AV I - Modelagem e Sistemas Dinâmicos

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Disciplina: Modelagem e Sistemas Dinâmicos () 
Avaliação: Avaliação I - Individual Semipresencial () ( peso.:1,50) 
Prova: 24239442 
Nota da Prova: 10,00 
 
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada 
1. Os principais componentes desses sistemas são a resistência fluida, que dissipa 
energia, e a capacitância fluida, que armazena energia. 
Com base nisso, assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Esses sistemas são térmicos. 
 b) Esses sistemas são elétricos. 
 c) Esses sistemas são fluídicos. 
 d) Esses sistemas são mecânicos. 
 
2. Nos sistemas de parâmetros concentrados (lumped) as propriedades/estados do 
sistema são considerados homogêneos em todo volume de controle. As variações 
espaciais são desprezadas e são descritos por um número finito de equações 
diferenciais ou a diferenças ordinárias. Já os sistemas de parâmetros distribuídos são 
descritos por um número infinito de equações ordinárias ou por equações diferenciais 
parciais. Todo sistema real é distribuído. Com base no exposto, analise as sentenças 
a seguir: 
 
I- Em sistemas de parâmetros concentrados, podemos concentrar um modelo 
desprezando algumas variações nos elementos físicos utilizados no modelo, 
considerando algumas propriedades como homogêneas. 
II- Em sistemas de parâmetros distribuídos, essas variações que podem ocorrer nos 
elementos físicos são consideradas, caracterizando o modelo por um número infinito 
de equações ordinárias, ou através de equações diferenciais parciais. 
III- Não é correto utilizarmos os termos sistemas de parâmetros concentrados e 
sistemas de parâmetros distribuídos em controle de sistemas, pois esses termos 
referem-se a outra área da ciência. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As sentenças II e III estão corretas. 
 b) As sentenças I e III estão corretas. 
 c) Somente a sentença I está correta. 
 d) As sentenças I e II estão corretas. 
 
3. Quando se expressa a relação entre entradas e saídas de um sistema pela equação y = 
g(u), e considera-se que esta relação é válida para todos os instantes de tempo, então 
o sistema é invariante no tempo ou estacionário. No entanto, em alguns sistemas 
reais tal relação pode mudar com o tempo, por exemplo, acontece em sistemas 
sujeitos a vazamentos (em amortecedores), envelhecimento (em estruturas) ou 
oxidação (em circuitos elétricos). Neste caso, o mais adequado é considerar que y = 
g(u, t), e denominar tais sistemas de variantes no tempo. Sobre o exposto, classifique 
V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Um sistema ou modelo variante no tempo, os parâmetros são variáveis. De 
forma análoga, um sistema ou modelo é considerado invariante no tempo caso seus 
parâmetros permaneçam constantes. 
( ) Não se deve confundir modelos variantes no tempo com modelos dinâmicos. 
( ) Em um sistema variante no tempo, as características dos elementos físicos 
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variam, por exemplo, a isolação de um cabo de um sistema de distribuição em 
função da umidade é alterada, provocando aumento da resistência elétrica. 
( ) Em um sistema dinâmico, as variações consideradas são das variáveis de 
entrada e saída do modelo. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - V - V - V. 
 b) V - V - F - V. 
 c) V - F - V - V. 
 d) F - V - V - F. 
 
4. Um processo pode ser definido como uma operação ou desenvolvimento natural que 
evolui progressivamente, caracterizado por uma série de mudanças graduais que se 
sucedem de modo relativamente fixo, conduzindo a um resultado ou finalidade 
particular. Já um sistema é uma disposição, conjunto ou coleção de partes, dentro de 
um universo, que estão conectadas ou relacionadas de tal maneira a formarem um 
todo. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as 
falsas: 
 
( ) Projeto é o processo de concepção ou invenção de formas, partes e detalhes de 
um sistema. 
( ) A atividade de projeto pode ser considerada como planejamento para o 
surgimento de um produto ou sistema particular. O projeto é um ato inovador pelo 
qual o engenheiro, criativamente, usa conhecimentos e materiais para especificar a 
forma, função e conteúdo material de um sistema. 
( ) O projeto de engenharia é a principal tarefa de um engenheiro. É um processo 
complexo no qual tanto a criatividade quanto a capacidade analítica desempenham 
papéis fundamentais. 
( ) Projeto é o processo de concepção de formas, detalhes de uma construção civil, 
apenas, não sendo utilizado em outras áreas. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - V - F - V. 
 b) V - F - V - V. 
 c) V - V - V - F. 
 d) F - V - V - V. 
 
