Controlo Discreto e Digital

Imagem d@ Fernando José da Silva Velez [Ficheiro Local]
Fernando José da Silva Velez
Código:
11215
Ano:
1
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
PL(15H)/T(30H)/TP(15H)
Área Científica:
Informática, Automação e Controlo
Tipo de ensino:
Presencial
Estágios:
Não aplicável
Objectivos de Aprendizagem:
Esta UC tem como objetivo explorar técnicas de modelação, de análise da estabilidade e das características da resposta no tempo e na frequência de sistemas no domínio discreto e digital. Os alunos adquirirão competências sólidas em projeto de controladores discretos que alcançam as especficações requeridas.
No final da Unidade Curricular (UC) o estudante deve ser capaz de:
- Identificar e caracterizar diversos tipos de sistemas discretos e digitais;
- Aplicar os conceitos, os cálculos, as equações e as técnicas de modelação de sistemas discretos;
- Avaliar as características da resposta temporal e na frequência de sistemas discretos;
- Usar ferramentas computacionais de modelação, de análise e de projecto de sistemas no domínio discreto;
- Aplicar métodos de projecto de controladores digitais;
- Criar uma visão de investigação para a aplicação destes conceitos de controlo em vários domínios;
- Intervir activamente nesta área a nível técnico, de análise e projecto, dinamizando soluções.
Conteúdos programáticos:
1. Introdução
2. Sistemas e Sinais Discretos: Métodos de transformação.
3. Amostragem e Reconstrução de sinais. Quantização.
4. Sistemas de Malha Aberta.
4.1. Função de transferência
4.2. Filtros digitais
4.3 Transformada z e Transformada z modificada.
5. Sistemas de Malha Fechada.
5.1. Função de transferência.
5.2 Conceitos básicos e procedimento de derivação.
5.3 Modelos de variáveis de estado.
6. Características da Resposta Temporal de Sistemas Discretos.
6.1. Resposta temporal e equação característica.
6.2 Mapeamento do plano s no plano z.
6.3 Precisão.
6.4 Simulação.
7. Técnicas de Análise de Estabilidade.
7.1. Análise de estabilidade.
7.2 Critério de Routh – Hurwitz e Teste de estabilidade de Juri.
7.3 Lugar geométrico das raízes (LGR – ou Root Locus).
7.4 Diagramas de Bode
8. Projecto de controladores digitais
8.1. Especificações do Sistema de Controlo
8.2. Compensação.
8.3. Projecto de controladores PID
8.4. Projecto por aproximações apoiado no LGR.
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
Nos trabalhos de laboratório e trabalhos de casa existe uma interacção com a turma de forma a incorporar componentes de auto-avaliação e corrigir pequenas deficiências no percurso educativo do aluno que se possam identificar.
Bibliografia principal:
I. Principal:
1- S. Charles, L. Phillips and Troy Nagle Aranya Chakrabortty, “Digital Control System Analysis & Design”, Pearson, Boston MA, USA, 2015.
2- Gaspar, P. D., “Apontamentos de Controlo Discreto e Digital”, Universidade da Beira Interior, 2010.
3- Dorsey, John, “Continuous and Discrete Control Systems: Modeling, Identification, Design and Implementation - 1st Ed.” McGraw Hill, 2002.
4- K. J. Astrom, B. Wittenmark, “Computer – Controlled Systems: Theory and Design - 3rd Edition”, Prentice –Hall, 2011.
5- Farid Golnaraghi and B. C. Kuo, “Automatic Control Systems - 9th Edition”, Prentice Hall, 2010.
6- Ogata, K., “Engenharia de Controlo Moderno – 5ª Ed.”, Pearson, 2010.
7- Nise, Norman S., “Control Systems Engineering - 2nd Ed.”, Addison – Wesley, 1995.
II. Complementar:
8- Van de Vegte, J., “Feedback Control Systems”, Prentice Hall, 1993.
9- Houpis, C. H., Lamont, Gary B., “Digital Control Systems: Theory, Hardware, Software”, McGraw Hill, 1991.
Língua:
Português