Sistemas e Controlo

Código:

EEC0025

Sigla:

SCON

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Fundamentais e da Eletrotecnia

Ocorrência: 2008/2009 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://www.fe.up.pt/ts
Unidade Responsável:	Ciências Fundamentais e da Electrotecnia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEEC	121	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	3	-	5	55	134
		Plano de estudos oficial a partir de 2007/08	3	-	5	55	134
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 3º ano	3	-	5	55	134
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 5º ano	3	-	5	55	134
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 4º ano	3	-	5	55	134

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Ensinar ao aluno métodos sistemáticos para análise de desempenho de sistemas dinâmicos lineares e não lineares, assim como, métodos para projectar algoritmos de comando automático (por realimentação) para sistemas lineares.

Programa

1 – Introdução Noções de análise e controlo de sistemas lineares.
1.1 – Sistemas Dinâmicos
1.2 – Malhas de controlo.
1.3 – Funções de transferência em malha aberta e malha fechada.
1.4 - Objectivos no desenho de controladores.

2 – Análise de sistemas lineares.
2.1 – Ferramentas para o estudo de sistemas (revisão).
Lugar geométrico de raízes, Diagrama de Nyquist, Diagrama de Bode.
2.2 – Estabilidade.
Estabilidade Entrada Limitada Saída Limitada (BIBO); Estabilidade no sentido de Lyapunov; Relações entre conceitos de estabilidade.

3 - Compensação clássica.
3.1 – Compensação por avanço de fase.
3.2 – Compensação por atraso de fase.
3.3 – Dimensionamento de compensadores no domínio das frequências.
3.4 – Dimensionamento de compensadores pelo método do lugar de raízes.
3.5 – Estudo de controladores PID.
Estudo das acções P, I e D; Estrutura dos controladores; Métodos empíricos para a calibração.

4 - Representação e análise de sistemas no espaço de estados.
4.1 - Variáveis de estado de um sistema dinâmico.
4.2 - Variáveis de estado físicas.
4.3 - Mudanças de referencial.
4.4 - Representações no espaço de estado de uma equação diferencial de ordem n.
4.5 - Função de transferência de uma representação de estado.
4.6 - Solução da equação de estado.
4.7 - Cálculo da matriz exponencial.
4.8 - Análise modal.
Valores próprios reais e distintos;Valores próprios complexos.
4.9 - Modelos de estado de sistemas em tempo discreto discretos.
Discretização da equação de estado com retentor de ordem zero; Solução da equação de estado; Estabilidade.

5 - Análise por espaço de estados (Controlabilidade e observabilidade).
5.1 – Controlabilidade de uma representação de estado.
Definição; Caracterização dos estados controláveis; Representações completamente controláveis.
5.2 – Observabilidade duma representação de estado.
Definição; Caracterização dos estados não observáveis; Representações completamente observáveis;
5.3 - Representações canónicas.
5.4 – Representações de estado mínimas de uma função de transferência.
5.5 - Teorema da representação canónica de Kalman.

6 - Projecto de reguladores por realimentação de estado.
6.1 – Realimentação com medição das variáveis de estado.
Projecto de reguladores para a forma canónica controlável e para qualquer representação: Fórmula de Ackerman.
6.2 – Observadores de estado.
Estrutura de um observador de estado; Análise de convergência; Projecto de observadores.
6.3 – Reguladores por realimentação de estado com observador.
6.4 - Análise do problema do servo-mecanismo (seguimento assintótico) e sua resolução.
Estrutura do controlador para obter seguimento assimptótico; Requisitos do controlador para obter seguimento assimptótico.

7 - Introdução ao estudo de sistemas não-lineares.
7.1 – Análise no plano de fase.
Conceitos básicos; Noção de pontos singulares; Métodos constructivos
7.2 – Análise pelo método da função descritva.
Fundamentos; Cálculo de FD de não-linearidades comuns; Análise de sistemas realimentados.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas: Exposição da matéria no quadro. Aulas teórico-práticas: Apoio aos alunos na resolução de problemas propostos na forma de TPC na aula anterior, no esclarecimento de dúvidas, e na apresentação do TPC da aula seguinte.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de controlo
Ciências Tecnológicas > Engenharia
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de sistemas > Teoria de sistemas

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Obtenção de frequência

Não ter excedido o limite de faltas imposto regulamentarmente.

Fórmula de cálculo da classificação final

Para os alunos em regime normal com acesso a exame, a classificação final é a soma da classificação obtida numa componente distribuida (CD), e noutra de exame (CE) de acordo com a seguinte fórmula
(CF) = max{ (CE), 0.8x(CE)+0.2(CD)}
sendo (CE) e (CD) um nº entre 0 e 20.

O exame final é uma prova escrita com duração de 2H00.
Para além do desempnho na aquisição das competências, a avaliação distribuída aferirá o nível de participação nas aulas teórico-práticas.

Provas e trabalhos especiais

A obtenção de classificação final superior a 18 valores (19 ou 20) exige a prestação de uma prova oral, a realizar após o fim da época de exame de recurso. Os alunos em condições de realizarem as referidas provas orais serão devidamente assinalados nas pautas de classificação afixadas após os exames escritos.
Os alunos admitidos a exame por terem dispensa de frequência (ao abrigo das alíneas a), b) e c) do Artigo 4º das Normas Gerais de Avaliação 2002) realizarão, em qualquer das épocas de exame, exames escritos especiais, com duração não superior a 3 horas. Exames com idêntica duração serão realizados pelos alunos admitidos para melhoria de classificação.
As provas a realizar pelos alunos com acesso a exame em épocas especiais (ponto 5 do Artº 6º das Normas Gerais de Avaliação 2002) poderão ter uma parte oral, em cujo caso o aviso será feito atempadamente.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os alunos admitidos a exame por terem dispensa de frequência (ao abrigo das alíneas a), b) e c) do Artigo 4º das Normas Gerais de Avaliação) realizarão, na época normal, o mesmo exame que os alunos em regime normal.

Melhoria de classificação

A melhoria de classificação poderá ser feita de acordo com o nº1 do Artigo 10º das Normas Gerais de Avaliação da FEUP, isto é, mediante inscrição nos prazos fixados, no exame de recurso da época normal em que foi obtida a aprovação ou (exclusivo) numa das provas da disciplina na época normal do ano lectivo seguinte.

Observações