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1 Questão O estudo de sistemas lineares é importante em engenharia pelo fato de que boa parte dos fenômenos físicos pode ser aproximadamente descrita por comportamentos lineares, ao menos em torno dos pontos de operação. Por outro lado, a teoria de sistemas lineares é muito útil também no estudo do comportamento local de sistemas não-lineares. É importante salientar que os sistemas físicos podem ser representados por equações algébricas e equações diferenciais, lineares e não-lineares, e o estudo de tais sistemas envolve a modelagem e a solução dessas equações. No caso específico da equação abaixo, para uma entrada x(t), y(t) é a saída de um sistema dada por y(t) = (x(t))a + bx(t) + c. Para algumas combinações dos valores das constantes a, b e c, o sistema poderá ser linear ou não-linear. O sistema resultante será linear quando: a = 0, b = 1, c = 0. a = 2, b = 0, c = 1. a = 1, b = 0, c = 1. a = 2, b = 2, c = 0. a = 1, b = 1, c = 0. 2 Questão Seja Y(s) = (s+2)(s+4)s(s+1)(s+3)(s+2)(s+4)s(s+1)(s+3). Encontre sua função inversa y(t). y(t)=831(t)−32e−t1(t)−16e−3t1(t) y(t)=831(t)−16e−3t1(t) y(t)=1(t)−32e−t1(t)−16e−3t1(t) y(t)=851(t)−35e−t1(t)−16e−3t1(t) y(t)=831(t)−32e−2t1(t)−16e−t1(t) 3 Questão (ω+ss2+ω2) √2/2(ω+ss2+ω2) 2(ω+ss2+ω2) √ 2 2(ss2+ω2) √ 2 (ω+ss2+ω2) 4 Questão Sejam X(s) e Y(s) as transformadas de Laplace dos sinais x(t) e y(t), respectivamente; L{} é o operador de transformação e a, b e c são números reais. Desta maneira, omitindo-se os índices (t) e (s), é CORRETO afirmar que: L{by.cx}=bc(X*Y) L{x+y}=X.Y L{x*y}= Y*(-X) L{a(x-y)}=aX-Y Nenhuma das alternativas anteriores está correta. 5 Questão Dado um sistema industrial que possui sua função de transferência modelada pela seguinte equação diferencial x¨(t)+3x˙(t)+2x(t)=0,ondex(0)=2,x˙(0)=−1.ẍ(t)+3ẋ(t)+2x(t)=0,ondex(0)=2,ẋ(0)=−1.Qual a solução x(t) dessa função? e-t - e-2t, para t ≥≥0 3e-t - e-3t, para t ≥≥0 3e-t - e-2t, para t ≥≥0 e-t + et, para t ≥≥0 3e-3t - e-2t, para t ≥≥0 6 Questão Encontre f(t) para a qual a Transformada de Laplace é F(s)=(s+3)(s+1)(s+2)2F(s)=(s+3)(s+1)(s+2)2: f(t)=(2e−t−te−2t)1(t) f(t)=(2e−t−e−2t−te−2t)1(t) f(t)=(e−t−e−2t−te−2t)1(t) f(t)=(2e−t−2e−2t−te−2t)1(t) f(t)=(2e−2t−2e−t−et)1(t) 7 Questão Considere um sistema de controle do nível de líquido de um reservatório em que o reservatório recebe uma vazão de líquido através de uma tubulação que possui uma válvula. Essa válvula é controlada por um operador que usa seus olhos para observar o nível de líquido através de uma janela na parede lateral do reservatório e deixa passar mais ou menos líquido de modo que o nível desejado do sistema seja atingido. O reservatório é aberto, sujeito à chuva e à temperatura ambiente. O líquido pode expandir ou contrair de acordo com a temperatura. Nesse sistema, a variável controlada e a variável manipulada são, respectivamente: variável controlada: reservatório; variável manipulada: vazão do líquido. variável controlada: válvula; variável manipulada: vazão do líquido. variável controlada: vazão do líquido; variável manipulada: nível do líquido. variável controlada: nível do líquido; variável manipulada: válvula. variável controlada: nível do líquido variável manipulada: vazão do líquido. 8 Questão Considere o sistema de controle apresentado na figura a seguir Quais devem ser os valores das constantes "K" e "a" do controlador antes da planta, para que os polos do sistema em malha fechada sejam -2+2j e -2-2j ? K=1, a=4 K=4, a=2 K=2, a=1 K=2, a=4 K=1, a=2 9 Questão Para o sistema a seguir, encontre os valores dos zeros e polos da FT s(s+2)(s−4)(s+1)s(s+2)(s−4)(s+1) : zero = -2 e 4; Polos em -2, 4 e -1 zero = 0; Polos em -1 e 4. zero = 0; Polos em -2, 4 e -1. zero = -2, 4 e -1; Polo em 0. zero = 1; Polos em -2, 4 e 0. 10 Questão Faça em fluxo de sinais a representação gráfica para a seguinte equação: C(s)=G1(s)R1(s)+G2(s)R2(s)−G3(s)R3(s)C(s)=G1(s)R1(s)+G2(s)R2(s)−G3(s)R3(s) 11 Questão Funções de transferência são amplamente utilizadas para a análise e representação de sistemas de controle. Sobre esse assunto, é incorreto afirmar que: uma função de transferência é o quociente entre as transformadas de Laplace Y(s), do sinal de saída y(t), e a transformada X(s), do sinal de entrada x(t). uma função de transferência é uma propriedade do sistema e contém as informações necessárias para relacionar a entrada à saída, como também permite a definição da estrutura física do sistema. se a função de transferência de um sistema não é conhecida, então é possível determiná-la de forma experimental por meio de excitações de entradas conhecidas, como resposta ao impulso ou ao degrau. a aplicabilidade das funções de transferência se dá, principalmente, por sistemas de equações diferenciais lineares e invariantes no tempo. como a função de transferência é independente da excitação de entrada, se esta for conhecida, então é possível estudar a saída ou resposta do sistema para diferentes tipos de entrada. 12 Questão -1 ∞∞ 1 0,5 0 13 Questão Como fica a representação gráfica, em diagrama de blocos, para a seguinte equação C(s)=G1(s)R1(s)+G2(s)R2(s)−G3(s)R3(s)C(s)=G1(s)R1(s)+G2(s)R2(s)−G3(s)R3(s) 15 Questão Y1(s)/U2(s)=s/s2+s+6,5 Y1(s)/U2(s)=s/s2+s+0,5 Y1(s)/U2(s)=s/2s2+s+0,5 Y1(s)/U2(s)=s/s2+2s+6,5 Y1(s)/U2(s)=s/2s2+s+6,5 16 Questão Seja a seguinte FT G(s)=Y(s)U(s)=1(s2+3s+2)G(s)=Y(s)U(s)=1(s2+3s+2). Quais são as variáveis de estado se um degrau unitário for aplicado à entrada? 17 Questão Para as equações de estado e de saída a seguir, quais são os valores de A, B, C e D da forma padrão? 18 Questão Qual será a função de transferência através das equações de espaço de estado a seguir? G(s)=1Bs2+Ms+K G(s)=sMs2+Bs+K G(s)=1Ms2+Ks+B G(s)=s2Ms2+Bs+K G(s)=1Ms2+Bs+K 19 Questão Considere um sistema descrito pela seguinte Função de Transferência: G(s)=Y(s)U(s)=1s2+3s+2G(s)=Y(s)U(s)=1s2+3s+2. Encontre a matriz de transição para esse sistema. 