Sistema Físico Controlado por um Controlador Pid

Tıtulo do artigo 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 Autor 3 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 terceira unidade do componente curricular Fundamentos de circuitos e sistemas controlados no semestre letivo 20251 sob a coordenacao da professora Jossana Ferreira O trabalho deve ser fruto do desenvolvimento realizado pelo proprio grupo 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 DICA Escreva o texto como se estivesse explicando o seu trabalho para um colega que precisa entender e reproduzir o que foi feito por vocˆe 2 Exigˆencias do trabalho Nesta secao serao mostrados os itens obrigatorios e a forma como de vem ser apresentados O modelo fornecido deve ser seguido e exportado no formato PDF1234 21 Numero de participantes O trabalho sera desenvolvido em duplas e serao consideradas as du plas da unidade 2 caso haja alguma alteracao indique na planilha no endereco LINK DOS GRUPOS para que possam ser atualizadas no SI GAA 22 Tema do projeto O tema do trabalho deve ser definido pelo grupo Devem escolher uma aplicacao a qual contemple o controle de uma planta de ordem 2 Como exemplo podese citar o controle de velocidade de uma esteira de transporte de passageiros controle de posicao de um levitador magnetico o controle de pressao em um tanque de mistura de tintas controle de posi cionamento a partir de uma forca aplicada a uma mola etc O trabalho consiste no desenvolvimento de todas as etapas as quais sao necessarias a implementacao de um sistema de controle ate o ponto de ser construıdo na pratica corresponde ao projeto de cada um dos blo cos mostrados na Figura 1 bem como da adaptacao dos sinais necessaria a interligacao dos blocos Figura 1 Diagrama de blocos geral Fonte Autoria propria 23 Entrega do trabalho A entrega do trabalho sera dividida em etapas de acordo com as tare fas e prazos listados na Tabela 1 Em todas as etapas o trabalho deve ser entregue no formato PDF via SIGAA Tabela 1 Prazos das etapas do projeto 3 Tarefa Prazo Etapa 1 Grupos 0806 Etapa 2 Definicao 1006 Etapa 3 Resposta ao degrau 1706 Etapa 4 PID 2406 Etapa 5 Hardware 2606 Etapa 6 Versao final 0307 12h As tarefas de entrega das etapas serao cadastradas no SIGAA para a entrega ate as 23 horas com excecao da versao final que sera entregue ate o meio dia do dia 0307 O material entregue nas etapas intermediarias deve fazer parte da versao final podendo inclusive serem feitas alteracoes e melhorias O item que nao estiver presente na versao final nao sera avaliado 3 Conteudo do trabalho O trabalho consiste na escolha e determinacao de uma planta sis tema de no mınimo ordem 2 que represente um sistema fısico e que seja controlada por um controlador PID implementado numericamente em malha fechada Todas as etapas que sao necessarias a implementacao do controle na pratica devem ser simuladas e definidas O artigo deve ter em torno de 4 paginas em LATEX com o formato especificado 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 DICA Para comparar valores semelhantes fica mais claro quando as curvas sao tracadas na mesma janela sendo consideradas as respecti vas legendas Etapa 1 Definicao dos trios Os dados dos integrantes devem ser inse ridos na tabela do LINK DOS GRUPOS Para quem nao tiver enviado o nome ate a data estipulada sera considerado que desistiu de fazer o projeto 1 Envio Insiram os nomes diretamente na planilha Etapa 2 Definicao do projeto Na definicao do projeto devem constar Tema escolhido tıtulo do projeto Descricao do sistema a ser controlado sistema de pelo menos ordem 2 e qual o contexto da aplicacao Funcao de transferˆencia da planta na forma padrao numeros ja subs tituıdos e polinˆomio do denominador organizado com coeficiente de maior grau igual a 1 Explicar como a FT foi obtida mostrar ideia da deducao ou referˆencia Envio pelo SIGAA PDF contendo os 3 itens descritos Etapa 3 Resposta ao degrau A resposta ao degrau em malha fechada deve ser implementada