Questões de Concurso sobre Automação e Controle

No sistema de controle realimentado mostrado na figura abaixo, G1 (s) = $\frac{\left(s+6\right)}{s\left(s+2\right)\left(s+4\right)}$ e D(s) = 0.

Fonte: Banca Examinadora, 2023.

Com base na figura e informações acima, considere uma excitação em R(s) com rampa unitária e aplicada em R(s). O valor de K para um erro máximo de 5% na saída Y(s), em estado estável, é

A matriz abaixo apresenta a relação das grandezas elétricas das fases A, B e C com suas respectivas componentes simétricas, $\overrightarrow{x}$,$\overrightarrow{y}$ e $\overrightarrow{z}$ :

As componentes simétricas são, respectivamente, de sequências:

Considere o Lugar Geométrico das Raízes (LGR) mostrado na figura abaixo e o diagrama de blocos com realimentação unitária a partir do qual o LGR foi traçado. Considere ainda que para linhas contínuas no LGR há valores negativos de 𝐾 e para linhas tracejadas, valores positivos. Qual das alternativas abaixo apresenta um modelo de 𝐺(𝑆) cujo LGR foi mostrado?

Considere uma função de transferência de um controlador PID, realizável por um circuito ou sistema analógico, na forma de polos e zeros finitos dependentes dos ganhos proporcional, integral e derivativo.

Essa função é dada por

Na automação utilizamos diversos dispositivos que auxiliam na escrita de um programa. O temporizador tem uma ampla aplicação, basta imaginar a necessidade de um evento ocorrer antes ou depois, como interrupções ou pulsos. No esquema a seguir podemos evidenciar a utilização de um temporizador:

Em relação aos COGO Points do AutoCAD Civil 3D, o caminho que permite importar esses pontos é:

Considere o diagrama de blocos com realimentação unitária mostrado abaixo. Considere ainda os sinais de entrada, saída e erro, conforme indicado na figura. Dentre as alternativas abaixo, qual delas representa o ganho de um controlador proporcional, 𝑃(𝑆), que faz com que o erro em regime estacionário seja 10% para uma entrada ao degrau unitário?

Uma sequência discreta e causal tem sua lei de formação dada por:

$x(n)=ax(n-1)+\beta x(n-2)+\delta (n)$ para $n\ge 0,$ sendo que x(n) = 0 para n < 0

$\delta$(n) é definido como Impulso Unitário discreto, ou seja:

$\{\begin{array}{ccc}\delta (n)=1& para& n=0\\ \delta (n)=0& para& n\ne 0\end{array}$

As primeiras cinco amostras dessa sequência são:

x(0) = 1 ; x(1) = 2 ; x(2) = 7 ; x(3) = 20 ; x(4) = 61 ;

A expressão de X(z), que é a Transformada Z dessa sequência, é dada por

Assinale a alternativa que apresenta os valores da margem de ganho (MG) e da margem de fase (MF) que são obtidos pelo diagrama de Bode apresentado na figura a seguir.

Em uma indústria de cosmético, tem-se uma planta de nível, utilizada para fabricação de um produto para o rosto. Utilizando-se técnicas de modelagem, chegou-se a um modelo matemático, para a citada planta, de 1ª ordem com atraso de transporte (FOPDT – First-Order Plus Dead-Time), conforme a função de transferência abaixo, onde 𝑌(𝑠) é o nível que se deixa controlar, 𝑈(𝑠) é o sinal de controle enviado ao atuador da planta, 𝐾_𝑝 é o ganho estático, real positivo, τ é a constante de tempo do sistema ( τ > 0 ) e 𝜃 caracteriza o atraso de transporte.

𝐺_𝑝(𝑠) = $\frac{K_p{e}^{-\theta s}}{\tau s+1}$

Um dos engenheiros, responsável pelos processos de chão de fábrica, deseja implementar uma malha de controle para essa planta, conforme diagrama de blocos da figura abaixo, sendo 𝐺_𝑐(𝑠), o controlador projetado, N é uma constante que representa o sensor de nível e 𝑅(𝑠) o nível de referência que se deseja manter no sistema controlado.