20 Questão Y1(s)/U1(s)=s−1/s2+s+0,5 Y1(s)/U1(s)=s−2/s2+s+0,5 Y1(s)/U1(s)=s−1/s2+2s+6,5 Y1(s)/U1(s)=s−1/s2+s+6,5 Y1(s)/U1(s)=s−2/s2+s+6,5 21 Questão Considere o circuito do amplificador operacional mostrado a seguir Onde e0 é a tensão de saída e ei a de entrada. Como fica a relação entre e0 e ei ? e0=R1R2eie0=R1R2ei e0=−R1R2eie0=−R1R2ei e0=−R2R1eie0=−R2R1ei e0=R2R1eie0=R2R1ei ei=−R2R1e0ei=−R2R1e0 22 Questão E0(s)Ei(s)=C1s+1s(R1C1C2+R2C2C1)+(C1+C2) E0(s)Ei(s)=C1s2+ss(R1C1C2+R2C2C1)+(C1+C2) E0(s)Ei(s)=C1[(R2C2+R1C1)s+1]s(R1C1C2+R2C2C1)+(C1+C2) E0(s)Ei(s)=C1s2+ss(R1C1C2+R2C2C1) E0(s)Ei(s)=C1s(R1C1C2+R2C2C1)+(C1+C2) 23 Questão Um circuito elétrico com amplificador operacional é mostrado na figura a seguir. Encontre sua função de transferência, isto é E0(s)Ei(s)E0(s)Ei(s) E0(s)Ei(s)=−R1R21(R1Cs+1) E0(s)Ei(s)=−R2R11(R2Cs+1) E0(s)Ei(s)=−R1R21(R2Cs+1) E0(s)Ei(s)=−R2R11(R1R2Cs+1)E0(s)Ei(s)=−R2R1C(R2Cs+1) 24 Questão Encontre a função de transferência E0(s) / Ei(s) para o sistema do circuito a seguir: E0(s)E1(s)=1s2C1R2C2+s(R1C2+R1C1+R2C2)+1 E0(s)E1(s)=ss2R1C1R2C2+s(R1C2+R1C1+R2C2)+1 E0(s)E1(s)=1s2R1C1R2C2+s(R1C2+R1C1+R2C2)+1 E0(s)E1(s)=1s2R1C1R2C2+(R1C2+R1C1+R2C2)+1 E0(s)E1(s)=1s2R1C1R2C2+s(R1C2+R1C1+R2C2)+s 25 Questão Encontre a equação que relaciona entrada e saída do circuito mostrado na figura a seguir vout=−[RfR2v1+RfR1v2] vout=[RfR1v1+RfR2v2] vout=−[RfR1v1+2RfR2v2] vout=2[RfR1v1+RfR2v2] vout=−[RfR1v1+RfR2v2] 26 Questão Encontre a função de transferência do sistema elétrico mostrado na figura a seguir: E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)2(R1C1s+1)(R2C2s+1)+R2C1s E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R1C1s+1)(R2C1s+1)+R1C1s E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)2(R1C1s+1)(R2C2s+1)+R2C1s2 E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R2C2s+1)+R2C1s E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R1C1s+1)(R2C2s+1)+R2C1s 27 Questão Considere o circuito elétrico RLC (resistência em ohm, indutância em henry e capacitância em farad) mostrado na figura a seguir. Encontre a função de transferência para esse sistema E0(s) / Ei(s) (supondo e0 igual a saída e ei a entrada do circuito): E0(s)Ei(s)=1LCs2+Rs+1 E0(s)Ei(s)=1LCs2+Cs+1 E0(s)Ei(s)=LLCs2+RCs+1 E0(s)Ei(s)=1LCs2+RCs+1 E0(s)Ei(s)=1Cs2+RCs+1 28 Questão Para a modelagem de sistemas mecânicos, muitas vezes é necessário a utilização de molas. Suponha um sistema de molas com o arranjo da figura a seguir, em que as molas 1, 2 e 3 têm, respectivamente constantes elásticas, em unidades do SI, 40, 80 e 40. Qual é a constante elástica equivalente? 160 67 40 20 30 29 Questão Como fica a constante elástica equivalente das molas do sistema na figura a seguir? keq=k1+k2k1k2keq=k1+k2k1k2 keq=2k1k2k1+k2keq=2k1k2k1+k2 keq=k1+k22k1k2keq=k1+k22k1k2 keq=2k1+1/2k2k1k2keq=2k1+1/2k2k1k2 keq=k1k2k1+k2keq=k1k2k1+k2 30 Questão Considere o sistema de controle de posição de um satélite mostrado na figura a seguir. O diagrama mostra apenas o controle do ângulo de desvio (existem controles relativos aos 3 eixos no sistema real). Pequenos jatos aplicam forças de reação para girar o corpo do satélite conforme a posição desejada. Os dois jatos posicionados de forma antissimétrica, denotados por A e B, operam em pares. Suponha que o empuxo de cada jato seja F/2 e o torque T = Fl seja aplicado ao sistema. Os jatos são aplicados por certo tempo e, assim, o torque pode ser escrito como T(t). O momento de inércia em relação ao eixo de rotação no centro de massa é J . Admitindo que o torque T(t) é a entrada desse sistema e que o deslocamento angular θ(t) do satélite é a saída, encontre a função de transferência para o sistema (considere o movimento somente no plano da página). J+sJ2s2 1J+s2 1Js2 1s2 1J2s2 31 Questão Obtenha a função de transferência X1(s)U(s)X1(s)U(s) do sistema mecânico mostrado na figura a seguir: 32 Questão Um sistema massa-mola-amortecedor, que representa a posição da massa em função de uma força externa aplicada, é análogo ao representado pela função de transferência H(s)=1(s2+5s+13)H(s)=1(s2+5s+13) Caso a FT seja construída com valores de massa (m), constante elástica (k) e constante de amortecimento (b), esses valores serão iguais a: m=13 kg, b=3 N/m.s, k=5 N/m. m=3 kg, b=5 N/m.s, k=15 N/m. m=1 kg, b=5 N/m.s, k=13 N/m. m=1 kg, b=13 N/m.s, k=5 N/m. m=1 kg, b=5 N/m.s, k=1 N/m. 33 Questão Encontre a função de transferência X2(s)U(s)X2(s)U(s) do sistema mecânico mostrado a seguir: 34 Questão Considere a figura do alto-falante e o circuito do mesmo, mostrados nas figuras a seguir. Encontre as equações diferenciais relacionando a tensão de entrada va com o deslocamento x do cone, e a função de transferência. Assuma que a resistência R e a indutância L sejam eficientes. Fonte: adaptadas de Franklin et al. (2013) Ldidt+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632] Ldidt+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63[(Ms+b)(Ls+R)+0,632] Ldidt+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(L+R)+0,632] Ld2idt2+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632] Ldidt+Ri2=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632] 35 Questão Na figura a seguir tem-se dois amortecedores com coeficientes de atrito viscoso b1 e b2. Estão ligados em série. Qual das opções abaixo apresenta o coeficiente equivalente da figura: b1b2b1+b2 b1 + b2 b1+b22b1b2 b2b1+b2 1b1+1b2 36 Questão Na modelagem de sistemas físicos são utilizadas as equações físicas que regem o sistema e as funções de transferência. Por exemplo, em sistemas hidráulicos, a equação da continuidade é uma das equações físicas envolvidas. A seguir, tem-se alguns sistemas físicos típicos da Engenharia. I - Trocador de calor - sistema térmico II - Movimentos rotacional e translacional - sistema mecânico III - Alto-falante - sistema eletromecânico Dos sistemas descritos anteriormente, os que são passíveis de modelagem pela Engenharia de sistema de controles: Apenas III Apenas II Apenas I e II Apenas I I, II e II 37 Questão Encontre as equações (no domínio do tempo e a FT em Laplace) de um motor CC com o circuito elétrico equivalente mostrado na figura a seguir. Suponha que o rotor tenha momento de inércia Jm e coeficiente de atrito viscoso b. Fonte: adaptada de Franklin et al. (2013) Ladiadt+Raia=va−Keθ′m;Θm(s)Va(s)=Kt[(Jms+b)(Las+Ra)+KtKe] Ladiadt+Raia=va−Keθ′m;Θm(s)Va(s)=Kts[(Jms+b)(Las+Ra)+KtKe] Ladiadt+Raia=va−Keθ′m;Θm(s)Va(s)=Kts[(Jms+b)(La+Ra)+KtKe] Ladiadt+Raia=va−Keθ′m;Θm(s)Va(s)=Kts2[(Jms+b)(Las+Ra)+KtKe] Ladiadt+Raia=va+Keθ′m;Θm(s)Va(s)=Kts[(Jms+b)(Las+Ra)+KtKe] 38 Questão Na modelagem de sistemas são utilizados as equações físicas que regem o sistema e as funções de transferência. Considerando um sistema hidráulico, a equação da continuidade