Sistemas de Controle II

  • 6o semestre do curso de Engenharia Elétrica
  • Carga horária: 60 horas
  • Presencial
  • Requisitos: Análise de Sistemas Lineares e Sistemas de Controle I;
  • Aborda teoria de controle em espaços de estados e controle digital.

  • Ementa Espaço de Estados: Modelagem de sistemas físicos; Representação em espaço de estados; Análise de sistemas no espaço de estados; Controle de sistemas no espaço de estados; Observadores de estado; Projeto de controladores e observadores; Controe de sistemas não lineares; Linearização; Estabilidade, controlabilidade e observabilidade; Regulação e Rastreamento.

  • Ementa Controle Digital: Controle digital; Amostragem e reconstrução de sinais; Sinais e sistemas discretos; Transformada \(Z\);Análise de sistemas amostrados; Projeto de controladores digitais; Implementação de controladores digitais.

Bibliografia

  • Livro 1: Ogata, Katsuhiko. “Engenharia de Controle Moderno” 5th Edition. Prentice Hall, 2010.
  • Livro 2: Nise, Norman S. “Engenharia de Sistemas de Controle.” 7th Edition. Wiley, 2015.
  • Livro 3: Dorf, Richard. “Sistemas de Controle Moderno.” 13th Edition. Pearson, 2016.

Conteúdo e avaliação: Espaço de estados

  • Teste 1 - \(T_1\): 3,0 pts - Modelagem, Conversão de representações e análise de estabilidade;
  • Teste 2 - \(T_2\): 3,0 pts - Sistemas não lineares e linearização, estabilidade, controlabilidade, observabilidade e projeto de controladores por alocação de polos;
  • Teste 3 - \(T_3\): 4,0 pts - Projeto de controladores por alocação de polos e observadores de estado; Regulação e Rastreamento;

Nota 1: \(N_1 = T_1 + T_2 + T_3\)

Testes de 1hora com uma ou duas questões.

Conteúdo e avaliação: Controle Digital

  • Teste 4 - \(T_4\): 2,5 pts - Discretização de sinais, teorema da amostragem, equações de diferença;
  • Teste 5 - \(T_5\): 3,5 pts - Transformada Z, função de transferência discreta; Análise de sistemas amostrados;
  • Teste 6 - \(T_6\): 4,0 pts - Projeto de controle digital por emulação;

Nota 2: \(N_2 = T_4 + T_5 + T_6\)

Testes de 1hora com uma ou duas questões.

Avaliação Final

  • Nota Final: \(N_f = \dfrac{N_1 + N_2}{2}\)

  • Nota_1 ou a Nota_2 podem ser substituídas por exame final com todo o conteúdo de epaço de estados ou de controle digital, respectivamente.

  • Frequencia mínima: 75% Regulamento de Graduação da UFPA, Art. 18.

Conceitos:

  • \(N_f \geq 9,0\): EXC - Excelente.
  • \(7,0 \leq N_f < 9,0\): BOM - Bom.
  • \(5,0 \leq N_f < 7,0\): REG - Regular
  • \(N_f < 5,0\): INS - Insuficiente.

Plano de Ensino

  • [25/03] - Plano de ensino; Introdução aos modelos de estado; Modelagem massa mola amortecedor;
  • [01/04] - Modelagem espaço de estados, forma vetorial matricial, diagrama de blocos; Modelagem circuiro RLC;Simulação Matlab (script);
  • [02/04] - Modelagem motor CC; Simulação simulink;Conversão de representações: Forma de estado para função de transferência; Análise de estabilidade: Polos - Autovalores de \(A\);
  • [08/04] - Conversão de representações: Função de transferência para espaço de estados; Formas canônicas;
  • [09/04] - Exercícios de modelagem e conversão de representações;
  • [15/04] -Teste 1 - \(T_1\); Correção do teste 1;

Plano de Ensino

  • [16/04] - Controladores por alocação de polos; Estabilidade, controlabilidade; Especificação de desempenho;Projeto de controladores por alocação de polos;
  • [22/04] - Forma canônica controlável e o projeto de controladores por alocação de polos;
  • [23/04] - Exercícios de controladores por alocação de polos;
  • [29/04] - Exercícios de controladores por alocação de polos;
  • [30/04] - Teste 2 - \(T_2\); Correção do teste 2;

Plano de Ensino

  • [06/05] - Observadores de estado; Observabilidade; Projeto de observadores de estado;
  • [07/05] - Projeto de controladores por alocação de polos e observadores de estado;
  • [13/05] - Regulação e Rastreamento; Exercícios de projeto de controladores e observadores;
  • [14/05] - Exercícios de projeto de controladores e observadores;
  • [20/05] - Exercícios de projeto de controladores e observadores;
  • [21/05] - Teste 3 - \(T_3\); Correção do teste 3;

Plano de Ensino

  • [27/05] - Sistemas de controle digital; Amostragem e reconstrução de sinais; Sinais e sistemas discretos;
  • [28/05] - Transformada \(Z\); Análise de sistemas amostrados; Projeto de controladores digitais por emulação;
  • [03/06] - Exercícios de controle digital;

…. Em construção ….