Pontifícia Universidade Católica de Goiás Escola de Engenharia. Aluno (a): Aula Laboratório 11 Cap 6 Estabilidade

Documentos relacionados
SISTEMAS DE CONTROLE I Capítulo 6 - Estabilidade. Prof. M.e Jáder de Alencar Vasconcelos

Sistemas de Controle 1

Sistemas de Controle 1

Pólos, Zeros e Estabilidade

SC1 Sistemas de Controle 1. Cap. 2 - Estabilidade Prof. Tiago S Vítor

Critério de Estabilidade: Routh-Hurwitz

Sistemas de controle. Prof. André Schneider de Oliveira

Pontifícia Universidade Católica de Goiás Escola de Engenharia. Aluno (a): Aula Laboratório 09 Cap 4 Redução de Subsistema Multiplos

Estabilidade de Sistemas Lineares Realimentados

IV. ESTABILIDADE DE SISTEMAS LIT

Aula 9. Carlos Amaral Cristiano Quevedo Andrea. UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná DAELT - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica

EES-20: Sistemas de Controle II. 20 Outubro 2017 (Tarde)

CRITÉRIO DE ESTABILIDADE DE ROUTH

Sistemas de Controle 2

Pontifícia Universidade Católica de Goiás Escola de Engenharia. Aluno (a): Aula Laboratório 14 Cap 13 Sistema de Controle Digital

Pontifícia Universidade Católica de Goiás. Engenharia de Controle e Automação. Prof: Marcos Lajovic Carneiro Aluno (a):

Sistemas e Sinais (LEE & LETI)

Pontifícia Universidade Católica de Goiás Escola de Engenharia. Aluno (a): Aula Laboratório 07 Cap 10 Método de Resposta em Frequência

Sistemas e Sinais (LEE & LETI)

SC1 Sistemas de Controle 1. Cap. 3 Erros no Regime Estacionário Prof. Tiago S Vítor

Aula 11. Cristiano Quevedo Andrea 1. Curitiba, Outubro de DAELT - Departamento Acadêmico de Eletrotécnica

Sistemas de Controle 1

PROJETO DE CONTROLADORES A PARTIR DO PLANO S. critério Routh-Hurwitz análise de estabilidade análise de desempenho

Técnicas de Lugar das Raízes. Carlos Alexandre Mello. Carlos Alexandre Mello 1

Sistemas de Controle 2

Estados Prof: Marcos Lajovic Carneiro Aluno (a): Laboratório Resumo Experimentos da Modelagem no Espaço dos Estados

Critério de Estabilidade de Routh-Hurwitz

EES-49/2012 Prova 2. Individual Duração: 100 minutos. Consulta permitida a uma página A4 com anotações pessoais e fórmulas.

Resposta dos Exercícios da Apostila

AULA 3. CRITÉRIO DE ESTABILIDADE DE Routh-Hurwitz. Universidade Federal do ABC UFABC ESTA003-17: SISTEMAS DE CONTROLE I

Pontifícia Universidade Católica de Goiás Escola de Engenharia. Aluno (a):

Erros de Estado Estacionário. Carlos Alexandre Mello. Carlos Alexandre Mello 1

Controle de Processos Aula: Estabilidade e Critério de Routh

Sinais e Sistemas Unidade 5 Representação em domínio da frequência para sinais contínuos: Transformada de Laplace

Fundamentos de Controlo

EES-49/2012 Prova 1. Q1 Dado o seguinte conjunto de equações:

Pontifícia Universidade Católica de Goiás Escola de Engenharia. Aluno (a): Aula Laboratório 07 Cap 9 Resposta no Domínio do Tempo

Estabilidade no Domínio da Freqüência

Lugar Geométrico das Raízes (Root Locus)

Indice. Resposta forçada (condições iniciais nulas)

Estabilidade de sistemas de controle lineares invariantes no tempo

O método do lugar das raízes

Sistemas de Controle 2

Controlo 4.ª AULA. Critério de Routh-Hurwitz Análise da Resposta em Frequência Entrada Sinusoidal Diagramas de Bode (Construção e Análise) Docente

O lugar das raízes p. 1/54. O lugar das raízes. Newton Maruyama

O critério de Nyquist

Controle por Rastreamento em Espaço de Estados

Controle 2 - Introdução

Método do Lugar das Raízes

O Papel dos Pólos e Zeros

Departamento de Engenharia Elétrica Prova individual, sem consulta. Só é permitido o uso de calculadora científica básica.

Estabilidade de sistemas de controle lineares invariantes no tempo

Sistemas de Controle 2

Análise do Lugar das Raízes

Exercício. Alexandre Bernardino IST-Secção de Sistemas e Controlo

Exercício. Alexandre Bernardino IST-Secção de Sistemas e Controlo

6-Análise de estabilidade de sistemas feedback 6.1- Noções de estabilidade

Sistemas de Controle 2

Sistemas de Controle 2

ANÁLISE DO MÉTODO DA RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

Método do lugar das Raízes

SCS Sistemas de Controle / Servomecanismos. Aula 04 Diagrama do lugar geométrico das raízes

Mini curso básico. Gilberto A. S. Segundo Fábio Carmo. Programa de Educação Tutorial

Capítulo 2 Dinâmica de Sistemas Lineares

Aula 12 Root Locus LGR (Lugar Geométrico das Raízes) parte II

Sistemas de Controle 2

Sistemas de Controle 1

Um resumo das regras gerais para a construção do lugar das raízes p. 1/43. Newton Maruyama

R + b) Determine a função de transferência de malha fechada, Y (s)

SCILAB: MÓDULO 4 SISTEMAS E CONTROLE

V. ANÁLISE NO DOMÍNIO DO TEMPO

Sistemas e Sinais. Universidade Federal do Rio Grande do Sul Departamento de Engenharia Elétrica. Sistemas de Controle Realimentados

Sintonia de Controladores PID

Erro de Estado Estacionário

Erro de Estado Estacionário

EES-49/2012 Resolução da Prova 3. 1 Dada a seguinte função de transferência em malha aberta: ( s 10)

UNIVERSIDADE GAMA FILHO PROCET DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA. Disciplina de Controle II Prof. MC. Leonardo Gonsioroski da Silva

2 a PROVA CONTROLE DINÂMICO Turma B 2 /2015

Margem de Ganho e Margem de Fase Diagrama de Nichols

Analise sistemas LCIT usando a Transformada de Laplace

Resposta no Tempo. Carlos Alexandre Mello. Carlos Alexandre Mello 1

Controle e Sistemas Não lineares

O método do lugar das raízes

Controle H - PPGEE - EPUSP Exemplo 1 - Projeto Ótimo H SISO

Sistemas de Controle 2

Sistemas de Controle de Aeronaves

J. A. M. Felippe de Souza 10 Estabilidade. 10 Estabilidade

= + + = = Este sistema é semelhante ao anterior mas o atraso do sistema é agora de 2 amostras. Pretende-se determinar o controlo de variância mínima.

Controle de Sistemas. Desempenho de Sistemas de Controle. Renato Dourado Maia. Universidade Estadual de Montes Claros. Engenharia de Sistemas

Controle de Processos Aula: Função de transferência, diagrama de blocos, polos e zeros

Aplicações de Conversores Estáticos de Potência

1:9 2 a PROVA CONTROLE DINÂMICO - 1 /2017

1. Sinais de teste. 2. Sistemas de primeira ordem. 3. Sistemas de segunda ordem. Especificações para a resposta

Laboratório 09: Amostragem, Transformada Z e de Laplace. 1. Prática de Laboratório 1.1. Amostragem:

Symbolic Math Toolbox

Resposta dinâmica. Prof. Alan Petrônio Pinheiro Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica

Controle por Rastreamento em Espaço de Estados

Pontifícia Universidade Católica de Goiás. Prof: Marcos Lajovic Carneiro Aluno (a): Sistemas de Controle I

Transcrição:

Pontifícia Universidade Católica de Goiás Escola de Engenharia Laboratório ENG 3503 Sistemas de Controle Prof: Filipe Fraga 11 Aluno (a): Aula Laboratório 11 Cap 6 Estabilidade 1- Considerações teóricas: A estabilidade é a especificação de sistema mais importante. Caso um sistema seja instável, a resposta transitória e os erros em regime permanente são uma questão irrelevante. Um sistema instável não pode ser projetado para ter uma resposta transitória específica ou para atender um requisito de erro em regime permanente. Um sistema é estável se toda entrada limitada gerar uma saída limitada. Um sistema é instável se alguma entrada limitada gerar uma saída ilimitada.

1. Regiões de estabilidade no plano complexo das raízes da equação característica Contudo, em certas condições, podemos tirar algumas conclusões sobre a estabilidade do sistema. Primeiro, se a função de transferência em malha fechada possuir apenas polos no semiplano da esquerda, então os fatores do denominador da função de transferência em malha fechada consistirão em produtos de termos como (s + ai), em que ai é real e positivo, ou complexo com parte real positiva. O produto desses termos é um polinômio com todos os coeficientes positivos. Nenhum termo do polinômio pode estar faltando, uma vez que isso implicaria o cancelamento entre coeficientes positivos e negativos ou fatores de raízes sobre o eixo imaginário, o que não é o caso. Portanto, uma condição suficiente para que um sistema seja instável é que nem todos os sinais dos coeficientes do denominador da função de transferência em malha fechada sejam iguais. Se potências de s estiverem faltando, o sistema é instável ou, na melhor das hipóteses, marginalmente estável. Infelizmente, se todos os coeficientes do denominador estiverem presentes e forem positivos, não temos informações definitivas sobre as posições dos polos do sistema. É possível verificar quantos polos estão fora do semipleno direito do plano de s, utilizando o comando roots: roots[1 3 2 6 6 9]

