Princípios de Controle,...
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Definicao
Controle
• Por que Controle?
Definicao
ExemploControle da economia: Banco Central fixa a meta da inflacao em 5% ao ano.Esse “5%” e valor de referencia. Para alcancar esse valor referencia, oBanco Central atua: aumenta/diminui juros.Resumo: para Controlar inflacao, Banco Central atua nos juros.
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Definicao
Controle
• Por que Controle?
Definicao
• Controle: basicamente um mecanismo pelo qual um sistema, sejamecanico, eletrico, biologico, utiliza para manter o “equilıbrio”.
ExemploControle da economia: Banco Central fixa a meta da inflacao em 5% ao ano.Esse “5%” e valor de referencia. Para alcancar esse valor referencia, oBanco Central atua: aumenta/diminui juros.Resumo: para Controlar inflacao, Banco Central atua nos juros.
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Onde usamos Controle?
Figura: Sistema de controle automotivo. O motorista percebe a diferenca entre adirecao atual e a desejada, e ajusta o volante.
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Onde usamos Controle?
Figura: Controle manual: uma pessoa controlando a temperatura do gas.
O que pode acontecer se o operador dormir?
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Possıvel solucao
• Substituir o homem por uma maquina que realiza tarefas“automaticamente”.
Automacao
• E a tecnologia que usa comandos programados para operar umdeterminado processo, usando informacoes de “sensores” para gerar sinalde “realimentacao”; tal sinal sera usado para determinar “quaiscomandos” devem ser executados. A tecnologia e usada para implementaro “cerebro virtual”. Tal “cerebro” chama-se Controle.
Controle e AutomacaoControle: cerebro. Automacao: tecnologia.
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Usando o Controle e Automacao
Figura: Controle automatico: a temperatura do gas e controlada automaticamente.O Sensor le temperatura e envia informacao para Computador-Controller que“pensa” como um “cerebro”. Computador-Controller toma decisao, e envia ainformacao da sua decisao para a valvula abrir ou fechar ou nao mover-se.
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Utilizacao de Controle Automatico – Eletronica
Figura: Controle e utilizado para posicionar as placas fotovoltaicas de forma que asmesmas sigam a luz do sol (efeito girassol – “sun-tracking”).
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Utilizacao de Controle Automatico – Robotica
Figura: Os robos a esquerda sao usados para encontrar minas terrestres , e o robo adireita e usado em locais com contaminacao quımica.
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Utilizacao de Controle Automatico – Humanoide
Figura: Exoskeleton-passive: Tele-operation of the human robot Aila, Bremen,Germany.
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Controle e Automacao: Salario medio Engenheiros USA
Figura: Salarios medio Engenheiros no USA.
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Qual o segredo do excelente profissional?
Deseja ser profissional destacado, requisitado, reconhecido, e desucesso em Controle e Automacao?Se tua resposta e sim, entao voce precisa ser excelente nos tres topicos aseguir.
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Qual o segredo do excelente profissional?
1o. topico: Matematica
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2o. topico: Matematica
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Qual o segredo do excelente profissional?
3o. topico: Matematica
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Qual o segredo do excelente profissional?
Importancia da MatematicaSem a Matematica nao existe Controle, Automacao, Robotica, ...
E o Controle?Toda a Teoria de Controle e baseada na Matematica.
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Figura: Avanco na matematica.
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Teoria de Controle
Nascimento da Teoria de Controle (1868)
• Inicia-se com o uso de “Equacoes Diferenciais” na analise de sistemasdinamicos.
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Divisao Historica da Teoria de Controle
Divisao Historica da Teoria de Controle
• controle primitivo (1868 ∼ 1900);
• controle classico (1900 ∼ 1960);
• controle moderno (1960 ∼ hoje).
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Controle primitivo
Figura: Criterio de estabilidade
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Controle classico
Figura: Descobriu “realimentacao negativa em malha fechada” (1923).
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Controle classico
Figura: “Metodos” para Projeto de Sistemas de Controle.
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Controle Moderno
Controle Moderno (apos 1960)
• Avanco nunca visto na teoria de controle (em 2 anos);
• As maiores limitacoes do Controle Classico foram superadas;
• Novas ferramentas teoricas foram introduzidas;
• Uma “nova era” na Teoria de Controle se inicia: Controle Moderno
Este curso aborda somente o Controle classico.
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Filosofia de Projeto de Sistemas de Controle
Projeto de Sistemas de ControleDado um processo (ou planta), como projetar um sistema de controle?
• Passo 1 – Modelagem: obtenha o modelo matematico que descreve oprocesso.
• Passo 2 – Analise: analise as propriedades do modelo matematico. Facasimulacoes no Computador.
• Passo 3 – Projeto: use o modelo matematico para projetar o controlador.Faca simulacoes no Computador. Caso as especificacoes de desempenhosejam atendidas no modelo-simulacao, prossiga com a implementacaoexperimental no processo.
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Filosofia de Projeto de Sistemas de Controle
Modelos matematicosProcessos fısicos podem ser representados por modelos matematicos:
• lineares ou nao-lineares.
• determinısticos ou estocasticos.
• variantes ou invariantes no tempo.
• Graduacao – sistemas lineares determinısticos invariantes no tempo.
• Pos-graduacao – demais sistemas.
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Contato
Contato:
Alessandro N. Vargas – [email protected]/vargas
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