Questões de Sistemas de Controle (Engenharia Eletrônica)

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Controladores proporcional (P), integral (I) e derivativo (D) são amplamente empregados em sistemas de controles industriais, sejam sistemas elétricos, mecânicos, eletromecânicos, químicos e entre outros, por apresentarem robustez na atuação. Nesses tipos de controladores, a principal diferença na atuação do controlador derivativo (D) em comparação com o controlador integrativo (I), é:

  • A o controlador derivativo (D) elimina o erro em regime permanente, enquanto o controlador integrativo (I) melhora a resposta transitória do sistema.
  • B o controlador derivativo (D) reduz a overshoot (sobressinal) do sistema, enquanto o controlador integrativo (I) acumula o erro ao longo do tempo para eliminar o erro em regime permanente.
  • C o controlador derivativo (D) reduz o erro em regime permanente, enquanto o controlador integrativo (I) reduz a overshoot (sobressinal) do sistema.
  • D o controlador derivativo (D) acumula o erro ao longo do tempo, enquanto o controlador integrativo (I) responde à taxa de mudança do erro.
  • E o controlador derivativo (D) melhora a resposta em estado estacionário, enquanto o controlador integrativo (I) ajusta a saída proporcionalmente ao erro atual.

Sistemas dinâmicos podem apresentar inúmeras realizações em espaço de estado, onde todas apresentam mesma relação entradasaída. No entanto, algumas realizações contêm propriedades peculiares, tais como a realização balanceada, largamente empregada em algoritmos de redução de modelo como o truncamento balanceado.
Considere que um determinado sistema dinâmico possui uma realização em espaço de estados inicial, e que essa realização é “rotacionada” para uma nova realização através de uma matriz de transformação P.
Com relação à transformação de similaridade empregada na matriz de estado da realização inicial, analise as afirmativas a seguir.

I. Consiste na mudança das bases da matriz transformada.
II. Preserva autovalores da matriz transformada.
III. A matriz de transformação P deve ser unitária.

Está correto o que se afirma em

  • A I, apenas.
  • B I e II, apenas.
  • C I e III, apenas.
  • D II e III, apenas.
  • E I, II  e III.

A escolha do instrumento de medição mais adequado para o controle de processos passa pelo conhecimento das vantagens e desvantagens de cada tecnologia e dos requisitos do processo, como pressão, temperatura, alcance, precisão necessária, entre outros.
A medição de nível de líquidos e sólidos armazenados tem papel fundamental na indústria atual, com base nisso relacione as tecnologias de medição de nível com suas principais características.
1. Tipo Ultrassônico
2. Tipo Deslocador
3. Tipo Capacitivo
4. Tipo Radar
( ) Usado para fluídos limpos e não recomendado para líquidos viscosos, com sólidos em suspensão ou pastas. Não sofre influência de espumas ou vapores.
( ) Usa sinais de corrente de radiofrequência e depende das características elétricas do material sob medição e da geometria do tanque.
( ) Medição é afetada pela presença de bolhas ou espuma na superfície. Acúmulo de condensação e poeira no transdutor reduz a precisão. Não funciona em ambientes com vácuo ou alta pressão.
( ) Sem partes móveis e opera sem contato com o objeto a ser medido. Alcance limitado na medição de líquidos não condutivos.
Assinale a opção que indica a relação correta na ordem apresentada.

  • A 2 – 4 – 1 – 3.
  • B 3 – 2 – 4 – 1.
  • C 1 – 3 – 2 – 4.
  • D 3 – 4 – 2 – 1.
  • E 2 – 3 – 1 – 4.

O PWM é uma modulação amplamente utilizada em diversas aplicações, como controle de velocidade de motores e servomotores, controle de carga de baterias em sistema solares, entre outras. 

Sobre o PWM, assinale a afirmativa correta. 

  • A O período do sinal PWM guarda relação com a frequência do sinal modulante.
  • B A amplitude dos pulsos do sinal PWM guarda relação com a amplitude do sinal modulante.
  • C A posição do pulso do sinal PWM em cada período guarda relação com a amplitude do sinal modulante.
  • D O nível médio do sinal PWM é proporcional à taxa de trabalho (duty cycle).
  • E A largura de banda do sinal PWM ideal é finita e bem definida.

A estrutura de controle do tipo PID é largamente utilizada na indústria, por ser uma estratégia de controle de relativa simplicidade e com capacidade de conferir ao sistema importantes requisitos de desempenho. 

Existem diversas técnicas para sintonia dos parâmetros desse tipo de controlador, a qual deve ser escolhida de acordo com as características do sistema como um todo. 

Uma destas técnicas é o método 

  • A de Ziegler-Nichols, que obtém parâmetros PID a partir de respostas temporais colhidas experimentalmente da planta.
  • B do lugar das raízes, cujos parâmetros PID fornecidos transformam o controlador em um observador de estados.
  • C do diagrama de Bode, cujos parâmetros PID obtidos produzem um controlador ótimo quanto a resposta temporal.
  • D de Ackerman, o qual obtém parâmetros PID a partir de requisitos de margem de ganho e margem de fase.
  • E LQG, que visa fornecer parâmetros PID capazes de alocar os polos do sistema em posições definidas pelo usuário.