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Engenharia Mecânica ·

Modelagem de Sistemas Mecânicos

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2 AVC AVALIAÇÃO CONTÍNUA FOLHA DE RESPOSTA Disci INFORMAÇÕES IMPORTANTES LEIA ANTES DE INICIAR A Avaliação Contínua AVC é uma atividade que compreende a elaboração de uma produção dissertativa Esta avaliação vale até 100 pontos Atenção 1 Serão consideradas para avaliação somente as atividades com status enviado As atividades com status na forma de rascunho não serão corrigidas Lembrese de clicar no botão enviar Atenção2 A atividade deve ser postada somente neste modelo de Folha de Respostas preferencialmente na versão Pdf Importante Sempre desenvolva textos com a sua própria argumentação Nunca copie e cole informações da internet de outro colega ou qualquer outra fonte como sendo sua produção já que essas situações caracterizam plágio e invalidam sua atividade Se for pedido na atividade coloque as referências bibliográficas para não perder ponto CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES DISSERTATIVAS Conteúdo as respostas não possuem erros conceituais e reúnem todos os elementos pedidos Linguagem e clareza o texto deve estar correto quanto à ortografia ao vocabulário e às terminologias e as ideias devem ser apresentadas de forma clara sem incoerências Raciocínio o trabalho deve seguir uma linha de raciocínio que se relacione com o material didático Coerência o trabalho deve responder às questões propostas pela atividade Embasamento a argumentação deve ser sustentada por ideias presentes no conteúdo da disciplina A AVC que atender a todos os critérios sem nenhum erro conceitual de ortografia ou concordância bem como reunir todos os elementos necessários para uma resposta completa receberá nota 10 Cada erro será descontado de acordo com sua relevância CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES CÁLCULO Caminho de Resolução O trabalho deve seguir uma linha de raciocínio e coerência do início ao fim O aluno deve colocar todo o desenvolvimento da atividade até chegar ao resultado final Resultado Final A resolução do exercício deve levar ao resultado final correto A AVC que possui detalhamento do cálculo realizado sem pular nenhuma etapa e apresentar resultado final correto receberá nota 10 A atividade que apresentar apenas resultado final mesmo que correto sem inserir as etapas do cálculo receberá nota zero Os erros serão descontados de acordo com a sua relevância Disciplina O motor de corrente contínua é um dos principais tipos de atuadores utilizados nos sistemas industriais Além dos equipamentos industriais elevadores guinchos e acionamentos de laminadores de aço o motor CC pode ser utilizado em veículos elétricos ferramentas eletrodomésticos e até em brinquedos Motores de Corrente Continua Em um projeto de sistema de controle de velocidade do motor CC é imprescindível utilizarse do modelo matemático do motor O motor CC pode ser controlado pela armadura ou pelo campo e o tipo de acionamento influencia na determinação do modelo Partindo do princípio de que o motor CC especificado a seguir seja controlado pela armadura Um pequeno motor DC exemplo típico ElectroCraft Modelo E576 Servo Motor tem as seguintes especificações Vimax 30 volts Iamax 2 amperes Ra 3 ohms La 6 milihenries Ki 50 x 103 Newtonmetroampere Tnominal 01 Newtonmetro Jm 40 x 106 kilogramametro2 Bm 40 x 106 kilogramametro2s ω nominal 300 radianoss Com base nas informações acima faça o que se pede a Sabendose que um motor CC é um sistema eletromecânico desenhe o esquema do modelo matemático supondo que seja controlado pela armadura indicando as variáveis de entrada de saída bem como os elementos que compõem o modelo das partes elétrica e da parte mecânica Explique estes elementos Utilize a mesma nomenclatura da especificação do motor do enunciado b Determine a função de transferência Gs ΩsVis em função dos elementos descritos no item 1 do motor CC controlado pela armadura Onde Ω velocidade angular do motor Vi tensão de entrada c Escreva a função de transferência obtida no item b utilizando os valores das especificações do motor indicado Suponha para o cálculo de Km