A ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Transcrição

1 Centro Universitário UNA Faculdade de Ciências Sociais Aplicadas Graduação em Engenharia de Controle e Automação Modelos e Simulação INTRODUÇÃO A ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO PROF. PABLO ROBERTO JULIÃO DA S. MOREIRA, MSc.

2 Você construiria tudo isso sem saber se vai funcionar bem??? 2

3 Modelos e Simulação Definição Por que simular? Sistemas Modelos Vantagens e Desvantagens da Simulação Formulação Erros

4 Definição SIMULAÇÃO implica na modelagem de um processo ou sistema, de tal forma que o modelo imite as respostas do sistema real numa sucessão de eventos que ocorrem ao longo do tempo.

5 Definição 2 SIMULAÇÃO é um processo de projetar um modelo computacional de um sistema real e conduzir experimentos com este modelo com o propósito de entender seu comportamento e/ou avaliar estratégias para sua operação.

6 Tipos de Modelos: maquete, planta piloto, modelo matemático, entre outros. Modelos em engenharia

7 Modelos em engenharia Modelo Matemático : representação de aspectos essenciais de um sistema, que apresenta conhecimento desse sistema em uma forma utilizável. (Eykhoff, 1974)

8 Para que servem os modelos Predição Análise Simulação Controle de processos Detecção de falhas

9 Escolha de modelos Não há um único modelo para um determinado fenômeno! Finalidade Complexidade Precisão x simplicidade

10 Finalidade Ex.: Qual o melhor Modelo de um ser humano?

11 Estratégias de modelagem Modelagem baseada na física do processo. (equações matemáticas)

12 Estratégias de modelagem Modelagem baseada em dados de entrada e saída do sistema. (conhecimento dos sinais de entrada e saída) SINAL ENTRADA SISTEMA SINAL SAÍDA

13 Como modelar? PARA SIMULAR é preciso descrever o comportamento do sistema, construir teorias e hipóteses considerando as observações efetuadas, e usar o modelo para prever o comportamento futuro.

14 Modelos afins por partes Modelagem da função seno: (um modelo é adequado dentro de seus limites)

15 Áreas de Aplicação Estudar sistemas produtivos e de manipulação. Avaliar o software e hardware para sistemas de computadores. Avaliar o desempenho de novas armas e/ou técnicas militares. Determinar políticas de encomendas para um sistema de estoque. Projetar sistemas e protocolos de comunicação. Estudar o funcionamento de instituições públicas de atendimento como hospitais, correios, etc. Analisar sistemas econômicos e financeiros.

16 Indústria Bélica As Bombas Cluster, também conhecidas como Bombas Cacho, são unidades balísticas que, ao serem lançadas, se dividem em uma grande quantidade de pequenas outras bombas, no caso do modelo brasileiro, unidades com a forma de uma flecha, que podem cobrir uma área equivalente ao tamanho de quatro campos de futebol. São muito utilizadas, com eficiência, contra grupos humanos, causando grandes estragos, e contra grupos de veículos e construções. Avibras Aeroespacial sa Ares Aeroespacial e Defesa.

17 Sistemas Discretos e Contínuos Sistema Discreto Quando o conjunto de variáveis que o caracteriza só são alteradas num conjunto discreto de unidades de tempo. Um sistema em que se pretende simular uma fila de espera junto a uma máquina pode ser considerado um sistema discreto, onde os eventos são a chegada de uma nova peça ao sistema e o fim de operação da máquina. Sistema Contínuo Quando as variáveis vão sendo continuamente alteradas ao longo do tempo. Se pretendermos simular um sistema de aquecimento e perceber como evolui o nível da água em um tanque, podemos dizer que a variável nível da agua é uma variável continua.

18 Simulação na eletrônica Vantagens: Reduz o tempo de projeto; Permite melhoria do projeto; Auxilio na área educacional;

19 Simuladores (eletrônica / circuitos) EWB (Electronics WorkBench) MultiSIM PSIM MATLAB (MATrix LABoratory) Simulações de sistemas mecânicos, aeroespaciais, elétricos, eletrônicos, químicos, financeiros, biológicos, logísticos entre outros;

20 Modelos na engenharia elétrica Sistema elétrico de potência Objetivo: Garantir o fornecimento de energia com o menor custo e o máximo de confiabilidade. Filme.

21 Importância dos modelos em sistemas elétricos de potência Custo elevado das obras e equipamentos; Sistema de grande dimensão; A Indisponibilidade gera prejuízos altíssimos; A vida de algumas pessoas depende da energia elétrica, em alguns momentos; Questão de segurança nacional;

22 Um sistema real pode ser simulado para avaliar melhorias e situações de risco

23 UM MODELO SIMULADO permite análises quase que a todo instante, à medida que novas indagações sobre o comportamento do sistema modelado sejam criadas.

24 Sistema em funcionamento normal

25 Sistema após um curto-circuito

26 Sistema após alguns instantes

27 Antigamente: TNA (Transient Analyzer Network)

28 Simulação nos dias atuais Passado Presente

29 Atividade para a próxima aula: 07/05/09 Fazer um relatório sobre o tema: Modelos e Simulação. Usar as normas do Manual de trabalhos acadêmicos. (baseadas na ABNT). Lembre-se da Introdução, Desenvolvimento e Conclusão. Escrevam com suas palavras. (Não é ctrl+c e crtl+v). Trabalhos copiados receberão a nota: 0 (zero). Definam os termos técnicos, busquem exemplos reais.

30 Obrigado. FIM!