Teoria de Controlo

Objectivos

O aluno que frequente esta disciplina com sucesso deverá perceber os seguintes conceitos:
- O que é um sistema, o que o caracteriza e que representações matemáticas que admite;
- Esquema funcional de um sistema;
- Estabilidade e desempenho;
- Domínio temporal e frequência complexa;
- Resposta na frequência; fase mínima e não mínima;
- Retroacção e estabilidade do anel fechado;
- O que é o controlo e limites de aplicação;
deverá ainda saber fazer:
- Modelar um sistema físico linear na forma de equação diferencial e converte-lo em função de transferência. Calcular as respostas livre e forçada;
- Identificar os pólos e zeros e estimar o seu desempenho/estabilidade a partir do seu diagrama pólos-zeros;
- Traçar um diagrama de localização de raízes (root-locus);
- 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);
- Dimensionar um controlador PID a partir das regras de Ziegler-Nichols;
- Calcular a função descritiva de uma não linearidade estática e concluir sobre o efeito no anel fechado;
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; Avaliação crítica de uma solução e reconhecer problemas que requerem soluções sub-óptimas;

Caracterização geral

Código

3752

Créditos

6.0

Professor responsável

A disponibilizar brevemente

Horas

Semanais - A disponibilizar brevemente

Totais - 84

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Embora não obrigatório, pelo encadeamento de matérias, é de toda a conveniência ter realizado previamente a disciplina de Teoria de Sinais (TS) com sucesso no semestre anterior.

Bibliografia

R. Neves-Silva, Folhas da disciplina, FCT/UNL

B. J. Kuo, Automatic Control Systems, Prentice-Hall

Katsyhiko Ogata, System Dynamics, Prentice-Hall.

Outra bibliografia:

Katsyhiko Ogata, Modern Control Engineering, Prentice-Hall.

Franklin; Powell; Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Addison-Wesley

M. J. Roberts, Signals and Systems, McGraw-Hill.

D. K. Lindner, Signals and Systems, McGraw-Hill.

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 Teoria de Controlo pode ser obtida através de uma de duas formas alternativas:

1. Média superior a 9.5 valores na avaliação de 3 minitestes (~60 min) a realizar durante o semestre (com pesos iguais) e de 3 trabalhos laboratoriais (também com pesos iguais) .  A componente laboratorial vale 15% (3 em 20) da nota final por avaliação contínua.

2. Realização de um exame final de recurso. A nota obtida no exame será a nota final da disciplina.

Conteúdo

-Conceito de sistema e tipos de sistema. Esquema funcional.
-Caracteristicas de sistemas: pré-história; linearidade; causalidade.
-Modelação de sistemas físicos. Equação diferencial.

-Comportamento no tempo. Resposta livre e forçada.
-Domínio da frequência complexa. Função de transferência.

-Diagrama de pólos e zeros. Estabilidade.
-Retroacção e diagrama de localização de raízes (root-locus).
-Domínio complexo com sinais sinusoidais. Resposta na frequência. Ganho e desvio de fase.
-Diagrama de Nyquist. Critério de estabilidade de Nyquist. Margens de ganho e fase.
-Diagrama de Bode. Margens de ganho e fase no diagrama de Bode.
-Sistemas especiais: passa-tudo, fase-mínima e tempo-morto.
-Compensadores de atraso e avanço.
-Controladores PID. Regras de Ziegler-Nichols.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: