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03/09/2021 GRA1637 MODELAGEM DE SISTEMAS GR2173-212-9 - 202120.ead-17665.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_73… 1/7 Pergunta 1 Resposta Selecionada: Resposta Um sistema possui duas formas de ser modelado: conforme um sistema de malha aberta ou um de malha fechada. Os dois tipos de modelos estão indicados nas figuras a seguir, em que a principal diferença se encontra no bloco somatório no ciclo de realimentação, presente apenas na figura (b), e não na figura (a): Figura - Representação em blocos de um sistema aberto (a) e de um sistema fechado (b) Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer : a figura é dividida em duas partes, nomeadas (a) e (b). Na figura (a), foram ilustrados três elementos no sistema: na sequência, uma seta para a direita nomeada “Entrada”; na ponta da seta, um bloco quadrado representando a “Planta”; por fim, mais uma seta para a direita, nomeada “Saída”. É preciso notar que este sistema não é realimentado. Na figura (b), foram apresentados quatro elementos do sistema: na sequência, há uma seta para a direita, indicada como “Entrada”; um bloco circular com os sinais positivo e negativo, indicando a realimentação do sistema, ligado com uma seta para a direita a um bloco quadrado indicado como “Planta”, saindo dele, existe uma seta para a direita indicada como “Saída”; finalmente, existe uma seta quadrada por baixo do diagrama todo, ligando, da direita para a esquerda, a saída ao bloco que indica a realimentação. Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. Um sistema em malha aberta é um sistema em que o processo não é controlado, uma vez que os sinais de entrada e saída não têm relação entre si. Pois: II. Um sistema em malha fechada é um sistema em que o processo é controlado através da realimentação, ou seja, existe uma relação entre saída e entrada. A seguir, assinale a alternativa correta. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 1 em 1 pontos 03/09/2021 GRA1637 MODELAGEM DE SISTEMAS GR2173-212-9 - 202120.ead-17665.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_73… 2/7 Correta: Comentário da resposta: As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. Resposta correta. A alternativa está correta, pois a asserção I é uma proposição verdadeira, já que quando a saída não tem correspondência com a entrada, não é possível concluir as entradas do sistema para controlar a planta. Consequentemente, a asserção II é verdadeira, uma vez que quando existe a ligação entre os sinais, é possível modular a entrada do sistema com a saída, ao realizar o controle da entrada da planta. Porém, um conceito não justifica o outro. Para esta justificativa, seria possível identificar que um sistema de malha aberta não consegue realizar o controle da planta, pois não possui o componente responsável por realizar a convolução do sinal de saída com o sinal de entrada. Pergunta 2 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Leia o trecho a seguir: “As técnicas de controle aplicadas no controle clássico requerem conhecimento do modelo matemático do sistema físico a ser controlado. Como foi já demonstrado [...], esses modelos matemáticos são equações diferenciais. [...] Ainda que existam vários métodos para resolver equações diferenciais, o uso da transformada de Laplace é o método preferido no controle clássico” (tradução nossa). HERNÁNDEZ-GUZMÁN, V. M.; SILVA-ORTIGOZA, R. Automatic Control with Experiments. Cham: Springer, 2019. p. 87. Considerando o excerto, que apresenta informações sobre a transformada de Laplace, analise as afirmativas a seguir: I. A transformada de Laplace representa uma forma tanto de resolver equações diferenciais ordinárias quanto de defini-las. II. Ao aplicar a transformada de Laplace, modifica-se o domínio da função de transferência, do domínio do tempo para o domínio da frequência. III. Ao se fazer a transformação do domínio do tempo para o da frequência, as variáveis continuam no conjunto dos números reais. IV. A transformada de Laplace não consegue lidar com equações que apresentam derivadas e integrais, por esse motivo, é preciso resolvê-las antes. Está correto o que se afirma em: I e II, apenas. I e II, apenas. Resposta correta. A alternativa está correta. A afirmativa I é correta, pois a função da transformada de Laplace é passar a função para o domínio da frequência, resolvê-la e depois voltar ao domínio do tempo com a solução. A afirmativa II também está correta, uma vez que o propósito da transformada de Laplace é a mudança de domínio do tempo para o da frequência através da aplicação de técnicas de análise de funções. A afirmativa III está incorreta, ao se transformar do domínio do tempo para o da frequência, as variáveis passam do conjunto dos números reais para o dos complexos. A afirmativa IV está incorreta, pois a transformada de Laplace admite tanto a operação de derivada quanto de integral, que, no domínio da frequência, são reescritas como outras operações mais simples. Pergunta 3 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 03/09/2021 GRA1637 MODELAGEM DE SISTEMAS GR2173-212-9 - 202120.ead-17665.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_73… 3/7 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Calcular a transformação de Laplace de uma determinada função significa mudar a função do domínio do tempo para o domínio da frequência, e a base muda dos números reais para os números complexos. A principal vantagem deste método é que, no domínio da frequência, a função pode ser resolvida de maneira mais simples. Com relação à transformada de Laplace de uma função, é correto afirmar que: Esse tipo de transformação permite a visualização dos zeros e dos polos de uma função em um plano, permitindo a análise de estabilidade do sistema. Esse tipo de transformação permite a visualização dos zeros e dos polos de uma função em um plano, permitindo a análise de estabilidade do sistema. Resposta correta. A alternativa está correta, pois, ao se calcular a transformada de Laplace de uma função e, consequentemente, transformar o domínio da função dos números reais para os complexos, é possível escrever as soluções das equações na forma a + ib, onde a e b são números reais e i é a raiz de -1. Nessa forma de escrita de valores, é possível plotar em um plano os pontos que atendem a critérios específicos, como polos ou zeros de uma função. Pergunta 4 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Ao se analisar equações não lineares, não é possível determinar que cargas diferentes podem ser adicionadas independentemente. Assim, a influência de todas as entradas deve ser avaliada de forma única, ainda que não seja possível realizar a decomposição dos estímulos aplicados a um sistema separadamente. A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. Ao se descrever um sistema com equações diferenciais ordinárias lineares, é desnecessário considerar todas as entradas durante a análise. Pois: II. Ao se descrever um sistema com equações diferenciais ordinárias não lineares, é preciso considerar a média ponderada de todas as entradas. A seguir, assinale a alternativa correta. As asserções I e II são proposições falsas. As asserções I e II são proposições falsas. Resposta correta. A alternativa está correta. A asserção I é uma proposição falsa, pois, ao descrever um sistema com equações diferenciais ordinárias lineares, é possível utilizar o princípio da superposição e somar as influências dos estímulos para calcular a resposta total do sistema. A asserção II também é uma proposição é falsa, pois, ao se modelar um sistema utilizando equações diferenciaisordinárias não lineares, não é possível realizar a composição das entradas do sistema, e o princípio da superposição define que é possível somar os efeitos dos estímulos, e não realizar a média ponderada das entradas. Pergunta 5 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 03/09/2021 GRA1637 MODELAGEM DE SISTEMAS GR2173-212-9 - 202120.ead-17665.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_73… 4/7 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Ao se realizar a simulação de sistemas, é comum que se utilize ferramentas computacionais, como aplicativos CAD (Computer Aided Design) ou CAM (Computer Aided Manufacturing). Esses aplicativos realizam a simulação utilizando métodos numéricos, uma vez que a utilização de métodos analíticos é muito complexa para se implementar computacionalmente. Com relação à simulação de sistemas através de métodos numéricos, é possível afirmar que: Esses métodos são utilizados para que a modelagem computacional seja possível, uma vez que o método de solução computacional é diferente do analítico. Esses métodos são utilizados para que a modelagem computacional seja possível, uma vez que o método de solução computacional é diferente do analítico. Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para a solução computacional de equações diferenciais ordinárias, é preciso utilizar técnicas de cálculo numérico. Isto ocorre devido ao fato de que a solução analítica é frequentemente inviável no contexto computacional, devido aos tipos de variáveis e processos de abstração necessários serem pensados para seres humanos, não para computadores. Pergunta 6 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Leia o texto a seguir: “Sistemas de controle não lineares possuem uma desvantagem principal em relação aos lineares – não há teoria geral de controle não linear, o que significa que é impossível achar métodos universais válidos para análise e/ou síntese de toda a classe de sistemas não lineares. Em vez disso, são utilizadas técnicas cuja aplicabilidade é limitada a um certo subgrupo de sistemas com propriedades em comum” (tradução nossa). ONDERA, M. Matlab-Based Tools for Nonlinear Systems. In : ANNUAL CONFERENCE OF TECHNICAL COMPUTING PRAGUE, 13., 2005, Praga. Anais eletrônicos [...]. Praga: MATLAB, 2005. p. 96. Disponível em: https://www2.humusoft.cz/www/papers/tcp05/ ondera.pdf. Acesso em: 21 maio 2021. Assinale a alternativa correta com relação à linearização de sistemas não lineares. Ao se utilizar uma série de Taylor, utiliza-se a equação característica definida como uma soma infinita de polinômios de ordem 1. Ao se utilizar uma série de Taylor, utiliza-se a equação característica definida como uma soma infinita de polinômios de ordem 1. Resposta correta. A alternativa está correta, pois, ao se decompor um polinômio de ordem maior do que 1, através de uma série de Taylor, troca-se a ordem do polinômio por uma soma de derivadas deste polinômio, de acordo com a formulação da série de Taylor. Assim, a função depois de decomposta pode ser tratada como uma função linear na vizinhança de um determinado ponto. 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 03/09/2021 GRA1637 MODELAGEM DE SISTEMAS GR2173-212-9 - 202120.ead-17665.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_73… 5/7 Pergunta 7 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Um dos elementos mais importantes da análise de um sistema é a identificação dos polos e zeros de um sistema no domínio da frequência. Esses elementos podem ser indicados em um plano coordenado, que corresponde ao domínio da frequência subdividido em dois semiplanos: o esquerdo e o direito. A respeito dos critérios de estabilidade dos sistemas, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) Para determinar os zeros da equação de transformada de Laplace, é preciso igualar o denominador a zero e calcular os valores para “s”. II. ( ) Para determinar os polos do sistema, é preciso igualar o denominador da transformada de Laplace a zero e calcular os valores de “s”. III. ( ) Caso os polos e os zeros do sistema estejam no semiplano esquerdo, o sistema é dito estável. IV. ( ) Somente se os polos estiverem no semiplano esquerdo já implica que o sistema é estável. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. V, F, V, F. V, F, V, F. Resposta correta. A sequência está correta. A afirmativa I é verdadeira, os zeros do sistema são as soluções do denominador da equação da transformada de Laplace, ou seja, são os pontos em que a função assume valor zero. A afirmativa II é falsa, pois os polos da função são os pontos em que a função não existe, logo, é preciso igualar o numerador a zero para encontrá-los. A afirmativa III é verdadeira, pois os critérios de estabilidade determinam que o semiplano esquerdo é o semiplano da estabilidade. A afirmativa IV é falsa, pois, se existirem polos ou zeros no semiplano direito, já se indica como critério de instabilidade do sistema. Pergunta 8 Leia o trecho a seguir: O princípio da superposição é um dos elementos determinantes em equações diferenciais ordinárias, uma vez que “toda equação linear diferencial satisfaz o princípio da superposição”. Ademais, aceita-se que “quando uma equação diferencial satisfaz o princípio de superposição, já é prova suficiente que a equação diferencial é linear” (tradução nossa). HERNÁNDEZ-GUZMÁN, V. M.; SILVA-ORTIGOZA, R. Automatic Control with Experiments. Cham: Springer, 2019. p. 152. Com relação ao princípio de superposição, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) O princípio da superposição determina que, se for possível analisar separadamente os efeitos de diferentes entradas e somá-los, o sistema de equações diferenciais é linear. II. ( ) O princípio da superposição determina que, se for possível analisar separadamente os efeitos de diferentes entradas e multiplicá-los, o sistema de equações diferenciais é linear. III. ( ) A principal vantagem de se linearizar um determinado sistema é viabilizar a aplicação do princípio da superposição. IV. ( ) O princípio da superposição pode ser aplicado para sistemas lineares e 1 em 1 pontos 03/09/2021 GRA1637 MODELAGEM DE SISTEMAS GR2173-212-9 - 202120.ead-17665.