DIMENSIONAMENTO DE CONTROLADOR

1. OBJETIVO

Dimensionar um controlador para melhorar a resposta da posição do motor cc ensaiado em laboratório. A posição desejada era de 4V, sendo Overshoot < 2% e Tempo de Assentamento < 4s.

2. REVISÃO TEÓRICA

Sistema em malha-aberta: É aquele que a saída ou resposta não possui nenhuma influência sobre a entrada.

Figura 2.1- Planta em malha-aberta.

Sistema em malha-fechada: É aquele em que a saída ou resposta influencia a entrada do sistema.

Figura 2.2- Planta em malha-fechada.

A introdução de um controlador em um sistema visa modificação dinâmica, manipulando a relação entrada/saída através da atuação sobre um dos seus parâmetros, com o objetivo de satisfazer certas especificações com relação a sua resposta. Os parâmetros do sistema que sofrem a ação direta do controlador são denominados de variáveis manipuladas, enquanto que os parâmetros no qual se deseja obter as mudanças que satisfaçam as dadas especificações denominam-se variáveis controladas. O controlador é um dispositivo físico, podendo ser: eletrônico, elétrico, mecânico, pneumático, hidráulico ou combinações destes. No projeto real de um sistema de controle, o projetista deverá decidir pela utilização de um ou mais controladores. Esta escolha depende de vários fatores. O tipo de controlador mais comum utilizado em plantas é o controlador eletrônico.

De fato, os sinais não elétricos são, normalmente, transformados em sinais elétricos, através de transdutores, e, devido a simplicidade de transmissão, aumento do desempenho, aumento da confiabilidade e principalmente, aumento da confiabilidade e principalmente, facilidade de compensação. Geralmente controladores eletrônicos são circuitos simples, formados basicamente por amplificadores operacionais, sendo assim de fácil implementação prática e de baixo custo. Uma vez determinada à necessidade de se projetar um controlador, existem algumas configurações possíveis, com respeito ao posicionamento do mesmo no sistema a ser controlado.

3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

3.1. CONTROLE DE VELOCIDADE

Foi ensaiado em laboratório o controle da velocidade do motor cc e foi obtido a seguinte resposta em osciloscópio:

A partir dela, foi calculada a seguinte função de transferência:

G(s)=6,9/(s+3,45)

3.2. CONTROLE DE POSIÇÃO

Foi ensaiado, também, o controle de posição do motor cc, e foi obtida a seguinte resposta em osciloscópio:

A partir a imagem, foi calculada a função transferência, que segue abaixo:

F(s)=70,89/(s²+3,2s+70,89)

3.3. PROJETANDO UM CONTROLADOR

Foi exigido que a resposta ao degrau do motor tivesse as seguintes características:

Overshoot