Prof. Thiago G Ritto <tritto@mecanica.ufrj.br>
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Data das provas
P1 xx/xx(terça-feira)
P2 xx/xx(terça-feira)
PF xx/xx(terça-feira)
P2 xx/xx(terça-feira)
PF xx/xx(terça-feira)
Projeto (instruções e avaliação)
1) Até xx/xx- enviar duplas para tritto@mecanica.ufrj.br
2) Até xx/xx- definir sistema que será analisado (pode ser computacional ou experimental*) e enviar para tritto@mecanica.ufrj.br
3) Até xx/xx- gerar resultados preliminares (descrever sistema e equações e obter resposta para malha aberta e LGR - lugar geométrico das raízes) e enviar para tritto@mecanica.ufrj.br
4) Em xx/xx- apresentação dos resultados finais (5min) no horário da aula
5) Até xx/xx- enviar relatório final para tritto@mecanica.ufrj.br
*a avaliação será diferente para os que optarem por fazer um experimento
PDFs, vídeo-aulas ministradas em 2020-1 e programas .m:
Aula 1 - plano do curso [link para aula];
Aula 2 - aplicações, modelo, número complexo, exemplos, hipóteses básicas, classificação de sistemas; [link para aula], [funcoes.m]
Aula 3 - classificação de sistemas, transformada de Laplace, polos e zeros, alguns sistemas 2DOF; [link para a aula], [LaplaceEx.m]
Aula 4 - transformada de Laplace, polos e zeros, função de transferência, diagrama de blocos; [link para a aula], [RespTempoEx.m], [PolosEx.m]
Aula 5 - integral de convolução, formulação no espaço de estados, função de transferência vs. espaço de estado; [link para a aula], [SSandG.m]
Aula 6 - função de transferência vs. espaço de estados, diagrama de blocos, linearização; [link para a aula]
Aula 7 - expansão em frações parciais, linearização, tipos de respostas dinâmicas, sistema de primeira ordem; [link para a aula], [EspacoFase.m], [ExLinearizacao.m]
Aula 8 - impedância, alguns sistemas, sistema de primeira ordem, regime transiente e regime permanente, teorema do valor inicial/final, sistema de segunda ordem; [link para a aula]
Aula 11 - estabilidade de um ponto de equilíbrio, estabilidade BIBO, estabilidade de Lyapunov; [link para a aula], [Polos_e_RespTempo1.m], [Polos_e_RespTempo2.m]
Aula 12 - região do plano complexo com desempenho aceitável, controlador PID, efeitos da ação do controlador, erro no regime permanente; [link para a aula], [Polos_e_RespTempo3.m], [ExControle1.m]
Aula 13 - controlador PID, controlador PI com ruído, controlador PD, critério de estabilidade de Routh-Hurwitz; [link para a aula], [ExControle2.m]
Aula 14 - critério de estabilidade de Routh-Hurwitz, lugar geométrico das raízes, números complexos; [link para a aula], [ExCamera.m]
Aula 15 - lugar geométrico das raízes (LGR), esboçando LGR, polos e zeros infinitos; [link para a aula], [ExLGR.m]
Aula 16 - lugar geométrico das raízes (LGR), polos dominantes e aproximação de 2a orde, e ajuste dos ganhos de um controlador PID usando LGR; [link para a aula], [ExLGR.m], [ExPDI.m]
Aula 17 - análise no domínio da frequência, diagrama de BODE, gráfico Polar; [link para a aula], [ExBode.m]
Aula 18 - diagrama de BODE, controlabilidade, observabilidade; [link para a aula], [ExBode.m], [ExContObs.m]
Aula 19 - posicionamento dos polos (fórmula de Ackermann), método de Ziegler-Nichols (método heurístico para ajustar os ganhos do controlador PID); [link para a aula], [ExAckermann.m], [ExZiegler.m]
Provas antigas:
Exemplos de aplicações com 2 graus de liberdade, clique aqui.
Tópicos:
Classificação de sistemas
Seções do livro: Nise (1.3)
Transformada de Laplace
Seções do livro: Nise (2.2) + Boyce DiPrima (Cap. 6)
Função de transferência (TF)
Seções do livro: Nise (2.3 c/ exemplos de 2.4 a 2.9)
Espaço de estados (SS) e conversão entre TF e SS
Seções do livro: Nise (3.1 a 3.6)
Polos e Zeros
Seções do livro: Nise (4.2) (PS: Esse assunto será retomado mais a frente com os resultados das seções 4.3 em diante)
Diagrama de blocos
Seções do livro: Nise (5.2)
Linearização
Seções do livro: Nise (2.10, 2.11 e 3.7)
Erros estacionários
Seções do livro: Nise (7.1, 7.2, 7.4, 7.5, 7.6)
Exercícios recomendados: 1, 4, 20, 38, 39, 49
Estabilidade (Critério de Routh-Hurwitz)
Seções do livro: Nise (6.1, 6.2, 6.3, 6.4)
Exercícios recomendados: 1, 2 , 3, 4, 9, 10, 19, 29
Lugar Geométrico das Raízes - LGR
Seções do livro: Nise (8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.6, 8.7, 9.1, 9.2 (controle PI apenas), 9.3 (controle PD apenas), 9.4 (controle PID apenas))
Exercícios recomendados: cap8: 3, 9, 17 (pode usar o matlab ou similar), + outros exercicios semelhantes utilizando algum software como ferramenta. cap 9: 2, 6, 8, 25, 45
Reposta no domínio da frequência - Diagrama de Bode
Seções do livro: Nise (10.1, 10.2)
Exercícios recomendados: 1, 2, 4, 36
Controlabilidade
Seções do livro: Nise (12.3)
Exercícios recomendados: 10, 11, 12 e 19(a) do Nise e B-9-13 a B-9-17 do Ogata
Observabilidade
Seções do livro: Nise (12.6)
Exercícios recomendados: 24, 25, 26, 31 do Nise e B-9-13 a B-9-17 do Ogata
Alocação de polos - Formula de Ackerman
Seções do livro: Ogata (10-2, 10-3)
Exercícios recomendados: Método 3 do exemplo 10-1; A-10-6, B-10-3 a B-10-7
Ajuste dos parâmetros do controlador PID - Método heurístico de Ziegler-Nichols
Seções do livro: Ogata (8.2)
Exercícios recomendados: Exemplo 8-1, A-8-12
