Introdução ao Controlo

Objetivos

Esta disciplina tem como objetivos: i) expor os conceitos fundamentais da teoria do controlo; ii) introduzir metodologias para análise e síntese de sistemas de controlo linear; e iii) ilustrar a aplicabilidade dos conceitos e metodologias de projeto ao controlo de sistemas reais. Como elementos singulares, distintos dos conteúdos de um curso normal de controlo, citam-se i) uma introdução sucinta e rigorosa à teoria dos sistemas lineares, conduzindo à sua caracterização em termos de funções de transferência no domínio da frequência; ii) a descrição de uma metodologia para projecto de sistemas de controlo denominada moldagem do ganho de malha; iii) um laboratório integrador dos conceitos fundamentais de teoria de controlo com aplicação a um sistema de controlo da área aeroespacial.

Programa

1. Introdução: exemplos motivadores, objetivos e perspetiva histórica 2. Modelização de sistemas e linearização: definição e tipos de modelos, exemplos de modelos de sistemas físicos e linearização de sistemas dinâmicos 3. Resposta no tempo de sistemas lineares e invariantes no tempo (SLITs): transformada de Laplace, função de transferência e resposta no tempo 4. Diagramas de blocos: regras básicas e redução sucessiva de blocos 5. Estabilidade: estabilidade de SLITs e resposta natural 6. Efeitos da retroação: seguimento de referência, rejeição de perturbação e atenuação do ruído 7. Diagramas de Bode: resposta em frequência de SLITs, diagramas de Bode e aproximação assintótica e relação tempo-frequência 8. Critério de Nyquist: diagrama de Nyquist e análise de estabilidade, margem de ganho e margem de fase e efeitos do atraso na cadeia de ação 9. Moldagem do ganho de malha: especificações, seguimento de referência, rejeição de perturbação e atenuação de ruído

Pré Requisitos

Conhecimentos de equações diferenciais e números complexos.

Competências Transversais

O laboratório, que tem um forte peso na avaliação, permite desenvolver as seguintes competências: 1. Pensamento crítico e inovador: pensamento crítico, através da análise crítica de situações e resultados obtidos em análise e controlo de sistemas dinâmicos. 2. Competências interpessoais: i) comunicação escrita; e ii) trabalho em equipa, sendo o trabalho laboratorial realizado em grupo, com apresentação de 2 relatórios. 3. Literacia da informação e dos media: i) utilização de ferramentas informáticas e multimédia na ótica do utilizador; e ii) estruturação e formatação de relatórios e apresentações com geração de 2 relatórios usando a ferramenta Publish do Matlab. Da componente laboratorial de avaliação, 20% contempla a avaliação de competências transversais

Componente Laboratorial

A componente laboratorial consiste em 7 sessões de 90 minutos cada, com entrega de dois relatórios, um correspondente às primeiras 4 sessões e outro correspondente às restantes 3 sessões. Os trabalhos são realizados em grupo, em ambiente de simulação Matlab/Simulink, com recurso ainda à ferramenta Publish do Matlab.

Componente de Programação

O laboratório, que tem um forte peso na avaliação, é desenvolvido em ambiente de simulação Matlab/Simulink, o que permite desenvolver as seguintes valências associadas ao raciocínio computacional: 1. Abstração: abstração procedimental. 2. Automação: i) operações básicas de uma linguagem de programação; e ii) a definição de funções. 3. Raciocínio algorítmico: programas. É ainda dado especial ênfase ao uso da Control System Toolbox no âmbito da aplicação específica à simulação, análise e controlo de sistemas dinâmicos. Da componente laboratórial da avaliação, 5% contempla a avaliação de valências de computação.

Princípios Éticos

Todos os membros de um grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação