Prova 2 - Modelagem e Sistemas Dinâmicos

Prévia do material em texto

Disciplina: Modelagem e Sistemas Dinâmicos (EEA122) 
Avaliação: Avaliação II - Individual Semipresencial 
Nota da Prova: 10,00 
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada 
1. Dado um sistema de controle de segunda ordem com a função de transferência: G(s)=4/(s^2+2s+4). O 
sistema é submetido a sinal de entrada degrau unitário. Com base no exposto, assinale a alternativa 
CORRETA: 
 a) O fator de amortecimento desse sistema é igual a 1,0, então, o sistema é classificado como 
criticamente amortecido. 
 b) O fator de amortecimento desse sistema é 1,5, então, como é maior que 1, o sistema é classificado 
como superamortecido. 
 c) O fator de amortecimento desse sistema é 0,5, então, como está entre 0 e 1, o sistema é classificado 
como subamortecido. 
 d) O fator de amortecimento desse sistema é zero, então, o sistema é classificado como não amortecido. 
 
2. Um sistema de controle é uma interconexão de vários componentes, resultando numa configuração que 
fornece um desempenho desejado. A descrição do sistema se refere à relação causal entre a entrada e a 
saída do sistema, em geral, descrita matematicamente através de equações diferenciais, equações de 
diferença, funções de transferência etc. Um sistema ou processo a ser controlado pode ser representado 
como um diagrama de blocos. Com base no exposto, analise as sentenças a seguir: 
 
I- Os sistemas de controle são abundantes em nosso meio. 
II- A entrada é o estímulo, a excitação ou o comando aplicado a um sistema de controle por meio de uma 
fonte de energia externa, geralmente, de modo a produzir uma resposta específica a partir do sistema de 
controle. 
III- A saída é a resposta atual obtida de um sistema de controle. Ela pode ser ou não igual à resposta 
específica inferida da entrada. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Somente a sentença I está correta. 
 b) Somente a sentença II está correta. 
 c) As sentenças I, II e III estão corretas.
 d) Somente a sentença III está correta. 
 
3. A dinâmica de processos tem como objetivo avaliar o comportamento do processo durante variações nas 
suas entradas (alimentação ou carga) do processo. Várias plantas industriais são bem representadas por 
funções de transferência (modelos matemáticos) de primeira ou segunda ordem. Os sinais podem ser 
representados utilizando variáveis contínuas ou discretas. Sobre o exposto, classifique V para as 
sentenças verdadeiras e F para as sentenças falsas: 
 
( ) A constante de tempo é definida como o tempo para e^(-at) reduzir para 37% do seu valor inicial. 
( ) Para sistemas a partir da 2ª ordem um número maior e mais variado de respostas, quando comparado 
aos sistemas de primeira ordem, são observados. 
( ) Tal fato pode se observar pela característica da resposta, em um sistema de primeira ordem a 
variação de um parâmetro da função de transferência vai resultar apenas na velocidade da resposta, 
enquanto no sistema de segunda ordem a forma da resposta será modificada. 
( ) O tempo de acomodação, Ts, é dado para que a resposta alcance e fica em uma faixa de 2% 
aproximadamente do seu valor final. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - F - F - V. 
 b) F - V - V - F. 
 c) F - F - V - F. 
 d) V - V - V - V.
 
4. Função de transferência é a representação matemática da relação entre a entrada e a saída de um sistema 
físico. A função de transferência normalmente é empregada na análise de circuitos eletrônicos analógicos 
de entrada única e saída única, por exemplo. É utilizada principalmente em processamento de sinais, 
teoria da comunicação, teoria de controle e análise de circuitos. O termo é frequentemente utilizado para 
se referir exclusivamente a sistemas lineares invariantes no tempo. A maior parte dos sistemas reais 
possuem características de entrada/saída não lineares, mas diversos sistemas, quando operados dentro de 
parâmetros nominais, têm um comportamento que é tão próximo de um comportamento linear que a 
teoria de sistemas lineares invariantes no tempo é uma representação aceitável do comportamento de sua 
entrada e saída. Com base no exposto, analise as sentenças a seguir: 
 
