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Descrição completa de como de ser um relatório de Controle de um sistema
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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Relatório de controle de sistemas apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica, pauta 148 da Universidade do Centro Leste, como requisito parcial para obtenção da aprovação na disciplina. Professor responsável: Dayane Corneau Broedel. SERRA/ES NOVEMBRO/
1. Introdução Um robô é programado para seguir um percurso pré-estabelecido com um maçarico de soldagem. Considerar que a ferramenta do robô deva seguir o percurso ilustrado na figura abaixo. Figura 1 Gráfico Referência A função de transferência do processo é:
100 (s+A) s(s+ 5 )(s+ 4 ) Obs : A = 7,4. Utilizando o Simulink, ferramenta do software Matlab, foi projetado o sistema em malha aberta e obtido o gráfico de sua resposta quando o sinal de referência for igual ao do gráfico acima. Com isso foi constatado que o experimento não seguiu a referência e obteve um erro estacionário onde o erro < 0 (finito). Fechando a malha do sistema, conforme ilustrado no diagrama de blocos acima. Foi inserido um controlador do tipo proporcional (Kc = 1 e Kc = 10), assim obtendo os gráficos de resposta de saída do sistema para cada caso. No primeiro caso (Kc = 1) o experimento tem oscilações quando o tempo atinge (t = 10s – 12,5s; t = 20s – 22,5s; t= 30s – 32,5s) e possui erro = 0. No segundo caso (Kc = 10) o experimento tem pequenas oscilações quase que imperceptíveis no mesmo instante do primeiro caso (Kc =1) e possui erro = 0. Trocando o controlador P por um controlador PI, foi ajustado os ganhos do controlador e obtido o gráfico da resposta de saída para cada caso, com isso foi possível identificar que o resultado obtido se assemelha ao primeiro caso (Kc = 1).
2.1 Controladores Controlador proporcional (P) a saída do mesmo, também conhecido como sinal de controle (ou ação de controle), é diretamente proporcional ao sinal de erro, ou seja, ao erro atuante. A principal função da ação integral é fazer com que processos do tipo 0 sigam, com erro nulo, um sinal de referência do tipo salto. Entretanto, a ação integral se aplicada isoladamente tende a piorar a estabilidade relativa do sistema. Para contrabalançar este fato, a ação integral é em geral utilizada em conjunto com a ação proporcional constituindo-se o controlador PI. Para se obter uma variedade maior na análise dos dados foi necessário a utilização de dois tipos de controladores (proporcional e proporcional-integral) com ganhos diferentes (Kc = 1 e Kc = 10). Figura 3 (Kc=1)
Figura 4 (Kc=10) Figura 5 Controlador Proporcional-Integral
2.4 Malha Aberta versus Malha fechada Conforme solicitado foi utilizado os dois tipos de malha para a variedade da simulação.
3. Resultados Utilizando o Simulink, foi projetado o sistema em malha aberta e obtido o gráfico de sua resposta que por sua vez foi comparada ao sistema referência. Com isso foi constatado que o experimento não seguiu a referência e obteve um erro estacionário onde o erro < 0 (finito). Figura 8 (T = 0s-40s)
Fechando a malha do sistema, conforme ilustrado no diagrama de blocos acima. Foi inserido um controlador do tipo proporcional (Kc = 1 e Kc = 10), assim obtendo os gráficos de resposta de saída do sistema para cada caso. No primeiro caso (Kc = 1) o experimento tem oscilações quando o tempo atinge (t = 10s – 12,5s; t = 20s – 22,5s; t= 30s – 32,5s) e possui erro = 0. Figura 9 (T = 10s-14s) Figura 10 (T = 20s- 2 4s) Figura 11 (T = 30s-34s)
Trocando o controlador P por um controlador PI, foi ajustado os ganhos do controlador e obtido o gráfico da resposta de saída para cada caso, com isso foi possível identificar que o resultado obtido se assemelha ao primeiro caso (Kc = 1). Figura 15 (T = 10s-14s) Figura 16 (T = 20s-24s) Figura 17 (T = 30s-34s)
4. Conclusão Com os dados obtidos na simulação do robô “Maçarico de soldagem” foi concluído que o controlador proporcional integral atua na parte transitória do sistema para suavizar as variações nele contido. O ganho proporcional atua com a função de levar o sistema para o set point de forma mais rápida. Sendo assim, o ganho integral faz com que o sistema venha oscilar por justamente atuar na parte transitória da simulação, então como sistema não estabiliza ele acaba gerando mais oscilação, devido ser uma onda em formato triangular do tipo rampa.