utilizandose duas maneiras a via funcao ou bi blioteca pronta utilizando o softwarelinguagem da sua escolha enviar o grafico da resposta e o codigo programado bCalculo da equacao de saıda no tempo atraves da transformada de Laplace enviar os calculos e justificativas da deducao e o grafico da equacao de saıda no tempo calcu lada A resposta ao degrau em malha fechada deve ser obtida em ambos os casos de acordo com o diagrama de blocos mostrado na Figura 2 A partir dessa informacao serao definidas pela professora as especificacoes que cada grupo deve atingir no seu projeto Envio pelo SIGAA PDF contendo os calculos os graficos o codigo e a mencao de qual a linguagem utilizada DICA No envio das equacoes nao e necessario incluir todos os passos insira apenas os passos chave explicando como e possıvel sair de uma equacao e chegar na outra Figura 2 Diagrama de blocos do sistema em malha fechada sem controlador Fonte Autoria propria Etapa 4 Projeto do controlador PID Projetar o controlador PID para atender as exigˆencias definidas especificamente para cada projeto1 O con trolador pode ser projetado empiricamente ou baseado em algum metodo de definicao de parˆametros do PID 56 A simulacao do sistema deve ser implementada em linha de codigo numericamente podendo ser utilizada qualquer linguagem de programacao desde que seja em linha de codigo e nao em linguagem de blocos e que nao sejam utilizadas funcoes prontas para o controlador O pdf enviado deve incluir alem dos parˆametros do controlador os graficos e o codigo da simulacao Envio pelo SIGAA PDF contendo a descricao de como o controlador foi desenvolvido e como seus ganhos foram definidos deve conter tambem o codigo e os graficos comparativos do sistema no domınio do tempo em malha fechada sem e com o controlador Etapa 5 Definicao do hardware µcontrolador e sensor Dentre as opcoes disponıveis no mercado o grupo deve escolher um microcon trolador ou processador de sinais definindo seu modelo sua indicacao de aplicacao e especificacoes tecnicas como quantidade de entradas e saıdas nıveis de tensao das entradas e saıdas frequˆencia de operacao linguagem utilizada na programacao etc Quanto ao sensor tambem deve ser definido baseandose nos modelos dis ponıveis no mercado indicar suas caracterısticas e como se dara a ligacao com o controlador como sera feita a adequacao do tipo de sinal utilizado no sensor em concordˆancia com os nıveis de tensao de entrada do contro lador Definir a natureza e a topologia do circuito de adaptacao do sinal Do mesmo modo sera necessario definir tambem o circuito do atuador o qual e responsavel pela adequacao do sinal de saıda do controlador a entrada da planta Envio pelo SIGAA PDF contendo o nome e as caracterısticas do µcontrolador e do sensor escolhidos as caracterısticas dos circuitos de adaptacao do atuador e sensor assim como a simulacao do funcionamento do µcontrolador Etapa 6 Relatorio final e apresentacao A entrega final do projeto sera na forma de artigo cientıfico e de apresentacao oral No envio final todos os itens que compoem o projeto devem ser reenviados O artigo deve ser desenvolvido seguindo o formato desse modelo e deve contemplar os seguintes itens sobre o seu projeto Descricao e deducao da planta mostrar a deducao simplificada apenas com pontos chave ou identificacao da origem da funcao de transferˆencia Diagrama de blocos geral do sistema incluindo as funcoes de transferˆencia dos blocos e a descricao de como foram obtidas As especificacoes de projeto metas estipuladas Projeto do controlador PID precisa explicar como chegou nos ga nhos e quais as dificuldades encontradas Se os ganhos forem cal culados empiricamente mostrar a influˆencia de cada parcela no sinal de saıda Funcao de transferˆencia dos blocos envolvidos planta controlador e condicionamento de sinais Grafico da resposta ao degrau do sistema em malha fechada com e sem o controlador Listagem do codigo utilizado como anexo nao entra na contagem do limite de paginas do artigo Os passos