Etapas de Um Projeto de Controle

Atividades:

1. Defina os seguintes conceitos:

1. Modelagem caixa branca

Também conhecida como modelagem fenomenológica ou conceitual, esta modelagem é baseada na física do processo e leva em consideração apenas as variáveis de entrada do sistema, ou seja, no equacionamento dos fenômenos envolvidos. É necessário estar bem familiarizado com o sistema e conhecê-lo a fundo, estar ciente das relações matemáticas que descrevem os fenômenos envolvidos.

1. Modelagem caixa preta

Também conhecido como modelagem empírica, nesta modelagem nenhum modelo prévio é conhecido. É considerado as variáveis de entrada e a saída do sistema, a perspectiva interna do sistema é desconsiderada, sendo testadas e verificadas somente as interfaces do sistema.

1. Resposta transitória

Podemos considerar a resposta transitória como o tempo que o sistema precisa para reagir a uma nova entrada ao sistema em que se dão grandes variações na saída do processo.

1. Resposta em regime permanente ou estado estacionário

Este tipo de resposta está relacionado com o comportamento da saída do sistema após um longo tempo posteriormente a aplicação de um dado sinal de entrada. O desempenho em regime permanente é medido a partir da capacidade de um sistema seguir referências padrões (salto, rampa, parábola) e a rejeitar assintoticamente sinais de perturbação também padrões.

1. Erro de estado estacionário

Basicamente este erro consiste na diferença entre a entrada e saída para uma entrada de teste quanto t tende ao infinito.

1. Baixe o artigo “Comparação entre sistemas de controle para fornos industriais”, disponível no link abaixo, estude-o, e responda às perguntas a seguir.

1. Qual é a variável de controle?

Temperatura

1. Quais são os objetivos/especificações de controle?

Aproximar o valor da temperatura ao valor de referência utilizando diferentes tipos de controle e determinando o controlador mais satisfatório.

1. Quais foram os controladores utilizados?

Controle On-Off, Proporcional-Integral-Derivativo (PID), o controlador Proporcional (P) e o controlador Proporcional-Integral (PI).

1. Qual controlador foi considerado o melhor pelos autores do artigo?

O controlador Proporcional-Integral-Derivativo.

1. Mostre o modelo matemático utilizado. Qual é o nome desse modelo?

Ziegler-Nichols.

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1. Como o modelo matemático foi obtido?

Determinando valores de alguns parâmetros do controlados (anho proporcional (Kp), tempo de integral (Ti) e o tempo derivativo (Td)) através de um algoritmo.

1. Qual é o valor do set point (valor desejado ou valor de referência)?

250º C foi a temperatura utilizada como valor de referência.

1. Qual foi o sinal de entrada utilizado para testes?

O set point (250ºC).

1. O sistema alcançou o valor desejado?

O sistema foi capaz de obter resultados satisfatórios pois, a sintonia dos parâmetros dos controladores PI e PID e os comparativos de estabilização de energia e energia elétrica foram obtidos conforme o objetivo estabelecido no artigo.

1.  O erro de estado estacionário foi grande? Comente.

Considerando que este erro acontece apenas no primeiro ciclo do sistema e este foi de aproximadamente 3%, não se considera como um erro significativo.

1.  O sistema estabilizou?

Sim, conforme pode ser observado nos resultados obtidos.

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