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1 1) Em relação a figura abaixo relativa a um sistema de controle em malha fechada responda: 2 o motor Posição desejada da junta = 45 o Avalia o sinal de entrada e envia um sinal ao atuador ENCODER 43 o Que vem a ser um sistema de controle de malha fechada? É um sistema em que os sensores verificam o estado atual do dispositivo a ser controlado (posição da junta, no caso 43º) e esta medida é comparada com um valor predefinido (no caso 45º ). Desta comparação resultará num erro, ao qual o sistema de controle fará os ajustes necessários para que seja reduzido a zero.

2 2) Em relação a figura abaixo relativa a um sistema de controle em malha fechada responda: Explique que vem a ser a PLANTA e diga Qual é a PLANTA neste caso? Parte do sistema a ser controlado. Neste caso a junta robótica

3 3) Em relação a figura abaixo relativa a um sistema de controle em malha fechada responda: Explique que vem a ser o PROCESSO e diga qual é o PROCESSO neste caso? É a operação a ser controlada na planta. A posição da junta neste caso

4 4) Em relação a figura abaixo relativa a um sistema de controle em malha fechada responda: Cite um exemplo de atuador que poderia ser utilizado? Um motor para colocar a junta na posição desejada

5 5) Em relação a figura abaixo relativa a um sistema de controle em malha fechada responda: Qual tipo de cinemática é empregada para controlar a posição das juntas do manipulador? Cinemática inversa desde que dada as coordenada cartesianas (x,y,z) desejada para o punho, deseja-se as variávei da junta (suas rotações ) para alcançar (x,y, z)

6 6) Em relação a figura abaixo relativa a um sistema de controle em malha fechada responda: Que são sensores. Que sensor utilizaria neste caso? São dispositivos que são sensíveis à um fenômeno físico (luz, temperatura, impedância elétrica etc.) e transmitem um sinal para um dispositivo de medição ou controle Um sensor que poderia ser utilizados aqui é o encoder, que mede a posição angular do eixo.

7 7) Considere o sistema de controle (em malha fechada) de um reservatório de água cujo esquema é dado pela figura abaixo em que existe uma válvula de controle do suprimento de água para o reservatório. Considerando a figura abaixo explique: Qual é o sinal de entrada (a referência) NÍVEL DESEJADO DO RESERVATÓRIO A planta RESERVATÓRIO O processo NÍVEL DO RESERVATÓRIO A saída NÍVEL ATUAL DO RESERVATÓRIO O sensor BÓIA Nível : altura 5 m 4,5 ABRIR A VÁLVULA DURANTE RESERVATÓRIO Bóia

8 Sistema de Controle Vantagens do Sistema de controle em malha fechada

9 Sistema de Controle Vantagens do Sistema de controle em malha aberta

10 Sistema de Controle 12) Considerando que os comandos para uma máquina de lavar roupa são colocar de molho, lavar e enxaguar, tudo durante certo tempo, explique porque ela é considerada um sistema de controle de malha aberta. É um sistema de controle de malha aberta pois a saída não é comparada com a entrada de referência (sinal de entrada) Assim, a cada entrada de referência corresponde uma condição fixa de operação. As operações de colocar de molho, lavar e enxaguar são executadas em uma sequência em função do tempo. A lavadora não mede o sinal de saída (se as operações foram executadas no tempo previsto) molho não acionar o motor lavar acionar o motor durante 10 min Enxaguar acionar o motor durante 15 min

11 Sistema de Controle 12) Considerando que os comandos para uma máquina de lavar roupa são colocar de molho, lavar e enxaguar, tudo durante certo tempo, explique porque ela é considerada um sistema de controle de malha aberta. É um sistemas de controle não realimentado A precisão do sistema depende de uma calibração. Na presença de distúrbios, um sistema de controle de malha aberta não vai executar a tarefa desejada. Ela somente poderá ser executada na prática se a relação entre a entrada e a saída for conhecida e se não houver nenhum distúrbio interno ou externo. molho não acionar o motor por 10 min lavar acionar o motor durante 10 min Enxaguar acionar o motor durante 15 min

12 8) Explique porque o controle da velocidade de um automóvel sem velocímetro pode se considerado um sistema de malha aberta. É um sistema de malha aberta pois não existe o sensor velocímetro para dizer se a pressão que o motorista exerceu (atuação) no pedal correspondente a velocidade de 80 km/h desejada foi alcançada ou não. Não existe uma realimentação da saída para entrada. ATUAÇÃO PRESSÃO NO PEDAL DO CARRO PROCESSO pressão VELOCIDADE no pedal Pressão correspondente a 80 km/h RODAS

13 8) Explique porque o controle da velocidade de um automóvel com velocímetro pode se considerado um sistema de malha fechada. É um sistema de malha fechada pois o sensor velocímetro informa ao motorista o erro na velocidade que foi colocada no carro (2km/h por exemplo se a velocidade detectada for 78 hm/h) e este irá exercer uma pressão maior no pedal do carro. O motorista faz o papel de controlador e atuador. PROCESSO pressão no pedal ROTAÇÃO DAS RPDAS Pressão correspondente a 80 km/h ATUAÇÃO PRESSÃO NO PEDAL DO CARRO RODAS velocimetro

14 10) Em relação a dinâmica de um braço robótico explique o que vem a ser a velocidade, a precisão e a estabilidade. O desempenho dinâmico do braço robótico esta associado a: Velocidade de resposta Estabilidade e Precisão. Velocidade Destreza do braço robótico ao mover-se de um lugar para outro num curto período de tempo. Estabilidade Representa a oscilação entorno da posição que se deseja que o órgão terminal seja posicionado. Quanto maior a estabilidade, menos é esta oscilação Precisão Medida do erro na posição do órgão terminal.

15 12) Considerando a figura abaixo que relaciona o erro de posicionamento de um manipulador em função do tempo Explique: um sistema sobreamortecido é mais estável que um subamortecido, porém menos veloz Os sistemas de controle utilizados em manipuladores são ajustados para que haja um equilíbrio entre velocidade de posicionamento e estabilidade. Infelizmente estes requisitos são antagônicos, e, quando um deles e realçado, o outro fica comprometido. RESPOSTA: Porque o erro cai lentamente mas ocorrem menos oscilações entorno do erro mínimo (mais estabilidade)

16 12) Considerando a figura abaixo que relaciona o erro de posicionamento de um manipulador em função do tempo Explique: um sistema sub-amortecido é mais veloz que um sobreamortecido, porém menos estável Os sistemas de controle utilizados em manipuladores são ajustados para que haja um equilíbrio entre velocidade de posicionamento e estabilidade. Infelizmente estes requisitos são antagônicos, e, quando um deles e realçado, o outro fica comprometido. Resposta: o erro cai rapidamente mas ocorrem oscilações entorno do erro mínimo (menos estabilidade)

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