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_73… 6/7 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: não lineares de maneira indiscriminada. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. V, F, V, F. V, F, V, F. Resposta correta. A sequência está correta. A afirmativa I é verdadeira, apesar de não ser a única condição para se dizer que um determinado sistema é linear, a possibilidade de aplicar o princípio da superposição é condição necessária e suficiente para que o sistema seja dito linear. A afirmativa II é falsa, pois o princípio da superposição dita ser possível somar os efeitos das entradas, não multiplicá-los. A afirmativa III é verdadeira, pois, ao ser possível aplicar o princípio da superposição, a análise do sistema é facilitada, ao se dividir o efeito de dois ou mais estímulos separadamente e, posteriormente, somar os resultados. Finalmente, a afirmativa IV é falsa, uma vez que a principal característica de sistemas não lineares é que não é possível aplicar o princípio da superposição. Pergunta 9 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Dada uma determinada equação diferencial ordinária de ordem n, é possível transformá-la em um polinômio de ordem 1, utilizando a série de Taylor. Esta série se baseia em uma soma infinita de termos que aproxima, de forma satisfatória, o valor de uma função em um determinado ponto. Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relaçãoproposta entre elas. I. O valor da série de Taylor de uma função, em um determinado ponto, é a aproximação do valor da função neste ponto. Pois: II. O primeiro termo da série de Taylor é uma representação fiel da função original que se deseja reescrever. A seguir, assinale a alternativa correta. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa. Resposta correta. A alternativa está correta, pois a asserção I é uma proposição verdadeira: ao se decompor uma função através da série de Taylor, é obtida uma representação aproximada da função original, portanto, o valor de uma função em determinado ponto também é aproximado. A asserção II, porém, é uma proposição falsa, pois frequentemente o resultado de uma aproximação em um ponto contém erro de aproximação, ou seja, uma diferença entre os valores calculados e esperados. 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 03/09/2021 GRA1637 MODELAGEM DE SISTEMAS GR2173-212-9 - 202120.ead-17665.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_73… 7/7 Sexta-feira, 3 de Setembro de 2021 15h59min40s BRT Pergunta 10 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Ao se modelar um sistema, é preciso atentar-se para os fenômenos físicos que o sistema apresenta e para as equações que o regem, uma vez que uma planta realiza a transformação de uma entrada em uma saída através de algum processo específico que precisa ser modelado de acordo. A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. A saída é correspondente à convolução da entrada da planta, que pode ou não coincidir com a entrada do sistema e do bloco de realimentação. Pois: II. O bloco de realimentação deve ser modelado de acordo com as leis da física que regem a transformação desejada aplicada à entrada. A seguir, assinale a alternativa correta. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa. Resposta correta. A alternativa está correta. A asserção I é uma proposição verdadeira, pois a entrada da planta pode ser a entrada do sistema ou pode ser correspondente à saída do bloco de realimentação do sistema, que realiza a composição do sinal de entrada com a saída. A asserção II é uma proposição falsa, uma vez que a modelagem física do processo corresponde à modelagem da planta do sistema, ou ao bloco que de fato faz a transformação do sinal.
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