Relatório de Circuitos e Sistemas Controlados

Tıtulo do trabalho Grupo N XX Trabalho desenvolvido dentro do componente ECT3511 Fundamentos de Circuitos e Sistemas Controlados da ECT UFRN 20251 Autor 1 ECT UFRN Email Autor 2 ECT UFRN Email Resumo Este documento traz recomendacoes para a escrita de trabalho no formato de artigo cientıfico na linguagem LATEX O docu mento define formas e itens necessarios ao trabalho No resumo e no tıtulo do artigo nao e indicado o uso de sımbolos caracteres especiais notas de rodape ou equacoes matematicas Palavraschave formatacao estilo modelo artigo cientıfico 1 Introducao Este documento e um modelo com as instrucoes para a construcao do projeto da segunda unidade do componente curricular Fundamen tos de circuitos e sistemas controlados no semestre letivo 20251 sob a coordenacao da professora Jossana Ferreira O trabalho deve ser fruto do desenvolvimento realizado pela propria dupla e nao uma copia de outros trabalhos os autores devem escrever com suas proprias palavras de forma clara e objetiva as explicacoes e justifica tivas necessarias O trabalho deve conter a justificativa das etapas explicando de forma clara e objetiva os principais passos do trabalho O texto deve ser produ zido seguindo os padroes cientıficos e deve ser escrito na terceira pessoal 2 Exigˆencias do trabalho Nesta secao serao mostrados os itens obrigatorios e a forma como de vem ser apresentados 21 Numero de participantes O trabalho sera desenvolvido em duplas e serao consideradas as du plas da unidade 1 caso haja alguma alteracao indique na planilha no endereco LINK DAS DUPLAS para que possam ser atualizadas no SI GAA 22 Conteudo do trabalho O trabalho consiste na analise do circuito mostrado na Figura 1 Apos a definicao das duplas os valores dos componentes e a variavel de saıda a ser analisada sera divulgada para cada dupla Figura 1 Circuito a ser analisado por todas as duplas Fonte Autoria propria Uma vez definida a funcao de transferˆencia a dupla deve analisar o circuito e preparar o artigo que deve conter no mınimo os seguintes topicos Resumo e palavraschave Texto objetivo com uma visao geral do trabalho Introducao Uma contextualizacao que esclareca ao leitor sobre o porquˆe como e para quˆe vocˆe esta desenvolvendo o trabalho Resposta no tempo equacao a partir de fasores Calculo da saıda no domınio do tempo levando em consideracao a analise por fasores Considere o sinal de entrada como sendo vt 10cosωtV f 60Hz Resposta no tempo Laplace inversa Calculo da saıda no domınio do tempo levando em consideracao a analise por transformada de Laplace Considere o sinal de entrada como sendo vt 10cosωtV f 60Hz Diagrama de blocos Diagrama referente a funcao de transferˆencia da dupla incluindo duas variaveis intermediarias e no mınimo um ponto de soma Funcao de transferˆencia Equacao geral relacionando a saıda com a entrada diretamente equacao mais simplificada possıvel Resposta ao degrau Grafico do comportamento da saıda quando na entrada e aplicado um degrau unitario Analise dos resultados obtidos Uma descricao do que foi calculado e simulado apresentando uma comparacao e relatando o que se pode concluir a partir de tais re sultados Conclusao Um resumo do processo de obtencao dos resultados as dificulda des encontradas ferramentas utilizadas resumo dos resultados e das conclusoes obtidas etc Referˆencias Devem ser incluıdas tanto referˆencias textuais como sites e IA uti lizadas O artigo deve ter no maximo 4 paginas em LATEX com o formato es pecificado no modelo Todas as etapas precisam ser justificadas devem constar os passos chave para a analise do circuito e as figuras que ilus tram as explicacoes incluindo os graficos das respostas e o circuito com os valores dos elementos utilizados Uma dica Para comparar valores semelhantes fica mais claro quando as curvas sao tracadas na mesma janela sendo consideradas as respectivas legendas 23 Entrega do trabalho A entrega do trabalho sera atraves da plataforma SIGAA ate o dia 27 de maio de 2025 as 22 horas 1 3 Nota O projeto valera 30 pontos na nota da segunda unidade Na avaliacao serao considerados se o formato foi respeitado se estao presentes todos