1. CONTROLE DE PROCESSO SISTEMAS I

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1 1. CONTROLE DE PROCESSO SISTEMAS I
PROCESSO: operação ou desenvolvimento que evolui progressivamente em direção a um resultado ou meta. Qualquer operação a ser controlada, tais como, processos químicos, biológicos, econômicos, etc. ESTUDO DE UM PROCESSO: determinar a resposta na saída em função de uma entrada presente. Qualificar o padrão causa-efeito ou excitação-resposta. SISTEMAS I

2 2. TRANSPOSIÇÃO SISTEMAS I Processo Causa/Excitação Efeito/Resposta
REPRESENTAÇÃO DE UM PROCESSO: através de uma caixa preta (bloco). TRANSPOSIÇÃO: determinados resultados para um certo caso para diversos outros processos. PROCESSO: conjunto de leis, regras que regem um certo conjunto de dispositivos. Processo Causa/Excitação Efeito/Resposta SISTEMAS I

3 3. SISTEMAS DE CONTROLE SISTEMAS I
RELAÇÃO ENTRADA-SAÍDA: conhecendo as variáveis físicas de causa e de efeito, busca-se deixar o todo dentro de certos parâmetros estipulados. CONTROLE DE PROCESSOS: grandeza física que mereça análise para a determinação de uma resposta, em função de uma excitação dada e de um sistema cujas características sejam conhecidas. Exemplo: eritropoiose (medicina). SISTEMAS I

4 4.a. REVISÃO HISTÓRICA SISTEMAS I
INÍCIO DA ERA CRISTÃ: árabes construíram os primeiros controles de nível de líquidos por meio de válvulas acionadas por bóias. SÉCULO XVIII: James Watt construiu um controlador centrífugo para o controle de velocidade de uma máquina a vapor. 1868: J. C. Maxwell publica o artigo “On Governors”, na Inglaterra. 1922: Minorsky trabalhou em controladores automáticos para pilotagem de navios e mostrou como poderia ser determinado a estabilidade a partir das equações diferenciais que descrevem o sistema. 1932: Nyquist desenvolveu um procedimento relativamente simples para determinar a estabilidade de sistemas em malha fechada, com base na resposta a entradas senoidais em regime permanente e em malha aberta. SISTEMAS I

5 4.b. REVISÃO HISTÓRICA SISTEMAS I
1934: Hazen introduziu o termo “servomecanismo” para sistemas de controle de posição e discutiu o projeto destes dispositivos. DÉCADA DE 40: Os métodos de resposta em freqüência tornaram possível projetar sistemas de controle realimentados lineares que satisfazem requisitos de desempenho. INÍCIO DA DÉCADA DE 50: O método do lugar das raízes em projeto de sistema de controle foi completamente desenvolvido. DÉCADA DE 60: desenvolvimento da teoria de controle moderna para sistemas de múltiplas entradas e múltiplas saídas. DÉCADA DE 70 EM DIANTE: o aumento da disponibilidade de computadores propiciou avanços para otimização, métodos heurísticos e controle adaptativo. SISTEMAS I

6 5. QUADRO - RESUMO SISTEMAS I

7 6. SISTEMA EM MALHA ABERTA
SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA ABERTA: não apresenta tomada de sinal ou medida da saída reinjetada e comparada com a sua entrada. EXEMPLO: alto-falante (converte sinal elétrico em ondas sonoras) SISTEMAS I

8 7.a. SISTEMA EM MALHA FECHADA
SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA FECHADA OU REALIMENTADO: apresenta-se em laço fechado, pois a resposta (saída) sempre gera alguma influência sobre a entrada. A diferença entre o sinal de entrada (referência) e o sinal de saída realimentado, chamado de sinal de erro, é introduzido no controlador que atua na planta ou no processo de forma a reduzir o erro e manter a saída em um valor desejado. SISTEMAS I

9 7.b. SISTEMA EM MALHA FECHADA
EXEMPLO: CAG (controle automático de ganho) utilizado em receptores de rádio-freqüência. A tensão retirada na saída irá contrapor-se à tensão do sinal de entrada quando esta se afastar de um valor pré-estabelecido de referência, controlando-a, isto é, fazendo com que a mesma retorne ao valor de referência (set point). SISTEMAS I

10 8. BLOCOS DE UM SISTEMA DE CONTROLE
BLOCOS BÁSICOS: medidor, comparador, atuador, processo e saída. EXEMPLO: Ciclo de controle processo atuador comparador saída set-point medidor SISTEMAS I