Controlo

Código:

L.EEC020

Sigla:

CONT

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Fundamentais e da Eletrotecnia

Ocorrência: 2023/2024 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L.EEC	310	Plano Oficial	2	-	6	52	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Os objetivos desta unidade curricular são integrar conhecimentos já adquiridos, nomeadamente nas disciplinas de Teoria dos Circuitos e de Teoria do Sinal, na perspectiva mais abrangente da Teoria do Controlo e num contexto motivador das aplicações em Engenharia.

Resultados de aprendizagem e competências

Pretende-se que no final da disciplina o aluno seja capaz de:
1- Determinar as equações representativas de sistemas elementares das várias áreas da engenharia e a partir das mesmas, com as ferramentas matemáticas estudadas, identificar o tipo de resposta, quer temporal, quer em frequência, que lhe está associada.
2- Entender as noções associadas à realimentação e analisar, com as ferramentas matemáticas estudadas, o comportamento, no domínio dos tempos e das frequências, de sistemas realimentados.
3- Projectar e calibrar controladores.
4- Representar sistemas no espaço dos estados. Analisar a controlabilidade e observabilidade destas. Utilizar estes conceitos para projetar controladores e estimadores realimentação linear.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Análise Matemática, Álgebra, Teoria do Sinal

Programa

1- Modelização e resposta temporal de sistema em malha aberta.                              
Determinação de modelos elementares de sistemas mecânicos, eléctricos e hidráulicos.
Análise, no domínio dos tempos, da resposta de sistemas de 1ª e 2ª ordem, ao impulso unitário, degrau unitário e rampa unitária, com recurso à transformada de Laplace. Idem para sistemas de ordem superior a 2.  Estabilidade. Critério de Estabilidade de Routh-Hurwitz.

2-Análise no Domínio das Frequências.
Traçado logarítmico - Diagrama de Bode.
Diagramas de Bode de funções de transferência elementares.
Diagramas de Bode de uma função de transferência geral.
Influência dos Zeros na Resposta em Frequência.

3-Análise de Sistemas Realimentados
Noção de Sistema Realimentado. Diagrama de blocos de um Sistema Realimentado. Manipulação de diagramas de blocos.

4-Análise de desempenho, em regime permanente, de Sistemas Realimentados.
Erros de posição, de velocidade e de aceleração.

5-Análise e Síntese, com recurso ao método dos Lugares Geométricos das Raízes
Método do Lugar das Raízes. Equação característica e trajectórias das raízes. Condições de amplitudes e de ângulos. Regras para o desenho do Lugar das Raízes.

6-Análise de Desempenho no Domínio das Frequências;
Traçados Polares ou de Nyquist. Critério de Estabilidade de Nyquist.
Estabilidade Relativa: noções de Margem de Ganho e de Margem de Fase.

7-Compensação Avanço e Atraso, nos Domínios do Tempo e das Frequências.  Controladores PID

8-Espaços dos Estados.
Representações nos espaços dos estados de sistemas dinâmicos lineares, invariantes (no tempo e no domínio de Laplace).
Cálculo da resposta temporal.
Controlabilidade e observabilidade. 
Projeto de controladores (colocação dos pólos em malha fechada) por realimentação linear no estado. 
Projeto de estimadores de estado lineares.

Bibliografia Obrigatória

T-P Azevedo Perdicoúlis e P.J. Lopes dos Santos; Introdução aos Sistemas de Controlo - Série Didática, Ciências e Tecnologia:3, UTAD, Vila Real , 2020. ISBN: 978.898-704-404-5

Bibliografia Complementar

Ogata, Katsuhiko; Discrete-time control systems. ISBN: 0-13-216227-X
Ogata, Katsuhiko; Modern Control Engineering. ISBN: 0-13-598731-8
J. L. Martins de Carvalho; Sistemas de controle automático. ISBN: 85-216-1210-9
J. L. Martins de Carvalho; Dynamical systems and automatic control. ISBN: 0-13-221755-4

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas: ensino presencial

Aulas teórico-práticas: exposição e resolução de exemplos,  esclarecimento de dúvidas e discussão dos problemas previamente
seleccionados. 