I- Uma F.T. de um sistema linear é representada por uma fração com polinômios no domínio da 
frequência no numerador e denominador. Solucionando os polinômios, determinamos as suas raízes, as 
raízes do numerador são chamadas de zero e do denominador são os polos da função de transferência. 
II- Os valores da variável complexa "s" para os quais F(s) é zero são denominados zeros de F(s). 
III- Os valores da variável complexa "s" para os quais F(s) é infinito são denominados polos de F(s). 
IV- Os valores da variável complexa "s" para os quais F(s) é infinito são denominados também zeros de 
F(s). 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As sentenças II e IV estão corretas. 
 b) As sentenças I, II e IV estão corretas.
 c) As sentenças I e IV estão corretas. 
 d) As sentenças I, II e III estão corretas. 
 
5. Os Sistemas de Segunda Ordem exibem uma quantidade maior de respostas possíveis quando 
comparados aos sistemas de primeira ordem. A alteração dos parâmetros dos sistemas de primeira ordem 
alteram apenas a velocidade da resposta. A variação de parâmetros de sistemas de segunda ordem podem 
variar o tipo da resposta. Com base no exposto, assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Os tipos de sistemas de segunda ordem são: subamortecidos, superamortecidos, nada amortecidos e 
novamente amortecidos. 
 b) Os tipos de sistemas de segunda ordem são: subamortecidos, hiperamortecidos, não amortecidos e 
grandemente amortecidos. 
 c) Os tipos de sistemas de segunda ordem são: subamortecidos, superamortecidos, não amortecidos e 
criticamente amortecidos. 
 d) Os tipos de sistemas de segunda ordem são: anteamortecidos, superamortecidos, não amortecidos e 
novamente amortecidos. 
 
6. O Scilab é um software científico para computação numérica semelhante ao MATLAB que fornece um 
poderoso ambiente computacional aberto para aplicações científicas. Desenvolvido desde 1990 pelos 
pesquisadores do INRIA (Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique) e do ENPC 
(École Nationale des Ponts et Chaussées), é agora mantido e desenvolvido pelo Scilab Enterprises desde 
julho de 2012. Distribuído gratuitamente via Internet desde 1994, o Scilab é atualmente usado em 
diversos ambientes industriais e educacionais pelo mundo. Com base no exposto, classifique V para as 
sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) O comando Syslin é utilizado para definição de sistemas lineares. 
( ) Em Scilab, uma das formas práticas de declarar as funções é através da sintaxe p = poly(vec, vname, 
"roots"'"coeff"). 
( ) O cálculo das raízes de um polinômio é obtido de forma prática em Scilab, com o comando roots. 
( ) Com a função de transferência determinada podemos utilizar o Scilab para encontrarmos os polos e 
zeros dessa função, através do comando plzr(). 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - F - V - V. 
 b) V - V - V - V.
 c) F - V - V - F. 
 d) F - F - F - V. 
 
7. Um sistema é uma disposição, conjunto ou coleção de partes conectadas ou relacionadas de tal maneira a 
formarem um todo. Pode ser físico, biológico, econômico etc. A área de controle estuda como agir sobre 
um dado sistema, de modo a obter um resultado arbitrariamente especificado. O controlador é o 
dispositivo utilizado para a obtenção do controle de um sistema, portanto, um sistema de controle é 
definido como sendo um conjunto formado pelo sistema a ser controlado e o controlador. Sobre o 
exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as sentenças falsas: 
 
( ) Entradas e saídas têm diferentes formas. Entradas, por exemplo, podem ser variáveis físicas ou 
grandezas mais abstratas, como valores de referência, de setpoint ou desejados para a saída do sistema de 
controle. 
( ) A finalidade do sistema de controle geralmente identifica ou define a saída ou a entrada. 
() Se a saída e a entrada são dadas, é possível identificar ou definir a natureza dos componentes do 
sistema. 
( ) Em um sistema de controle dificilmente saberemos a sua função de transferência, mesmo se 
soubermos a sua entrada. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) F - F - F - V. 
 b) F - V - V - V.
 c) V - V - V - F.
 d) V - F - V - F. 
 
