1. CONTROLE DE PROCESSO

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1 1. CONTROLE DE PROCESSO PROCESSO: operação ou desenvolvimento que evolui progressivamente em direção a um resultado ou meta. Qualquer operação a ser controlada, tais como, processos químicos, biológicos, econômicos, etc. ESTUDO DE UM PROCESSO: determinar a resposta na saída em função de uma entrada presente. Qualificar o padrão causa-efeito ou excitaçãoresposta.

2 2. TRANSPOSIÇÃO REPRESENTAÇÃO DE UM PROCESSO: através de uma caixa preta (bloco). TRANSPOSIÇÃO: determinados resultados para um certo caso para diversos outros processos. PROCESSO: conjunto de leis, regras que regem um certo conjunto de dispositivos. Causa/Excitação Processo Efeito/Resposta

3 3. SISTEMAS DE CONTROLE RELAÇÃO ENTRADA-SAÍDA: conhecendo as variáveis físicas de causa e de efeito, busca-se deixar o todo dentro de certos parâmetros estipulados. CONTROLE DE PROCESSOS: grandeza física que mereça análise para a determinação de uma resposta, em função de uma excitação dada e de um sistema cujas características sejam conhecidas. Exemplo: eritropoiose (medicina).

4 4.a. REVISÃO HISTÓRICA INÍCIO DA ERA CRISTÃ: árabes construíram os primeiros controles de nível de líquidos por meio de válvulas acionadas por bóias. SÉCULO XVIII: James Watt construiu um controlador centrífugo para o controle de velocidade de uma máquina a vapor. 1868: J. C. Maxwell publica o artigo On Governors, na Inglaterra. 1922: Minorsky trabalhou em controladores automáticos para pilotagem de navios e mostrou como poderia ser determinado a estabilidade a partir das equações diferenciais que descrevem o sistema. 1932: Nyquist desenvolveu um procedimento relativamente simples para determinar a estabilidade de sistemas em malha fechada, com base na resposta a entradas senoidais em regime permanente e em malha aberta.

5 4.b. REVISÃO HISTÓRICA 1934: Hazen introduziu o termo servomecanismo para sistemas de controle de posição e discutiu o projeto destes dispositivos. DÉCADA DE 40: Os métodos de resposta em freqüência tornaram possível projetar sistemas de controle realimentados lineares que satisfazem requisitos de desempenho. INÍCIO DA DÉCADA DE 50: O método do lugar das raízes em projeto de sistema de controle foi completamente desenvolvido. DÉCADA DE 60: desenvolvimento da teoria de controle moderna para sistemas de múltiplas entradas e múltiplas saídas. DÉCADA DE 70 EM DIANTE: o aumento da disponibilidade de computadores propiciou avanços para otimização, métodos heurísticos e controle adaptativo.

6 5. QUADRO - RESUMO ESTÁGIO I II III Método de estudo Ferramenta matemática Estágio tecnológico Aplicações Clássico ou da resposta em freqüência Transformadas de Laplace e Z Eletrônica analógica Sistemas monovariáveis Moderno ou da resposta temporal Equações diferenciais e espaços vetoriais Eletrônica analógica e digital Sistemas multivariáveis Contemporâneo ou álgebra das matrizes polinomiais Álgebra funcional e matrizes Eletrônica digital predomina Sistemas multivariáveis

7 6. SISTEMA EM MALHA ABERTA SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA ABERTA: não apresenta tomada de sinal ou medida da saída reinjetada e comparada com a sua entrada. EXEMPLO: alto-falante (converte sinal elétrico em ondas sonoras)

8 7.a. SISTEMA EM MALHA FECHADA SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA FECHADA OU REALIMENTADO: apresenta-se em laço fechado, pois a resposta (saída) sempre gera alguma influência sobre a entrada. A diferença entre o sinal de entrada (referência) e o sinal de saída realimentado, chamado de sinal de erro, é introduzido no controlador que atua na planta ou no processo de forma a reduzir o erro e manter a saída em um valor desejado.

9 7.b. SISTEMA EM MALHA FECHADA EXEMPLO: CAG (controle automático de ganho) utilizado em receptores de rádio-freqüência. A tensão retirada na saída irá contrapor-se à tensão do sinal de entrada quando esta se afastar de um valor pré-estabelecido de referência, controlando-a, isto é, fazendo com que a mesma retorne ao valor de referência (set point). entrada TrafoFI Processo (estágios ampl. de FI) Q1 Q2 TrafoFI Detector AM D1 R1 Medição (somador) R2 ref R3 saída Vcc C1

10 8. BLOCOS DE UM SISTEMA DE CONTROLE BLOCOS BÁSICOS: medidor, comparador, atuador, processo e saída. EXEMPLO: Ciclo de controle atuador processo set-point comparador medidor saída