a fórmula abaixo e que KtKe Desenhe o diagrama de blocos do modelo completo separando o sistema mecânico do sistema elétrico d Fazer a simulação do motor a partir da função de transferência obtida no item 3 usando o MatlabSimulink ou o Octave aplicando um degrau de tensão de 30V na entrada e Plote o gráfico da velocidade angular A partir do resultado faça uma análise Aplique diferentes valores de tensão e analise os resultados Resolução Resposta 2 AVC AVALIAÇÃO CONTÍNUA FOLHA DE RESPOSTA Disci INFORMAÇÕES IMPORTANTES LEIA ANTES DE INICIAR A Avaliação Contínua AVC é uma atividade que compreende a elaboração de uma produção dissertativa Esta avaliação vale até 100 pontos Atenção 1 Serão consideradas para avaliação somente as atividades com status enviado As atividades com status na forma de rascunho não serão corrigidas Lembrese de clicar no botão enviar Atenção2 A atividade deve ser postada somente neste modelo de Folha de Respostas preferencialmente na versão Pdf Importante Sempre desenvolva textos com a sua própria argumentação Nunca copie e cole informações da internet de outro colega ou qualquer outra fonte como sendo sua produção já que essas situações caracterizam plágio e invalidam sua atividade Se for pedido na atividade coloque as referências bibliográficas para não perder ponto CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES DISSERTATIVAS Conteúdo as respostas não possuem erros conceituais e reúnem todos os elementos pedidos Linguagem e clareza o texto deve estar correto quanto à ortografia ao vocabulário e às terminologias e as ideias devem ser apresentadas de forma clara sem incoerências Raciocínio o trabalho deve seguir uma linha de raciocínio que se relacione com o material didático Coerência o trabalho deve responder às questões propostas pela atividade Embasamento a argumentação deve ser sustentada por ideias presentes no conteúdo da disciplina A AVC que atender a todos os critérios sem nenhum erro conceitual de ortografia ou concordância bem como reunir todos os elementos necessários para uma resposta completa receberá nota 10 Cada erro será descontado de acordo com sua relevância CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES CÁLCULO Caminho de Resolução O trabalho deve seguir uma linha de raciocínio e coerência do início ao fim O aluno deve colocar todo o desenvolvimento da atividade até chegar ao resultado final Resultado Final A resolução do exercício deve levar ao resultado final correto A AVC que possui detalhamento do cálculo realizado sem pular nenhuma etapa e apresentar resultado final correto receberá nota 10 A atividade que apresentar apenas resultado final mesmo que correto sem inserir as etapas do cálculo receberá nota zero Os erros serão descontados de acordo com a sua relevância Disciplina Resolução Resposta 1 a Esquema Campo constante Ra La Vat Circuito de Vcet Rotor Armadura Iat Tmt 𝚹mt JmBm Vi tensão de armadura Ia corrente de armadura Ra resistência de armadura La indutância de armadura Vce força contraeletromotriz Jm momento de inercia do motor Bm coeficiente de amortecimento do motor Tm torque do motor 𝚹m ângulo do motor Parte elétrica parte mecânica Alem disso Vcetkce d𝚹mtdt e TmtktIat Kce constante de força contraeletromotriz kt constante de torque Variáveis de entrada Vi Variáveis de saída Ia e 𝚹m b Equação da parte elétrica Vit Vcet RaIat La dIatdt Vit kceΩt RaIat La dIatdt Laplace Vis kceΩs RaIas LasIas Ias Vis KceΩs Las Ra Equação da parte mecânica Jmαt BmΩt Tmt Jmαt BmΩt ktIat Laplace JmsΩs BmΩs ktVis ktkceΩs Las Ra JmLas2Ωs JmRasΩs BmLasΩs BmRaΩs ktVis ktkceΩs JmLas2 JmRa BmLas BmRa ktkceΩs ktVis ΩsVis kt JmLas2 JmRa BmLas BmRa ktkce c ΩsVis 50103 401066103s2 401063 401066103s 40103 50103 ΩsVis 005 24107 s2 12024104s 262103 2 d No Matlab stfs G00524107s212024104s262107 G 005 24e07 s2 00001202 s 262e07 Continuoustime transfer function step30G 2 e Aplicando degraus de valores 10V 20V e 40V 10V 20V 40V 2 Pela análise dos gráficos podese observar que a rotação do motor possui uma relação direta com a tensão de armadura que é aplicada Notase que se a tensão de armadura cresce de forma linear o valor final da rotação do motor também cresce de forma linear