PLANO Controle 2016 1
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA ELÉTRICA, MECÂNICA E DE COMPUTAÇÃO PLANO DE ENSINO Disciplina: SISTEMAS DE CONTROLE Curso: ENGENHARIA ELÉTRICA Carga horária: 04 horas-aula semanais Nome do(a) professor(a): Gisele Guimarães Semestre/ano: 1º semestre/2016 Horário das aulas: 3ª e 5ª feiras das 10h50 às 12h30 Avisos serão enviados por e-mail ou cadastrados como notícia. 1. OBJETIVOS Os principais objetivos desta disciplina são fornecer ao aluno técnicas de análise de sistemas lineares, contínuos, invariantes no tempo e SISO. Para tanto, é colocado ao aluno as ferramentas para o desenvolvimento da análise de estabilidade de sistemas no domínio do tempo e da frequência. E ainda, a obtenção das características de um sistema típico de segunda ordem. Ao final, são apresentados os controladores mais empregados e as técnicas de projeto para a definição das constantes do controlador. 2. EMENTA Introdução aos sistemas de controle: histórico e definições. Diagramas polares. Critério de estabilidade de Nyquist. Relação entre diagramas de Bode e de Nyquist. Análise de estabilidade. Margens de ganho e de fase. Sistemas de fase mínima. Lugar das Raízes: regras de construção. Contorno das raízes, movimento de pólos e de zeros, estabilidade relativa, sensibilidade. Análise no domínio do tempo: sistemas de primeira ordem, sistemas de segunda ordem, sistemas de ordem superior, sobressinal máximo, amortecimento, pólos dominantes, erro de regime permanente. Projeto de sistemas de controle pelo lugar das raízes: compensadores PD, PI, PID, avanço de fase e atraso de fase. Projeto de sistemas de controle pela resposta em freqüência: diagramas de Bode e de Nyquist. 3. PROGRAMA 1) Introdução aos sistemas de controle: histórico e definições. 2) Lugar das raízes: regras de construção, contorno das raízes, movimento de pólos e de zeros, estabilidade relativa, sensibilidade. 3) Análise no domínio do tempo: sistemas de primeira ordem, de segunda ordem e de ordem superior, sobressinal máximo, amortecimento, pólos dominantes, erro de regime permanente. 4) Análise no domínio da frequência: diagramas polares. Critério de estabilidade de Nyquist. Relação entre diagramas de Bode e de Nyquist. Análise de estabilidade. Margens de ganho e de fase. Funções de transferência de fase mínima. 5) Projeto de controladores no domínio do tempo e da frequência. 4. METODOLOGIA DE ENSINO Exposição do assunto pela professora em sala de aula com alguns exercícios dirigidos. Os exercícios extraclasse são aqueles que constam na bibliografia apresentada abaixo. Apresentamos uma relação de exercícios recomendados do livro Engenharia de Controle Moderno (4ª edição ) de K. Ogata, conforme bibliografia apresentada. Naturalmente o aluno não deve restringir seus estudos a estes exercícios pois trata-se de uma relação reduzida. É fundamental que o aluno faça uma revisão do que foi abordado na disciplina ASL, principalmente a parte de transformada de Laplace, estabilidade, diagramas de blocos, critério de Routh-Hurwitz e diagramas de Bode. Não é permitido o uso do telefone celular em sala. Portanto, favor DESLIGAR o celular ao entrar em sala de aula . As consultas à professora podem ser realizadas por meio de e-mail ([email protected]), pelo agendamento de horário (solicitado por e-mail) ou simplesmente aparecendo na sala A14 do Bloco A da EMC. Neste último caso, o aluno será atendido se houver disponibilidade de horário.
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA ELÉTRICA, MECÂNICA E DE COMPUTAÇÃO
PLANO DE ENSINO
Disciplina: SISTEMAS DE CONTROLE Curso: ENGENHARIA ELÉTRICA Carga horária: 04 horas-aula semanais Nome do(a) professor(a): Gisele Guimarães Semestre/ano: 1º semestre/2016 Horário das aulas: 3ª e 5ª feiras das 10h50 às 12h30 Avisos serão enviados por e-mail ou cadastrados como notícia. 1. OBJETIVOS Os principais objetivos desta disciplina são fornecer ao aluno técnicas de análise de sistemas lineares, contínuos, invariantes no tempo e SISO. Para tanto, é colocado ao aluno as ferramentas para o desenvolvimento da análise de estabilidade de sistemas no domínio do tempo e da frequência. E ainda, a obtenção das características de um sistema típico de segunda ordem. Ao final, são apresentados os controladores mais empregados e as técnicas de projeto para a definição das constantes do controlador. 2. EMENTA Introdução aos sistemas de controle: histórico e definições. Diagramas polares. Critério de estabilidade de Nyquist. Relação entre diagramas de Bode e de Nyquist. Análise de estabilidade. Margens de ganho e de fase. Sistemas de fase mínima. Lugar das Raízes: regras de construção. Contorno das raízes, movimento de pólos e de zeros, estabilidade relativa, sensibilidade. Análise no domínio do tempo: sistemas de primeira ordem, sistemas de segunda ordem, sistemas de ordem superior, sobressinal máximo, amortecimento, pólos dominantes, erro de regime permanente. Projeto de sistemas de controle pelo lugar das raízes: compensadores PD, PI, PID, avanço de fase e atraso de fase. Projeto de sistemas de controle pela resposta em freqüência: diagramas de Bode e de Nyquist. 3. PROGRAMA
1) Introdução aos sistemas de controle: histórico e definições. 2) Lugar das raízes: regras de construção, contorno das raízes, movimento de pólos e de zeros,
estabilidade relativa, sensibilidade. 3) Análise no domínio do tempo: sistemas de primeira ordem, de segunda ordem e de ordem superior,
sobressinal máximo, amortecimento, pólos dominantes, erro de regime permanente. 4) Análise no domínio da frequência: diagramas polares. Critério de estabilidade de Nyquist. Relação
entre diagramas de Bode e de Nyquist. Análise de estabilidade. Margens de ganho e de fase. Funções de transferência de fase mínima.
5) Projeto de controladores no domínio do tempo e da frequência. 4. METODOLOGIA DE ENSINO Exposição do assunto pela professora em sala de aula com alguns exercícios dirigidos. Os exercícios extraclasse são aqueles que constam na bibliografia apresentada abaixo. Apresentamos uma relação de exercícios recomendados do livro Engenharia de Controle Moderno (4ª edição ) de K. Ogata, conforme bibliografia apresentada. Naturalmente o aluno não deve restringir seus estudos a estes exercícios pois trata-se de uma relação reduzida. É fundamental que o aluno faça uma revisão do que foi abordado na disciplina ASL, principalmente a parte de transformada de Laplace, estabilidade, diagramas de blocos, critério de Routh-Hurwitz e diagramas de Bode. Não é permitido o uso do telefone celular em sala. Portanto, favor DESLIGAR o celular ao entrar em sala de aula. As consultas à professora podem ser realizadas por meio de e-mail ([email protected]), pelo agendamento de horário (solicitado por e-mail) ou simplesmente aparecendo na sala A14 do Bloco A da EMC. Neste último caso, o aluno será atendido se houver disponibilidade de horário.
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
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PLANO DE ENSINO
Capítulo 2 (revisão): B2.9; B2.14 Capítulo 3 (revisão): B3.5; B3.6 Capítulo 5: B5.2 ao B5.4; B5.7 ao B5.11; B5.14; B5.15; B5.23 ao B5.30 Capítulo 6: B6.1 ao B6.12 e B6.16 Capítulo 7: B7.3; B7.4; B7.6 ao B7.22 Capítulo 8: B8.1; B8.2; B8.4 ao B8.7; B8.9; B8.10; B8.12 ao B8.21; B8.26; B8.27; B8.29 ao B8.33 e B8.35 Capítulo 9: B9.2 ao B9.9 5. AVALIAÇÃO Serão aplicadas 3 provas. A matéria cobrada nas provas não é excludente, ou seja, o conteúdo de uma prova pode ser também da prova seguinte. Todas as provas serão realizadas em horário de aula e conforme cronograma abaixo. As datas e horário de todas as provas serão confirmadas, em sala de aula, com pelo menos uma semana de antecedência à sua aplicação. Média final = 0,35*P1 + 0,35*P2 + 0,30*P3 Onde: P1 – nota na primeira prova; P2 – nota na segunda prova; P3 – nota na terceira prova. 6. CRONOGRAMA
Assunto
Apresentação do plano de ensino; introdução aos sistemas de controle
Carga horária (horas - aula)
02
Lugar das raízes: regras de construção, contorno das raízes, movimento de pólos e de zeros, estabilidade relativa, sensibilidade
14
Análise no domínio do tempo: sistemas de primeira ordem, de segunda ordem e de ordem superior, sobressinal máximo, amortecimento, pólos dominantes, erro de regime permanente
08
Análise no domínio da frequência: diagramas polares. Critério de estabilidade de Nyquist. Relação entre diagramas de Bode e de Nyquist. Análise de estabilidade. Margens de ganho e de fase. Funções de transferência de fase mínima
12
Projeto de controladores no domínio do tempo e da frequência 18 Prova (P1) provavelmente aplicada no dia 12 de maio (5ª. feira) 02 Prova (P2) provavelmente aplicada no dia 30 de junho (5ª. feira) 02 Prova (P3) provavelmente aplicada no dia 28 de julho (5ª. feira) 02
Carga horária total 60
7. BIBLIOGRAFIA Dorf, Richard C. e Bishop, Robert H., Sistemas de Controle Modernos, 11ª edição, Rio de Janeiro: LTC, 2009. Ogata, Katsuhiko, Engenharia de Controle Moderno, 4ª edição, São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2003. Nise, Norman S., Engenharia de Sistemas de Controle, 5ª edição, Rio de Janeiro: LTC, 2009