8. Os sistemas de controle estão se movendo em direção à operação autônoma como um aperfeiçoamento 
do controle humano. Pesquisas em controle supervisionado, métodos de interface homem-máquina e 
gerenciamento de bases de dados computacionais estão direcionados a reduzir a carga de operadores 
humanos e melhorar a eficiência desses operadores. Muitas atividades de pesquisa são comuns à robótica 
e aos sistemas de controle e são direcionadas a reduzir o custo de implementação e expandir as áreas de 
aplicação. Elas incluem métodos aperfeiçoados de comunicação e linguagens de programação avançadas. 
Com base no exposto, assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Sistemas de controle são usados para alcançar (1) menor produtividade e (2) melhor desempenho de 
um dispositivo ou sistema. 
 b) Sistemas de controle são usados para alcançar (1) maior consumo de matérias-primas e (2) melhor 
desempenho de um dispositivo ou sistema. 
 c) Sistemas de controle são usados para alcançar (1) maior produtividade e (2) melhor desempenho de 
um dispositivo ou sistema. 
 d) Sistemas de controle são usados para alcançar (1) maior produtividade e (2) menor desempenho de um 
dispositivo ou sistema. 
 
9. O estudo dos sistemas de controle é uma das áreas da engenharia elétrica. Os conceitos de controle são 
frequentemente explorados em sistemas eletrônicos, permitindo alcançar resultados muito fortes. Uma 
área que vem desenvolvendo de forma muito expressiva os sistemas de controle é a Engenharia de 
Controle e Automação. Com base no exposto, analise as sentenças a seguir: 
 
I- O termo 1/a será denominado de constante de tempo da resposta. 
II- A constante de tempo é definida como o tempo para e^(-at) reduzir para 37% do seu valor inicial. 
Dessa forma, pode-se deduzir que a constante de tempo será o tempo para a resposta ao degrau atingir 
63% de seu valor final. 
III- A constante de tempo está relacionada à velocidade que um sistema responde a uma entrada em 
degrau, dessa forma, é uma especificação da resposta transitória para um sistema de primeira ordem. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Somente a sentença II está correta. 
 b) Somente a sentença III está correta. 
 c) Somente a sentença I está correta. 
 d) As sentenças I, II e III estão corretas.
 
10.Os termos entrada e saída também podem ser usados na descrição de qualquer tipo de sistema, seja ele 
um sistema de controle ou não. Um sistema de controle pode ser parte de um sistema maior, denominado 
subsistema ou subsistema de controle, e suas entradas e saídas podem ser variáveis internas do sistema 
maior. Analise o exemplo: "Um aquecedor termostaticamente controlado, ou uma estufa que regula 
automaticamente a temperatura de uma sala ou de um recipiente, é um sistema de controle". Com base no 
exposto e no exemplo apresentado, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) A entrada para este sistema é uma temperatura de referência geralmente especificada pelo ajuste 
apropriado de um termostato. 
( ) A saída é a temperatura desejada da sala ou recipiente. 
( ) Quando o termostato detecta que a saída é menor do que a entrada, a estufa proporciona calor até 
que a temperatura do recipiente se torne igual à entrada de referência. Então, a estufa é automaticamente 
desligada. 
( ) A entrada é a temperatura desejada da sala ou recipiente. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) F - V - V - V.
 b) F - F - F - V. 
 c) V - F - V - V.
 d) V - V - V - F.
 
Prova finalizada com 10 acertos e 0 questões erradas.