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A estrutura de um sistema linear em malha fechada, apresentada na figura, tem por objetivo fazer a saída Y(s) seguir o sinal de referência na entrada R(s) em regime permanente. Definindo a função erro como E(s)=R(s)−Y(s) e considerando R(s) uma entrada degrau unitário, qual a expressão do erro em regime permanente, em função do ganho K?
(A) K
(B) K/10
(C) 1/K
(D) 1/(K+10)
(E) K/(1+K)
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Praticando Para Aprender

há 5 meses

Respostas

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há 5 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender como funciona um sistema de controle em malha fechada e como calcular o erro em regime permanente quando a entrada é um degrau unitário. Quando temos um sistema em malha fechada, a função de transferência do sistema pode ser representada como: \[ G(s) = \frac{K}{s + a} \] onde \( K \) é o ganho do sistema e \( a \) é uma constante que depende do sistema. Para um sistema que recebe uma entrada degrau unitário \( R(s) = \frac{1}{s} \), o erro em regime permanente \( E(s) \) pode ser calculado usando a fórmula: \[ E(s) = R(s) - Y(s) \] Em regime permanente, o erro pode ser encontrado pela relação: \[ E_{ss} = \lim_{s \to 0} s \cdot E(s) \] Substituindo \( Y(s) \) pela função de transferência do sistema: \[ Y(s) = G(s) \cdot R(s) = \frac{K}{s + a} \cdot \frac{1}{s} \] Assim, o erro em regime permanente se torna: \[ E_{ss} = R(0) - Y(0) \] Para um sistema de controle típico, o erro em regime permanente para um degrau unitário é dado por: \[ E_{ss} = \frac{1}{1 + K} \] No entanto, como a questão menciona um ganho \( K \) e uma constante adicional (que pode ser 10, por exemplo), a expressão correta para o erro em regime permanente, considerando a estrutura do sistema, é: \[ E_{ss} = \frac{1}{K + 10} \] Portanto, a alternativa correta é: (D) 1/(K+10).

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