Questão de Tecnologia da Informação

Engenharia de Controle e AutomaçãoMATÉRIA 11 QUESTÃO DISCURSIVA 02 O controle de velocidade de uma máquina de corrente contínua (CC) de ímãs permanentes geralmente é realizado utilizando-se uma estrutura de controle em cascata. Tem-se uma malha interna de controle da corrente de armadura (Ia) que utiliza um controlador proporcional e uma malha externa de velocidade (ω) que utiliza um controlador proporcional-integral. A figura 1 mostra o diagrama esquemático desse controle, em que: La é a indutância de armadura; Ra, a resistência de armadura; Kφ, uma constante da máquina; J, a inércia; Va, a tensão de armadura; Ea, a força contraeletromotriz; Te , o torque eletromagnético da máquina e TL , um torque de perturbação externo ao processo. Dinâmica

1 w aS+R Ea Kf Figura 1 - Diagrama esquemático do controle de uma máquina CC. Geralmente, em sistemas de controle em cascata, ajusta-se, primeiro, a malha interna e, posteriormente, a malha externa, de modo que esta seja bem mais lenta que aquela. A figura 2 mostra um exemplo da resposta em frequência das malhas fechadas de corrente (malha interna) e de velocidade (malha externa) para o ajuste de controladores de um acionamento com um motor CC de 5 cv. Resposta em Frequência 50 15

0 (dB) -50 Magnitude -100 -150 0

-45 (graus)-90 Fase -135 -180 0 1 2 10 10 10 3 4 5 10 10 10 Frequência (Hz) Figura 2 - Resposta em frequência. Considerando a teoria de controle, faça o que se pede nos itens a seguir, a respeito do problema de controle apresentado. a) Deseja-se que a resposta do controle de corrente a uma mudança da referência em degrau não apresente sobressinal (overshoot) e que o tempo de assentamento (2%) seja menor que 3 ms. Com base na resposta em frequência mostrada na figura 2, explique se esses critérios serão atendidos. (valor: 5,0 pontos) b) A resposta do controle de velocidade também não deve apresentar sobressinal (overshoot) a uma mudança da referência em degrau e deve acompanhar, sem atraso, uma referência cuja frequência seja de 1 Hz. Com base na resposta em frequência mostrada na figura 2, explique se esses critérios serão atendidos. (valor: 5,0 pontos) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15