SISTEMAS DE CONTROLE I


O diagrama de blocos da figura abaixo apresenta um sistema de controle em malha fechada de primeira ordem, sendo que K é o ganho do controlador, Kp  e Tp são o ganho e a constante de tempo do processo. O gráfico mostra a resposta do sistema a uma entrada degrau de amplitude 100.

 

 kp_ord1

As opções abaixo apresentam conjuntos de valores numéricos para K, Kp  e Tp. Marque a opção que utilizada,  produzirá a resposta c(t) dada no gráfico.


K=2,  Kp=9.5,  Tp=1
K=19,  Kp=1,  Tp=5
K=1,  Kp=19,  Tp=10
K=1,  Kp=19,  Tp=5
K=9.5,  Kp=1,  Tp=10

A figura abaixo apresenta três respostas típicas de sistemas de primeira ordem, a entradas do tipo degrau unitário, numeradas com 1, 2 e 3.

ord1

 Considerando c(t) a variável de saída e t a variável tempo, analise as afirmativas:

 I -  As respostas 1 e 2 são de sistemas com a mesma constante de tempo, porém com ganhos diferentes, enquanto que as respostas 2 e 3 são de sistemas com o mesmo ganho, porém com constantes de tempos diferentes.

II -   As respostas 1 e 3 são de sistemas com constantes de tempo e ganhos diferentes, enquanto que as respostas 2 e 3 são de sistemas com a mesma constante de tempo, porém com ganhos diferentes

III -  As respostas 2 e 3 são de sistemas com  constantes de tempo diferentes, porém com ganhos iguais,  enquanto que as respostas 1 e 3 são de sistemas com constantes de tempo iguais e ganhos diferentes.

Estão corretas as afirmativas:


I apenas.
II apenas.
I e III
II e III
I e II

As funções de transferência são modelos matemáticos que permitem representar os sistemas físicos, e são utilizados para fazer simulações computacionais desses sistemas, análise de seu comportamento dinâmico, e inclusive ajustes de parâmetros para adequar sua resposta a excitações externas.

Sobre funções de transferência, considere as afirmativas:

 I -  É definido pela razão entre a transformada de Laplace da entrada (função ou variável de excitação) e a transformada de Laplace da saída do sistema (função ou variável de resposta).

II - determinação da função de transferência deve-se considerar nulas as condições iniciais, ou seja, que o sistema não possui energia armazenda internamente antes da aplicação da excitação.

III -  As funções de transferência são obtidas aplicando-se a Transformada de Laplace às equações diferenciais, convertendo-as em equações algébricas, reduzindo a complexidade dos modelos matemáticos.

IV - A função de transferência de é uma propriedade do próprio sistema, independente das variáveis de entrada e saída, e seus pólos e zeros dependerão apenas do parâmetros físicos do sistema.

V -  O conceito de funções de transferência são aplicáveis aos sistemas lineares invariantes no tempo, os quais podem ser representados por equações diferenciais lineares ordinárias.

São corretas as afirmativas:


I, III, IV, V
I, II, III, V
II, III, IV,  V
I, II, III, IV
I, II, III, IV, V

O gráfico no lugar das raízes de um sistema de controle com  realimentação unitária, e com controlador é do tipo proporcional, é dado na figura 1:

Quanto os pólos do sistema de controle em malha fechada, dependendo do valor de K,  é correto  afirmar que:


Podem  tornar-se puramente imaginários;
O sistema possui 3 polos
Podem ser reais e distintos, reais e iguais, ou complexos conjugados
Podem tender todos ao infinito, se o valor de K for muito alto;
Podem tender à região de instabilidade, se o valor de K for muito alto;

Sobre sistemas de controle de malha aberta e de malha fechada, analise as seguintes afirmativas:

 I-  A qualidade e precisão dos componentes da planta são fatores críticos para o desempenho dos sistemas de controle, sendo mais

críticos para os sistemas em malha aberta do que para  os de malha fechada;

II- A manutenção preventiva é mais importante nos sistemas de malha aberta do que nos sistemas de malha fechada;

III- Sistemas de malha aberta são mais indicados em aplicações onde as plantas estão sujeitas a ruídos e perturbações oriundas do ambiente.

Com ralação ao conteúdo das informações, pode-se concluir que:


Somente a afirmativa I está correta.
Duas afirmativas estão corretas: I e II
Todas as afirmativas estão corretas.
Somente a afirmativa III está correta.
Somente a afirmativa II está correta.

A figura apresenta um  exemplo de sistema físico que realiza um processo de aquecimento de água.

 aquecedor

 

O reservatório possui uma entrada para receber água fria , e fornece água quente na tubulação de saída.

O processo de aquecimento consiste em injetar vapor  na tubulação interna ao  aquecedor a altíssimas temperaturas, e por contato transferir energia térmica para  a água, provocando a mudança de temperatura.

 As variáves definidas como PV, SP e MV para o controle de temperatura da água em malha fechada  são, respectivamente:


Temperatura desejada para a água na saída, temperatura da água aquecida na saída, vazão de vapor
 Temperatura  água fria, temperatura da água aquecida na saída, vazão de vapor
 Temperatura da água aquecida na saída, temperatura desejada para água na saída, vazão de entrada de água fria 
 Temperatura desejada para água na saída, temperatura da água aquecida na saída,  vazão de saída  água quente
Temperatura da água aquecida na saída, temperatura desejada para a água na saída, vazão de vapor

Considere o sistema  representado pelo diagrama de blocos abaixo:

 secord1

Considere as afirmativas: 

I - A frequência natural do sistema não varia, se o valor de K variar

II - O fator de amortecimento do sistema aumenta com o aumento do valor de K

III - Não existe valor de K que torna o sistema criticamente amortecido

IV - O valor de K não influencia no tempo de acomodação do sistema

V - O sistema não apresentará resposta oscilatória, independente do valor de K

VI - O erro de resposta ao degrau sempre será zero, para qualquer valor de K

 

Marque a alternativa correta.

 


I, II, III  e VI
 II, V  e VI
I, II, V  e VI
I, II  e VI
I,   V  e VI

Um sistema de controle apresenta o seguinte diagrama de polos e zeros:

 zp1

Sua função de transferência é:




 

A figura abaixo mostra o diagrama de blocos de um servo-sistema posicionador de braço de robô.


bloc_real

 Tendo como referência a função de transferência C(s)/R(s), analise as afirmativas abaixo.

 I   - O ganho do servo-sistema é 10.

II  - Os pólos do sistema são -0.5 + j0.87  e -0.5 - j0.87.

III - O sistema tem apenas um zero, de valor -1.

IV -O servosistema tem função de transferência de 2ª ordem.

V - O numerador da função de transferência é dado pelo polinômio (s+1).

VI - O denominador da função de transferência do servosistema é s2+s+1

VII  - Se for aplicado um degrau unitário na entrada, a posição final da saída do  servosistema tenderá a 1.

 

Assinale a alternativa correta.


II , IV , VI , VII
III , II ,  IV , VI 
II , III, IV , VI , VII
III , IV , VI , VII
II , IV , V , VII

O amplificador operacional é um dispositivo utilizado em várias aplicações em circuitos eletrônicos de instrumentação e controle. Sua versatilidade deriva das características de altíssimo ganho, impedância de entrada elevada e impedância de saída baixa.   

Para modelar sistemas com AO, assume-se que não entra corrente nos terminais (+) e (-) (impedância de entrada infinita), e que não existe diferença de potencial entre os mesmos (estão em "curto-circuito virtual").

No sistema abaixo, empregando-se essas considerações, chega-se ao conjunto de equações dado:

aop3


 

Considerando a função de transferência do sistema Eo(s)/Ei(s), analise as afirmativas abaixo:

 I - O sistema terá um zero em s=0

II - O sistema terá um pólo em s =-1/(R1.C)

III -  função de transferência será do tipo K/(T.s+1), onde K= (R1+R2)/R1 e T= R1.C

IV -  tensão de saída eo(t) em regime permanente sempre será maior que a tensão de entrada ei(t)

São verdadeiras as afirmativas:  


II, III e IV
I, II e IV
II e III
I, II, III e IV
I, II e III
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