é uma das equações físicas envolvidas. A alternativa que apresenta essa equação física é: dm/dx = win + wout dm/dt = (win ¿ wout)/A dm/dt = win + wout dm/dt = win - wout dm/dx = win - wout 39 Questão Seja o circuito elétrico da figura abaixo. Se admitirmos que ei seja a entrada do sistema e que eo seja a saída, a função de transferência desse sistema, em ¿s¿, será: (Para isso, utilize R1= 200W, R2 = 300 W , C1= 0,01 F, C2= 0,05 F, L= 1000H e condições iniciais nulas) : (0,15s3+0,01s2)/(0,5s2+0,25s+0,06) (0,15s3+0,01s2)/(0,5s4+0,25s3) (0,15s2+0,01s)/(0,5s4+0,25s3+0,06s2) (0,15s3+0,01s2)/(s4+s3+0,06s2) (0,15s3+0,01s2)/(0,5s4+0,25s3+0,06s2) 40 Questão O gráfico abaixo foi gerado por um instrumento eletrônico (osciloscópio digital) para uma saída de um equipamento, onde o eixo x é o tempo, e o y(t) é uma magnitude da variável que está sendo controlada. Foi aplicado um degrau unitário de tensão nos terminais da entrada u(t) desse equipamento, e medida a velocidade de saída y(t). Supondo que o gráfico represente a saída de um sistema de primeira ordem, qual o valor do tempo de acomodação, para um critério de 5%? 20 s 16 s 12 s 10s 8 s 41 Questão Um termômetro requer 1 minuto para indicar 98% da resposta a uma entrada em degrau unitário. Supondo que o termômetro possa ser modelado por um sistema de 1ª ordem, determine a constante de tempo. 20 s 60 s 58 s 30 s 15 s 42 Questão Dada a curva de reação à entrada degrau de um processo contínuo real, obteve-se, através do método de Ziegler-Nichols, o seguinte modelo de 1ª ordem para um sistema a ser controlado: G(s)=1(s+3)G(s)=1(s+3). Sobre este modelo, é CORRETO afirmar: O sistema não é estável, precisando inserir um controlador para estabilizar o processo; Somente com um modelo de maior ordem, pode-se avaliar como controlar este processo; O sistema tem dois polos, localizados em 0 e -3; O modelo não leva em consideração atraso na resposta do sistema. O tempo de acomodação do sistema para atingir 95% do seu valor de regime é aproximadamente 4 segundos; 4 Questão Considere o sistema em malha fechada Y(s)R(s)=1(τs+1)Y(s)R(s)=1(τs+1) que representa por exemplo um sistema térmico ou um filtro RC (circuito elétrico). Assinale a opção que possui a resposta do sistema a uma entrada em degrau unitário, para t ≥ 0 : y(t)=1−e−t y(t)=1−e−t/τ y(t)=e−1 y(t)=1−e−1 y(t)=e−t−1 44 Questão Considere um termômetro cuja função de transferência seja um sistema linear de 1ª ordem. Sabe- se que este termômetro demora 2 minutos para indicar 95% da resposta a uma entrada em degrau unitário. Sendo assim, é correto afirmar que a constante de tempo, em minutos, será: 1,4 min 0,8 min 0,34 min 0,05 min 0,67 min 45 Questão Em uma análise feita em uma planta química, onde se tem o controle de pH em um reator para mistura de ácido-base, o seguinte gráfico a seguir foi encontrado Sabendo que a referência dada como set-point foi de um pH 8,5; e a saída do sistema tem um tempo morto de 2 segundos, encontre: a. a constante de tempo; b. o tempo de acomodação desse sistema (critérios de 2% e 5%); c. Qual a provável FT genérica de 1.a ordem? d. 4 s; 16 s e 12 s; 8,5.e−2s(4s+1) 4 s; 10s e 12s; 8,5.e−2s(4s+1) 4s; 16 s e 16 s; 8,5.e−2s(4s+1) 3 s; 20 s e 25 s; 4.e−2s(8,5s+1) 3 s; 10 s e 12 s; 4.e−2s(8,5s+1) 46 Questão Kh = 1,715 Kh = 3,5 Kh = 0,715 Kh = 2 Kh = √ 5 5 47 Questão Considere que a função de transferência de malha fechada F(s)=9(s2+6s+9)F(s)=9(s2+6s+9) representa a resposta a um degrau unitário. Assinale a alternativa INCORRETA: a frequência natural não amortecida é 3 rad/s; o coeficiente de amortecimento é igual a 1; os polos do sistema estão localizados no lado esquerdo do plano complexo. o sistema é superamortecido; o tempo de acomodação para o critério de 2% é 1,333 s; 48 Questão A figura abaixo (adaptada de Ogata (2003)) representa as respostas temporais de vários sistemas de segunda ordem, bem como os valores dos seus respectivos coeficientes de amortecimento (ζζ). Baseado na figura assinale V para as alternativas verdadeiras e com F as falsas, e marque a alternativa que contém a sequência CORRETA, de cima para baixo: ( ) ζ=2ζ=2 : sistemas sobreamortecidos. Podem ser tratados como sistemas de primeira ordem. ( ) ζ=0,8ζ=0,8 : sistemas subamortecidos. Podem ser tratados como sistemas de primeira ordem. ( ) ζ=1ζ=1 : sistemas criticamente amortecidos. Podem ser tratados como sistemas de primeira ordem. ( ) ζ=0ζ=0 : sistemas sem amortecimento. ( ) ζ=0,1ζ=0,1: sistemas subamortecidos. Alto sobressinal. F, F, F, V, V F, F, F, F, V F, F, F, V, F F, F, V, V, V V, F, V, V, V 49 Questão Avalie as funções de transferência de sistemas a seguir, e assinale a que representa um sistema de controle criticamente amortecido: F(s)=1s+1F(s)=1s+1 F(s)=s+2s2+3s+1F(s)=s+2s2+3s+1 F(s)=1s2+2s+1F(s)=1s2+2s+1 F(s)=1s2+s+1F(s)=1s2+s+1 F(s)=s+5s2+3s+2F(s)=s+5s2+3s+2 50 Questão 13,3% e 11 s. 16,3% e 8 s. 13,3% e 8 s. 11% e 6 s. 16,3% e 4 s. 51 Questão Um engenheiro necessitou encontrar, para fins de controle, a função de transferência para um sistema o qual não possui modelagem, em uma parte antiga da indústria onde trabalha. Ele conseguiu inserir na planta uma entrada de referência em degrau unitário e analisar a resposta graficamente através de um instrumento eletrônico. O engenheiro percebeu algumas coisas com o gráfico: a curva se parece com a resposta de sistemas de segunda ordem sob a mesma entrada de referência; conseguiu medir o máximo de sobressinal, e encontrou um acréscimo de 17% acima da entrada de referência; e notou que a curva começou a entrar em regime permanente, visualmente próximo de 98% do valor final, em 30 segundos. De posse desses dados técnicos da planta, qual foi a função de transferência em forma genérica que ele encontrou? C(s)R(s)=0,7s2+0,26s+0,7 C(s)R(s)=0,07s2+s+0,07 C(s)R(s)=7s2+0,26s+7 C(s)R(s)=0,07s2+0,26s+0,07 C(s)R(s)=7s2+s+7 52 Questão A função de transferência C(s)R(s)=3s+22s2+5s+1C(s)R(s)=3s+22s2+5s+1é proveniente de qual equação no domínio do tempo? 