Dúvidas: As consultas ao professor José Paulo poderão ser feitas estritamente no dia e horário marcados pelo professor, quando ele estará na sala 5019E. Esse horário estará sujeito a alterações ao longo do semestre letivo. Os alunos também podem consultar o professor através dos e-mails: jpaulo@uerj.br e jpaulo@lee.eng.uerj.br.
Planejamento da Disciplina no Segundo Semestre Letivo de 2014:
Plano-Contrii.pdf (texto em PDF atualizado que utiliza o livro Ogata (2010))
Plano2-Ogata-2003.pdf (texto em PDF não atualizado que utiliza o livro Ogata (2003))
Plano2-Ogata-1998.pdf (texto em PDF não atualizado que utiliza o livro Ogata (1998) - evitar!)
Sugere-se seguir o seguinte texto de orientação para escrever relatórios técnicos e listas de exercícios:
IIIUERJC.pdf (texto em PDF)
Listas de Exercícios Voluntários:
1 - Primeira Lista de Exercícios: autovalores, estabilidade, controlabilidade, observabilidade, realimentação de estado e observadores para sistemas em tempo contínuo (revisada em 24/3/2006):
Lista1.pdf (texto em PDF)
2 - Segunda Lista de Exercícios: equações a diferenças, transformada z e funções de transferência de sistemas em tempo discreto (revisada em 03/10/2005):
Lista2.pdf (texto em PDF)
Atenção: Além dos exercícios nas listas acima, são indicados exercícios no Planejamento da Disciplina.
1 - Primeiro Relatório de Laboratório: modelagem da dinâmica do servomecanismo com haste flexível. Os alunos deverão elaborar um relatório com os seguintes itens:
1.1 - Desenvolvimento da equação de estado do servomecanismo.
1.2 - Desenvolvimento da matriz de transferência do servomecanismo.
1.3 - Avaliação da importância da inclusão da indutância da armadura do motor na modelagem.
1.4 – Utilizar os valores dos parâmetros obtidos dos manuais para a obtenção dos modelos.
Os dados a serem utilizados na modelagem estão disponíveis no texto abaixo:
Orientação para os Experimentos e Relatórios no Laboratório de Controle e Servomecanismos II
Informações gerais:
Os alunos poderão elaborar este relatório em grupos de até dois alunos.
A data de entrega do relatório manuscrito ou datilografado ao professor é 30 de outubro de 2014. Prazo final: 10 de novembro de 2014.
Pontuação: até 2,0 pontos para compor o grau de laboratório.
2 - Segundo Relatório de Laboratório: validação experimental da modelagem da dinâmica do servomecanismo com haste flexível. Os alunos deverão elaborar um relatório com os seguintes itens:
2.1 – Apresentar os procedimentos da calibração e os gráficos de aferição dos sensores do servomecanismo obtidos a partir de medidas realizadas na aula de 16/10/2014.
2.2 – Apresentação dos experimentos e resultados obtidos com o servomecanismo na aula de 23/10/2014.
2.3 – Traçado dos diagramas de Bode da matriz de transferência do servomecanismo obtida no item 1.2.
2.4 - Avaliação da importância da inclusão da indutância da armadura do motor na modelagem a partir dos gráficos de Bode do item 2.3.
2.5 - Traçado dos gráficos de Bode a partir dos resultados experimentais obtidos com o sinal de controle chirp e o programa bode_chirp_haste_flexivel.m. Os alunos deverão incluir no programa coeficientes de calibração dos sensores para que os ângulos medidos sejam expressos em radianos.
2.6 – Comparação dos gráficos de Bode obtidos a partir dos experimentos (item 2.5) com aqueles do item 2.3.
2.7 – Simulação do modelo obtido nos itens 1.1 e 1.4 para um sinal de controle senoidal e para um sinal de controle quadrado.
2.8 – Comparação dos resultados dos experimentos de 23/10/2014 com as simulações do item 2.7.
Os resultados experimentais, arquivos do Simulink e o programa bode_chirp_haste_flexivel.m das aulas de 16/10/2014 e 23/10/2014 estão no arquivo: Exp-23-10-2014.zip. Lembrem-se de incluir no programa bode_chirp_haste_flexivel.m os coeficientes de calibração dos sensores obtidos no item 2.1.
Informações gerais:
Os alunos poderão elaborar este relatório em grupos de até dois alunos.
A data de entrega do relatório manuscrito ou datilografado ao professor é 06 de novembro de 2014. Prazo final: 08 de janeiro de 2015.
Pontuação: até 2,0 pontos para compor o grau de laboratório.
3 - Terceiro Relatório de Laboratório: controle por realimentação do estado estimado do servomecanismo com haste flexível. Os alunos deverão elaborar um relatório com os seguintes itens:
3.1 - Projeto de um controlador com realimentação de estado e entrada de referência com ganho DC unitário para o servomecanismo com haste flexível.
3.2 - Projeto de um observador para o estado do servomecanismo com haste flexível.
3.3 - Simulação do sistema de controle composto pelo servomecanismo e pelo controlador desenvolvido no item 3.1 baseado na realimentação do estado estimado pelo observador desenvolvido no item 3.2. Numa fase preliminar, os alunos poderão simular o sistema sem o observador, usando a realimentação do estado medido a fim de verificar o projeto da realimentação de estado somente.
