Primeira Avaliação Teórica de ECA602 - Sistemas de Controle

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBA Primeira Avaliacao Teorica de ECA602 Sistemas de Controle Turma T1 Prova A Prof Caio Fernandes de Paula Nome 03 de outubro de 2022 INSTRUCOES Duracao da Prova 1h Valor da Prova 100 pontos Cada questao vale 10 ponto A prova e individual e sem consulta Nao e permitido o uso de calculadora Ao final da prova entregar a folha de respostas e levar a folha de questoes A folha de respostas deve ser preenchida a caneta e sem rasuras Questoes sem alternativas marcadas ou com mais de uma alternativa serao consideradas respostas erradas Somente uma alternativa e a resposta correta para cada questao A interpretacao faz parte da prova 1 Questao 1 Considere as seguintes afirmacoes sobre sistemas de controle I Variavel controlada e aquela em que o projetista ou operador possui algum tipo de acao II Sensores sao subsistemas responsaveis por medir a variavel controlada ou seja produzir um sinal eletrico a partir da grandeza que se deseja medir III Um exemplo de atuador num sistema de controle de temperatura e uma resistˆencia eletrica Sao falsas as afirmacoes a I e III b II c I e II d I e III Questao 2 Sobre os motivos pelos quais se utiliza o controle em malha fechada realimentacao em detrimento ao con trole em malha aberta considere as seguintes afirma coes I A presenca de disturbios influi diretamente na saıda sendo assim sem a realimentacao nao e possıvel atenualos ou eliminalos II A incerteza acerca do modelo da planta pode alterar as caracterısticas de desempenho do sis tema de controle e a realimentacao e incapaz de atacar este problema III A ordem de controlador nao e motivo para se utilizar realimentacao Sao verdadeiras as afirmacoes a I e II b I II e III c I d II e III e I e III Figura 1 Implementacao fısica do controlador PD Questao 3 Questao 3 O circuito eletrˆonico da Figura 1 implementa fisica mente um controlador PD Esta implementacao de controlador PD possui um problema pratico Sendo assim analise as seguintes afirmacoes I O problema pratico e que o ganho do controlador tende ao infinito em altas frequˆencias saturando o amp op e amplificando ruıdos II O problema pratico pode ser corrigido colocando se um resistor em serie com o capacitor Marque a alternativa correta a Ambas as afirmacoes sao verdadeiras e a afirma cao II justifica a afirmacao I b A afirmacao I e verdadeira e a afirmacao II e falsa c Ambas as afirmacoes sao falsas d Ambas as afirmacoes sao verdadeiras e a afirma cao II nao justifica a afirmacao I e A afirmacao I e falsa e a afirmacao II e verdadeira Questao 4 Considere as seguintes afirmacoes sobre modelagem de sistemas dinˆamicos I Na modelagem caixa branca a unica informacao que se tem sobre o sistema sao as leis ou fenˆo menos que regem o sistema II Na modelagem caixa preta alguma informacao a priori sobre o sistema e necessaria III E possıvel obter modelos absolutamente perfei tos de sistemas reais Sao verdadeiras as afirmacoes a I b I e II c I II e III d II e III e II 2 Questao 5 Um sistema de controle possui a seguinte primeira coluna Tabela de Routh da equacao caracterıstica em malha fechada em funcao de um parˆametro K real e positivo s3 1 s2 2 s1 K 8 s0 2 K Marque a alternativa correta a E possıvel estabilizar o sistema com K 8 b E possıvel estabilizar o sistema com 0 K 2 c E possıvel estabilizar o sistema com K 2 d E possıvel estabilizar o sistema com 2 K 8 e E impossıvel estabilizar o sistema em malha fe chada Questao 6 Sobre o sinal degrau e o erro em regime permanente para entrada degrau considere as seguintes afirma coes I A amplitude para entrada degrau deve ser fisica mente interpretada como o valor constante que o sinal assume quando o tempo e positivo II A constante de erro de posicao Kp e dada por Kp lim s0 sGCsGP sHs III O erro em regime permanente para degrau pode ser calculado como ess A 1 Kp onde A e a amplitude do degrau e Kp e a cons tante de erro de posicao Sao verdadeiras as afirmacoes a I II e III b I e III c I d II e III e I e II Questao 7 Sobre a resposta de sistemas de ordem superior mai ores que de 1ª ou 2ª ordem considere as seguintes afirmacoes I Em sistemas de 2ª ordem sobreamortecidos quanto maior for o fator de amortecimento mais ele se comporta como um sistema de 1ª ordem II Para valores altos de fator de amortecimento os polos se distanciam e o mais rapido deles o mais a esquerda se torna o dominante Marque a alternativa correta a Ambas as afirmacoes sao falsas b Ambas as afirmacoes sao verdadeiras e a afirma cao II explica a afirmacao I c A afirmacao I e verdadeira e a afirmacao II e falsa d A afirmacao I e falsa e a afirmacao II e verdadeira e Ambas as afirmacoes sao verdadeiras mas a afir macao II nao explica a afirmacao I Questao 8 O diagrama de Lugar das Raızes para um ganho K de um sistema de controle esta ilustrado na Figura 2 Considere as seguintes afirmacoes I Atraves do ajuste do ganho K e possıvel atingir qualquer especificacao de overshoot II Atraves do ajuste do ganho K e possıvel atin gir uma especificacao de tempo de acomodacao igual a 0 25 s III O Lugar das Raızes intercepta o Lugar Geome trico de frequˆencia natural ωn 5 rads cons tante Sao verdadeiras as afirmacoes a II b III c I e III d I e I e II 3 Questao 9 Considere a seguinte afirmacao A insercao de um zero no SPE no sistema de controle tem efeito geral para a malha de controle pois diminui o numero de assıntotas e consequentememte tende a mover o Lugar das Raızes para ao em direcao a regiao estavel e de resposta mais rapida Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas a negativo esquerda b negativo direita c positivo centro d positivo esquerda e positivo direita Questao 10 Considere a seguinte situacao no projeto de um con trolador via Lugar das Raızes em tempo contınuo GP sHs nao possui polo na origem E desejado erro limitado naonulo para a en trada rampa O ˆangulo do controlador no ponto de compen sacao GCs1 e igual a 30 Qual controlador deve ser utlizado a PI b Atraso de Fase c Avanco e Atraso de Fase d Avanco de Fase e PD 4 Figura 2 Lugar das Raızes Questao 8 5