3d2c(t)dt2+dc(t)dt+c(t)=dr(t)dt+2r(t) 2d2c(t)dt2+5dc(t)dt+c(t)=3dr(t)dt+2r(t) d2c(t)dt2+5dc(t)dt=5dr(t)dt+r(t) 3d2c(t)dt2+3dc(t)dt+c(t)=3dr(t)dt+3r(t) 3d2c(t)dt2+5dc(t)dt=3dr(t)dt+2r(t) 53 Questão (ENADE 2019) Na indústria, diversos são os processos que têm seu comportamento descrito por um sistema de segunda ordem. Um determina do processo industrial monovariável é descrito pela equação diferencial de segunda ordem mostrada a seguir. Definindo-se a saída do processo como y(t) e a entrada como u(t), o modelo no espaço de estados do sistema descrito, na forma canônica diagonal, será dado por: 54 Questão Y2(s)U2(s)=6,5s2+s+6,5 Y2(s)U2(s)=s2s2+s+6,5 Y2(s)U2(s)=6,5s2+2s+0,5 Y2(s)U2(s)=ss2+s+6,5 Y2(s)U2(s)=6,5s2+s+0,5 55 Questão Em um sistema linear invariante no tempo e causal, a saída c(t) se relaciona com a entrada r(t) através da equação dc(t)/dt + 2c(t) = r(t). Nesse caso, a saída c(t) do sistema quando a entrada r(t) for dada por: r(t) = e-t.u(t) é: (onde u(t)é um degrau unitário, com condições iniciais nulas) e−2t+e−te−2t+e−t e−t+2e−t+2 2e−2t+2e−t2e−2t+2e−t e2t+ete2t+et e2t+e−te2t+e−t 56 Questão Na Engenharia de controle de sistemas, é possível resolver equações de estado no domínio do tempo. A operação de convolução no domínio do tempo equivale a que operação no domínio da frequência? Multiplicação Radiciação Derivação Adição Integração 57 Questão Encontre a solução de y¨(t)+5y˙(t)+4y(t)=u(t),sendo:y(0)=y˙(0)=0,u(t)=2e−2t1(t)ÿ(t)+5ẏ(t)+4y(t)=u(t),sendo:y(0)=ẏ(0) =0,u(t)=2e−2t1(t)usando expansão em frações parciais: y(t)=(2/3)e−2t+(1/3)e−4t y(t)=−1e−3t+(2/3)e−t+(1/3)e−2t y(t)=−1e−t+(2/3)e−t y(t)=−1e−t+(2/3)e−t+(1/3)e−4t y(t)=−1e−2t+(2/3)e−t+(1/3)e−4t 58 Questão Suponha um sistema regido por uma EDO de 2ª ordem e suas condições iniciais tal que a resposta y(t) é dada por y(t) = 0,4e-2t - 0,1.e-3t. Uma dascondições iniciais é y(0)= I. A opção que apresenta o valor correto de I é? 0,0 0,1 1,0 0,3 0,4 59 Questão 60 Questão Considere o sistema massa-mola-amortecedor montado em um carro de massa desprezível, como mostrado na figura a seguir. Suponha que o carro está parado para t<0. Nesse sistema, u(t) é o deslocamento do carro e é a entrada do sistema. O deslocamento y(t) da massa é a saída (o deslocamento é relativo ao solo). Suponha que a força de atrito do amortecedor seja proporcional a y' - u' e que a mola seja linear, isto é, a força da mola seja proporcional a y - u. Para o sistema modelado na figura, responda como fica a equação diferencial em função do tempo? E Transformando para Laplace, como fica a função de transferência? md2ydt2=−b(dydt−dudt)−k(y);G(s)=Y(s)U(s=kms2+bs+k md2ydt2=b(dydt)+k(y);G(s)=Y(s)U(s=1ms2−bs−k md2ydt2=−b(dydt−dudt)−k(y−u);G(s)=Y(s)U(s=bs+kms2+bs+k md2ydt2=−b(dydt)−k(y);G(s)=Y(s)U(s=1ms2+bs+k md2ydt2=−b(dydt)−k(y);G(s)=Y(s)U(s=kms2+bs+k 61 Questão X(s)U(s)=1ms2+ks+b X(s)U(s)=mms2+bs+k X(s)U(s)=1ms2+bs+k X(s)U(s)=2ms2+bs+k X(s)U(s)=ms2+bs+k 62 Questão Na análise no domínio da frequência, é muito difundido o diagrama de Bode, cujas grandezas relacionadas e escalas apresentadas nas curvas são: Magnitude versus frequência usando a escala linear e fase versus frequência usando a escala linear; Magnitude versus frequência usando a escala logarítmica e fase versus frequência usando a escala logarítmica; Magnitude versus frequência usando a escala logarítmica e fase versus frequência usando a escala linear; Magnitude versus frequência usando a escala linear e fase versus frequência usando a escala logarítmica; Magnitude versus frequência usando a escala logarítmica e Magnitude versus período usando a escala linear; 63 Questão Considere um sistema dinâmico linear cujo comportamento possa ser modelado pela seguinte equação diferencial, com condições iniciais nulas. onde u(t) representa a entrada, y(t), a saída e o parâmetro t foi omitido na equação por simplicidade de notação: 3d2ydt2−2dydt+5y=3dudt−u3d2ydt2−2dydt+5y=3dudt−u Qual é a FT desse sistema? Y(s)U(s)=3s2−2s+53s−1 Y(s)U(s)=3s3s2−2s+5 Y(s)U(s)=3s−13s2−2s+5 Y(s)U(s)=3s−13s2+2s+5 Y(s)U(s)=3s−13s2−s+5 64 Questão Os diagramas de Bode são construções gráficas que permitem esboçar a resposta de um sistema de controle. Esses diagramas são constituídos de duas curvas, uma representando a magnitude e a outra a fase da função de transferência em relação à frequência. A figura a seguir apresenta os diagramas de Bode de um determinado sistema: Assinale a alternativa que apresenta corretamente a função de transferência do sistema descritos pelas curvas da figura acima: H(s)=s2(s+10)(s+200) H(s)=10s(s+10)(s+100) H(s)=100(s+1)(s+200) H(s)=10s(s+1)(s+200) H(s)=100s(s+100) 65 Questão Seja um circuito RC simples, que pode ter a função de um filtro passa-baixas em processamento de sinais, como mostrado na figura a seguir: Esboce o gráfico da resposta impulsiva (isto é, a resposta ao impulso unitário) para o filtro acima: 1a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 2(ω+ss2+ω2)2(ω+ss2+ω2) √ 2 2(ss2+ω2)22(ss2+ω2) √ 2 (ω+ss2+ω2)2(ω+ss2+ω2) √ 2 2(ω+ss2+ω2)22(ω+ss2+ω2) (ω+ss2+ω2)(ω+ss2+ω2) Respondido em 12/09/2020 02:54:25 Explicação: 2a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Considere um sistema de controle do nível de líquido de um reservatório em que o reservatório recebe uma vazão de líquido através de uma tubulação que possui uma válvula. Essa válvula é controlada por um operador que usa seus olhos para observar o nível de líquido através de uma janela na parede lateral do reservatório e deixa passar mais ou menos líquido de modo que o nível desejado do sistema seja atingido. O reservatório é aberto, sujeito à chuva e à temperatura ambiente. O líquido pode expandir ou contrair de acordo com a temperatura. Nesse sistema, a variável controlada e a variável manipulada são, respectivamente: variável controlada: reservatório; variável manipulada: vazão do líquido. variável controlada: vazão do líquido; variável manipulada: nível do líquido. variável controlada: nível do líquido; variável manipulada: válvula. variável controlada: nível do líquido variável manipulada: vazão do líquido. variável controlada: válvula; variável manipulada: vazão do líquido. Respondido em 12/09/2020 02:54:59 Explicação: Questão intuitiva: a variável manipulada é aquela que, pela ação dela, gera uma alteração na controlada. Logo, pelo texto, a resposta é a letra "a". 3a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Seja a seguinte FT G(s)=Y(s)U(s)=1(s2+3s+2)G(s)=Y(s)U(s)=1(s2+3s+2). Quais são as variáveis de estado se um degrau unitário for aplicado à entrada? Respondido em 12/09/2020 02:59:39 Explicação: 4a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Encontre a função de transferência do sistema elétrico mostrado na figura a seguir: E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)2(R1C1s+1)(R2C2s+1)+R2C1s2E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)2(R1C1s+1)(R2C2s+1) +R2C1s2 E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R1C1s+1)(R2C2s+1)+R2C1sE0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R1C1s+ 1)(R2C2s+1)+R2C1s E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R1C1s+1)(R2C1s+1)+R1C1sE0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R1C1s+ 1)(R2C1s+1)+R1C1s E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)2(R1C1s+1)(R2C2s+1)+R2C1sE0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)2(R1C1s+1)(R2C2s+1)+ R2C1s E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R2C2s+1)+R2C1sE0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R2C2s+1)+R 2C1s Respondido em 12/09/2020 03:01:58 Explicação: 5a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Como fica a constante elástica equivalente das molas do sistema na figura a seguir? keq=2k1+1/2k2k1k2keq=2k1+1/2k2k1k2 keq=k1+k22k1k2keq=k1+k22k1k2 keq=k1k2k1+k2keq=k1k2k1+k2 keq=k1+k2k1k2keq=k1+k2k1k2 keq=2k1k2k1+k2keq=2k1k2k1+k2 Respondido em 12/09/2020 03:03:50 Explicação: 6a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Considere a figura do alto-falante e o circuito do mesmo, mostrados nas figuras a seguir. Encontre as equações diferenciais relacionando a tensão de entrada va com o deslocamento x do cone, e a função de transferência. Assuma que a resistência R e a indutância L sejam eficientes. Fonte: adaptadas de Franklin et al. (2013) Ld2idt2+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632]Ld2idt2+Ri=va−0,63ẋ;X(s)Va(s)=0,6 3s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632] Ldidt+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63[(Ms+b)(Ls+R)+0,632]Ldidt+Ri=va−0,63ẋ;X(s)Va(s)=0,63[(M s+b)(Ls+R)+0,632] Ldidt+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632]Ldidt+Ri=va−0,63ẋ;X(s)Va(s)=0,63s[( Ms+b)(Ls+R)+0,632] Ldidt+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(L+R)+0,632]Ldidt+Ri=va−0,63ẋ;X(s)Va(s)=0,63s[( Ms+b)(L+R)+0,632] Ldidt+Ri2=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632]Ldidt+Ri2=va−0,63ẋ;X(s)Va(s)=0,63s [(Ms+b)(Ls+R)+0,632] Respondido em 12/09/2020 03:04:07 Explicação: 7a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 O gráfico abaixo foi gerado por um instrumento eletrônico (osciloscópio digital) para uma saída de um equipamento, onde o eixo x é o tempo, e o y(t) é uma magnitude da variável que está sendo controlada. Foi aplicado um degrau unitário de tensão nos terminais da entrada u(t) desse equipamento, e medida a velocidade de saída y(t). Supondo que o gráfico represente a saída de um sistema de primeiraordem, qual o valor do tempo de acomodação, para um critério de 5%? 8 s 12 s 20 s 16 s 10 s Respondido em 12/09/2020 03:04:18 Explicação: Podemos perceber que ¿8¿ é o valor final mostrado pelo gráfico; a constante de tempo é igual ao tempo necessário para se chegar em 63,2% do valor final da resposta, logo aproximadamente igual a 5; esse valor da cte de tempo, analisando o gráfico, é 4 segundos. Então, o tempo de acomodação para o critério de 5% é igual a 3.τ3.τ = 3.4 = 12 segundos 8a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Considere que a função de transferência de malha fechada F(s)=9(s2+6s+9)F(s)=9(s2+6s+9) representa a resposta a um degrau unitário. Assinale a alternativa INCORRETA: o sistema é superamortecido; a frequência natural não amortecida é 3 rad/s; o coeficiente de amortecimento é igual a 1; os polos do sistema estão localizados no lado esquerdo do plano complexo. o tempo de acomodação para o critério de 2% é 1,333 s; Respondido em 12/09/2020 03:05:05 Explicação: letra ¿b¿, o sistema é criticamente amortecido, pois ζ = 1. 9a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Suponha um sistema regido por uma EDO de 2ª ordem e suas condições iniciais tal que a resposta y(t) é dada por y(t) = 0,4e-2t - 0,1.e-3t. Uma das condições iniciais é y(0)= I. A opção que apresenta o valor correto de I é? 0,3 1,0 0,0 0,1 0,4 Respondido em 12/09/2020 03:05:25 Explicação: Substituindo t = 0 em y(t) = 0,4e-2t - 0,1.e-3t, tem-se y(0) = 0,3 10a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Os diagramas de Bode são construções gráficas que permitem esboçar a resposta de um sistema de controle. Esses diagramas são constituídos de duas curvas, uma representando a magnitude e a outra a fase da função de transferência em relação à frequência. A figura a seguir apresenta os diagramas de Bode de um determinado sistema: Assinale a alternativa que apresenta corretamente a função de transferência do sistema descritos pelas curvas da figura acima: H(s)=10s(s+1)(s+200)H(s)=10s(s+1)(s+200) H(s)=100(s+1)(s+200)H(s)=100(s+1)(s+200) H(s)=s2(s+10)(s+200)H(s)=s2(s+10)(s+200) H(s)=100s(s+100)H(s)=100s(s+100) H(s)=10s(s+10)(s+100)H(s)=10s(s+10)(s+100) Respondido em 12/09/2020 03:05:56 Explicação: Ao analisarmos os gráficos das curvas dos diagramas propostos no exercício, percebemos as frequências de corte, através do traçado (em rosa) de retas tangentes na subida e descida da curva de magnitude, e encontramos que essas frequências, na curva de fase (com seleção em amarelo), são 10 rad/s e 100 rad/s. O diagrama só possui inclinações de 20dB/década. Portanto, letra "b". SIMULADO 1 1a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 2(ω+ss2+ω2)2(ω+ss2+ω2) √ 2 2(ss2+ω2)22(ss2+ω2) √ 2 (ω+ss2+ω2)2(ω+ss2+ω2) √ 2 2(ω+ss2+ω2)22(ω+ss2+ω2) (ω+ss2+ω2)(ω+ss2+ω2) Respondido em 12/09/2020 02:54:25 Explicação: 2a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Considere um sistema de controle do nível de líquido de um reservatório em que o reservatório recebe uma vazão de líquido através de uma tubulação que possui uma válvula. Essa válvula é controlada por um operador que usa seus olhos para observar o nível de líquido através de uma janela na parede lateral do reservatório e deixa passar mais ou menos líquido de modo que o nível desejado do sistema seja atingido. O reservatório é aberto, sujeito à chuva e à temperatura ambiente. O líquido pode expandir ou contrair de acordo com a temperatura. Nesse sistema, a variável controlada e a variável manipulada são, respectivamente: variável controlada: reservatório; variável manipulada: vazão do líquido. variável controlada: vazão do líquido; variável manipulada: nível do líquido. variável controlada: nível do líquido; variável manipulada: válvula. variável controlada: nível do líquido variável manipulada: vazão do líquido. variável controlada: válvula; variável manipulada: vazão do líquido. Respondido em 12/09/2020 02:54:59 Explicação: Questão intuitiva: a variável manipulada é aquela que, pela ação dela, gera uma alteração na controlada. Logo, pelo texto, a resposta é a letra "a". 