Questões de Concurso sobre Análisede problemas gerais de controle: realimentação, servossistemas lineares, estabilidade, compensação (Nyquist, Lugar das raízes, Bode e Nichols)

Durante a implantação de um Sistema de Gestão da Qualidade (SGQ) em um estaleiro responsável pela construção de embarcações complexas, a alta direção decide adotar as seguintes práticas:

1. Levantamento sistemático dos requisitos explícitos e implícitos dos armadores contratantes; .
2. Monitoramento contínuo da satisfação do cliente ao longo das fases do projeto e da construção; .
3. Análise de requisitos de órgãos reguladores, sociedades classificadoras e demais partes interessadas relevantes; .
4. Utilização dessas informações como base para definição de requisitos técnicos, critérios de aceitação e melhorias no processo produtivo.

Sob os princípios da ISO 9001, o conjunto dessas decisões evidencia a aplicação predominante do princípio da gestão da qualidade denominado:

Em um processo térmico de estufa, o supervisor percebe que o controle em malha aberta não compensa variações de carga (porta abrindo, fluxo de ar). A equipe propõe malha fechada com realimentação do sensor de temperatura. Qual benefício é mais diretamente associado à realimentação negativa em controle?

Analise o sistema de controle abaixo:

Assinale a alternativa correta com relação a esse sistema de controle.

Considere um sistema LTI contínuo cuja função de transferência apresenta um polo com parte real positiva. Em relação a esse sistema, é correto afirmar que ele é

Um sistema G(s) no domínio da frequência apresenta uma função de transferência para malha aberta dada por:

$G(s)=\frac{K}{s(s+2)(s+3)}$

Assim, assinale a opção que apresenta os possiveis valores de K que garantem a estabilidade do sistema em malha fechada. ·Considere a realimentação negativa unitária.

Os sistemas lineares que apresentam alguns polos repetidos sobre o eixo imaginário do plano complexo e os demais polos no semiplano esquerdo do plano complexo são assintoticamente instáveis.

Um sistema linear, causal e invariante no tempo tem dinâmica descrita pela equação diferencial:

$d^{3}T/d{t}^3+6\cdot (d^{2}T/d{t}^2)+dT/dt+6\cdot T(t)=2\cdot (du/dt)+4\cdot u(t)$

Sabe-se que:

• o sistema é de 3ª ordem; e

• um polo da função de transferência é real e igual a s₁ = -6.

Com base nessas informações, assinale a opção que descreve a localização dos polos da função de transferência.

Em um sistema realimentado unitariamente, o diagrama de Nyquist da malha aberta envolve o ponto crítico (-1,0) uma vez no sentido horário e não há polos de malha aberta no semiplano direito.

A respeito desse sistema em malha fechada, é correto afirmar que ele é

Um sistema físico massa–mola–amortecedor é descrito pela equação diferencial:

𝑚 𝑥̈(𝑡) + 𝑐 𝑥̇(𝑡) + 𝑘 𝑥(𝑡) = 𝐹(𝑡),

onde 𝑥(𝑡) é o deslocamento da massa e 𝐹(𝑡) é a força aplicada pelo atuador.

Deseja-se controlar a posição da massa por meio de um controlador PID, que recebe como entrada o erro entre a referência 𝑟(𝑡) e a posição medida 𝑥(𝑡). O sinal de controle gerado pelo PID é 𝑢(𝑡), o qual atua sobre um driver de motor que converte o sinal elétrico de controle em força mecânica segundo: 𝐹(𝑡) = 𝐾_𝑎𝑢(𝑡), onde 𝐾_𝑎 é a constante de ganho do atuador.

Com base na modelagem matemática e nos princípios de malhas de controle, é correto afirmar que

Considere um sistema de controle em malha fechada com realimentação unitária, cuja função de transferência em malha aberta é dada por:

$G(s)H(s)=\frac{K}{s(s+4)}$

Deseja-se analisar o erro em regime permanente para uma entrada do tipo degrau unitário 𝒓(𝒕) = 𝒖(𝒕). Diante desse contexto, assinale a alternativa correta.

A figura abaixo mostra um possível modelo para um sistema de controle com elo de realimentação fechado.

Fonte: Banca Examinadora, 2026.

A função de transferência do sistema é:

Para o sistema em malha aberta H(s)G(s)=K/[s(s+1)(s+2)], a faixa de valores possíveis para K que garantem a estabilidade do sistema é

Um sistema de controle utiliza um trocador de calor para aquecer um determinado processo, em que a ação de controle PID foi utilizada para estabilizar o valor da variável de processo sobre o valor do setpoint no tempo de 80 segundos. Acerca da teoria de controle e sistemas de primeira ordem, assinale a alternativa correta.

