Servomecanismo N7SRV Prof. Dr. Cesar da Costa

Apresentação em tema: "Servomecanismo N7SRV Prof. Dr. Cesar da Costa"— Transcrição da apresentação:

1 Servomecanismo N7SRV Prof. Dr. Cesar da Costa
1.a Aula: Introdução aos Servomecanismos

2 Sistema Automático de Abertura dos Portões
Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional Pós-computacional Héron de Alexandria Sistema Automático de Abertura dos Portões

3 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Moinho de Vento

4 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional James C. Maxwell ( ) " On governors", 1868 James Watt ( ) Governador de Watt

5 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Mensuração do Tempo

6 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional

7 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Vyshnegradskii ( ) Adolf Hurwitz ( ) Edward John Routh ( )

8 Servomecanismo x1 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional x* = ( ; 0; 0; 0) x* = (4.07; 13.1; ; ) x1 x4 Alexander M. Lyapunov ( )

9 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Período entre guerras: Desenvolvimento de amplificadores para telefonia Domínio da Freqüência :banda passante, margens de ganho e fase Hendrik Wade Bode ( ) Nathaniel B. Nichols ( ) Harold Stephen Black ( ) Harry Nyquist ( )

10 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Hendrik Wade Bode ( )

11 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Nathaniel B. Nichols ( ) Harold Stephen Black ( )

12 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Harry Nyquist ( )

13 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Walter R. Evans ( )

14 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Helmut Schreyer Konrad Zuse ( ) Analytical Engine Alan Mathison Turing ( ) Charles Babbage ( )

15 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Vannevar Bush ( ) ENIAC válvulas completado em 1945 John von Neuman ( )

16 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional Audion (1906) Lee de Forest ( )

17 Shockley, Bardeen e Brattain
Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional Pós-computacional Shockley, Bardeen e Brattain dez 1947 Transistor Prêmio Nobel 1956

18 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional 1971 Intel 4004

19 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional

20 Servomecanismo 1769 1948 Pré-científica Pré-computacional
Pós-computacional

21 Malhas/operador

22 Sala de Controle

23 A evolução Dezenas de malhas/operador

24 A evolução Centenas de malhas/operador

25 Estado da Arte

26 Estado da Arte

27 Centro de Comando

28 Introdução aos Servomecanismos
Inicialmente, os servomecanismos empregados eram mecanismos manuais, operados por manivelas e que operavam por meio de um sistema composto por sincro-geradores e repetidoras, que tinham por objetivo reproduzir o movimento no eixo de entrada (o eixo da manivela) no eixo de saída, que requeriam alto torque para movimentação, mantendo o erro angular tão próximo de zero quanto possível.

29 Servomecanismo

30

31 Servomecanismo

32 Servomecanismo

33 Servomecanismo

34 Servomecanismo

35 Servomecanismo

36 Servomecanismo

37 Servomecanismo Malha de Velocidade 3737

38 Ao utilizarmos o Ganho Integral diminuímos o Erro de Velocidade
Servomecanismo Servos Yaskawa Malha de Velocidade Este é um exemplo da Malha de Velocidade sem a atuação do Ganho Integral Ao utilizarmos o Ganho Integral diminuímos o Erro de Velocidade 3838 3838

39 Servomecanismo Malha de Posição 3939

40 Servomecanismo

41 Componentes do Sistema
O Sistema de Controle de Movimentos Componentes do Sistema Servomecanismo YASKAWA POWER ALARM RESET D1 X Y C O M 1 2 G N D L 24V AC IN DC IN I/O AE

42 Servomecanismo O emprego de plataformas microprocessadas revolucionou os sistemas de controle de servomecanismo, aumentando consideravelmente a flexibilidade e o desempenho desses sistemas. Em meteorologia, por exemplo, a aplicação de controle por computador permitiu maior velocidade na obtenção de volumes meteorológicos, aumentando a eficiência dos radares, com o consequente aumento da taxa de atualizações de volume de dados na saída do sistema.

43 Servomecanismo

44 Servomecanismo Malha de controle básica para servomecanismos

45 Servomecanismo Diagrama em blocos de controle do sistema

46 Servomecanismo Aplicação em sistemas.
Ilustração de um Sistema de Rastreamento de Míssil

47 Servomecanismo

48 Servomecanismo Tipicamente, um servomecanismo é composto por 4 partes:
Uma fonte de energia, Moduladores de potência, Atuadores Transdutores (sensores).

49 Servomecanismo O controle do mecanismo é feito comandando os moduladores de potência, em função das referências e das variáveis, que se pretendem controlar. Para esse efeito, é necessário um feedback dessas variáveis assegurado pelos transdutores. Eletrico Hidraulico Pneumatico Amplificadores CLP CNC Drivers Servomotor Encoder Resolver Figura 1 - Diagrama de blocos de um servomecanismo

50 Elementos Básicos de Servomecanismo
Para que o objetivo de um comando variável de quantidade mecânica (posição, velocidade, aceleração) possam ser atingidos, são necessários alguns elementos, sem os quais não podemos ter um servomecanismo. Controlador: a partir do sinal de erro (diferença entre a posição desejada e a real), um sinal de comando (controle) é sintetizada de maneira a levar o sistema mecânico a posição desejada.

51 Elementos Básicos de Servomecanismo
2. Atuador: deve converter o sinal proveniente do controlador em um movimento mecânico (em geral um motor). 3. Sistema mecânico: conjunto de engrenagens, eixos de translação, molas, etc. 4. Sensor de posição: elemento responsável por re-injetar no controlador, dados que exprimem resultados exatos ou derivados da grandeza/quantidade mecânica controlada (e.g., sensor de posição digital do tipo encoder).

52 Diagrama de um servomecanismo

53 Servomecanismo

54 Aplicações de Motion – Plataforma Típica
PC Cell Control Or MES Network Modbus TCP

55 Servomecanismo