3a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Seja a seguinte FT G(s)=Y(s)U(s)=1(s2+3s+2)G(s)=Y(s)U(s)=1(s2+3s+2). Quais são as variáveis de estado se um degrau unitário for aplicado à entrada? Respondido em 12/09/2020 02:59:39 Explicação: 4a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Encontre a função de transferência do sistema elétrico mostrado na figura a seguir: E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)2(R1C1s+1)(R2C2s+1)+R2C1s2E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)2(R1C1s+1)(R2C2s+1) +R2C1s2 E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R1C1s+1)(R2C2s+1)+R2C1sE0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R1C1s+ 1)(R2C2s+1)+R2C1s E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R1C1s+1)(R2C1s+1)+R1C1sE0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R1C1s+ 1)(R2C1s+1)+R1C1s E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)2(R1C1s+1)(R2C2s+1)+R2C1sE0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)2(R1C1s+1)(R2C2s+1)+ R2C1s E0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R2C2s+1)+R2C1sE0(s)Ei(s)=(R1C1s+1)(R2C2s+1)(R2C2s+1)+R 2C1s Respondido em 12/09/2020 03:01:58 Explicação: 5a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Como fica a constante elástica equivalente das molas do sistema na figura a seguir? keq=2k1+1/2k2k1k2keq=2k1+1/2k2k1k2 keq=k1+k22k1k2keq=k1+k22k1k2 keq=k1k2k1+k2keq=k1k2k1+k2 keq=k1+k2k1k2keq=k1+k2k1k2 keq=2k1k2k1+k2keq=2k1k2k1+k2 Respondido em 12/09/2020 03:03:50 Explicação: 6a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Considere a figura do alto-falante e o circuito do mesmo, mostrados nas figuras a seguir. Encontre as equações diferenciais relacionando a tensão de entrada va com o deslocamento x do cone, e a função de transferência. Assuma que a resistência R e a indutância L sejam eficientes. Fonte: adaptadas de Franklin et al. (2013) Ld2idt2+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632]Ld2idt2+Ri=va−0,63ẋ;X(s)Va(s)=0,6 3s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632] Ldidt+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63[(Ms+b)(Ls+R)+0,632]Ldidt+Ri=va−0,63ẋ;X(s)Va(s)=0,63[(M s+b)(Ls+R)+0,632] Ldidt+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632]Ldidt+Ri=va−0,63ẋ;X(s)Va(s)=0,63s[( Ms+b)(Ls+R)+0,632] Ldidt+Ri=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(L+R)+0,632]Ldidt+Ri=va−0,63ẋ;X(s)Va(s)=0,63s[( Ms+b)(L+R)+0,632] Ldidt+Ri2=va−0,63x˙;X(s)Va(s)=0,63s[(Ms+b)(Ls+R)+0,632]Ldidt+Ri2=va−0,63ẋ;X(s)Va(s)=0,63s [(Ms+b)(Ls+R)+0,632] Respondido em 12/09/2020 03:04:07 Explicação: 7a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 O gráfico abaixo foi gerado por um instrumento eletrônico (osciloscópio digital) para uma saída de um equipamento, onde o eixo x é o tempo, e o y(t) é uma magnitude da variável que está sendo controlada. Foi aplicado um degrau unitário de tensão nos terminais da entrada u(t) desse equipamento, e medida a velocidade de saída y(t). Supondo que o gráfico represente a saída de um sistema de primeira ordem, qual o valor do tempo de acomodação, para um critério de 5%? 8 s 12 s 20 s 16 s 10 s Respondido em 12/09/2020 03:04:18 Explicação: Podemos perceber que ¿8¿ é o valor final mostrado pelo gráfico; a constante de tempo é igual ao tempo necessário para se chegar em 63,2% do valor final da resposta, logo aproximadamente igual a 5; esse valor da cte de tempo, analisando o gráfico, é 4 segundos. Então, o tempo de acomodação para o critério de 5% é igual a 3.τ3.τ = 3.4 = 12 segundos 8a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Considere que a função de transferência de malha fechada F(s)=9(s2+6s+9)F(s)=9(s2+6s+9) representa a resposta a um degrau unitário. Assinale a alternativa INCORRETA: o sistema é superamortecido;a frequência natural não amortecida é 3 rad/s; o coeficiente de amortecimento é igual a 1; os polos do sistema estão localizados no lado esquerdo do plano complexo. o tempo de acomodação para o critério de 2% é 1,333 s; Respondido em 12/09/2020 03:05:05 Explicação: letra ¿b¿, o sistema é criticamente amortecido, pois ζ = 1. 9a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Suponha um sistema regido por uma EDO de 2ª ordem e suas condições iniciais tal que a resposta y(t) é dada por y(t) = 0,4e-2t - 0,1.e-3t. Uma das condições iniciais é y(0)= I. A opção que apresenta o valor correto de I é? 0,3 1,0 0,0 0,1 0,4 Respondido em 12/09/2020 03:05:25 Explicação: Substituindo t = 0 em y(t) = 0,4e-2t - 0,1.e-3t, tem-se y(0) = 0,3 10a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Os diagramas de Bode são construções gráficas que permitem esboçar a resposta de um sistema de controle. Esses diagramas são constituídos de duas curvas, uma representando a magnitude e a outra a fase da função de transferência em relação à frequência. A figura a seguir apresenta os diagramas de Bode de um determinado sistema: Assinale a alternativa que apresenta corretamente a função de transferência do sistema descritos pelas curvas da figura acima: H(s)=10s(s+1)(s+200)H(s)=10s(s+1)(s+200) H(s)=100(s+1)(s+200)H(s)=100(s+1)(s+200) H(s)=s2(s+10)(s+200)H(s)=s2(s+10)(s+200) H(s)=100s(s+100)H(s)=100s(s+100) H(s)=10s(s+10)(s+100)H(s)=10s(s+10)(s+100) Respondido em 12/09/2020 03:05:56 Explicação: Ao analisarmos os gráficos das curvas dos diagramas propostos no exercício, percebemos as frequências de corte, através do traçado (em rosa) de retas tangentes na subida e descida da curva de magnitude, e encontramos que essas frequências, na curva de fase (com seleção em amarelo), são 10 rad/s e 100 rad/s. O diagrama só possui inclinações de 20dB/década. Portanto, letra "b". AV1 1a Questão (Ref.: 201906983426) No caso específico da equação abaixo, para uma entrada x(t), y(t) é a saída de um sistema dada por y(t) = (x(t))a + bx(t) + c. Para algumas combinações dos valores das constantes a, b e c, o sistema poderá ser linear ou não-linear. O sistema resultante será linear quando: a = 1, b = 1, c = 0. a = 0, b = 1, c = 0. a = 2, b = 0, c = 1. a = 1, b = 0, c = 1. a = 2, b = 2, c = 0 2a Questão (Ref.: 201906381152) De acordo com as terminologias de processos e os conceitos de diagrama de blocos com realimentação e malha fechada, responda ao que se pede: Como ficam os nomes das definições dos números, de 1 a 7 no diagrama de blocos a seguir: Entrada de referência ou set-point; sinal de erro; planta ou processo; controlador; sensor; saída; sinal da variável do processo. Sinal da variável do processo; Entrada de referência ou set-point; sinal de erro; controlador; planta ou processo; saída; sensor. Entrada de referência ou set-point; sinal da variável do processo; controlador; planta ou processo; saída; sensor; sinal de erro. Entrada de referência ou set-point; sinal de erro; controlador; planta ou processo; saída; sensor; sinal da variável do processo. Sinal da variável do processo; Entrada de referência ou set-point; sinal de erro; controlador; planta ou processo; sensor; saída. 3a Questão (Ref.: 201906443482) javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203579916/n/nStatus%20da%20quest%C3%A3o:%20Liberada%20para%20Uso.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%202977642/n/nStatus%20da%20quest%C3%A3o:%20Liberada%20para%20Uso.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039972/n/nStatus%20da%20quest%C3%A3o:%20Liberada%20para%20Uso.'); 4a Questão (Ref.: 201906443457) javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039947/n/nStatus%20da%20quest%C3%A3o:%20Liberada%20para%20Uso.'); Encontre a FT do circuito mostrado na figura a seguir: Vout(s)=−1s2Vin(s)RinCVout(s)=−1s2Vin(s)RinC Vout(s)=−1sVin(s)RinCVout(s)=−1sVin(s)RinC Vout(s)=−Vin(s)RinCVout(s)=−Vin(s)RinC Vout(s)=1sVin(s)RinCVout(s)=1sVin(s)RinC Vout(s)=−1s2Vin(s)RinCVout(s)=−1s2Vin(s)RinC 5a Questão (Ref.: 201906443449) Encontre a constante elástica equivalente das molas do sistema mostrado a seguir: keqx=k1−k2keqx=k1−k2 keqx=2k1k2keqx=2k1k2 keqx=k1+k2keqx=k1+k2 keqx=2(k1−k2)keqx=2(k1−k2) keqx=2(k1+k2)keqx=2(k1+k2) 6a Questão (Ref.: 201906443463) Com base nas 2 equações de fluxo de calor mostradas após a figura, encontre as equações diferenciais que determinam a temperatura da sala com todos os lados isolados, exceto dois, (1/R = 0) como mostrado na figura a seguir: javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039939/n/nStatus%20da%20quest%C3%A3o:%20Liberada%20para%20Uso.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039953/n/nStatus%20da%20quest%C3%A3o:%20Liberada%20para%20Uso.'); (Fonte: adaptada de Franklin et al. (2013)) Onde: C1 = capacitância térmica do ar dentro da sala; T0 = temperatura externa; T1 = temperatura interna; R2 = resistência térmica do teto da sala; R1 = resistência térmica da parede da sala. O fluxo de calor através de substâncias é proporcional à diferença de temperatura na substância: q=1R(T1−T2)q=1R(T1−T2). Sendo q = fluxo de calor, em J/s ou BTU/s; R = resistência térmica, em ºC/J.s ou ºF/BTU.s; T = temperatura, ºC ou ºF. O fluxo de calor em uma substância afeta a temperatura dela de acordo com a seguinte relação T′=1CqT′=1Cq . Sendo 'C' a capacitância térmica. (OBS: normalmente há vários caminhos para a entrada e saída do fluxo de calor em uma substância; então q na última equação é a soma dos fluxos de calor obedecendo a penúltima equação). T′1=1C1(1R1+1R2)(T1−T0)T1′=1C1(1R1+1R2)(T1−T0) T′1=1R1(1R1+1R2)(T0−T1)T1′=1R1(1R1+1R2)(T0−T1) T′1=(1R1+1R2)(T0−T1)T1′=(1R1+1R2)(T0−T1) T′1=1C1(1R1+1R2)(T0−T1)T1′=1C1(1R1+1R2)(T0−T1) T′1=1C1(1R1+1R2)(C0−T1)T1′=1C1(1R1+1R2)(C0−T1) 7a Questão (Ref.: 201906956994) Considere que a expressão que determina a resposta de um sistema ao degrau unitário seja dada por c (t) = 1 - e-(t/). Admitindo que o tempo de saída em regime permanente de 5% equivale que a resposta já alcançou 95% de seu valor final, determine esse instante, em função de ? Dados: e-1 = 0,37 ; e-2 = 0,135 ; e-3 = 0,05 ; e -4 = 0,02 ; e-5 = 0,007 5. javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203553484/n/nStatus%20da%20quest%C3%A3o:%20Liberada%20para%20Uso.'); 4. 2. 3. 8a Questão (Ref.: 201906443464) Considere um sistema de controle de posição de um satélite mostrado na parte (a) da figura a seguir. A saída do sistema apresenta oscilações continuadas não desejáveis. Esse sistema pode ser estabilizado pelo uso de realimentação tacométrica, como mostra a parte (b) da figura. Se K / J = 4, que valor de Kh resultará em um coeficiente de amortecimento igual a 0,6? 0,6 0,4 0,2 0 0,8 9a Questão (Ref.: 201906443477) Obtenha a função de transferência Y(s)/U(s) para o sistema mecânico a seguir: javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039954/n/nStatus%20da%20quest%C3%A3o:%20Liberada%20para%20Uso.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039967/n/nStatus%20da%20quest%C3%A3o:%20Liberada%20para%20Uso.'); Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+(m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs))Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+(m 1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs)) Y(s)U(s)=k1bs(m1m2s4+(m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2))Y(s)U(s)=k1bs(m1m2s4+(m1+m2 )bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2)) Y(s)U(s)=2k1(bs+k2)(m1m2s4+(m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2))Y(s)U(s)=2k1(bs+k2)(m1m2s 4+(m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2))Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+(m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2))Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+ (m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2)) Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+(m1+m2)bs3+[k1+(m2)k2]s2+k1bs+k1k2))Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+(m1 +m2)bs3+[k1+(m2)k2]s2+k1bs+k1k2)) 10a Questão (Ref.: 201906969222) (ENADE 2017) A resposta em frequência de um sistema linear invariante no tempo é apresentado pelo seguinte diagrama de Bode. javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203565712/n/nStatus%20da%20quest%C3%A3o:%20Liberada%20para%20Uso.'); A função de transferência que melhor se encaixa no diagrama de Bode apresentado acima