Aula 02: Introdução a Sistemas de Controle

Aula 02 Introdução a sistemas de controle Na aula de hoje O que é um sistema de controle Classificação de sistemas O que é um sistema de controle Conceitos importantes Planta parte de equipamentos ou um conjunto de componentes integrados com tarefa definida Processo toda operação a ser controlada Distúrbio sinal que modifica o sistema de forma não desejada Pode ser um distúrbio interno ou externo Estabilidade interna Um bom sistema de controle é caracterizado por 1 Ser estável 2 Ser capaz de rastrear o sinal de entrada 3 Não responder a distúrbios 4 Capaz de cumprir os itens anteriores mesmo na ocorrência de mudança de parâmetros O controle do sistema pode ser classificado como Controle em malha aberta CMA são sistemas no qual a saída não atua no controle do sistema Controle em malha fechada CMF são sistemas no qual a saída é retroalimentada para atuar na ação de controle Formas de representar um sistema Classificação de sistemas Considere que dado um sistema qualquer aplicando um sinal de entrada será observado uma única resposta na saída Nosso objetivo é classificar um sistema quanto a sua 1 Linearidade 2 Número de entradas e saídas 3 Domínio no tempo 4 Formato da amplitude 5 Característica dinâmica 6 Causalidade 7 Variância no tempo 8 Estabilidade Um sistema é dito linear quando obedece as propriedades de superposição 1 Se u₁ y₁ e u₂ y₂ então u₁ u₂ y₁ y₂ 2 Se u y então todo número real k tal que ku ky 3 Se 1 e 2 é verdade então k₁u₁ k₂u₂ k₁y₁ k₂y₂ Controle ao nosso redor Sistema linear X nãolinear Termostato dondo Honeywell 1953 Sistema SISO X MIMO ReT86 Sistema contínuo X discreto Termostato de aprendizado Nest 2ª geração 2014 Sistema analógico X digital O termostato mantém a temperatura desejada de referência apesar das perturbações como aberturafechamento de portas variações de temperatura externa número de pessoas na casa etc Sistema instantâneo X dinâmico Controle ao nosso redor Sistema causal X antecipativo O vaso sanitário com descarga emprega um mecanismo de controle que garante que o vaso sanitário seja liberado e que o tanque seja cheio até um nível de referência definido Sistemas semelhantes são usados em outras aplicações onde os níveis de fluido precisam ser regulados Sistema invariante X variante no tempo Sistema variáveis no tempo são sistemas cujos parâmetros são alterados com o tempo Ou seja se a entrada for atrasada em T segundos a saída terá comportamento diferente da original sem atraso Controle a tecnologia escondida Sistema estáveis X instáveis Os sistemas podem ser classificados quanto a sua estabilidade sendo estável ou instável Essa estabilidade pode ser externa ou interna Se uma entrada limitada resultar em um saída limitada o sistema é dito externamente estável BIBO estabilidade A estabilidade interna está relacionada com a resposta natural do sistema Atualmente os sistemas de controle estão em toda parte Estabilidade interna Para compreensão da estabilidade interna devese compreender o conceito de estado O estado xt0 de um sistema no tempo t0 é a informação no instante t que em conjunto com a entrada ut0 para t t0 determina uma única saída yt para todo t t0 Conforto doméstico termostatos casas inteligentes Formas de representar um sistema Redes de comunicação roteamento controle de congestionamento Formas de representar um sistema Indústria automotiva e aeroespacial sistemas críticos de segurança pilotos automáticos controle de cruzeiro veículos autônomos FIM Dúvidas Biologia e medicina dispositivos de assistência cardíaca anestesia entrega biologia de sistemas as artes obras dinâmicas de Raffaello DAndrea O que é um sistema de controle Conceitos importantes Sinal conjunto de dados ou informação geralmente dependente do tempo Sistema entidade responsável por modificar ou extrair informações dos sinais de entrada resultando em sinais de saída