Aula 02 - Controle Malha Aberta e Fechada

Aula 02 - Controle Malha Aberta e Fechada

Aula 03

Controle e Servomecanismos I Prof. José Luiz Ferraz Barbosa 1

Sistemas de Controle

1.4 Sistema de Controle em M.A. (open loop)

Um sistema de controle em malha aberta utiliza um dispositivo atuador para controlar o processo diretamente sem a utilização de realimentação (feedback).

Exemplo: Numa máquina de lavar roupa todos os ciclos do processo (lavar, enxaguar, centrifugar, etc) são controlados através do tempo de duração de cada tarefa. Nenhuma variável é medida para controlar a qualidade do processo.

1.5 Sistema de Controle em M.F.

Um sistema de controle em malha fechada usa uma medida da saída e uma realimentação deste sinal para uma comparação com a saída (resposta) desejada (referência).

Exemplos:

Robôs Industriais: neste caso, em geral, deseja-se deslocar a ferramenta do robô (por exemplo: um sistema de soldagem) com trajetória e orientação precisas no espaço 3D.

Aviões: os sistemas de controle de trajetórias de aviões são denominados sistemas de controle de atitude.

Sistema de leitura de discos rígidos: para discos rígidos é necessário o posicionamento da cabeça de leitura com bastante precisão.

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Controle Manual: algumas vezes a malha fechada pode ser executada através de um operador, como pode ser observado na figura abaixo, onde um operador controla o nível dágua de um tanque.

Uma das operações manuais mais sofisticadas realizadas pelo homem é a direção de um automóvel, onde a informação de realimentação são imagens que são realimentadas através do sistema de visão humanos.

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Principais vantagens dos sist. de controle de M.A.

1) São simples de ser construídos e tem fácil manutenção; 2) São menos dispendiosos do que um sistema correspondente de M.F. 3) Não apresentam problemas de estabilidade; 4) São apropriados quando existem dificuldades de avaliação da saída ou quando a medição precisa da saída não é economicamente possível.

Principais desvantagens dos sist. de controle de M.A.

1) Distúrbios e mudanças na calibração causam erros, e a saída pode apresentar diferenças em relação ao padrão esperado. 2) Para que a saída mantenha a qualidade requerida, é necessária uma regulagem periódica.

1.6 Componentes de um sistema de controle

Uma versão detalhada do diagrama funcional de um SCMF é dada na figura acima. Este diagrama mostra os principais componentes do sistema de controle, definidos a seguir:

Referência: Valor desejado da variável a ser controlada. Comparador: Dispositivo que constrói o sinal de erro entre o valor desejado e o obtido.

Controlador : Dispositivo que manipula o sinal de erro, gerando um sinal de controle que será aplicado no sistema, afim de corrigir a variável a ser controlada. Atuador: Dispositivo que recebe o sinal de controle e gera um sinal com potência suficiente para atuar sobre o sistema.

Exercício: Considere um avião com um sistema automático de navegação (piloto automático). Faça o diagrama de blocos deste sistema. Quais as perturbações que atuam no sistema?

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