Os Sistemas de Controle, “Compensação de Sistemas”

1. Introdução

O controle de sistemas automáticos tem sido de extrema importância no avanço da engenharia e indústria. Sabe-se que o controle automático é essencial em aplicações aeroespaciais, projeto de aviões, indústria automotiva além de ser de suma importância em processos industriais que envolvem controle de pressão, de temperatura de umidade e de vazão. Com o desenvolvimento do controle, tanto na prática como na teoria, é imprescindível que os engenheiros e técnicos tenham sólidos conhecimentos na área.

Sabe-se que nem sempre as plantas apresentam um desempenho satisfatório na presença de distúrbios que tendem a afetar de maneira adversa o valor da variável de saída de um sistema. Por esse motivo, muitas vezes, é necessário a introdução de dispositivos para que a planta atenda as especificações de desempenho, tanto as de estado transitório (máximo de sobre-sinal, tempo de acomodação na resposta em degrau) quanto as de estado permanente (normalmente erro de estado estacionário). Um dispositivo inserido no sistema, com a finalidade de satisfazer as especificações, é chamado compensador e tem por finalidade alterar os parâmetros da planta, em malha fechada, de forma que ela possa atingir as especificações aplicáveis.

Os enfoques atuais, contudo, adotados para auditorias das malhas de controle exigem análises econômicas que permitam estabelecer o que se deseja alcançar: uma produtividade maior proporcionada por uma resposta na saída da malha ótima, um esforço menor de controle ou um desempenho razoável na saída em conjunto com menor esforço de controle. É necessário viabilizar, contudo, o desenvolvimento de tais competências na formação de técnicos e engenheiros no tocante à análise financeira do que se deseja alcançar em uma malha de controle. Para tal torna-se imprescindível não só a compreensão das ferramentas disponíveis para se alcançar as referências estabelecidas para as plantas industriais.

2. Os Sistemas de Controle, “Compensação de Sistemas”

Os sistemas de controle são desenvolvidos e projetados para desempenhar funções e tarefas específicas que devem atender a determinados requisitos impostos. Estes requisitos devem ser definidos antes de se iniciar o projeto. Porém muitas vezes o desempenho real do sistema não atende aos requisitos impostos, fazendo necessário o uso de compensadores/controladores de forma a garantir as especificações desejadas.

Compensação de sistemas é a modificação da dinâmica de um sistema para satisfazer determinadas especificações. O reprojeto ou a adição de um dispositivo apropriado é denominado compensação. Um dispositivo inserido no sistema, com a finalidade de satisfazer as especificações, é chamado compensador. Este dispositivo compensa a deficiência do sistema original.

Podem ser utilizados compensadores de avanço de fase, de atraso de fase e de atraso e avanço de fase e compensadores por realimentação de velocidade (tacométricos). As configurações para inserir o compensador podem ser: série ou em paralelo (ou por realimentação). O programa aqui apresentado utiliza um compensador serie com a função de transferência da planta dos tipos avanço, atraso e avanço atraso.

3. Estudo de Caso para Análise do comportamento do sistema através do LGR: Robô Rasteirinho para competição

O projeto em estudo teve como objetivo controlar o robô Rasteirinho, utilizando os conhecimentos adquiridos na cadeira de Controlo de Sistemas, fazendo-o seguir uma linha preta a tracejado. Pretendeu-se numa fase posterior fazer o controle da velocidade do Rasteirinho.

4. Bases Teóricas

Na elaboração deste projeto há que ter bem assentado algumas