Disciplina Curricular
Fundamentos de Controlo FCont
Licenciatura Bolonha em Engenharia Electrónica - LEE 2021
Contextos
Grupo: LEE 2021 > 1º Ciclo > Área Principal
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Pré-requisitos
São recomendados conhecimentos básicos de Álgebra Linear, Cálculo Diferencial e Integral e Teoria de Sinais e Sistemas
Objectivos
Introduzir os fundamentos da teoria do controlo e as metodologias para análise e síntese de sistemas de controlo linear. Ilustrar a aplicabilidade dos conceitos e métodos estudados ao controlo de sistemas através de exemplos de várias áreas do conhecimento. Especificar os requisitos de um sistema de controlo em termos de um balanço adequado entre estabilidade em malha fechada, seguimento de sinais de referência, redução do impacte do ruído nos sensores e perturbações externas não mensuráveis na saída e robustez face a incertezas. Projectar controladores com base nas técnica de “root-locus” e de Nyquist, com apoio em Diagramas de Bode. Compreender algumas das limitações ao desempenho atingível com qualquer sistema de controlo.
Programa
1) Introdução ao Controlo: exemplos motivadores e perspetiva histórica. 2) Modelos de sistemas físicos; linearização de sistemas dinâmicos. 3) Objetivos a atingir com sistemas de controlo: conceitos de estabilidade e desempenho. 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 referências, rejeição de perturbações e atenuação de ruído; erros em regime estacionário 7) Análise e projecto de sistemas de controlo utilizando a técnica do lugar geométrico das raízes ("root locus"); controladores PID. 8) Análise de sistemas de controlo no domínio da frequência utilizando os diagramas de Bode e Nyquist; margens de ganho e margem de fase e efeitos do atraso na cadeia de ação. 9) Sistemas de compensação por avanço e atraso de fase. 10) Introdução ao projeto de sistemas de controlo univariável por moldagem do ganho de malha. 11) Limitações ao desempenho atingível com retroação
Metodologia de avaliação
50% de avaliação continua/50% de avaliação não continua
Componente de Competências Transversais
O laboratório permitirá desenvolver as seguintes competências: 1) Pensamento crítico e inovador: pensamento crítico, através da análise crítica de situações e resultados obtidos através da simulação, 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 3 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. A avaliação de competências transversais tem um peso de 20% na avaliação da componente laboratorial.
Componente Laboratorial
Realização de 3 relatórios em grupo a partir de um guia de trabalhos. A nota do laboratório é dada individualmente a cada aluno. A nota poder ser diferente para cada um dos elementos de um mesmo grupo e resulta da avaliação dos relatórios e do desempenho individual de cada aluno durante o semestre. A não comparência a aulas de laboratório, ou a não participação ativa nas mesmas são penalizadas
Componente de Programação e Computação
O laboratório tem um peso forte na avaliação e será desenvolvido em ambiente de simulação Matlab/Simulink, o que permitirá desenvolver as seguintes valências associadas ao raciocício 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. Será ainda dado especial ênfase ao uso da Control System Toolbox no âmbito da aplicação específica à simulação, análise e controlo de sistemas dinâmicos. A avaliação de valências de computação tem um peso de 10% na avaliação da componente laboratorial.
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