Controle

Controle

1. Malha aberta

   • Malha fechada
     • Realimentação
     • Set Point: Informação de entrada de um sistema de controle, em geral, em malha fechada
       • Erro
         • Sistema automático: Há um ajuste automático da entrada, de acordo com o erro
         • Sistema manual: E o manual necessita de uma atuação externa para esse ajuste.
       • Perturbações ou Distúrbios:
         • Um distúrbio é um sinal que tende a afetar de maneira adversa o valor da variável de saída de um sistema.
     • Uma vantagem do sistema de controle de malha fechada é o fato de que o uso da realimentação faz com que a resposta do sistema seja relativamente insensível a distúrbios e variações internas nos parâmetros do sistema.
   • Pertubações ou Distúrbios
     • Um distúrbio é um sinal que tende a afetar de maneira adversa o valor da variável de saída de um sistema.
   • O ganho de tensão em malha aberta, idealmente, é infinito
   • Aplicações não-lineares
     • em sua maioria circuitos em malha aberta, onde o ganho infinito imprime uma saída com apenas dois estados possíveis; • Aplicações lineares: circuitos em que o ganho do amp op foi estabilizado, ou seja, o ganho agora é controlado e não mais infinito
     • Quando a saída acompanha o sinal de entrada o circuito é não inversor, quando não acompanha o circuito é não inversor

2. Controlador

   • MV (Variável manipulada): informação geralmente processada por um controlador
     • PV (Variável de Processo)
   • Grandeza a ser controlada
     • Sensor/transdutor
     • Grandeza Controlada ou Variável Controlada
   • Controlador, regulador ou compensador

3. Circuitos Integrados (CI)

   • Nos circuitos integrados, grande parte dos componentes necessários está encapsulada em um único dispositivo
   • Amplificador operacional (AMP OP)
     • AMP OP é um amplificador com ganho muito elevado, tendo dois terminais de entrada: um designado por terminal inversor(-) e o outro identificado por terminal não inversor(+).
     • Pode operar em frequências de 0 à 1 MH
     • São circuitos que dão características de funcionamento ao CI
     • Amplificador diferencial
       • Como o amplificador diferencial amplifica diferenças, quando a entrada Não inversora é mais positivo em relação ao terra do que o sinal aplicado à entrada Inversora, o sinal da saída é positivo em relação ao terra. E quando o inverso ocorre, o sinal de saída é negativo em relação ao terra
       • Como o estágio de entrada do amp op é um amplificador diferencial, o sinal amplificado na saída é a diferença entre as tensões de entrada
         • VO = A(V + − V −)
           • (A) é o ganho de tensão do circuito em malha aberta
           • (V +) é a tensão de entrada no terminal não inversor.
           • (V −) é a tensão de entrada no terminal inversor
     • Fonte de alimentação
       • Alimentação Positiva
         • Quando a saída do amp op se torna positiva em relação ao terra, ela pode atingir um máximo de aproximadamente 96% de VCC
       • Alimentação Negativa
         • Quando a saída de um amp op se torna negativa em relação ao terra, ela pode atingir um máximo de 95% de –VEE
     • Saída do amp op pode variar positiva e negativamente em quantidades iguais
     • Operação básica do Amp op
       • Sinal de entrada V1 aplicado exclusivamente na entrada inversora
       • A saída Vo será oposta em fase ao sinal de V1
       • Parâmetros elétricos e impedâncias de Amp Ops
         • Impedância de Entrada – Zin: A impedância de entrada de um amplificador operacional é, idealmente, in- finita
           • Importância da Impedância
             • A importância da impedância de entrada ter um valor alto é que, assim, garante-se uma sensibilidade máxima, ou seja, qualquer valor de tensão diferencial aplicada às estradas será amplificado, por menor que seja
             • Impedância de saída – Zout: A impedância de saída de um amp op é, idealmente, nula
     • A Largura de Banda Um amp op é projetado para ter o mesmo alto ganho em uma ampla faixa de frequência, de 0 Hz até MHz
     • AMP OP ideal
       • amp op ideal tem um ganho infinito para qualquer valor frequência
       • parâmetros de offset
         • Os parâmetros de offset surgem devido às características reais do amp o, mesmo dentro dos componentes os valores de resistência podem variar, causando um desequilíbrio
         • Outros dois parâmetros importantes de amp ops
           • Slew Rate
             • O Slew Rate é um limite da variação da saída do amp op, quanto maior a frequência, mais lenta é a variação do sinal de saída
           • Taxa de Inclinação
           • Distorção da taxa de inclinação
     • Uma das características mais importantes dos amplificadores operacionais é a alta capacidade de amplificação de sinais opostos aplicados as suas entradas e baixa amplificação de sinais comuns a ambas as entradas
       • amplificador operacional é um componente com alta impedância de entrada, alto ganho diferencial, em malha aberta, e baixa impedância de saída

4. Comparador

   • Comparador com histerese
     • Este tipo de comparador aumenta o limiar de transição dos estados (aumenta a faixa de transição) fazendo com que as variações do sinal de entrada (o nível de ruído) não causem um disparo indesejado (variando a saída), pois com uma faixa de transição maior, o acionamento se torna menos frequente
       • Histerese
         • A realimentação positiva força a tensão de referência a ter a mesma polarização que a tensão de saída. Ou seja, a tensão de referência é positiva quando a saída for alta, e negativa quanto a saída for baixa
         • • Num circuito, para o comparador com histerese é preciso colocar resistores na entrada inversora