Disciplina Curricular
Sistemas e Controlo em Bioengenharia SCB
Mestrado Bolonha em Engenharia Biológica - MEBiol 2021
Contextos
Grupo: MEBiol 2021 > 2º Ciclo > Área Principal
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Pré-requisitos
Sem pré-requisitos
Objectivos
Na UC de Sistemas e Controlo em Bioengenharia abordam-se os tópicos fundamentais da teoria da realimentação e Controlo essencialmente no âmbito dos sistemas lineares. Destacam-se as bases matemáticas necessários à suacomprensão, os conceitos fundamentais da Teoria dos Sistemas Realimentados e aplicações na área da medicina e biologia destes conceitos. Os alunos deverão conhecer e comprender : 1 - Conceitos fundamentais da teoria dos sistemas realimentados. 2 - Álgebra complexa, transformadas de Laplace e Z. 3 - Funções de transferencia racionais. Conceitos de polos e zeros.Equação caracerística. 4 - Caracterização da reposta no tempo e na frequência de secções de 1ª e 2ª ordem. Regimes estacionário e transitório. 5 - Conceito e regras de construção do lugar das raizes (root-locus). 6 - Topologias canónicas de controlo no dominio do tempo e da frequência. 7 - Metodologias de Identificação de sistemas 8 - Especificação e dimensionamento de sistemas (simples) de controlo.
Programa
1- Introdução e motivação aos sistemas dinâmicos e à teoria do Controlo usando casos reais da área da biologia, medicina e biotecnologia. 2- Fundamentos de álgebra complexa e transformadas de Laplace e Z. ROCs. 3- Função de transferencia e respostas no tempo e na frequência.Teorema dos valores final e incial. 4- Decomposição em fracções parciais. 5- Diagrama de blocos e topologia canónica de um sistema de controlo. 6- Cadeias aberta e fechada.Identificação de Sistemas. 7- Equação característica e critérios de estabilidade. 8- Critério de estabilidade de Routh-Hurwitz. Estabilidade em sistemas com atraso. 9- Efeitos da realimentação e erros de seguimento em regime estacionário. 10- Diagrama do lugar geométrico das raizes (root-locus). 11- Projecto de controladores no dominio do tempo. Controladores, P, PI, PD e PID. 12- Projecto no dominio da frequência. Teorema de Cauchy e Critério e Diagrama de Nyquist. 13- Margens de ganho e de fase. 14- Controlo digital
Metodologia de avaliação
Exame (40%) + Laboratórios (30%) + projecto (30%)
Componente de Competências Transversais
A UC permite desenvolver Competências Transversais em vários dos grupos definidos no Relatório Comissão para as Competências Transversais principalmente no contexto do projecto desenvolvido nesta UC que vale 30% da nota final da disciplina. Destaca-se a as componente "Pensamento Crítico e Inovador (Estratégias de Resolução de Problemas), designadamente nas suas componentes "pensamento crítico", "criatividade" e "estratégias de resolução de problemas", Competências Interpessoais (trabalho de grupo/equipa e apresentação oral do projecto), Competências Intrapessoais (autonomia na realização do projecto que promove a autodisciplina e preserveranca essenciais ao cumprimento dos prazos e obtenção de resultados) e finalmente a componente Literacia da informação e dos media que é potenciada pelo trabalho de pesquisa bibliográfica necessário à realização do trabalho propriamente dito e do relatório correspondente.
Componente Laboratorial
A componente laboratorial é constituida por 3 sessões laboratoriais de 3 h cada em semanas alternadas.
Componente de Programação e Computação
Esta UC tem uma componente relevante em computação e programação principalmente na parte laboratorial e de projecto (60%). Na componente de projecto os alunos têm que realizar um trabalho que envolve a simulação de sistemas dinâmicos com realimentação em ambiente MatLab. Está também previsto a realização de projectos de controlo digital em que a componente de programação e comutação são centrais.
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.