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Curso de Controle Automático II

Clique aqui para: Sequência prevista para aulas

• Instalação (recomendada) do Matlab/Simulink e toolboxes.
• Tutorial (rápido) sobre o Matlab;
• Tutorial (rápido) sobre o Octave;

1) Introdução

• História da Área de Controle Automático (clássico) → intro_controle_2.pdf;
• Artigo da Scientific American sobre as origens do Controle por realimentação (artigo em inglês, de Out/1970);
• Artigo IEEE Control Systems Magazine sobre a história da área de Controle Automático (artigo em inglês, de Abril/2002);

2) Ações de Controle

• Ações de Controle (teoria/slides) → acoes_controle.pdf;

• Material complementar sobre Açôes de Controle Básicas → acoes_controle_basicas.pdf;

• Exemplo de Controle de Velocidade de motor CC (diferentes controladores), incluindo sua modelagem.

  • Arquivos SLX para Simulações de ações de controle de velocidade do motor CC (para uso com Matlab/Simulink) + imagens e HTML em formato Zipado (Motor_CC.zip, 5 MB -- Detalhes/Instruções de Uso.

3) Teoria do Erro

• Teoria do erro (ou da Precisão): slides → erros.pdf;
• Exemplos de sistemas à serem simulados (Matlab/Simulink: arquivos disponibilizados);
• Avaliação quanto à Teoria do Erro: Google Forms: Avaliação Teoria do Erro

4) Estabilidade

• Slides/teoria → Estabilidade.pdf;

• Parte 1 (Conceitos e simulações)

• Parte 2 (Incompleto)

• Vídeos (YouTube) Recomendados:

  • Critério de Estabilidade de Routh (ELT009, ELT035) - Prof. Aguirre (UFMG);
  • Teste de Routh - Quarto grau - Parte 1 - Eng. Cleiton Vanz.
  • Teste de Routh - Quarto grau - Parte 2 - Eng. Cleiton Vanz.

• Avaliação: Google Forms: Avaliação Estabilidade

5) Root Locus

• Introdução sobre Root Locus → intro_root_locus.pdf

  • Rotina intro_rlocus.m (aprendendo root-locus);

• Regras e exemplos sobre traçados de RLs → Root_Locus_2a_parte_pt.pdf;

• Resumo sobre Root Locus → root_locus_resumo.pdf;

• Vídeo (YouTube) recomendado: Root Locus (ELT009, ELT013, ELT035) - Prof. Luis Antonio Aguirre (UFMG) + Adendo sobre Álgebra de Diagrama de Blocos deste professor

• Vídeos (YouTube) recomendados sobre Álgebra de Diagrama de Blocos do Prof. Cleiton Vaz: Simplificações - parte 1 e Simplificações - parte 2.

6) Respostas de Sistemas Lineares

• Revisão sobre Respostas de Sistemas Lineares (plantas de 1a-ordem, um polo simples real, múltiplos polos reais, polos dominantes, sistemas 2a-ordem com polos reais e polos complexos): → Root_Locus_3a_parte_pt_2019_1.pdf

7) Projeto de Controladores usando Root Locus

• Projeto de Controladores usando Root Locus (Parte I) --> Controlador Proporcional;

• Melhorias em Controlador Proporcional !? (aula de 04/06/2021)

• Projeto de Controladores Prooporcional e com Ação Integral

• Projeto de Controlador Proporcional (Aula #1: 2022/2) (aula de 10/10/2022; cálculo de $Kp$ em função do $e(\infty)$ desejado);

• Projeto de Controladores com Ação Integral:

  • Projeto de Controladores com Ação Integral (Aula #2: 2022/2) (aula de 17/10/2022);

  • Projeto de PI (por contribuição angular) + Lag; (Aula de 30/10/2020);

    • Projeto de PI usando contribuição angular(versão antiga, de 2019/2);
    • Exemplo$_1$ (Aula de 20/05/2020): Projeto de PI usando Contribuição Angular + Projeto de Compensador por Atraso de Fase.
    • Exemplo$_2$ (Aula de 26/10/2020): Projeto de PI usando Contribuição Angular + Projeto de Compensador por Atraso de Fase.
    • Exemplo$_3$ (Aula de 14/05/2021): E quando o $t_s$ desejado é impossível de ser alcançando?

  • Observações quanto à cálculos de contribuição angular.

• Controladores com Ação Derivativa:

  • Ação Derivativa (Derivador Puro? Simulações, cuidados e atenção).
  • Ação Derivativa na presença de sinal ruidoso (11/11/2022).
  • Teoria à respeito de Compensador por Avanço de Fase (Lead) (Aula de 02/06/2021)
  • Projeto de PD (Aula de 03/10/2019; Uso de Contribuição angular)
  • Projeto de Controladores PD (Aula de 07/11/2022; estudo de múltiplos casos para posição do zero + projeto do PD usando contribuição angular);
  • Projeto de Compensador por Avanço de Fase (Lead) (Aula de 09/06/2021)
  • Projeto de Compensadores Lead (Aula de 21/11/2022)

• Projeto de PID (example_9_5 de NISE, Norman S. Control Systems Engineering).

• Projeto de Lead-Lag (Aula de 28/05/2019)

• Outros exemplos de projetos de controladores usando RL (exercícios aleatórios).

• Sintonia de PID (usando Ziegler-Nichols e Método do Relé)

   

8) Projeto de Controladores no Domínio Frequência

• Teoria inicial/slides (arquivos PDF):

  • Parte 1: Revisão Diagramas de Bode + Conceitos Área Controle;
  • Parte 2: Revisão Margem de Ganho ($G_M$), Margem de Fase ($\Phi_M$), Projeto Controlador Proporcional -- Ajuste de Ganho (baseado em $e(\infty)$);

• Projeto de Controlador Proporcional (Ajuste de Ganho) (atualizado em 04/11/2024);

• Projeto de Controlador por Atraso de Fase (Lag);

  • Exemplo de Projeto de Lag com planta do "estudo de caso" ( aula de 11/11/2024 ).

• Projeto de Controlador por Avanço de Fase (Lead);

  • Exemplo de Projeto de Lead com planta do "estudo de caso" ( aula de 18/11/2024 ).

• Projeto de Compensador Lead-Lag → Teoria + Resumo (arquivos PDF).

  • Aula de 25/11/2024.

• Material de Apoio:

  • Vídeos (YouTube) recomendados do Prof. Luis Antonio Aguirre (UFMG):

    • Projeto no Domínio Frequência;
    • Marges de Ganho e de Fase;
    • Compensadores: Avanço, Atraso e Avanço Atraso.

  • Videos (em inglês) do Prof. Brian Douglas:

    • Designing a Lag Compensator;

    • Designing a Lead Compensator;

    • "Engineering Media" → Site do Prof. Brian Douglas (desde 2018)

       

9) Sintonia (prática) de PIDs

• Sintonia de PID (usando Ziegler-Nichols e Método do Relé)
• Ajuste usando Método do Relé;
• PID: Métodos de sintonia (dicas);
• Exemplo: arquivo sintonia_PID_exemplo.slx (Matlab/Simulink)

Aulas

• Semestre 2024/2.

Trabalhos

• 💥 Turma de 2023/1

FAQs

💬 Anexos

• Como obter gráficos de $u(t)$ e $e(t)$ na linha de comandos do Matlab.
• Uso do MATLAB nas aulas de Controle + documentação Markdown;

🎵 Prof. Fernando Passold

🌊 Fernando Passold 📬 ,