5. A construção de modelos físicos e matemáticos sempre envolve simplificações e 
desconhecimentos que impedem que o sistema real seja reproduzido com perfeição 
total. A arte aqui consiste em obter as representações físico matemáticas mais 
simples possíveis, mas que consigam se aproximar adequadamente da realidade. 
Todo e qualquer sistema dinâmico pode ser descrito por meio de equações 
diferenciais ou por meio de dados provenientes de ensaios. Nos interessam os 
sistemas dinâmicos que possam ser adequadamente descritos por EDO com 
coeficientes constantes (SLIT). Nestes sistemas, a estrutura do modelo matemático 
não varia no tempo e a resposta independe do instante em que a entrada é aplicada. 
Os modelos matemáticos podem ser obtidos através de leis físicas (teorema do 
Baricentro, teorema do Momento Angular, Leis de Kirchhoff, lei do balanço de 
massas, teorema da continuidade, lei de Lenz etc.). Com base no exposto, analise as 
sentenças a seguir: 
 
I- Modelos ou sistemas concentrados, ou também denominados de parâmetros 
concentrados, são aqueles que podem ser representados por um número finito de 
equações diferenciais ordinárias, pois são caracterizados por um número finito de 
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variáveis. 
II- Todo e qualquer sistema real é distribuído, porém, dada a complexidade, 
podemos utilizar aproximações. 
III- Todo e qualquer sistema real é distribuído, porém, dada a complexidade, não 
podemos utilizar aproximações. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Somente a sentença II está correta. 
 b) As sentenças I e III estão corretas. 
 c) As sentenças II e III estão corretas. 
 d) As sentenças I e II estão corretas. 
 
6. Sistemas lineares e invariantes no tempo são de importância central no estudo da 
engenharia elétrica, principalmente, nas áreas de processamento de sinais e sistemas 
de controle. A invariância no tempo implica simplesmente que a definição das 
operações dos blocos não pode mudar ao longo do tempo. As expressões das funções 
equivalentes dos blocos só podem depender das variáveis de entrada, e nunca do 
tempo. A linearidade dos sistemas implica que todas operações utilizadas no 
processamento dos sinais de entrada serão lineares. Com base no exposto, analise as 
sentenças a seguir: 
 
I- Sistema é um conjunto de elementos, materiais ou ideais, entreos quais se possa 
encontrar ou definir alguma relação. 
II- Disposição das partes ou dos elementos de um todo, coordenados entre si, e que 
funcionam como estrutura organizada. 
III- Reunião de elementos naturais da mesma espécie, que formam um conjunto 
intimamente relacionado. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As sentenças I, II e III estão corretas. 
 b) Somente a sentença I está correta. 
 c) Somente a sentença II está correta. 
 d) Somente a sentença III está correta. 
 
7. Nas ciências naturais e nas engenharias, a elaboração de modelos é uma ferramenta 
essencial, tanto que pode-se afirmar que a engenharia é um conjunto de modelos. 
Assim, há duas definições: modelo físico e modelo matemático. Modelos físicos ou 
modelos reduzidos em escalas são ferramentas usadas em diversos ramos da 
engenharia mecânica, engenharia civil, engenharia naval, Engenharia nuclear e em 
outros ramos para se projetar um protótipo, como por exemplo, um avião, um navio, 
uma plataforma de petróleo, um automóvel, bombas e turbinas hidráulicas, uma 
usina hidrelétrica, barragens, eclusas, prédios sujeitos a ventos ou a terremotos. 
Normalmente este tipo de modelagem física é utilizado para complementar os 
cálculos dos modelos matemáticos durante um projeto muito grande e complexo. 
Assim no modelo físico podemos estudar, em escala, reduzida ou aumentada, 
diversos fenômenos físicos. Com base no exposto, analise as sentenças a seguir: 
 