3.4 - Descrição dos resultados experimentais obtidos no laboratório com o sistema de controle descrito no item 3.3 e sinais análogos aos utilizados nas simulações no item 3.3. Numa fase preliminar, os alunos poderão realizar experimentos com o sistema sem o observador, usando a realimentação das variáveis de estado medidas e suas derivadas estimadas por filtros de primeira ordem a fim de verificar o projeto da realimentação de estado somente.
3.5 - Comparação dos resultados de simulação obtidos no item 3.3 com os resultados experimentais obtidos no item 3.4.
Informações gerais:
Os alunos poderão elaborar este relatório em grupos de até dois alunos.
A data de entrega do relatório manuscrito ou datilografado ao professor é 15 de janeiro de 2015.
Pontuação: até 3,5 pontos para compor o grau de laboratório.
Os projetos do controlador no item 3.1 e do observador no item 3.2 poderão ser baseados no modelo da dinâmica do servomecanismo desenvolvido no Primeiro ou no Segundo Relatório de Laboratório. Recomenda-se desprezar a dinâmica relacionada com a indutância da armadura do motor para simplificar o sistema de controle.
Nas simulações deve ser incluída a saturação do sinal de controle em +/-5V, que é causada pelo conversor D/A.
Sugere-se que as especificações do sistema de controle sejam estabelecidas conforme o Capítulo 5 do livro Ogata (2003) ou Ogata (2010). Alguns gráficos úteis para o ajuste do sistema de controle estão no documento Sistemas de Segunda Ordem.
Os resultados experimentais a serem utilizados nos itens 3.4 e 3.5 deverão ser gravados por cada grupo de alunos em disquetes. Opcionalmente, os resultados experimentais estão compactados no arquivo: Exp-Alunos-Contrii.zip.
4 - Quarta Tarefa de Laboratório: aplicação de um microcontrolador num servomecanismo:
Pode ser realizada em grupos de até dois alunos.
A avaliação será baseada nos resultados obtidos e apresentados pelos alunos na aula de laboratório de 22 de janeiro de 2015.
Pontuação: até 2,5 pontos para compor o grau de laboratório.
Os alunos usarão o microcontrolador Arduino: Como o Arduino está tornando a imaginação Open-Source (TED Talks, Massimo Banzi, junho, 2012).
Primeira Prova:
Data: 17/11/2014.
Início às 09:40.
Local de realização: sala 5004F.
Nessa prova será avaliado o aprendizado dos seguintes tópicos: (1) sistemas dinâmicos lineares e invariantes no tempo contínuo e sua modelagem; (2) equação de estado; (3) autovalores, estabilidade, controlabilidade e observabilidade; (4) realimentação de estado para sistemas em tempo contínuo; (5) observadores de estado para sistemas em tempo contínuo.
Notas: Não haverá fontes de consulta. Será permitido o uso de calculadora.
Segunda Prova:
Data: 26/01/2015.
Início às 09:40.
Local de realização: sala 5004F.
Nessa prova será avaliado o aprendizado dos tópicos sobre Controle Digital.
Prova de Segunda Chamada:
Data: ainda indefinida.
Início ainda indefinido.
Local de realização: ainda indefinido.
Vide Observação 4.
Prova Final:
Data: 02/02/2015.
Início às 09:40.
Local de realização: sala 5004F.
Nessa prova será avaliado o aprendizado de todos os tópicos abordados nesta disciplina.
1- Laboratório: As aulas de laboratório serão ministradas nas quintas-feiras das 09:40 às 11:30 para a turma 01 e das 11:30 às 13:20 para a turma 02 na sala 16 do Laboratório de Engenharia Elétrica (LEE).
2 - Aulas nas segundas-feiras: As aulas teóricas nas segundas-feiras serão ministradas no horário de 09:40 às 12:20 na sala 5004F para as turmas 01 e 02.
3 – Favor não usar telefone celular nem outros equipamentos sonoros durante as aulas. Também não se deve comer nem beber dentro das salas do LEE.
4 - Prova de Segunda Chamada: Para realizar Prova de Segunda Chamada, o aluno terá que solicitá-la na Secretaria Geral Acadêmica da FEN (sala 5002B) em até 05 (cinco) dias úteis após a data da prova não realizada. O requerimento será escrito em formulário apropriado, deverá expor os motivos da falta e deverá ser acompanhado de documentação que justifique a falta do aluno à prova.
5 – Não houve aulas no dia 25/9/2014 (quinta-feira) para as Turmas 01 e 02, pois o Prof. José Paulo participou do XX Congresso Brasileiro de Automática (CBA2014) em Belo Horizonte – MG.
6 – A aula de laboratório no dia 30/10/2014 (quinta-feira) para a Turma 02 será reralizada das 11:00 às 12:20, para atender a solicitação de diversos alunos. O horário da aula da Turma 01 será o normal.
7 – A aula de laboratório no dia 18/12/2014 (quinta-feira) para a Turma 02 foi cancelada devido à antecipação do recesso acadêmico de fim de ano.
8 – Não haverá aula no dia 19/01/2015 (segunda-feira) para a Turma 02, devido ao Ponto Facultativo.
9 - Revisão da Primeira Prova e da Segunda Prova: Os alunos que desejarem revisar a primeira prova e a segunda prova deverão comparecer à sala 5019E no dia 30/01/2015 (sexta-feira) entre 10:00 e 11:00.
10 - Revisão da Prova Final: Os alunos que desejarem revisar a Prova Final deverão comparecer à sala 5019E no dia 05/02/2015 (quinta-feira) entre 10:30 e 11:00.