2. Contribuições dos polos na resposta malha fechada 3. Critério de Routh-Hurwitz O método requer dois passos: (1) gerar uma tabela de dados chamada de tabela de Routh e (2) interpretar a tabela de Routh para dizer quantos polos de sistema em malha fechada estão no semiplano esquerdo, no semiplano direito e sobre o eixo jω.

Se a função de transferência em malha fechada possui todos os polos na metade esquerda do plano s, o sistema é estável. Assim, um sistema é estável se não houver mudança de sinal na primeira coluna da tabela de Routh. Problema 01: Utilizando a tabela de Routh, diga quantos polos da função a seguir estão no semiplano da direita, no semiplano da esquerda e sobre o eixo jω: clear all clc %-det([si() si(); sj() sj()])/sj() %Gabarito para uso em cada célula syms e %Constroi o objeto simbólico para cada epsilon s5=[1 4 3 0 0] %Constroi a linha s5 da tabela Routh s4=[-1-4 -2 0 0] %Constroi a linha s4 da tabela Routh if -det([s5(1) s5(2);s4(1) s4(2)])/s4(1)==0 s3=[e... -det([s5(1) s5(3);s4(1) s4(3)])/s4(1) 0 0]; %Constroi a linha s3 da tabela de Routh %Se o primeiro elemento for 0. else s3=[-det([s5(1) s5(2);s4(1) s4(2)])/s4(1)... -det([s5(1) s5(3);s4(1) s4(3)])/s4(1) 0 0] %Constroi a linha s3 da tabela de Routh %Se o primeiro elemento não for 0. end if -det([s4(1) s4(2);s3(1) s3(2)])/s3(1)==0 s2=[e... -det([s4(1) s4(3);s3(1) s3(3)])/s3(1) 0 0]; %Constroi a linha s2 da tabela de Routh %Se o primeiro elemento for 0. else s2=[-det([s4(1) s4(2);s3(1) s3(2)])/s3(1)... -det([s4(1) s4(3);s3(1) s3(3)])/s3(1) 0 0] ; %Constroi a linha s2 da tabela de Routh %Se o primeiro elemento não for 0. end if -det([s3(1) s3(2);s2(1) s2(2)])/s2(1)==0 s1=[e... -det([s3(1) s3(3);s2(1) s2(3)])/s2(1) 0 0]; %Constroi a linha s1 da tabela de Routh %Se o primeiro elemento for 0. else s1=[-det([s3(1) s3(2);s2(1) s2(2)])/s2(1)... -det([s3(1) s3(3);s2(1) s2(3)])/s2(1) 0 0]; %Constroi a linha s1 da tabela de Routh %Se o primeiro elemento não for 0. end

s0=[-det([s2(1) s2(2); s1(1) s1(2)])/s1(1)... -det([s2(1) s2(3);s1(1) s1(3)])/s1(1) 0 0]; %Constroi a linha s0 da tabela de Routh 's3' s3=simplify(s3) pretty(s3) 's2' s2=simplify(s2) pretty(s2) 's1' s1=simplify(s1) pretty(s1) 's0' s0=simplify(s0) pretty(s0) Problema 02: O MATLAB pode calcular os polos de uma função de transferência para determinar a estabilidade. Para resolver para os polos de T(s) use o comando pole (T). Vamos ao problema: Determine o número de polos no semiplano da esquerda, no semiplano da direita e sobre o eixo jω para o sistema da figura abaixo: 'Estabilidade de sistemas' numg=1; deng=conv([1 0],[2 3 2 3 2]); G=tf (numg,deng); 'T(s)' T=feedback (G,1) polos=pole(t) pause % Exibe o título. % Define o numerador de G(s). % Define o denominador de G(s). % Cria o objeto G(s). % Exibe o título. % Calcula o objeto em malha fechada % T(s). % Realimentação negativa é assumida % como padrão quando o parâmetro % sinal é omitido. % Obtém os polos de T(s).

Exercícios: 1. Determine o número de polos no semiplano da esquerda, no semiplano da direita e sobre o eixo jω para o sistema da figura abaixo: Figura 1 - Letra A Figura 2 - Letra B Figura 3 - Letra C 2. Utilize o MATLAB e a Symbolic Math Toolbox para gerar uma tabela de Routh para resolver a FT em malha aberta: