Avaliação Final (Objetiva) de Práticas de Modelagem e Sistemas Dinâmicos

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17/11/2020 UNIASSELVI - Centro Universitário Leonardo Da Vinci - Portal do Aluno - Portal do Aluno - Grupo UNIASSELVI
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Nota da Prova: 8,00
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada 
1. Na indústria de fabricação de papel, na parte de corte para a padronização do tamanho das folhas, existem diversos mecanismos envolvidos, sendo u
deles a bobina que puxa o papel do rolo para ser cortado. Logo, sabe-se que a bobina não deve ser acionada com um grande torque, pois o papel se
rasgaria; porém é preciso acioná-la com o maior torque possível, a fim de acelerar a produção sem que o papel se rasgue. Suponha que você, como
engenheiro de controle e automação, seja contratado pela empresa para obter o modelo desse sistema e implementar um controle eficiente para o pro
Com base nesse assunto, assinale a alternativa CORRETA:
 a) A instabilidade de um sistema é a propriedade mais importante a ser analisada quando se estuda sistemas estáticos. Quando existe um sistema ins
deixam de ter significado os erros em regime permanente e a resposta transitória.
 b) A estabilidade de um sistema é a propriedade mais importante a ser analisada quando se estuda sistemas dinâmicos. Quando existe um sistema in
deixam de ter significado os erros em regime permanente e a resposta transitória.
 c) A estabilidade de um sistema é a propriedade mais importante a ser analisada quando se estuda sistemas estáticos. Quando existe um sistema ins
deixam de ter significado os erros em regime permanente e a resposta transitória.
 d) A análise dos integradores de um sistema é a propriedade mais importante a ser analisada quando se estuda sistemas dinâmicos. Quando existe u
sistema instável, deixam de ter significado os erros em regime permanente e a resposta transitória.
2. 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 
controle pode ser parte de um sistema maior, denominado subsistema ou subsistema de controle, e suas entradas e saídas podem ser variáveis intern
sistema maior. Analise o exemplo: "Uma chave elétrica é um sistema de controle artificial que controla o fluxo da eletricidade. Por definição, o aparelho
pessoa que aciona a chave não é uma parte desse sistema de controle". Com base no exposto e no exemplo apresentado, classifique V para as sente
verdadeiras e F para as falsas:
 
( ) O acionamento da chave para ligá-la ou desligá-la pode ser considerado como a entrada. 
 ( ) A entrada pode estar em um dos dois estados - ligado ou desligado.
 ( ) A saída é a existência do fluxo de eletricidade ou a ausência dele (dois estados). 
 ( ) A chave elétrica é provavelmente um dos sistemas de controle mais rudimentares. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) V - F - V - V.
 b) F - V - F - V.
 c) F - F - V - F.
 d) V - V - V - V.
3. A adição de um zero na função de transferência de malha aberta tem o efeito de deslocar o lugar das raízes para a esquerda, aumentando a estabilida
relativa e diminuindo o tempo de acomodação do sistema. Fisicamente, a adição de um zero corresponde a introdução de uma ação de controle deriva
efeito desta ação de controle proporciona uma ação antecipatória no sistema além de uma resposta transitória rápida. Sobre esse tema, classifique V 
sentenças verdadeiras e F para as falsas:
 
( ) O método do LGR é muito útil no projeto de controladores.
 ( ) A equação característica do sistema é dada pelo denominador da FT do lado direito igualada a zero, ou seja, as raízes do polinômio característico
( ) Marcamos os polos com "x" e os zeros com "o".
 ( ) Se o numerador e o denominador apresentarem termos iguais, então os correspondentes polos e zeros vão se anular.
 
 Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - V - V - F.
 b) V - V - V - V.
 c) V - F - F - V.
 d) V - V - V - F.
4. Em matemática, uma matriz de Hurwitz, ou matriz de Routh-Hurwitz (conhecida em engenharia como matriz de estabilidade), é uma matriz quadrada r
estruturada construída com coeficientes de um polinômio real. O critério de Routh-Hurwitz assegura que o número de raízes da equação característica
sistema possível e determinado (SPD) é igual ao número de trocas de sinais dos coeficientes da primeira coluna da matriz de coeficientes gerados. Co
base no exposto, analise as afirmativas a seguir:
 
I- Uma condição necessária para a estabilidade do sistema é que todas as raízes do polinômio característico tenham parte real negativa, que por sua v
requer que todos os coeficientes da equação característica sejam positivos.
 II- Se um dos coeficientes for zero ou negativo, então o sistema terá polos localizados fora do semiplano esquerdo.
 III- Uma condição necessária (mas não suficiente) para a estabilidade é que todos os coeficientes do polinômio característico sejam negativos.
 
Assinale a alternativa CORRETA:
 a) As sentenças I e III estão corretas.
 b) Somente a sentença II está correta.
 c) As sentenças II e III estão corretas.
 d) As sentenças I e II estão corretas.
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5. A dinâmica de processos tem como objetivo avaliar o comportamento do processo durante variações nas suas entradas (alimentação ou carga) do pro
Várias plantas industriais são bem representadas por funções de transferência (modelos matemáticos) de primeira ou segunda ordem. Os sinais podem
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 transferênc
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) V - V - V - V.
 c) F - F - V - F.
 d) F - V - V - F.
6. Frequentemente, não é possível ou prático obter analiticamente a função de transferência de um sistema. Possivelmente, o sistema é fechado e as pa
componentes não são identificáveis facilmente. Podemos determinar a função de transferência destes sistemas por
meio da relação entre a entrada e saída, sem a necessidade de conhecer a construção interna da planta. Se aplicarmos uma entrada degrau em um s
de primeira ordem, podemos determinar a constante de tempo e o valor de estado estacionário. Sobre o exposto, analise as sentenças a seguir:
 
I- A constante de tempo, o tempo de subida e o tempo de acomodação dizem muito sobre a qualidade do modeloelaborado, e o estudo e compreensã
desse assunto é fundamental para o projeto de sistemas de controle de primeira ordem. 
 II- Os sistemas de segunda ordem têm um número maior e mais variado de respostas quando comparado aos sistemas de primeira ordem. 
 III- Em função desse comportamento, a resposta no tempo de sistemas de segunda ordem possui uma classificação quanto ao desempenho da respos
sistema ao degrau unitário. As respostas serão classificadas como não amortecida, subamortecida, criticamente amortecida e superamortecida.
 