é: G(s) = 10/(s - 1)(s + 10) G(s) = 10/(s - 1)(s - 10) G(s) = 10/(s + 1)(s + 10) G(s) = -10/(s + 1)(s - 10) G(s) = -10/(s + 1)(s + 10) AV MODELAGEM E ANÁLISE DE SISTEMAS DINÂMICOS 1. Ref.: 3579916 Pontos: 1,00 / 1,00 No caso específico da equação abaixo, para uma entrada x(t), y(t) é a saída de um sistema dada por y(t) = (x(t))a + bx(t) + c. Para algumas combinações dos valores das constantes a, b e c, o sistema poderá ser linear ou não-linear. O sistema resultante será linear quando: a = 1, b = 1, c = 0. a = 0, b = 1, c = 0. a = 2, b = 0, c = 1. javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203579916.'); a = 1, b = 0, c = 1. a = 2, b = 2, c = 0 2. Ref.: 2977642 Pontos: 1,00 / 1,00 De acordo com as terminologias de processos e os conceitos de diagrama de blocos com realimentação e malha fechada, responda ao que se pede: Como ficam os nomes das definições dos números, de 1 a 7 no diagrama de blocos a seguir: Entrada de referência ou set-point; sinal de erro; planta ou processo; controlador; sensor; saída; sinal da variável do processo. Sinal da variável do processo; Entrada de referência ou set-point; sinal de erro; controlador; planta ou processo; saída; sensor. Entrada de referência ou set-point; sinal da variável do processo; controlador; planta ou processo; saída; sensor; sinal de erro. Entrada de referência ou set-point; sinal de erro; controlador; planta ou processo; saída; sensor; sinal da variável do processo. Sinal da variável do processo; Entrada de referência ou set-point; sinal de erro; controlador; planta ou processo; sensor; saída. 3. Ref.: 3039972 Pontos: 0,00 / 1,00 javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%202977642.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039972.'); 4. Ref.: 3039947 Pontos: 0,00 / 1,00 Encontre a FT do circuito mostrado na figura a seguir: Vout(s)=−1s2Vin(s)RinCVout(s)=−1s2Vin(s)RinC Vout(s)=−1sVin(s)RinCVout(s)=−1sVin(s)RinC Vout(s)=−Vin(s)RinCVout(s)=−Vin(s)RinC Vout(s)=1sVin(s)RinCVout(s)=1sVin(s)RinC Vout(s)=−1s2Vin(s)RinCVout(s)=−1s2Vin(s)RinC 5. Ref.: 3039939 Pontos: 1,00 / 1,00 Encontre a constante elástica equivalente das molas do sistema mostrado a seguir: keqx=k1−k2keqx=k1−k2 keqx=2k1k2keqx=2k1k2 keqx=k1+k2keqx=k1+k2 keqx=2(k1−k2)keqx=2(k1−k2) keqx=2(k1+k2)keqx=2(k1+k2) javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039947.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039939.'); 6. Ref.: 3039953 Pontos: 1,00 / 1,00 Com base nas 2 equações de fluxo de calor mostradas após a figura, encontre as equações diferenciais que determinam a temperatura da sala com todos os lados isolados, exceto dois, (1/R = 0) como mostrado na figura a seguir: (Fonte: adaptada de Franklin et al. (2013)) Onde: C1 = capacitância térmica do ar dentro da sala; T0 = temperatura externa; T1 = temperatura interna; R2 = resistência térmica do teto da sala; R1 = resistência térmica da parede da sala. O fluxo de calor através de substâncias é proporcional à diferença de temperatura na substância: q=1R(T1−T2)q=1R(T1−T2). Sendo q = fluxo de calor, em J/s ou BTU/s; R = resistência térmica, em ºC/J.s ou ºF/BTU.s; T = temperatura, ºC ou ºF. O fluxo de calor em uma substância afeta a temperatura dela de acordo com a seguinte relação T′=1CqT′=1Cq . Sendo 'C' a capacitância térmica. (OBS: normalmente há vários caminhos para a entrada e saída do fluxo de calor em uma substância; então q na última equação é a soma dos fluxos de calor obedecendo a penúltima equação). T′1=1C1(1R1+1R2)(T1−T0)T1′=1C1(1R1+1R2)(T1−T0) T′1=1R1(1R1+1R2)(T0−T1)T1′=1R1(1R1+1R2)(T0−T1) T′1=(1R1+1R2)(T0−T1)T1′=(1R1+1R2)(T0−T1) T′1=1C1(1R1+1R2)(T0−T1)T1′=1C1(1R1+1R2)(T0−T1) T′1=1C1(1R1+1R2)(C0−T1)T1′=1C1(1R1+1R2)(C0−T1) javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039953.'); 7. Ref.: 3553484 Pontos: 0,00 / 1,00 Considere que a expressão que determina a resposta de um sistema ao degrau unitário seja dada por c (t) = 1 - e-(t/). Admitindo que o tempo de saída em regime permanente de 5% equivale que a resposta já alcançou 95% de seu valor final, determine esse instante, em função de ? Dados: e-1 = 0,37 ; e-2 = 0,135 ; e-3 = 0,05 ; e -4 = 0,02 ; e-5 = 0,007 5. 4. 2. 3. 8. Ref.: 3039954 Pontos: 1,00 / 1,00 Considere um sistema de controle de posição de um satélite mostrado na parte (a) da figura a seguir. A saída do sistema apresenta oscilações continuadas não desejáveis. Esse sistema pode ser estabilizado pelo uso de realimentação tacométrica, como mostra a parte (b) da figura. Se K / J = 4, que valor de Kh resultará em um coeficiente de amortecimento igual a 0,6? 0,6 javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203553484.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039954.'); 0,4 0,2 0 0,8 9. Ref.: 3039967 Pontos: 0,00 / 1,00 Obtenha a função de transferência Y(s)/U(s) para o sistema mecânico a seguir: Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+(m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs))Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+(m 1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs)) Y(s)U(s)=k1bs(m1m2s4+(m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2))Y(s)U(s)=k1bs(m1m2s4+(m1+m2 )bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2)) Y(s)U(s)=2k1(bs+k2)(m1m2s4+(m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2))Y(s)U(s)=2k1(bs+k2)(m1m2s 4+(m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2)) Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+(m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2))Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+ (m1+m2)bs3+[k1m2+(m1+m2)k2]s2+k1bs+k1k2)) Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+(m1+m2)bs3+[k1+(m2)k2]s2+k1bs+k1k2))Y(s)U(s)=k1(bs+k2)(m1m2s4+(m1 +m2)bs3+[k1+(m2)k2]s2+k1bs+k1k2)) 10. Ref.: 3565712 Pontos: 1,00 / 1,00 (ENADE 2017) javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203039967.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203565712.'); A resposta em frequência de um sistema linear invariante no tempo é apresentado pelo seguinte diagrama de Bode. A função de transferência que melhor se encaixa no diagrama de Bode apresentado acima é: G(s) = 10/(s - 1)(s + 10) G(s) = 10/(s - 1)(s - 10) G(s) = 10/(s + 1)(s + 10) G(s) = -10/(s + 1)(s - 10) G(s) = -10/(s + 1)(s + 10)
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