I- Modelos físicos podem ser protótipos e plantas-piloto, enquanto os matemáticos 
constituem uma representação através de equações. 
II- Um modelo físico pode ser visto como uma organização de peças e mecanismos 
reais, os quais são elaborados considerando especificações de dimensões e com 
comportamento similar ao de um sistema real. 
III- Os modelos físicos em escala representam importante metodologia para algumas 
áreas da engenharia. Esse modelo é muito usado em projetos de veículos, perfis 
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aerodinâmicos, estruturas etc. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As sentenças I, II e III estão corretas. 
 b) Somente a sentença III está correta. 
 c) Somente a sentença II está correta. 
 d) Somente a sentença I está correta. 
 
8. A modelagem de sistemas dinâmicos abre caminho para outra área de extrema 
importância na sua formação de engenheiro eletricista: a área de sistemas de 
controle. Para você projetar o controle de qualquer sistema, é preciso conhecer seu 
funcionamento e representá-lo a partir das leis físicas conhecidas. Com base nisso, 
assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Modelar pode significar descrever os sistemas químicos. É realizar através da 
utilização de equações diferenciais e algébricas para descrever o comportamento 
através da correlação entre as variáveis dos sistemas químicos, apenas. 
 b) Modelar significa elaborar por modelo ou por um molde. Em engenharia de 
controle utilizamos moldes nos processos industriais. 
 c) A modelagem 3D veio para revolucionar o mercado, com ela o engenheiro pode, 
a partir de imagens renderizadas, que se assemelham a fotos, ter uma ideia 100% 
concreta de como ficará o projeto. 
 d) Modelar pode significar descrever os sistemas físicos. É realizar através da 
utilização de equações diferenciais e algébricas para descrever o comportamento 
através da correlação entre as variáveis dos sistemas físicos. 
 
9. Desenho assistido por computador (DAC; em inglês: computer aided design - CAD) 
é o nome genérico de sistemas computacionais (software) utilizados pela engenharia, 
geologia, geografia, arquitetura e design para facilitar o projeto e desenho técnicos. 
No caso do design, este pode estar ligado especificamente a todas as suas vertentes 
(produtos como vestuário, eletroeletrônicos, automobilísticos etc.), de modo que os 
jargões de cada especialidade são incorporados na interface de cada programa. Com 
relação ao exposto, analise as sentenças a seguir: 
 
I- Atualmente, a modelagem física também é realizada através do software CAD 
(Computer Aided Design). É prático e reduz custos. 
II- A construção de plantas-piloto para representação de sistemas é uma forma de 
modelagem física. Atualmente, temos a impressão 3D, que facilita e reduz o tempo 
de construção do protótipo. 
III- O desempenho ou o comportamento de sistemas de engenharia é obtido através 
da determinação de modelos, por meio de equações matemáticas que representam 
leis físicas fundamentais. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Somente a sentença II está correta. 
 b) Somente a sentença III está correta. 
 c) As sentenças I, II e III estão corretas. 
 d) Somente a sentença I está correta. 
 
10. Com a modelagem dinâmica, podemos representar fisicamente uma linha de 
transmissão de energia, uma usina hidroelétrica ou uma usina eólica, entre outros 
sistemas fundamentais no escopo da engenharia elétrica. A partir dessa representação 
física, o modelo pode ser utilizado para simularmos o comportamento dos sistemas 
nas fases de planejamento e projeto, além do estudo e análise de sistemas em 
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operação. Com base nisso, assinale a alternativa CORRETA: 
 a) O controle automático de sistemas só é possível a partir da modelagem 3D. 
 b) O controle automático de sistemas só é possível a partir da modelagem dinâmica. 
 c) O controle automático de sistemas só é possível a partir da modelagem estática. 
 d) Não é possível modelar o controle automático de sistemas.