Assinale a alternativa CORRETA:
 a) Somente a sentença II está correta.
 b) As sentenças I, II e III estão corretas.
 c) Somente a sentença III está correta.
 d) Somente a sentença I está correta.
7. Um sistema de controle pode ser definido como um conjunto de equipamentos e dispositivos que gerenciam o comportamento de máquinas ou outros
sistemas físicos. Para isso, é necessário realizar a modelagem matemática da planta, seguida do projeto do controlador. Posteriormente, segue-se par
elaboração física dos sistemas. Alguns processos podem ser não controláveis ou apresentar não linearidades de operação. Nestes casos, devem ser
utilizadas técnicas de controle sofisticadas, conforme os objetivos de projeto e custos envolvidos. Como exemplos de aplicações desses sistemas, pod
citar: controle de ferramenta nas máquinas CNC, estabilidade de vôo em aeronaves, controle de servomecanismos, sistemas robotizados etc. Com ba
exposto, assinale a alternativa CORRETA:
 a) Na engenharia não apenas projetamos sistemas, mas, também, podemos montar o experimento, possibilitando encontrar os problemas e, até mesm
corrigi-los.
 b) A engenharia de sistemas é um campo interdisciplinar da engenharia que foca no desenvolvimento e organização de sistemas artificiais complexos
engenharia de sistemas integra outros grupos de disciplinas.
 c) A engenharia de sistemas introduz métodos e ferramentas que facilitam o trabalho nesse tipo de projetos e funde diversas disciplinas do foro técnic
não técnico, como engenharia de controle e gestão de projetos.
 d) Na engenharia não apenas projeta-se sistemas, mas também podemos simular o seu comportamento antes da sua implementação física, possibilita
identificação de erros ou problemas e, até mesmo, otimizando o seu funcionamento.
8. O erro depende do tipo de sinal de entrada aplicado no sistema. Quanto mais altas as constantes, menor o erro estacionário. As constantes de erro es
são: Kp - constante de posição, Kv - constante de velocidade e Ka - constante de aceleração. As expressões deduzidas para o cálculo do erro estacion
podem ser aplicadas erroneamente aos sistemas instáveis. Assim, deve-se verificar a estabilidade do sistema. Com base nesse assunto, assinale a
alternativa CORRETA:
 a) Para um sistema do Tipo 1, a constante de erro estático de posição Kp é finita, enquanto para um sistema do Tipo 2 ou maior, Kp é infinita.
 b) Para um sistema do Tipo 1, a constante de erro estático de posição Kp é finita, enquanto para um sistema do Tipo 0 ou maior, Kp é infinita.
 c) Para um sistema do Tipo 0, a constante de erro estático de posição Kp é finita, enquanto para um sistema do Tipo 1 ou maior, Kp é infinita.
 d) Para um sistema do Tipo 0, a constante de erro estático de posição Kp é finita, enquanto para um sistema do Tipo 2 ou maior Kp, é infinita.
9. Nas ciências naturais e nas engenharias, a elaboração de modelos é uma ferramenta essencial, tanto que pode-se afirmar que a engenharia é um con
de modelos. Assim, há duas definições: modelo físico e modelo matemático. Modelos físicos ou modelos reduzidos em escalas são ferramentas usada
diversos ramos da engenharia mecânica, engenharia civil, engenharia naval, Engenharia nuclear e em outros ramos para se projetar um protótipo, com
exemplo, um avião, um navio, uma plataforma de petróleo, um automóvel, bombas e turbinas hidráulicas, uma usina hidrelétrica, barragens, eclusas, p
sujeitos a ventos ou a terremotos. Normalmente este tipo de modelagem física é utilizado para complementar os cálculos dos modelos matemáticos du
um projeto muito grande e complexo. Assim no modelo físico podemos estudar, em escala, reduzida ou aumentada, diversos fenômenos físicos. Com 
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 aerodinâmicos, estruturas etc.
 
Assinale a alternativa CORRETA:
 a) Somente a sentença II está correta.
 b) Somente a sentença I está correta.
 c) Somente a sentença III está correta.
 d) As sentenças I, II e III estão corretas.
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10.A construção de modelos físicos e matemáticos sempre envolve simplificações e desconhecimentos que impedem que o sistema real seja reproduzido
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 provenien
ensaios. Nos interessam os sistemas dinâmicos que possam ser adequadamente descritos por EDO com coeficientes constantes (SLIT). Nestes siste
estrutura do modelo matemático não varia no tempo e a resposta independe do instante em que a entrada é aplicada. Os modelos matemáticos podem
obtidos através de leis físicas (teorema do Baricentro, teorema do Momento Angular, Leis de Kirchhoff, lei do balanço de massas, teorema da continuid
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 núm
finito de equações diferenciais ordinárias, pois são caracterizados por um número finito de 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.
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