O contorno de Nyquist para o sistema linear apresentado é representado corretamente a seguir.

A taxa de Nyquist para o sinal sinc(200t) + sinc²(200t) é dada por:

Durante a integração de um sistema SCADA com dez CLPs distintos, o engenheiro precisa garantir coerência de leitura de variáveis críticas. O protocolo escolhido foi o Modbus/TCP, mas o volume de requisições simultâneas começou a gerar atrasos na atualização das telas de supervisão. Diante desse cenário, a melhor análise é que

Os sistemas de controle são essenciais para o funcionamento de diversos dispositivos e processos industriais. Eles podem ser classificados como sistemas em malha aberta e sistemas em malha fechada, sendo esses últimos caracterizados pelo uso de realimentação para minimizar erros e melhorar o desempenho. Além disso, a modelagem matemática e a representação por diagramas de blocos permitem analisar e projetar esses sistemas de forma eficiente. A análise das respostas temporais de sistemas de 1ª e 2ª ordem é crucial para avaliar o comportamento dinâmico, como o tempo de acomodação, o tempo de subida e o fator de amortecimento, que influenciam diretamente o desempenho e a estabilidade do sistema. Considerando os conceitos fundamentais de sistemas de controle, relacione adequadamente as colunas a seguir.

1. Sistema em malha aberta.

2. Sistema em malha fechada.

3. Sistema de 1ª ordem.

4. Sistema de 2ª ordem subamortecido.

5. Fator de amortecimento (ζ).

( ) Não utiliza realimentação para ajustar sua saída, sendo mais suscetível a erros causados por perturbações externas.

( ) Caracterizado por resposta com oscilação, onde o valor do fator de amortecimento é 0 < ζ< 1.

( ) Relação entre as características inerciais e dissipativas de um sistema, determinando se a resposta será oscilatória ou crítica.

( ) Utiliza realimentação para comparar a saída com a referência, ajustando o erro para garantir maior precisão.

( ) Representado por uma equação diferencial linear de 1ª ordem, possui resposta exponencial e tempo de acomodação diretamente relacionado à constante de tempo.

A sequência está correta em

A teoria de controle automático é aplicada para regular sistemas dinâmicos de forma a alcançar um comportamento desejado, utilizando técnicas que analisam a estabilidade e a resposta desses sistemas. Acerca do assunto, marque V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas:

(__)Um sistema de controle em malha fechada utiliza realimentação para comparar a saída desejada com a real e corrigir desvios automaticamente.

(__)Sistemas de controle em malha aberta são mais robustos que os de malha fechada, pois não dependem de medições contínuas.

(__)A estabilidade de um sistema é garantida apenas pela aplicação de um controlador proporcional.

(__)A análise da resposta em frequência permite avaliar a estabilidade e o desempenho do sistema em diferentes condições.

A sequência está correta em:

No estudo de sistemas de controle, a função de transferência é uma ferramenta fundamental para modelar a relação entre entrada e saída de sistemas lineares invariantes no tempo. Diagramas de blocos permitem representar visualmente a interação entre subsistemas, enquanto a realimentação é essencial para modificar a resposta do sistema. Além disso, a análise de estabilidade assegura que o comportamento do sistema permaneça controlado para entradas específicas. Considere o sistema cuja função de transferência em malha aberta é:

G(s) = $\frac{1}{s^2+5s+6}$

Com base nisso, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) O denominador da função de transferência G(s) define as raízes características do sistema.

( ) A resposta natural do sistema é governada pelos polos, que são s = −2 e s = −3.

( ) O sistema é instável, pois possui polos no semiplano direito do plano s.

( ) O sistema em malha aberta é de segunda ordem e está subamortecido, pois o denominador de G(s) tem dois polos complexos conjugados.

( ) A realimentação negativa pode ser utilizada para melhorar a estabilidade e o desempenho do sistema.

A sequência está correta em

A realimentação unitária é uma das estruturas de controle mais utilizadas para que um determinado sistema alcance o desempenho desejado.

Considere um determinado sistema de controle, composto de um controlador em série com uma planta, onde a saída da planta é 𝑌(𝑠) e a entrada do controlador é a diferença entre a referência do sistema 𝑅(𝑠) e a saída da planta 𝑌(𝑠).

Sabe-se ainda que tal sistema possui a função de transferência em malha fechada 𝑇(𝑠), dada por

𝑇(𝑠) = $\frac{1}{\left(As+1\right)}$, com 𝐴 > 0 .

Nessas condições, a função de transferência em malha aberta desse sistema é