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Engenharia Elétrica ·

Sistemas de Controle

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Na figura abaixo apresentase o ícone e o diagrama de blocos de um sistema de controle de nível de fluído em um tanque em malha fechada As variáveis do sistema são a vazão de entrada qit a vazão de saída qt o nível de referência rt o nível de fluído no tanque ht e o sinal de a realimentação rt Com o objetivo de buscar modelos matemáticos para representar o sistema um Engenheiro realizou ensaios experimentais com a bóia e com o conjunto controladorválvula para obter seus ganhos As curvas de saída versus entrada para esses componentes são dadas abaixo Aplicou conhecimentos de física e matemática e chegou à seguinte equação diferencial para representar o nível de fluido no tanque em função da vazão de entrada AdhtdthtKqt Mediu o diâmetro da base do tanque e a restrição ao escoamento chegando a A05 m² e K2 hm² Observe que são usados como unidades o metro m e a hora h Utilize as informações levantadas pelo Engenheiro e determine a a função de transferência do conjunto controladorválvula e da bóia b a função de transferência do tanque c a função de transferência do sistema de malha fechada d a função ht considerando entrada degrau rt10 V e o nível de regime permanente com rt10 V a Bóia rt 2ht L RsΔ 2Hs RsHs 2π Controlador válvula qt et10 L Qs Es10 QsEs 01 b Adhdt ht Kqt L A Hss Hs K Qs 05 Hss Hs 2Qs x2 Hss 2 Hs 4Qs Hs Qs 4 s2 c 01 4 s2 Hs Rs Rs 04 s2 Rs 04 s2 X Y RsHsHsRs x 1 x y x 1 x y 04 s2 1 s s 04 s2 04 s2 s2 2 s 08 HS RS 04 s s2 2 s 08 d Hs 04 x 10 s 4 s2 2 s 08 A s 055 B s 145 A s 145 B s 055 4 ps 145 B 445 p0 055 A445 ht 445e055 t 445 e145 t e1 h 445 445 0