do trabalho devem ser justificados de forma objetiva como e necessario em todo artigo as explicacoes sao para indicar a linha de ra ciocınio bem como mostrar a origem dos dados A apresentacao sera na forma de secao oral e o grupo deve preparar os slides para uma apresentacao de 10 minutos seguidas de 5 minutos de perguntas TODOS os membros devem apresentar alguma parte do projeto Os grupos serao sorteados para a apresentacao todos devem estar com os slides prontos no primeiro dia das apresentacoes Envio pelo SIGAA PDF contendo o artigo com todas as etapas anteriores resumidas Apresentacao Slides com pontos chaves sobre o trabalho Nao e necessario enviar a apresentacao 4 Secoes essenciais O artigo deve ter em torno de 4 paginas sem os anexos em LATEX com o formato especificado no modelo Para o desenvolvimento do traba lho e necessario que hajam no mınimo as secoes Resumo Apresentar um resumo objetivo do que sera mostrado no trabalho Introducao Contextualizacao explicacao do problema onde se encontra tal aplicacao Objetivos Descrever os objetivos geral e especıficos Secoes de desenvolvimento Incluir quantas secoes forem ne cessarias para explicar o seu sistema e nomealas de acordo com o seu projeto Resultados Apresentar o que foi obtido a partir das simulacoes Conclusao Incluir um resumo com o fechamento das ideias in cluindo os principais pontos mostrados Referˆencias bibliograficas Incluir todas as fontes pesquisadas sejam livros sites canais apostilas notas de aula IA etc 5 Nota As etapas serao avaliadas pelo conjunto de acordo com a Tabela 2 Cada etapa que nao for cumprida seja prazo ou conteudo sera descon tado 10 ponto da nota final do projeto 1As especificacoes as quais devem ser atendidas no seu projeto serao definidas a partir da resposta ao degrau fornecida na Etapa 3 pelos grupos 2 Tabela 2 Notas do projeto Item Pontuacao Formatacao 05 Escrita coerˆencia e gramatica 10 Tıtulo 01 Resumo 03 Introducao Contextualizacao do problema 06 Resposta ao degrau em malha fechada sem controlador Calculada 10 Resposta ao degrau em malha fechada sem controlador Com biblioteca pronta 06 Funcao de transferˆencia na forma padrao 03 Diagrama de blocos 02 Descricao da obtencao dos ganhos do PID 06 Implementacao numerica do PID 20 Grafico comparativo do sinal de saıda e sinal de referˆencia com e sem o controlador 06 Descricao do microcontrolador 03 Descricao do sensor 02 Circuitos de adaptacao dos sinais 04 Referˆencias 03 Projeto final 90 6 Exigˆencias textuais O trabalho deve ser desenvolvido em folha A4 fonte Times New Ro man de tamanho 10pt e em duas colunas2 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 As referˆencias devem ser citadas ao longo do texto indicando as fon tes utilizadas para os pontos que nao foram criados por vocˆe bem como destacar a fonte referente a teoria utilizada na resolucao dos problemas 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 As figuras tabelas equacoes e citacoes devem apresentar a hiper re ferˆencia levando ao elemento quando clicado como no modelo 7 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 71 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 3 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 3 Exemplo de figura Fonte Autoria propria 72 Tabela As tabelas seguem a mesma flutuacao das figuras como mostrado na Tabela 3 Tabela 3 Exemplo de Tabela Praia Estado Cidade Pipaa RN Goianinha Porto de Galinhas PE Ipojuca Iracema CE Fortaleza aExemplo de nota de rodape local 73 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 8 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 4 Rezende G A Apostila de LATEX Daniel Cariello Evaneide Alves Carneiro Germano Abud de Rezende UFU 2011 2Exemplo de nota de rodape 3 5 OGATA K Engenharia de Controle Moderno 5ª ed Pearson Sao Paulo 2011 6 Meneghetti F Metodos de sintonia UFRN 2007 7 RGB R Como funciona um microcontrolador Youtube 2018 8 Kerschbaumer R Microcontroladores IFCatarinense 4 Anexo 1 Tıtulo do anexo Texto do anexo 1 5