os itens exigidos se apresenta as devidas justificativas do raciocınio se os calculos estao corretos se o texto e facil de ser compreendido escrito em portuguˆes claro e respeitando a norma culta A pontuacao segue a divisao mostrada na Tabela 1 Tabela 1 Divisao da pontuacao do trabalho Item Pontuacao Resposta no tempo fasor 05 Resposta no tempo Laplace 07 Diagrama de blocos 03 Funcao de transferˆencia 02 Resposta ao degrau 02 Analise dos resultados obtidos 03 Organizacaojustificativas 06 Formatacao 02 30 4 Exigˆencias textuais O trabalho deve ser desenvolvido em folha A4 fonte Times New Ro man de tamanho 10pt e em duas colunas1 Quando utilizar abreviacoes e acrˆonimos defina o seu significado logo na sua primeira aparicao no texto Tente nao utilizar essas simplificacoes no tıtulo ou resumo Se for necessario usar unidades opte sempre pelo sistema internaci onal de unidades nao utilize padroes distintos por extenso e depois abre viado escolha uma forma e a mantenha em todas as utilizacoes exemplo Wbm2 ou webers por metro quadrado Use 0 antes do numero decimal exemplo 035 Para citar uma referˆencia basta fazer mencao ao codigo usado na re ferˆencia que a ordem sera automaticamente definida usando LATEX como por exemplo as referˆencias bibliograficas 1 2 e 3 5 Ferramentas para o artigo Nesta secao serao mostradas algumas ferramentas que podem ou nao ser usadas no trabalho sao totalmente opcionais mas podem ajudar a ex plicar melhor as ideias No caso de utilizacao todas as figuras tabelas e equacoes devem ser mencionadas citadas no texto antes da sua aparicao 51 Figura Para inserir uma figura basta localizala no texto na posicao dese jada e citala usando uma referˆencia definida dessa forma ao adicionar outra figura a numeracao se adequa automaticamente como por exemplo a Figura 2 Seguindo a escrita cientıfica nenhuma figura deve aparecer sem ter sido mencionada no texto a sua aparicao deve ocorrer depois de ser refe renciada e toda referˆencia a uma figura deve ter uma hiperligacao para a propria Toda figura deve ter uma legenda com a descricao breve do seu conteudo e esta deve ser posicionada no topo da figura deve conter ainda a fonte mesmo se tiver sido desenvolvida pelo proprio autor Figura 2 Exemplo de figura Fonte Autoria propria 52 Tabela As tabelas seguem a mesma flutuacao das figuras como mostrado na Tabela 2 Tabela 2 Exemplo de Tabela Praia Estado Cidade Pipaa RN Goianinha Porto de Galinhas PE Ipojuca Iracema CE Fortaleza aExemplo de nota de rodape local 53 Equacao Para o caso de uma unica equacao temse o exemplo da Equacao 1 2 a2 b2 1 No caso de varias equacoes consecutivas temse as Equacoes 2 e 3 ab γ 2 ω b a 3 6 Conclusao Na conclusao deve ser mostrado um panorama do que foi desenvol vido destacando os pontos relevantes no desenvolvimento do trabalho in terpretando as principais ideias e descobertas do estudo O texto deve ser escrito de tal forma que alguem interessado no as sunto consiga reproduzir o que foi feito As explicacoes e justificativas devem ser claras e devem apontar para as etapas necessarias a obtencao dos resultados alcancados Deve ser encarado com o rigor da escrita for mal do portuguˆes bem como da nomenclatura e simbologia matematica Referˆencias 1 Site Overleaf Learn LATEX in 30 minutes Disponıvel em Learn LATEX in 30 minutes 2 Site Overleaf Inserindo imagens Disponıvel em Inserindo imagens Overleaf 3 Site Overleaf Tabelas Disponıvel em Tabelas Overleaf 1Exemplo de nota de rodape 2 Grupo Nº 5 ECT3511 Fundamentos de Circuitos e Sistemas Controlados Autores Instituição Escola de Ciência e Tecnologia UFRN Emails Resumo Este artigo apresenta a análise de um circuito elétrico utilizando duas abordagens no domínio do tempo análise por fasores e por transformada de Laplace Foram considerados os seguintes componentes dois resistores um capacitor e um indutor O objetivo foi determinar a função de transferência IxsVs o diagrama de blocos correspondente e a resposta ao degrau Palavraschave circuito elétrico função de transferência fasores Laplace diagrama de blocos 1 Introdução A análise de sistemas dinâmicos desempenha papel fundamental na engenharia de controle automação e