Em relação ao sistema de controle apresentado, analise as afirmativas que estão corretas.

I. Na função de transferência 𝐺_𝑝(𝑠), se θ ≫ τ, significa que o sistema é lag dominante.

II. Se 𝐺_𝑐(𝑠) é um controlador Proporcional, Integral (PI), e 𝑅(𝑠) é uma referência que varia na forma de um degrau, então em regime permanente, o nível do tanque seguirá o nível desejado da referência, com erro nulo em estado estacionário.

III. Se 𝐺_𝑐(𝑠) é um controlador Proporcional, com ganho estático positivo, então o nível do tanque, não acompanhará a referência (forma degrau) em regime permanente.

IV. Se 𝐺_𝑐(𝑠) é um controlador Proporcional, Integral (PI), e o atraso de transporte θ for muito pequeno, podendo ser desconsiderado, então, a função de transferência em malha fechada terá um zero e dois polos.

Assinale a alternativa que apresenta os valores da margem de ganho (MG) e da margem de fase(MF) que são obtidos pelo diagrama de Nyquist apresentado na figura a seguir

Para compensar o sistema dinâmico por um controlador por derivativo ideal, deve-se adotar uma ultrapassagem percentual de 16% e uma redução de três vezes no tempo de assentamento na resposta ao degrau escalar unitário em relação ao processo em malha fechada sem compensação.

O valor do zero do compensador é de, aproximadamente:

Um engenheiro que trabalha em uma linha de projetos de motores elétricos desenvolve um protótipo para fazer análise de vibrações mecânicas de motores como uma forma de manutenção preditiva. Neste sentido, será necessário amostrar este sinal para ser processado digitalmente, como também as análises pertinentes ao problema. Para que seu objetivo seja logrado, será necessário empregar o teorema da amostragem apontado como uma das apurações mais importantes na análise de processamento de sinais. Sobre o teorema da amostragem, assinale a afirmativa INCORRETA.

A imagem a seguir ilustra uma malha de controle de pressão:

Considerando o exposto, assinale a afirmativa INCORRETA.

Em determinadas situações, as abordagens de controle clássico não são suficientes para atender requisitos exigentes de projeto. Sistemas com múltiplas entradas e múltiplas saídas podem apresentar uma complexidade matemática elevada. Uma alternativa é descrever um sistema de equações em termos de n equações diferenciais de primeira ordem para serem combinadas em uma equação diferencial vetorial-matricial de primeira ordem.

Esta é uma abordagem de controle moderno baseada em:

É INCORRETO afirmar que

Considere o gráfico do lugar das raízes associado ao sistema de controle, conforme figuras a seguir.

Qual afirmação está INCORRETA?

Seja G(s) uma função de transferência estável, cujo diagrama de Nyquist é apresentado na figura a seguir.

Sendo 𝐹(𝑠) = $\frac{G\left(s\right)}{1+G\left(s\right)}$ , é correto afirmar que

Um engenheiro, estudando uma planta industrial, descobre que ela é formada por diversos sistemas dinâmicos, interligados de acordo com a Figura acima.

Considerando-se que G₁, G₂, G₃, G₄, H₁ e H₂ são as funções de transferência desses sistemas, qual deverá ser a função de transferência C(s)/R(s) dessa planta?

No contexto da Teoria de Controle, a sigla PID é a ferramenta mais utilizada no controle automático de processos industriais, e sua função é manter o valor da variável de um processo no valor desejado. Esse tipo de controlador fornece uma variação contínua da saída dentro de um mecanismo de realimentação de loop de controle para controlar com precisão o processo, removendo a oscilação e aumentando a eficiência. Os significados das letras P, I e D são, respectivamente: