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Processamento de Sinais e Controle Digital

Eng. de Computação.

👇 Segue Parte Teórica

Embasamento Teórico Inicial

  1. Teoria da amostragem e Aquisição de Sinais. 🔰

    1. Simulação demonstrando Teorema da Amostragem (Amostrando uma onda dente-de-serra).
    2. Síntese de Onda Quadrada usando Série de Fourier.
    3. Wolfram Demonstrations Project: Sampling Theorem
    4. Wolfram Demonstrations Project: Aliasing in Time Series Analysis;

  2. Transformada Z.

    1. Parte 1: transformada_Z.pdf (parte inicial, definições, transformadas de sinais "básicos")
    2. Parte 2: transformada_Z_parte2.pdf (continuando com transformadas de outros sinais, Propriedades)
    3. Parte 3: transformada_Z_parte_3.pdf (Métodos Transformada Inversa de Laplace)
    4. Resumo: revisao_partes_importantes_transformada_Z.pdf (paralelos sinais/sistemas tempo contínuo x tempo discreto)

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Parte 1: Controle Digital:

  1. Modelagem do Sustentador de Ordem Zero (cálculo de )

  2. Impacto (ou falta) do

  3. Sistema de 1a-ordem digitalizado (uso de Matlab)

  4. Análise de Sinais/Transformada de Laplace/Modelagem (voltado à Controle Digital)

    1. Transformada de Laplace (aplicado à Controle: revisão).
    2. Respostas temporais típicas de Processos Industriais.
    3. Introdução à Modelagem (algumas técnicas).
    4. Paralelos entre plano-s plano-z (parte final: malha controle digital típica).

  5. Introdução ao Matlab

  6. Ações Básicas de Controle: P, PI, PD, PID e outros (ainda mundo contínuo).

  7. Teoria do Erro (ou da Precisão + importância do integrador c/ dedução integral numérica).

  8. Projetos de Controladores Digitais usando Root-Locus:

    1. O que é o "Root Locus" ?

    2. Controlador Proporcional -- Aula de 08/04/2024;

    3. Controlador Proporcional + Controle com Ação Integral Pura -- Aula de 22/04/2024;

    4. Controlador PI (diferentes opções) + "Lag" -- Aula de 29/04/2024;

    5. Teoria associada com controladores PD e Lead:

      1. Base Teórica; (video* da aula de Processamento Sinais (Parte 1/2) (2024-05-06 19:53 GMT-3));
      2. Teste de Controladores com Ação Derivativa (uso de Matlab/Simulink); (video* da aula de Processamento Sinais (Parte 2/2) (2024-05-06 21:01 GMT-3))
      3. "Resumo"; *Videos eventualmente só acessíveis com usuário logado no domínio @upf.br.

    6. Controlador PD aplicado à planta do estudo de caso:

      1. Aulas passadas;
      2. Aula de 13/05/2024 (Projeto de PD e Lead).

    7. Controlador PID:

      1. Embasamento teórico;
      2. Sintonizando um PID, Tabela de Ziegler-Nichols (Wikipedia);
      3. Antiga apostila da disciplina, ênfase em PID à partir da pág. 24 ⚠️.
      4. PID no formato velocidade: figura + arquivos: .SLX ou .MDL (Simulink).

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Parte 2: Processamento (Digital) de Sinais:

  1. Introdução à Sistemas de Processamento Digital de Sinais.

  2. Filtro de Média Móvel.

    1. Uso da função filter() do Matlab

  3. Modelagem de um Sistema Térmico.

  4. Revisão rápida sobre Série de Fourier. Mais info sobre Série de Fourier: Síntese Onda Quadrada, Wiki: Fourier Series e Fourier Series: Graph Tool.

  5. Usando o algoritmo de FFT para obter Espectro de um Sinal.

    1. Análise de Espectro: exemplo da Academo.
    2. Exemplo de uso de Espectro de um Sinal (Espectro de sinal de bateria; tentativa de recomposição do sinal).

  6. Funções Transferência: Gráfico de Superfície e Diagrama pólo-zero.

  7. Estabilidade de Sistemas Discretos.

  8. Impacto dos pólos e zeros na magnitude da resposta frequencial de um sistema.

  9. Projeto de Filtros:

    1. Filtro Passa-Baixas Exponencial;

    2. "Projeto por emulação" → Transformações biliares: Método de Tustin.

      1. Filtro Passa Baixas de 1a-ordem e Butterworth de 2a-ordem (uso do método de Tustin):

        Revisando Diagrama de Bode, Funções Transferência e FFT - baseado em: How to design and implement a digital low-pass filter on an Arduino, (de 20/06/2021, Curio Res) - (material em inglês, mas ótimas animações enfatizando uso, papel da magnitude e do atraso num filtro passa-baixas) - (Acessado em 20/05/2024).

    3. Projeto usando alocação pólo-zero: Filtro Notch sobre sinal de ECG (Eletrocardiograma).

  10. Convolução e Reverberação de Sinais

     

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🧪 Parte Prática da disciplina: Aulas de Laboratório (a partir de 30/04/2024).

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🎢 Formas de Avaliação

Softwares Usados

Detalhes da disciplina

[T. Dark Graphite]