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ProfºTito Ângelo Lobão Cruz Baseado na apostila do profºValdemirMariano

CAPÍTULO 01

Sistemas de Controle

CAPÍTULO 01-Sistemas de Controle

O Controle Automático tem desempenhado um papel vital no avanço da engenharia e da ciência, sendo ferramenta importante em aplicações de tecnologia de ponta como:

veículos espaciais; sistema de guiamento de mísseis; sistemas robóticos e similares

Além disso, o controle automático tornou-se uma parte importante e integrante dos processos industriais e de manufatura modernos:

controle de pressão, temperatura, umidade, viscosidade e vazão nas indústrias de processo comando numérico de máquinas-ferramentas das indústrias manufatureiras; projeto de sistemas de pilotagem automática da indústria aeroespacial; projeto de automóveis e caminhões da indústria automobilística.

A engenharia de controle baseia-se no princípio da realimentação (ou retroação) e objetiva o controle de determinadas variáveis de um sistema. Embora esteja tradicionalmente ligada àengenharia elétrica, a engenharia de controle é interdisciplinar e encontra aplicações em engenharia química, mecânica, aeronáutica, mecatrônica, etc.

CAPÍTULO 01-Sistemas de Controle REALIMENTAÇÃO (FEEDBACK)

CAPÍTULO 01-Sistemas de Controle

1.1Exemplos de Sistemas de Controle Sistema de controle de velocidade.

O princípio básico do regulador de Watt para controlar a velocidade de um motor de combustão interna éilustrado no diagrama esquemático da Figura. A quantidade de combustível admitida no motor éajustada de acordo com a diferença entre a velocidade desejada e a velocidade real do motor.

CAPÍTULO 01-Sistemas de Controle

Sistema de controle de temperatura. 1.1Exemplos de Sistemas de Controle

A Figura mostra o diagrama esquemático de um sistema de controle de temperatura de um forno elétrico. O valor numérico da temperatura é comparado com o valor programado de entrada e, quando existe qualquer discrepância (erro), o controlador envia um sinal para o aquecedor através do conjunto interface-amplificador-relé, de modo a trazer o valor da temperatura para o valor desejado.

CAPÍTULO 01-Sistemas de Controle

1.2 O Problema de Controle O problema de controle pode ser estabelecido como se segue:

Um sistema físico ou processo deve ser precisamente controlado através de uma operação em malha fechada ou de realimentação.

Uma variável de saída, chamada resposta, éajustada conforme determinação do sinal de erro.

Este sinal éa diferença entre a resposta do sistema, medida por um sensor, e o sinal de referência, que representa a resposta desejada.

Geralmente, énecessário um controlador para filtrar o sinal de erro de forma que certos critérios, ou especificações, sejam satisfeitos. Estes critérios podem envolver as seguintes características:

1.2 O Problema de Controle

1.Rejeição a distúrbios;

2.Erros de regime estacionário;

3.Características da resposta transitória; 4.Sensibilidade às mudanças de parâmetros da planta.

CAPÍTULO 01-Sistemas de Controle

CAPÍTULO 01-Sistemas de Controle

Identificar as variáveis a controlar

Escrever as especificações para as variáveis

Estabelecer a configuração do sistema e identificar o atuador

Obter um modelo do processo a controlar, do atuador e do sensor

Projetar o controlador baseado nos modelos

Avaliar o projeto por simulação/teste experimental e analisar o dese mpenho

Se o desempenho não atender as especificações, repetir a interação configuração/atuador

Se o desempenho atender as especificações, finalizar então o projeto

1.2 O Problema de Controle

Controlador

Atuador + Sistema, processo ou planta

Co mparador

Distúrbios

Medidor

Referência

Sinal de erro Sinal de controle Saída

Sinal de realimentação

CAPÍTULO 01-Sistemas de Controle 1.3 Componentes de um Sistema de Controle

CAPÍTULO 01-Sistemas de Controle

1.3 Componentes de um Sistema de Controle

Variável Controlada e Variável Manipulada:A variável controladaéa grandeza ou a condição que émedida e controlada. A variável manipulada é a grandeza ou a condição variada pelo controlador de modo a afetar o valor da variável controlada. A variável controlada énormalmente a grandeza de saída do sistema.

Referência:Valor desejado da variável a ser controlada.

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