Aula1 2007II

SISTEMAS DE CONTROLE DIGITAL
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Aula 1 – Conceitos Básicos de Sistemas de Controle
Introdução
Representação por Diagrama de Blocos
Modelagem
Transformada de Laplace
Função de Transferência
Relação entre Espaço de estados e Função de Transferência
Resposta em Freqüência (Diagrama de Bode)
Sistema de Controle em Malha Fechada
Estabilidade

Introdução
O controle automático de processos ocupa atualmente um papel fundamental em vários segmentos da sociedade, podendo-se citar exemplos que vão desde controladores de temperatura implementados por simples termostatos até o controle completo de veículos espaciais baseados em sofisticados sistemas computacionais. Vários outros exemplos podem ainda ser citados: o controle de velocidade e posicionamento de elevadores em edifícios comerciais ou residenciais, o controle de posição em manipuladores robóticos e o controle de velocidade de cruzeiro de automóveis são alguns destes exemplos.
Independente do exemplo a ser citado, a estrutura básica de um sistemas de controle automático segue a configuração apresentada no diagrama de blocos Figura 1.1.
Variável de
Referência

Variável de
Controle

Erro
Controlador

+

Variável de
Saída
Processo

_

Elemento
Sensor
Figura 1.1: Diagrama de blocos de um sistema de controle com realimentação.
Na Figura 1.1 observa-se o diagrama esquemático de um sistema de controle realimentado composto por uma única variável de entrada e uma única variável de saída (Single Input Single Output –
SISO), onde o objetivo principal é fazer com que o comportamento da variável de saída assemelhe-se tanto quanto possível àquele estabelecido pela variável de referência. Neste sentido, o desafio apresentado aos engenheiros de controle esta em conceber e projetar o bloco relativo ao controlador de forma que a variável de saída do sistema atenda aos requisitos de desempenho previamente estabelecidos e considerados
satisfatórios.