Dúvidas: As consultas ao professor José Paulo poderão ser feitas estritamente no dia e horário marcados pelo professor, quando o professor estará na sala 5019E. Esse horário estará sujeito a alterações. Os alunos também podem consultar o professor pelos e-mails: jpaulo@uerj.br e jpaulo@lee.eng.uerj.br.
Ementa de Controle de Máquinas Elétricas (texto em formato PDF)
Planejamento das aulas:
1 - Controladores PID (Prof. Tiago – 21/8/2012).
Referências sugeridas: livros (Åström and Hägglund, 2006) e (St. Clair, 1993).
2 - Ajuste de controladores PID (Prof. Tiago – 28/8/2012).
Referências sugeridas: o artigo sobre o “método do relé para ajuste de controladores PID” (Åström and Hägglund, 1984) e os livros (Åström and Hägglund, 2006) e (St. Clair, 1993).
3 - Modelagem e controle de motores CC (Prof. José Paulo – 04/9/2012).
Arquivos para simulação de motores CC e seu controle no Xcos/Scilab: modelagem_controle_motor_CC.zip.
Referências sugeridas: o texto (Torres, 1995), o Exemplo A.3.9 do livro (Ogata, 2010) e documentos disponíveis no site da WEG.
4 - Experimentos de controle de velocidade e de posição de motores CC (Prof. Tiago - 11/9/2012).
5 - Modelagem de motores de indução (Prof. José Paulo – 18/9/2012).
Apresentação da aula: Modelagem-do-motor-de-inducao.pdf.
Referências utilizadas: as Seções 2.1 e 2.2 do livro (Bose, 2001).
6 - Controle de motores de indução (Prof. José Paulo – 25/9/2012).
Apresentação da aula: Controle-do-motor-de-inducao.pdf.
Referências utilizadas: as Seções 5.3, 7.1, 7.2 e Capítulo 8 do livro (Bose, 2001) e documentos disponíveis no site da WEG.
Arquivos para simulação de motores de indução e seu controle no Xcos/Scilab: motor_CA_acionado_por_tensao_e_frequencia.zip. Vide observação 3.
7 - Experimento de controle de motor de indução (Prof. Jair – 02/10/2012).
Referência utilizada: a Dissertação de Mestrado (Medeiros, 2011).
8 – Modelagem e controle de geradores síncronos (Prof. José Paulo – 09/10/2012).
Apresentação da aula: Modelagem-e-controle-do-gerador-sincrono.pdf.
Referências utilizadas: a Seção 3 e o Capítulo 5 do livro (Krause et alli, 1995), os Capítulos 3, 8 e 9 do livro (Kundur, 1994) e as recomendações (IEC 60034-1, 2004).
Arquivo para simulação de geradores síncronos no Xcos/Scilab: gerador_CA_modelo_dq.zip.
Åström K. J. and Hägglund, T. (1984), Automatic tuning of simple regulators with specifications on phase and amplitude margins, in: Automatica, vol. 5, no. 5, pp. 645-651.
Åström K. J. and Hägglund, T. (2006), Advanced PID Control, ISA.
Bose, B. K. (2001), Modern Power Electronics and AC Drives, Upper Saddle River: Prentice Hall PTR.
IEC 60034-1 (2004), Rotating electrical machines Part 1: Rating and performance.
Krause, P. C., Wasynczuk, O. and Sudhoff, S. D. (1995), Analysis of Electric Machinery, IEEE Press.
Kundur, P. (1994), Power System Stability and Control, McGraw-Hill.
Medeiros Junior, J. (2011), Ambiente de Aprendizagem em Automação Baseado em Sistemas Nebulosos, Dissertação de Mestrado em Engenharia Eletrônica, Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro.
Ogata, K. (2010), Engenharia de Controle Moderno , 5a edição, Pearson Brasil.
Sen, P. C. (1996), Principles of Electric Machines and Power Electronics, 2nd edition, New York: Wiley.
St. Clair, D. W. (1993), Controller Tunning and Control Loop Performance, a Primer: PID without the Math, 2nd edition, Straight Line Control, LLC.
Torres, A. E. (1995), Introdução ao Funcionamento e ao Acionamento de Motores DC, Relatório Técnico de Iniciação Científica, Laboratório de Controle, PEE/COPPE/UFRJ.
Texto sobre Sistemas de Segunda Ordem
1 - Primeiro Trabalho: ajuste de um controlador PID para a posição angular do eixo de um motor CC. Os alunos deverão elaborar um relatório com os seguintes itens:
1.1 – Especificação das características e desempenho desejados para o sistema de controle da posição angular do eixo do motor CC cujo modelo linear está disponível em modelagem_controle_motor_CC.zip.
1.2 – Simulação do sistema de controle.
1.3 – Ajuste dos ganhos do controlador para obter o desempenho especificado no item 1.1.
2 - Segundo Trabalho: ajuste de um controlador PID para a posição de um sistema acionado por um motor CC. A função de transferência do sistema é G(s)=31/[s(s+13)]. Os alunos deverão elaborar um relatório com os seguintes itens:
2.1 – Simular a aplicação de um relé com histerese na malha de controle para ajustar os parâmetros pelo “método do relé” para o ajuste do controlador PID conforme (Åström and Hägglund, 1984).
2.2 – Ajuste dos ganhos do controlador a partir dos resultados do item 2.1.
2.3 – Simulação do sistema de controle.
3 - Terceiro Trabalho: controle de tensão e frequência de um gerador síncrono. Os alunos deverão elaborar um relatório com os seguintes itens:
3.1 – Especificação das características e desempenho desejados para o sistema de controle do sistema de controle de um gerador síncrono cujo modelo está disponível em gerador_CA_modelo_dq.zip.
3.2 – Incluir os controladores de tensão e frequência no modelo do gerador síncrono.
3.3 – Simulação do sistema de controle.
3.4 – Ajuste dos ganhos dos controladores para obter o desempenho especificado no item 3.1.
Informações gerais:
Os alunos poderão elaborar estes trabalhos em grupos de até dois alunos.
Cada grupo escolherá ao menos um dos trabalhos 1, 2 ou 3.
A data de entrega do relatório manuscrito ou datilografado ao professor é 29 de outubro de 2012.
O grau deste trabalho comporá o grau de cada aluno na disciplina.
1 – Aulas: serão realizadas às terças-feiras com início às 18:30 na sala 5005F.
2 – Aulas de 11/9/2012 e 02/10/2012: essas aulas serão realizadas no Laboratório de Controle e Automação, localizado na sala 16 do Laboratório de Engenharia Elétrica (LEE).
3 – Para realizar essas simulações é necessário instalar no Scilab por meio do Gerenciador de Módulos ATOMS (vide menu Aplicativos do Scilab) o XCPL toolbox (Xcos – ScicosPowerLab).
Ainda não disponíveis.