REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL ESTADO DE SANTA CATARINA Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - UDESC/CCT

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1 Curso: ELE-ELE - Bacharelado em Engenharia Elétrica Departamento: DEE - Engenharia Elétrica Disciplina: null Código: ISC0001 Carga horária: 90 Período letivo: 2017/2 Professor: Celso José Faria de Araújo Contato: celso.araujo@udesc.br THIAGO HIDEKI AKINAGA Contato: thiagoakinaga@yahoo.com.br Ementa aos Sistemas de Controle. Modelagem no Domínio da Frequência. Função de Transferência de Sistemas Lineares. Modelos em Diagramas de Blocos. Redução de Diagramas de Blocos. Não-linearidades. Linearização. Sistemas Análogos. Modelagem no Domínio do Tempo. Representação de Sistemas Dinâmicos no Espaço de Estados. Resposta no Domínio do Tempo. Resposta Transitória de Sistemas de Primeira e de Segunda Ordem. Influência de um Polo e de um Zero na Resposta de Sistemas de Segunda Ordem. Estabilidade de Sistemas Lineares. Erros de Estado Estacionário. Objetivo geral Trata-se de uma disciplina que tem como objetivo dar uma visão geral dos sistemas de controle a partir dos sistemas lineares. Começando por estudar a modelagem dos sistemas, passando pela análise das respostas transitórias ao degrau, estabilidade e finalizando com a análise do erro do estado estacionário. Objetivo específico Modelar os sistemas no domínio do tempo (estado de espaço) e da frequência (Laplace); Analisar e caracterizar a resposta ao degrau dos sistemas de 1ª e 2ª ordem; Analisar a estabilidade dos sistemas de controle; Estudar e caracterizar os sistemas baseado no erro de estado estacionário. Apresentação e Método de Trabalho 1. aos Sistemas de Controle 1.1. Conceito e História do Controle Automático 1.2. Sistemas de Controle a Malha Aberta e a Malha Fechada 1.3. Objetivos de Análise e de Projeto de Sistemas de Controle 1.4. Procedimento de Projeto de Sistemas de Controle. 2. Modelagem no Domínio da Frequência Revisão sobre Transformada de Laplace 2.3. Função de Transferência 2.4. Função de Transferência de Sistemas Físicos Modelo de Sistemas Translacionais Modelos de Sistemas Rotacionais

2 Modelos de Sistemas Eletromecânicos Modelos de Sistemas Elétricos 2.5. Modelos em Diagramas de Blocos 2.6. Modelos em Diagramas de Fluxo de Sinal 2.7. Sistemas Análogos 2.8. Não-linearidades 2.9. Linearização de Modelos Não-lineares. Primeiro Teste (Teoria) Resolução e Comentários do Primeiro Teste 3. Modelagem no Domínio do Tempo A representação Geral no Espaço de Estados 3.3. Função de Transferência a Partir das Equações de Estado 3.4. Equações de Estado a Partir da Função de Transferência 3.5. Linearização 3.6. Modelos de Estado em Diagramas de Fluxo de Sinal 4. Resposta no Domínio do Tempo Sistemas de Primeira Ordem 4.3. Sistemas de Segunda Ordem 4.4. Influência de um Terceiro Pólo e de um Zero na Resposta de Sistemas de Segunda Ordem 4.5. Estimativa da Função de Transferência de Sistemas a Partir da Resposta Temporal 4.6. Efeito das Não-Linearidades sobre a Resposta no Domínio do Tempo 4.7. Solução das Equações de Estado Através da Transformada de Laplace 4.8. Solução das Equações de Estado no Domínio do Tempo Segundo Teste (Teoria) Resolução e Comentários do Segundo Teste 5. A Estabilidade de Sistemas Lineares com Retroação 5.1. O Conceito de Estabilidade 5.2. O Critério de Estabilidade de Routh-Hurwitz

