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Apresentação
Apresentação
As competências a desenvolver são as seguintes: Capacidade de modelar matematicamente sistema físicos, quer sejam sistemas mecânicos (translacionais e rotacionais), quer sejam equipamentos eléctricos (ex: motores eléctricos). Capacidade de desenvolvimento de modelos eléctricos para simulação de sistemas físicos e análise de desempenho. Capacidade de análise de comportamento de sistemas (realimentados ou não) em resposta aos diversos tipos de entrada.
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Disciplina do curso
Disciplina do curso
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Grau | Semestres | ECTS
Grau | Semestres | ECTS
Licenciado | Semestral | 5
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Ano | Natureza | Lingua
Ano | Natureza | Lingua
3 | Obrigatório | Português
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Código
Código
ULHT46-3008
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Pré-requisitos e co-requisitos
Pré-requisitos e co-requisitos
Não aplicável
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Estágio Profissional
Estágio Profissional
Não
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Conteúdos Programáticos
Conteúdos Programáticos
Definições e conceitos básicos. Noção de realimentação. Sistemas em malha aberta/fechada. Introdução ao controlo em malha fechada. Modelos matemáticos de sistemas físicos. Obtenção do modelo matemático de sistemas de translação e de sistemas rotacionais. Modelos matemáticos de motores elétricos. Modelos elétricos de sistemas. Álgebra de blocos. Simplificação de diagramas de bloco. Análise da resposta transitória e de regime estacionário de sistemas de 1ª e 2ª ordem. Resposta ao escalão, impulso e rampa. Estabilidade entrada limitada-saída limitada. Critério de estabilidade de Routh-Hurwitz. Efeitos da realimentação. Erros estacionários e tipos de sistemas. Método do lugar das raízes. Projeto de sistemas. Compensação de sistemas. Controladores PID. Sintonização.
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Objetivos
Objetivos
Esta disciplina tem como objetivo a familiarização com as técnicas de análise, projeto e correção de sistemas realimentados. É, pois, a disciplina inicial da sequência relativa à teoria de Controlo. A análise de sistemas é feita no plano s (Laplace).
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Metodologias de ensino
Metodologias de ensino
Serão disponibilizados aos alunos os PowerPoint apresentados nas aulas. Na componente teórico-prática são apresentados e resolvidos diversos exemplos para aplicação dos conceitos teóricos. São fornecidos diversos scripts Matlab, desenvolvidos pelo docente, que permitem a resolução de problemas inerentes aos sistemas de controlo, lecionados na disciplina. Estes scripts Matlab servem também de apoio à resolução do conjunto de trabalhos laboratoriais de avaliação.
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Bibliografia principal
Bibliografia principal
Norman S. Nise, "CONTROL SYSTEMS ENGINEERING", 8th Edition, John Wiley & Sons, Inc., February 2019, ISBN: 978-1-119-47422-7. Norman S. Nise, "Engenharia de Sistemas de Controle", 6.ª Edição, LTC, 2013, ISBN: 9788521621355. K. Ogata, "Engenharia de Controle Moderno", 5ª Edição, Pearson/Prentice-Hall, 2011, ISBN: 9788521621355.
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Avaliação
Avaliação
A avaliação teórica será feita em duas frequências, cuja média contribuirá com 60% da nota final. Os 40% restantes resultam da média das notas dos trabalhos, cuja entrega é obrigatória. As médias das frequências e dos trabalhos não pode ser inferior a 10 valores. A nota mínima em qualquer das frequências não pode ser inferior a 8 valores. A avaliação final está sujeita a Prova Oral.
Os trabalhos de Laboratório são 4 e consistem num sistema de controlo eletromecânico baseado num motor DC controlado pela armadura:- LAB1 - Trabalho para revisão dos conceitos já lecionados noutras disciplinas e que inclui: Exercícios sobre a Transformada de Laplace (direta e inversa); Exercícios sobre a manipulação de polinómios com o Matlab.
- LAB2 - Construção do modelo matemático de um sistema de controlo em posição. Representação do sistema através de um diagrama de blocos. Obtenção da função de transferência do sistema na forma analítica e usando o Matlab.
- LAB3 - Análise da resposta transitória e de regime estacionário do sistema usando o Matlab. São pedidos diversos valores dos parâmetros do sistema, que permitem obter os diversos tipos de resposta.
- LAB4 - Representação do Lugar das Raízes do sistema usando o Matlab. Verificação das especificações da resposta transitória em concordância com o obtido em LAB3. Projeto de um compensador e de um controlador para o sistema usando um conjunto de funções Matlab, desenvolvidas pelo docente.
The theoretical assessment will be carried out in two frequencies, the average of which will contribute 60% of the final grade. The remaining 40% comes from the average grade of the assignments, which are mandatory. Frequency and work averages cannot be less than 10 points. The minimum grade in any of the frequencies cannot be less than 8 points. The final assessment is subject to an Oral Test.
The Laboratory works are 4 and consist of an electromechanical control system based on a DC motor controlled by the armature:- LAB1 - Work to review the concepts already taught in other disciplines and which includes: Exercises on the Laplace Transform (direct and inverse); Exercises on the manipulation of polynomials with Matlab.
- LAB2 - Construction of the mathematical model of a position control system. Representation of the system through a block diagram. Obtaining the system transfer function in analytical form and using Matlab.
- LAB3 - Analysis of the transient and steady-state response of the system using Matlab. Different values of the system parameters are requested, which allow the different types of response to be obtained.
- LAB4 - Representation of the Place of the Roots of the system using Matlab. Verification of the specifications of the transient response in accordance with what was obtained in LAB3. Design of a compensator and a controller for the system using a set of Matlab functions, developed by the teacher.
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Mobilidade
Mobilidade
Não





