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Ficha da Unidade Curricular

Informações Gerais

 
Ano Letivo 202021
Unidade Curricular Controlo Moderno
Código1065
Departamento/área responsávelDepartamento de Engenharia Electrotécnica
Área cientificaAutomação
ECTS5
Ano curricular1
Semestre curricular2º Semestre
Regime de frequênciaObrigatório
Docentes Miguel Francisco Martins de Lima
Frequência como disciplina isolada?Sim
Horas de contacto
T TP PL TC S E OT O
19,5 - 26 - - - - -
T - Teórico;  TP - Teórico-Prático;  PL - Prática e Laboratorial;  TC - Trabalho de Campo;  S - Seminário;  E - Estágio;  OT - Orientação Tutória;  O - Outras;  
Tempo total de trabalho (horas)
133

Objetivos / Competências

Objetivos:
Estudo das ferramentas matemáticas necessárias para a análise de desempenho dos sistemas contínuos, assim como métodos de projecto de controladores, por realimentação da saída e dos estados. Com a aplicação destas ferramentas pretende-se melhorar o desempenho destes sistemas, quer em regime transitório quer em regime permanente, tendo em vista a sua utilização prática em diversos ramos da engenharia industrial. Adicionalmente, os alunos aprenderão a projectar observadores utilizados na estimativa dos estados de sistemas industriais.

Competências a adquirir:

- Analisar e projectar controladores para sistemas lineares utilizando a representação no espaço de estados.
- Projectar observadores para sistemas lineares.
- Capacidade para estabelecer a relação existente entre a teoria de controlo moderno e os processos utilizados na prática industrial.
- Aplicação de ferramentas que possam contribuir para a inovação dos processos.

Conteúdos programáticos resumidos

1. Modelo matemático dos sistemas de controlo
Revisão do controlo clássico
Representação pelas variáveis de estado e função de transferência
Sistemas de controlo multivariável
Espaço de estados
Resolução de equações de estado
Relação função de transferência / equações de estado
Diferentes formas de representações no espaço de estados
2. Projecto de controladores
Critérios de desempenho
Realimentação da saída
Realimentação do estado: controlabilidade e observabilidade
3. Realimentação por variáveis de estado
Colocação dos pólos
Problemas de regulação e de perseguição
Sistemas com multivariáveis
Vectores próprios da matriz do processo e a sua contribuição para a resposta temporal
4. Observadores e estimativa dos estados
Observadores simples, de ordem completa e de ordem reduzida
Observadores em sistemas com malha fechada
Projecto de observadores. Teorema da separação.
5. Introdução ao controlo preditivo

Metodologias de ensino e critérios de avaliação

Metodologias: M1 - Aulas teóricas – método expositivo com utilização do projetor de vídeo e quadro. M2 - Aulas práticas - os alunos são convidados a resolver alguns problemas práticos formulados pelo docente. Parte destas aulas será dedicada à execução/acompanhamento de um trabalho prático diferente para cada grupo de trabalho e que constitui parte da avaliação final. M3 Os trabalhos realizados pelos alunos permitem consolidar conhecimentos sobre os assuntos das aulas teóricas. M4 No final do semestre todos os grupos apresentam o trabalho, de forma que todos os alunos tenham uma visão dos trabalhos diferentes realizados. A avaliação dos alunos tem três componentes: - prova escrita - 50% - trabalho prático - 40% - assistência e participação nas aulas - 10% Em cada componente da avaliação o aluno terá de ter nota mínima de 9,5 valores numa escala 0-20. O aluno será aprovado se obtiver uma classificação final superior a 9,5 valores.

Bibliografia resumida

- A. FRANK D’SOUZA, Design of Control Systems, Prentice-Hall International, Inc, (1988)
- JOHN J. D’AZZO, CONSTANTINE H. HOUPIS, Linear Control System Analysis and Design - Conventional and Modern, McGraw-Hill, 3 Edition (1988)
- GENE F. FANKLIN , J. DAVID POWELL, ABBAS EMAMI-NAEINI, Feedback control of dynamic systems, 3rd edition
- K. OGATA, Engenharia de Controle Moderno, Prentice-Hall Brasil, 2edição, (1990)
- J. L. MARTINS DE CARVALHO, Dynamical Systems and Automatic Control, Prentice-Hall International Series in systems and Control Engineering
- RICHARD C. DORF, ROBERT H. BISHOP, Modern Control Systems, Addison-Wesley, 8th edition (1998)
- NORMAN S. NISE, Control systems engineering, Addison-Wesley, 2nd edition (1995)
- K. DUTTON, STEVE THOMPSON, BILL BARRACLOUGH, The Art of CONTROL ENGINEERING, Addison-Wesley (1997)
- Teacher-prepared notes

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