Controlo por Computador
Código
10960
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Electrotécnica
Créditos
6.0
Professor responsável
Rui Alexandre Nunes Neves da Silva
Horas semanais
4
Total de horas
56
Língua de ensino
Português
Objectivos
O aluno que frequente esta disciplina com sucesso deverá perceber os seguintes conceitos:
- O que é um sistema discreto, o que o caracteriza e que representações matemáticas que admite;
- Sinais contínuo, amostrado e discreto; Período de amostragem;
- Estabilidade e desempenho;
- Domínio temporal discreto e frequência complexa;
- Retroacção e estabilidade do anel fechado;
- O que é o controlo digital e limites de aplicação;
- Representação em espaço de estados;
deverá ainda saber fazer:
- Modelar um sistema físico linear na forma de equação às diferenças e converte-lo em função de transferência. Calcular as respostas livre e forçada;
- Converter sistemas contínuos em discretos através de métodos exactos e aproximados;
- Identificar os pólos e zeros e estimar o seu desempenho/estabilidade a partir do seu diagrama pólos-zeros;
- Traçar diagramas de Bode e Nyquist;
- Concluir sobre a estabilidade de um sistema em anel fechado a partir dos diagramas de Nyquist e Bode (incluindo margens de ganho e fase);
- Calcular valores próprios de uma representação em espaço de estados e concluir sobre a estabilidade e desempenho;
- Projectar um controlador por realimentação linear de variáveis de estado;
adicionalmente o aluno adquire as seguintes competências não técnicas:
- Relatório de um trabalho experimental; Gestão do tempo e cumprimento de prazos;
Trabalhar em equipa e de colaborar numa equipa; Raciocínio abstracto e formal;
Modelação abstracta de problemas; Soluções sub-óptimas;
Pré-requisitos
Embora não obrigatório, pelo encadeamento de matérias, é de toda a conveniência ter realizado previamente a disciplina de Teoria de Controlo (TC) com sucesso no semestre anterior.
Todos os conceitos aprendidos em TC são agora transportados para o tempo discreto fazendo uso da Transformação em z, no lugar da Transformação de Laplace usada em tempo contínuo.
Conteúdo
Amostragem de sinais, algoritmo de controlo, função de transferência discreta de controladores, resposta impulsional e ao degrau, estabilidade de amplitude limitada.
Função de transferência amostrada de processos com resposta ao degrau invariante, discretização de controladores analógicos, discretização do controlador PID, relação dos espaços s e z com resposta impulsional invariante, lugar de raízes.
Resposta em frequência, diagramas de Nyquist e de Bode, erro estacionário, resposta transitória, critérios de estabilidade, sensibilidade de sistemas.
Projecto de sistemas de controlo em espaço de estados.
Bibliografia
Franklin; Powell; Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Addison-Wesley
Método de ensino
-Aulas teóricas e estudo individual para a transmissão do conhecimento.
-Realização de exercícios práticos e laboratorias em sessões presenciais e no estudo individual.
Método de avaliação
A aprovação na disciplina de Controlo por Computador pode ser obtida através de uma de duas formas alternativas:
1. Média superior a 9.5 valores na avaliação de 3 minitestes (75 min) a realizar durante o semestre (com pesos de 30%, 30% e 40%). Na avaliação do 3º miniteste existe uma nota mínima de 7.5 valores para obter aprovação.
2. Realização de um exame final de recurso caso tenha obtido frequência à disciplina. A nota obtida no exame será a nota final da disciplina.
A frequência à disciplina obtida nos dois últimos anos lectivos transita para esta edição 2012 / 2013.
Os alunos sem frequência, realizam 3 testes práticos com consulta do relatório laboratorial (3 x 20 min). Para obter frequência os alunos terão de obter uma média superior a 9.5 valores.
A nota prática conta com 25% da avaliação contínua, incluindo a que foi obtida nos anos anteriores.