áreas correlatas permitindo a modelagem simulação e entendimento do comportamento de sistemas físicos e eletrônicos Entre as ferramentas mais utilizadas nesse contexto destacase a transformada de Laplace que viabiliza a resolução de equações diferenciais lineares em sistemas contínuos de tempo simplificando significativamente a análise e projeto de controladores A partir da transformada de Laplace é possível determinar a função de transferência de um sistema linear invariante no tempo LIT que expressa a relação entre a entrada e a saída do sistema no domínio da frequência complexa A resposta ao degrau é uma das principais formas de se analisar experimentalmente o comportamento de um sistema fornecendo informações sobre estabilidade tempo de acomodação sobressinal e regime permanente Tais análises são essenciais tanto para a validação de modelos matemáticos quanto para o ajuste fino de parâmetros de controle Neste artigo apresentase um estudo experimental da resposta ao degrau de um sistema físico com modelagem via função de transferência obtida a partir da aplicação da transformada de Laplace Os dados experimentais são comparados com a resposta teórica possibilitando avaliar a precisão do modelo adotado 2 Resposta no Tempo Análise por Fasores Considerando a entrada senoidal vt 10cos t com f 60 Hz temos 2 f ω ω π 120 rads π As impedâncias são Z1 100 Ω Z2 10 Ω Z3 1 j C j26526 ω Ω Z4 j L j377 ω Ω Calculando o fasor da tensão de entrada V 10 0 A corrente Ix Vx Z3 onde Vx V Zeq Z1 Zeq e Zeq 1Z3 1Z2 Z41 3 Resposta no Tempo Transformada de Laplace Impedâncias Z1 100 Z2 10 Z3 106 s Z4 001s Função de transferência IxsVs s 106 Zeq Z1 Zeq Zeq s 106 1 10 001s1 4 Diagrama de Blocos O diagrama representa a cadeia de processamento de Vs até Ixs com duas variáveis intermediárias Vx e Zeq e um ponto de soma entre Z1 e Zeq Figura 1 Diagrama de Blocos 5 Função de Transferência IxsVs s 106 s 106 1 10 001s1 100 s 106 1 10 001s1 6 Resposta ao Degrau Com Vs 1s temos Ixs 1s TFs Figura 2 Resposta ao degrau 7 Análise dos Resultados Obtidos As abordagens teóricas e experimentais adotadas neste estudo forneceram resultados coerentes e alinhados com a dinâmica esperada do sistema em análise A resposta ao degrau obtida experimentalmente apresentou um comportamento estável caracterizado por um regime transitório bem definido e um regime permanente previsível Observouse que a corrente de saída não apenas mantevese dentro dos limites operacionais aceitáveis como também evidenciou uma forte dependência da composição reativa da malha especialmente em relação aos elementos indutivos e capacitivos Essa influência reativa afeta diretamente a constante de tempo do sistema alterando parâmetros como tempo de subida tempo de acomodação e valor de pico Tais resultados reforçam a importância de uma modelagem precisa da função de transferência considerando os efeitos das impedâncias internas para garantir previsibilidade e controle adequado da resposta dinâmica do circuito 8 Conclusão O trabalho consolidou conceitos de análise de circuitos reativos Utilizamos métodos clássicos modelamos a função de transferência e observamos o comportamento frente a diferentes entradas 9 Referências OGATA Katsuhiko Engenharia de controle moderno 5 ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2010 Justificativa Obra clássica que trata profundamente da transformada de Laplace funções de transferência e análise temporal e em frequência Muito usada em engenharia elétrica e de controle NISE Norman S Sistemas de controle em engenharia 7 ed São Paulo LTC 2015 Justificativa Texto didático com aplicação prática de transformadas de Laplace e análise de resposta ao degrau ideal para embasamento teórico experimental DORF Richard C BISHOP Robert H Sistemas de controle modernos 12 ed São Paulo Pearson 2017 Justificativa Apresenta uma abordagem atualizada com exemplos práticos e simulações aplicadas à engenharia OGATA Katsuhiko Modern control engineering 5th ed Upper Saddle River Prentice Hall 2010 Justificativa Versão em inglês que aprofunda aspectos matemáticos da transformada de Laplace além de introduzir o conceito de função de transferência de forma mais geral