 Ajustar os paraˆmetros do compensador ate´ que as especificac¸o˜es do
sistema sejam atendidas.
Tales A. Jesus (CEFET-MG) Aula 1 23 / 23
Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Procedimento de projeto
Passos do projeto de um controlador:
1 Obtenc¸a˜o do modelo matema´tico;
2 Ajuste dos paraˆmetros do compensador;
3 Verificac¸a˜o do desempenho do sistema (preferencialmente com o
aux´ılio de um software como o MATLAB R©);
4 Construir um proto´tipo e testar o sistema em malha aberta;
5 Fechar a malha e testar o desempenho dos sistema em malha fechada
resultante;
6 Comparar o desempenho do proto´tipo com as previso˜es teo´ricas;
7 Ajustar os paraˆmetros do compensador ate´ que as especificac¸o˜es do
sistema sejam atendidas.
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Projeto e Compensac¸a˜o de Sistemas de Controle
Procedimento de projeto
Passos do projeto de um controlador:
1 Obtenc¸a˜o do modelo matema´tico;
2 Ajuste dos paraˆmetros do compensador;
3 Verificac¸a˜o do desempenho do sistema (preferencialmente com o
aux´ılio de um software como o MATLAB R©);
4 Construir um proto´tipo e testar o sistema em malha aberta;
5 Fechar a malha e testar o desempenho dos sistema em malha fechada
resultante;
6 Comparar o desempenho do proto´tipo com as previso˜es teo´ricas;
7 Ajustar os paraˆmetros do compensador ate´ que as especificac¸o˜es do
sistema sejam atendidas.
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Procedimento de projeto
Passos do projeto de um controlador:
1 Obtenc¸a˜o do modelo matema´tico;
2 Ajuste dos paraˆmetros do compensador;
3 Verificac¸a˜o do desempenho do sistema (preferencialmente com o
aux´ılio de um software como o MATLAB R©);
4 Construir um proto´tipo e testar o sistema em malha aberta;
5 Fechar a malha e testar o desempenho dos sistema em malha fechada
resultante;
6 Comparar o desempenho do proto´tipo com as previso˜es teo´ricas;
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	Introdução