PRÁTICA LABORATORIAL DE PROJETOS DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL


Deseja-se realizar a sintonia de um controlador PID, por meio do lugar das raízes. Primeiramente foi realizada a modelagem do sistema que desejamos controlar, resultado na equação 1 a seguir. O projetista determinou que a mesma deve possuir erro de offset igual a zero, tempo de acomodação (2%) 6.25 segundos (adote a frequência natural igual a 0.8) e um máximo overshoot de 5% (considerar a constante de amortecimento igual a 0.8) . Determine os parâmetros Kp e Ki que cumpram as normas de projeto.

 

H(s)=1/(s+1)                                 (1)


Kp=0.64e Ki=0.64


Kp=0.28 e Ki=0.64


Kp=0.64 e Ki=0.64


Kp=0.28 e Ki=0.28


Kp=0.8 e Ki=0.8

A correta sintonização dos controladores industriais (exemplo PID) resulta em uma maior qualidade dos produtos confeccionados, pois esses apresentam pouca variação ao valor especificado, e um menor desgaste para os elementos finais de controle que não sofrem fortes alterações em seu ponto de operação. Uma industrial do ramos de álcool e açúcar o contratou para realizar a sintonia do controlador de nível (LIC) de um tanque de gravidade de H20, o qual teve seu modelo calculado usando o método de Smith para primeira ordem com atraso de transporte apresentado na equação 1 a seguir. Determine os valores dos parâmetros para um controlador PI (paralelo) usando o método da síntese direta, sabendo que a constante de tempo desejada em malha fechada é igual à metade da planta em malha aberta.

H(s)/Qi(s) = 0.5/(10*s+1)*exp(-1*s)            (1)


Kp=10/6 e Ki=1/(3*s)


Kp=10/3 e Ki=1/(3*s)


Kp=10/6 e Ki=1/(6*s)


Kp=10/3 e Ki=1/(6*s)


Kp=10/2 e Ki=1/(2*s)

    Em sistemas de controle a modelagem de processos e a peça fundamental para a determinação do tipo de controle que deve ser aplicado e para a parametrização dos controladores industriais. Essa preocupação se dá pelo prejuízo gerado por um sistema mal sintonizado, que tem como resultado produtos fora da especificação e desgastes prematuros dos elementos finais de controle. Tendo em vista esse cenário, você foi contratado para realizar a modelagem (usando o método de Sundaresan e Krishnaswamy)de um sistema que quando colocado em malha aberta (foi esperado a sua estabilização) e aplicado um degrau na variável manipulada, que gerou os seguintes dados a serem analisados:

Tempo 1 para a amplitude a 35.3% do valor final: 6;

Tempo 2 para a amplitude a 85.3% do valor final: 9;

Variável manipulada foi alterada de 2% para 4 %;

Variável controlada variou de 20% para 24% após a alteração da MV;


H(s) = 2/(2.02*s+1)*exp(-5.12*s)


H(s) = 2/(1*s+1)*exp(-5.12*s)


H(s) = 3/(2.02*s+1)*exp(-5.12*s)


H(s) = 2/(2.02*s+1)*exp(-2*s)


H(s) = 2/(4*s+1)*exp(-5.12*s)

    A simulação de um processo industrial tem papel fundamental para determinar qual o melhor tipo de compensador para um dado processo. Foi solicitado que realize a simulação de um processo posteriormente modelado pelo método de Smith (equação 1), para tal faz necessário o uso do método de Euler. Qual seria essa função?

H(s)=1/s*1/(10*s+1)                             (1)


H(tm+h) = (1-H(tm))*h/20+H(tm)


H(tm+h) = (5-H(tm))*h/50+H(tm)


H(tm+h) = (1-H(tm))*h/10+H(tm)


H(tm+h) = (4-H(tm))*h/40+H(tm)


H(tm+h) = (3-H(tm))*h/30+H(tm)

    A simulação de um processo industrial tem papel fundamental para determinar qual o melhor tipo de compensador para um dado processo. Foi solicitado que realize a simulação de um processo posteriormente modelado pelo método de Smith (equação 1), para tal faz necessário o uso do método de Euler. Qual seria essa função?

H(s)=2/s*1/(4*s+1)                             (1)


H(tm+h) = (5-H(tm))*h/50+H(tm)


H(tm+h) = (2-H(tm))*h/4+H(tm)


H(tm+h) = (2-H(tm))*h/20+H(tm)


H(tm+h) = (2-H(tm))*h/0.25+H(tm)


H(tm+h) = (3-H(tm))*h/20+H(tm)

Dado o compensador analógico a seguir, determine o valor do ganho proporcional e integral.


Ki=0.5 e Kp=1


Ki=1 e Kp=0.5


Ki=1 e Kp=1


Ki=0.5 e Kp=0.5


Ki=2 e Kp=1

    A simulação de um processo industrial tem papel fundamental para determinar qual o melhor tipo de compensador para um dado processo. Foi solicitado que realize a simulação de um processo posteriormente modelado pelo método de Smith (equação 1), para tal faz necessário o uso do método de Euler. Qual seria essa função?

H(s)=2/s*1/(10*s+1)                             (1)


H(tm+h) = (2-H(tm))*h/10+H(tm)


H(tm+h) = (5-H(tm))*h/50+H(tm)


H(tm+h) = (1-H(tm))*h/20+H(tm)


H(tm+h) = (2-H(tm))*h/20+H(tm)


H(tm+h) = (1-H(tm))*h/10+H(tm)

    A simulação de um processo industrial tem papel fundamental para determinar qual o melhor tipo de compensador para um dado processo. Foi solicitado que realize a simulação de um processo posteriormente modelado pelo método de Smith (equação 1), para tal faz necessário o uso do método de Euler. Qual seria essa função?

H(s)=3/s*1/(30*s+1)                             (1)


H(tm+h) = (3-H(tm))*h/20+H(tm)


H(tm+h) = (2-H(tm))*h/20+H(tm)


H(tm+h) = (1-H(tm))*h/10+H(tm)


H(tm+h) = (3-H(tm))*h/30+H(tm)


H(tm+h) = (5-H(tm))*h/50+H(tm)

    A simulação de um processo industrial tem papel fundamental para determinar qual o melhor tipo de compensador para um dado processo. Foi solicitado que realize a simulação de um processo posteriormente modelado pelo método de Smith (equação 1), para tal faz necessário o uso do método de Euler. Qual seria essa função?

H(s)=5/s*1/(50*s+1)                             (1)


H(tm+h) = (5-H(tm))*h/50+H(tm)


H(tm+h) = (2-H(tm))*h/20+H(tm)


H(tm+h) = (2-H(tm))*h/0.25+H(tm)


H(tm+h) = (2-H(tm))*h/4+H(tm)


H(tm+h) = (3-H(tm))*h/20+H(tm)

   Os amplificadores operacionais foram utilizados na confecção dos controladores industriais analógicos, que apresentavam o ganho proporcional, integra e derivativo. Durante o projeto do controlador foi dito que você tomaria frente ganho derivativo, e que o ganho desejado era igual a 0,5. Dado o bloco a seguir, qual será o valor do resistor R1, para que o mesmo atenda a condição de projeto?


8.0 Kohm


0.5 Kohm


4.0 Kohm


2.0 Kohm


1.0 Kohm

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