Teoria de Controlo
Objetivos
O aluno que frequente esta disciplina com sucesso deverá entender os seguintes conceitos:
- O que é um sistema, o que o caracteriza e que representações matemáticas 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 diagrama pólos-zeros;
- Traçar um diagrama de localização de raízes (root-locus) do anel fechado;
- 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
Rui Alexandre Nunes Neves da Silva
Horas
Semanais - 4
Totais - 77
Idioma de ensino
Inglês
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 teórico-práticas e estudo individual para a aquisição do conhecimento.
-Realização de exercícios práticos e laboratorias em grupo.
Método de avaliação
A aprovação na UC de Teoria de Controlo apresenta o requisito prévio de obtenção de frequência na componente prática. A obtenção da frequência está condicionada a uma média de 9.5 valores na avaliação de 3 trabalhos laboratoriais.
A avaliação da componente teórica é obtida através:
1. Da média do resultado de dois testes realizados durante o semestre; OU
2. Do resultado de um exame em época de recurso (ou época especial).
Para 1. e 2. existe uma nota mínima de 9.5 valores.
O resultado final da avaliação será calculado pela fórmula:
RF = 25% (Comp. Prática) + 75% (Comp Teórica)
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: