Introdução a Controle

Introdução a Controle

1. Capítulo 1

   • Sistema ou Planta conjunto de dispositivos que realiza um processo visando um objetivo final
     • Sistema de Malha Aberta exerce a função sem uma comparação o resultado final com o esperado, ou seja, sem um feedback.
     • Sistema de Malha Fechada exerce a função e possui um dispositivo que permite comparar o resultado e se necessário repetir o processo até alcançar o mais próximo do objetivo.
   • Sistema de Controle
     • Sistema de controle utiliza um sistema do tipo malha fechada.
     • Sistema de controle possui um sensor que permite fazer a realimentação para iniciar o processo novamente ou não.
     • Set-point é o valor que deseja manter a variável de controle.
       • Exemplo: Temperatura de um ar condicionado
     • Sensor é o dispositivo que verifica se a saída está dentro do set-point e envia o sinal para a realimentação se necessário.
     • Controlador é o dispositivo que comunica o sinal que o sensor mandou com o atuador para acontecer a realimentação.
     • Atuador é quem recebe o sinal do controlador e reinicia o processo á fim de chegar ao set-point.

2. Capítulo 2

   • Estabilidade
     • Instabilidade é quando o sistema nunca permanece estável.
     • Estabilidade local é quando o sistema pode deixar de ser estável com perturbações.
     • Estabilidade global é quando o sistema está estável mesmo com perturbações.
   • Funções do sinal de entrada
     • Função degrau é quando o sinal possui variações bruscas.
       • Exemplo: Interruptor
     • Função rampa o sinal é crescente possuindo valores intermediários se igualando ao gráfico de uma equação de 1° grau.
     • Função impulso manda o sinal em um período de tempo muito curto na forma de um impulso.
   • Regimes
     • Regime transitório é o o tempo de transição de um valor para o outro.
       • Tempo de atraso: é o tempo que a resposta demora para chegar à metade do seu valor pela primeira vez. Tempo de subida: é o tempo em que demora para chegar de 5% a 95%, ou 10% a 90%, ou 0% a 100%. Tempo de pico: tempo para que a resposta chegue no seu primeiro pico de sobre-sinal. Máximo sobre-sinal: é a porcentagem do valor máximo de pico de sobre sinal. Tempo de subida: é o tempo total que a resposta demora para chegar ao valor do set-point, em uma faixa de 2% a 5% do valor setado
     • Regime permanente é quando o valor chega na faixa do set-point.
   • Controle ONxOFF é o sistema que faz o controle apenas ligando e desligando
     • Por exemplo o ar condicionado.
   • Controle PID
     • Efetua a soma dos três termos matemáticos a seguir para a melhor exatidão da resposta de controle.
     • Ação proporcional faz uma proporção da amplitude do erro.
     • Ação Integral é proporcional ao erro e a magnitude.
     • Ação derivativa corrige antecipadamente amenizando o erro.

3. Capítulo 3

   • Amplificador operacional é um CI que realiza operações matemáticas com a tensão de entrada.
   • Estágios para o funcionamento
     • Estágio de entrada é um amplificador diferencial, que amplifica a diferença de tensão entre as duas entradas.
     • Estágio intermediário amplifica a tensão e a corrente.
     • Estágio final é a saída amplificada.
   • Representação e características
     • +VCC = Alimentação positiva - VCC = Aliimentação negativa V+ = Entrada positiva V- = Entra negativa Vo = Saída
     • O amplificador precisa de 5% do VCC para o funcionamento próprio.
     • Alimentação máxima geralmente de 18V a 22V positivo ou negativo
     • Alimentação de segurança é 5V.
   • Conceitos
     • Modelo ideal possui ganho infinito e corrente zero, já o modelo real possui ganho bastante alto e corrente quase nula.
     • Os parâmetros de offset é a diferença entre o modelo ideal para o modelo real, ou seja, o erro.
     • Parâmetro CMRR (razão de rejeição de modo-comum)
       • CMRR = AD / AS
     • Operação modo-comum é quando as duas entradas (positiva e negativa) possuem o mesmo valor de tensão.
     • Aplicações lineares são circuitos em malha fechada.
     • Aplicações não-lineares são circuitos em malha aberta.

4. Capítulo 4

   • Comparadores utilizando amplificadores operacionais.
     • A(V+-V-)=Vo
     • Possibilidades de saídas dos amp ops
       • Alimentação Simétrica: ->  V+>V- = +VCC ->   V->V+ = -VCC Alimentação Assimétrica: -> V+>V- = +VCC  -> V->V+ = GND.
     • Comparador simples não-inversor é quando a entrada negativa é ligada ao terra.
       • V+ > 0 = +VCC V+ < 0 = 0
     • Comparador simples inversor é quando a saída é invertida, podendo ter uma fonte na entrada negativa ou não.
       • V+ > Vref = +VCC V+ < Vref = +VCC, Vref =/= 0 Com fonte: V- > Vref = -VCC V- < vref = +VCC 
   • Resistor de suspensão é ligado à saída do comparador.

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