Computadores analógicos

Trabalho sobre:

Computador
Analógico

Universidade Santa Úrsula
Disciplina: Controle I e II

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Definição

É uma forma de computador que usa fenômenos elétricos, mecânicos ou hidráulicos para modelar o problema a ser resolvido. Genericamente um computador analógico usa um tipo de grandeza física para representar o comportamento de outro sistema físico ou função matemática. A modelagem de um sistema físico real num computador é chamada de simulação.
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Descrição

Figura 1.

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Exemplo de Implementação de um Computador Analógico.

Considerando o sistema de 3ª ordem na figura abaixo, cuja a equação diferencial é:

Eq. 1

Demonstraremos a descrição em Espaço de estados e a função de transferência. Resoslveremos para o termo com grau de derivada mais alto e obteremos:

Eq. 2
Assumimos que temos esta maior derivada e observamos que os termos de mais baixa ordem podem ser obtidos por integração como mostrado abaixo:

Aplicamos a eq. 2 para completar a realização mostrada abaixo:

Para obter a descrição do estado, simplesmente definimos as varáveis de estado, como a saída dos integradores

Um integrador

O que fornecem a informação em espaços de estados:

Usando o MATLAB acharemos a Função de Transferência:

Ou na forma fatorada:

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Componentes de um Computador Analógico

Computadores analógicos geralmente têm um sistema complicado, mas possuem, em seu núcleo, um conjunto de componentes-chave que realizam os cálculos, os quais o operador manipula através do sistema do computador.

Componentes-chave hidráulicos podem incluir canos, válvulas ou torres; componentes mecânicos podem incluir engrenagens e alavancas; componentes elétricos podem incluir, potenciômetros; amplificadores operacionais; integradores; geradores de funções.
Podem executar algumas operações matemáticas tais como, soma; inversão; exponenciação; logaritmo; integração com respeito ao tempo; diferenciação com respeito ao tempo;
multiplicação