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Controle de Sistemas: Sistemas Fechados e Abertos, Dispositivos e Atuadores, Exercícios de Automação

Conceitos básicos do controle de sistemas, incluindo a definição de sistemas fechados e abertos, seus exemplos e vantagens e desvantagens. Além disso, são abordados dispositivos de controle, variáveis controladas e manipuladas, distúrbios em sistemas e sensores. Dados de dois exemplos ilustram as ideias apresentadas.

O que você vai aprender

  • Quais são as desvantagens de um sistema aberto?
  • Que é um sistema fechado e qual sua vantagem principal?
  • O que é um dispositivo de controle e como ele funciona?

Tipologia: Exercícios

2021

Compartilhado em 14/09/2021

paulo-cesar-mf4
paulo-cesar-mf4 🇧🇷

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1. O que é um sistema de malha fechada? (Cite dois exemplos)
Num sistema de malha fechada, informações sobre como a saída de controle está
evoluindo são utilizadas para determinar o sinal de controle que deve ser aplicado ao
processo em um instante específico. Isto é feito a partir de uma'realimentação'da saída
para a entrada. Em geral, a fim de tornar o sistema mais preciso e de fazer com que ele
reaja a perturbações externas, o sinal de saída é comparado com um sinal de referência
(chamado no jargão industrial de'set-point) e o desvio (erro) entre estes dois sinais é
utilizado para determinar o sinal de controle que deve efetivamente ser aplicado ao
processo.
Dois exemplos disso é o piloto automático de um carro, que de acordo com a velocidade
estabelecida pelo motorista fara ajustes pra manter a velocidade definida. Outro exemplo
de malha fechada é o controle automático de temperatura de uma geladeira doméstica.
Nesta, o usuário escolhe um nível de frio por meio de um botão com escala e a
temperatura se mantém aproximadamente constante, a despeito de perturbações externas,
tais como variações da temperatura ambiente, entrada de massas de ar quente provocada
pela abertura de portas, armazenamento de alimentos à temperatura ambiente, etc.
2.Quais vantagens e desvantagens de um sistema de malha aberta?
Algumas vantagens de um sistema de malha aberta é:
Facilidade na construção e manutenção;
São menos dispendiosos que um mesmo sistema correspondente em malha fechada;
São apropriados para sistemas em que existem dificuldades para avaliação da saída;
Desvantagens de um sistema de malha aberta é:
Como não há o rastreamento da saída, em caso de interferências externas, o resultado do
sistema muito provavelmente não corresponderá às expectativas
Ela somente poderá ser executada na pratica se a relação entre a entrada e a saída for
conhecida e se não houver nenhum distúrbio interno ou externo.
3.Quais vantagens e desvantagens de um sistema de malha fechada?
Algumas vantagens de um sistema de malha fechada é:
insensibilidade a perturbações externas (distúrbios externos);
insensibilidade a variações em parâmetros do sistema;
possibilidade de utilização de componentes de baixa qualidade / baixo custo para obter
sistemas com desempenho de alta qualidade.
4. Definir Dispositivos de Controle(cite dois exemplos)
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1. O que é um sistema de malha fechada? (Cite dois exemplos)

Num sistema de malha fechada, informações sobre como a saída de controle está evoluindo são utilizadas para determinar o sinal de controle que deve ser aplicado ao processo em um instante específico. Isto é feito a partir de uma realimentação da saída para a entrada. Em geral, a fim de tornar o sistema mais preciso e de fazer com que ele reaja a perturbações externas, o sinal de saída é comparado com um sinal de referência (chamado no jargão industrial de set-point ) e o desvio (erro) entre estes dois sinais é utilizado para determinar o sinal de controle que deve efetivamente ser aplicado ao processo. Dois exemplos disso é o piloto automático de um carro, que de acordo com a velocidade estabelecida pelo motorista fara ajustes pra manter a velocidade definida. Outro exemplo de malha fechada é o controle automático de temperatura de uma geladeira doméstica. Nesta, o usuário escolhe um nível de frio por meio de um botão com escala e a temperatura se mantém aproximadamente constante, a despeito de perturbações externas, tais como variações da temperatura ambiente, entrada de massas de ar quente provocada pela abertura de portas, armazenamento de alimentos à temperatura ambiente, etc.

2.Quais vantagens e desvantagens de um sistema de malha aberta?

Algumas vantagens de um sistema de malha aberta é:  Facilidade na construção e manutenção;  São menos dispendiosos que um mesmo sistema correspondente em malha fechada;  São apropriados para sistemas em que existem dificuldades para avaliação da saída; Desvantagens de um sistema de malha aberta é:  Como não há o rastreamento da saída, em caso de interferências externas, o resultado do sistema muito provavelmente não corresponderá às expectativas  Ela somente poderá ser executada na pratica se a relação entre a entrada e a saída for conhecida e se não houver nenhum distúrbio interno ou externo.

3.Quais vantagens e desvantagens de um sistema de malha fechada?

Algumas vantagens de um sistema de malha fechada é:  insensibilidade a perturbações externas (distúrbios externos);  insensibilidade a variações em parâmetros do sistema;  possibilidade de utilização de componentes de baixa qualidade / baixo custo para obter sistemas com desempenho de alta qualidade.

4. Definir Dispositivos de Controle(cite dois exemplos)

Os dispositivos de controle é um sistema físico ou eletrônico que é projetado para transferir ou adequar a variável de controle em variável manipulada. Dois exemplos disso são o termostato ou uma placa eletrônica que supervisiona dados e transfere uma ação.

5. O que é uma variável de controle? (cite dois exemplos)

É uma variável primaria (de acesso direto ao operador) e que atua sobre a variável manipulada segundo as reações do dispositivo de controle. Dois exemplos disso são: resistor variável e potenciômetro.

6.Qual a diferença entre Variável Controlada e Variável Manipulada:

variável controlada é a grandeza ou a condição que é medida e controlada. A variável manipulada é a grandeza ou a condição modificada pelo controlador, de modo que afete o valor da variável controlada. Normalmente, a variável controlada é a saída do sistema.

7.Oque é Distúrbio em um sistema? (cite exemplo)

Distúrbio é uma alteração ou mudança, em uma ou mais variáveis físicas do sistema, que provoca alterações na variável controlada. Pode ser uma alteração previsível em qualquer grandeza inerente ao processou uma interferência extra não prevista. Um exemplo disso é a abertura da porta de uma geladeira ou avaria em algum componente dela.

8. Explique Sistema ou Processo:

Sistema ou Processo é o método ou sequência de métodos que envolva a mudança (de estado, composição, dimensão ou outras propriedades) ou refinamento de matérias primas para a obtenção de um produto final. O Processo pode ser Contínuo ou Batelada.

9.Oque são atuadores? (cite dois exemplos)

São dispositivos que modificam uma variável controlada. Recebem um sinal proveniente do controlador e agem sobre o sistema controlado. Exemplo: válvula, reles, motores e etc.

10.Oque são sensores? (cite dois exemplos)

São dispositivos que medem uma variável de interesse do sistema, podendo ser a controlada ou até mesmo a de controle. Sem esses controles e impossível ter o controle de qualquer processo. Exemplo: transistores e transmissores.