3 5.3. A Estabilidade Relativa de Sistemas de Controle com Retroação 5.4. A Estabilidade de Sistemas com Variáveis de Estado 6. Erros de Estado Estacionário Erro de Estado Estacionário de Sistemas com Retroação Unitária 6.3. Constantes de Erro Estacionário e Tipo de Sistema 6.4. Especificações de Erro de Estado Estacionário 6.5. Erros de Estado Estacionário Devido a Perturbações 6.6. Sensibilidade 6.7. Erro de Estado Estacionário de Sistemas com Retroação Não-Unitária 6.8. Erro de Estado Estacionário de Sistemas no Espaço de Estados 7. Noções de Projeto de Sistemas de Controle com o Lugar Geométrico das Raízes Terceiro Teste (Teoria) Resolução e Comentários do Terceiro Teste Recuperação e preparação para o Exame Exame Apresentação do laboratório de ISC Objetivos, conteúdo, avaliação Lab01- ao Matlab (1) Operações Matemáticas Básicas Polinômios, Vetores e Matrizes Função de transferência, Expansão em Frações Parciais Variáveis e Funções Predefinidas Lab01- ao Matlab (2) Gráficos no Matlab Scripts e Functions Lab02- ao Simulink (1) Fundamentos do Simulink Grupos Básicos do Simulink, Bibliotecas Criação de Sistema e Subsistemas Parâmetros de Simulação Lab02- ao Simulink (2) Equações diferenciais Lab03-Linearização de Sistemas Não-lineares Sistema de Nível de Líquido

4 Lab04-Análise da Resposta Transitória de Sistemas de 1a Ordem Lab05-Análise da Resposta Transitória de Sistemas de 2a Ordem Lab06-Análise da Resposta Transitória de Sistemas de 2a Ordem e Superior Lab07-Análise da Resposta em Freqüência Através dos Diagramas de Bode Traçando Diagramas de Bode no Matlab Metodologia A disciplina será trabalhada através da temática teórico-práticas, com a teoria ministrada em sala de aula com auxílios de Retroprojetor e quadro-negro e as aulas práticas ministrada nos laboratórios Multidisciplinar e de Sistemas de Controle do Departamento de Engenharia Elétrica com experiências que possibilitam a análise de simulações e de análise prática bem como a familiarização com equipamentos dos sistemas das bancas da FESTO de automação. Sistema de avaliação Do desempenho do aluno: A qualidade do desempenho do aluno será avaliada com base no desenvolvimento das seguintes atividades e com os seguintes critérios: a) Avaliação das Provas Escritas (80%) b) Avaliação dos Relatórios das Experiências (20%) c) Os dois itens anteriores compõem uma média parcial. Caso esta média seja maior ou igual a sete pontos o aluno está aprovado, caso contrário necessitará fazer o exame e/ou a segunda época e a ponderação será de seis para a média parcial e de quatro para o exame/segunda época. Para o aluno consiga a aprovação é necessário que esta nova média seja maior ou igual a cinco pontos. Do desempenho da disciplina e do professor: Os estudantes terão, igualmente, a oportunidade de fazer, ao andamento da disciplina uma avaliação mais completa do desempenho do professor e da disciplina. O formulário para esta atividade será preparado para a ocasião ou fornecido pelo coordenador do curso. Bibliografia básica NISE, Norman S. Engenharia de sistemas de controle. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, p. OGATA, Katsuhiko. Engenharia de controle moderno. 5. ed. São Paulo: Pearson, p. DORF, Richard C; BISHOP, Robert H. Sistemas de controle modernos. 11. ed. Rio de Janeiro: LTC, p. Bibliografia complementar DISTEFANO, Joseph J.; STUBBERUD, Allen R.; WILLIAMS, Ivan J. Sistemas de retroação e controle: (realimentação) com aplicações para engenharia, física e biologia. São Paulo: McGraw-Hill, c p. (Colecao Schaum) KUO, Benjamin C. Automatic control systems. 7. ed. New York, NY: J. Wiley, p. D'AZZO, John Joachim; HOUPIS, Constantine H. Análise e projeto de sistemas de controle lineares. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, c p. CARVALHO, J. L. Martins de. Sistemas de controle automatico. Rio de Janeiro: LTC, c p. MAYA, Paulo Alvaro; LEONARDI, Fabrizio. Controle essencial. São Paulo: Pearson, p. ISBN (broch.).

5 Informações sobre realização de Prova de 2ª Chamada A Resolução nº 018/2004-CONSEPE regulamenta o processo de realização de provas de segunda chamada. Segundo esta resolução, o aluno que deixar de comparecer a qualquer das avaliações nas datas fixadas pelos professores, poderá solicitar segunda chamada de provas na Secretaria Acadêmica através de requerimento por ele assinado, pagamento de taxa e respectivos comprovantes, no prazo de 5 (cinco) dias úteis, contados a partir da data de realização de cada prova, sendo aceitos pedidos, devidamente comprovados, motivados por: I - problema de saúde, devidamente comprovado, que justifique a ausência; II - doença de caráter infecto-contagiosa, impeditiva do comparecimento, comprovada por atestado médico reconhecido na forma da lei constando o Código Internacional de Doenças (CID); III - ter sido vítima de ação involuntária provocada por terceiros;