Avaliação:

Nas épocas Normal e de Recurso, a avaliação consiste em dois tipos de provas:

- Exame final.
e
- Avaliação distribuída. Esta avaliação consiste em vários testes (sob a forma de quizzes a realizar no Moodle fora das aulas) durante o semestre.
As datas dos quizzes serão anunciadas ao longo do semestre uma vez que estão dependentes do ritmo a que será dada a matéria.

Software

Matlab

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de processos > Controlo de processos
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de controlo

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	80,00
Teste	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	111,00
Frequência das aulas	51,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

De acordo com o Regulamento de Estudos, para obtenção de frequência à disciplina, os estudantes terão de satisfazer a seguinte condição de assiduidade:

Não exceder o número limite de faltas às aulas teorico-práticas. 

Isto significa que, nesta UC:

frequência = assiduidade nas aulas TP.


Dispensa de frequência:

Estão dispensados de frequência todos (e apenas) os estudantes que:

- se encontrem nas condições previstas no regulamento de estudos;
ou
- tenham sido admitidos a exame a Teoria do Controlo ou Controlo em anos letivos anteriores.


Nota importante:

Só são consideradas como válidas as provas de avaliação feitas por estudantes que obtenham fequência no corrente ano letivo ou estejam dispensados de frequência nos termos indicados no parégrafo anterior.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação na Época Normal (CN) será a calculada de acordo com a seguinte fórmula:

Se (nota do exame final arredondada às centésimas)  > = 8,00:

CN = [0.8 x (nota do exame final) + 0.2 x (nota dos testes/quizzes)] com arredondamento às unidades.

Se (nota do exame final arredondada às centésimas)  < 8,00:

CN = [nota do exame final] com arredondamento às unidades.

Isto significa que é necessário (mas não suficiente) obter-se uma nota mínima de 8 valores no exame para aprovação na UC.

A avaliação distribuída consiste na realização, durante o semestre, de 3 a 5 quizzes (conforme a leccionação da matéria o permitir). Cada quiz não realizado é classificado com 0 valores em 20. A nota da componente distribuída é a média simples dos quizzes, arredondada às centésimas.

Os quizzes serão realizados fora das aulas, em momentos a especificar atempadamente, juntamente com a matéria que será objeto de avaliação.


IMPORTANTE:
Os estudantes que tenham cumprido o requisito de assiduidade em Teoria do Controlo ou em Controlo em anos anteriores e que já possuam uma nota de quizzes podem manter essa nota, caso o desejarem.
Caso não pretendam manter essa nota, podem realizar os quizzes do corrente ano, independentemente de assistirem ou não às aulas TP.

A realização de pelo menos um quiz será interpretada como desistência da nota dos quizzes obtida no passado.


Dependendo das circunstâncias, a obtenção de classificação final superior a 18 valores (19 ou 20) poderá exigir a prestação de uma prova oral ou escrita, a realizar após o fim da época de exame de recurso. Caso tais provas tenham lugar, os alunos em condições de as realizar serão devidamente assinalados nas pautas de classificação afixadas após os exames escritos.

 
A classificação na Época de Recurso(CR)  é calculada do mesmo modo que a da Época Normal, para os estudantes que realizem o Recurso com a finalidade de Aprovação.


A classificação na Época de Melhoria será calculada como indicado no respetivo parágrafo (ver a seguir).

Avaliação especial (TE, DA, ...)

De acordo com as normais gerais da FEUP.

Melhoria de classificação

Os estudantes que pretendam fazer melhoria de nota serão submetidos a um exame escrito cotado para 20 valores. 

A classificação de Melhoria será igual a 100% da nota obtida nesse exame.