Questões de Concurso sobre Controladores (Proporcional, PI e PID)

Em um sistema de controle realimentado, a qualidade da resposta depende tanto das características dinâmicas da planta quanto da sintonia do controlador. Ações de controle proporcional, integral e derivativa influenciam diretamente o comportamento transitório, o erro em regime permanente e a estabilidade do sistema. Métodos de sintonia, como Ziegler–Nichols ou sintonia por resposta ao degrau, são utilizados para ajustar o desempenho com base em requisitos como tempo de acomodação, sobressinal e margem de estabilidade.

Considerando conceitos de análise de resposta transitória e controle PID, é correto afirmar que

Nos sistemas de posicionamento dinâmico (DP) empregados em embarcações de apoio offshore, a manutenção simultânea da posição e da orientação da proa é realizada por meio da atuação coordenada de propulsores e de lemes, mesmo sob a influência de perturbações ambientais variáveis, como vento, corrente e ondas. Para atingir esse objetivo, o sistema de controle utiliza um modelo matemático do navio e de seus atuadores, considerando restrições físicas e operacionais, de modo a determinar, de forma otimizada, as forças e os momentos a serem aplicados. Diante do exposto, e com base nos princípios dos sistemas de controle modernos aplicados ao DP, pode-se afirmar que a estratégia de controle compatível com esse modo de operação é o controle:

O controle de processos industriais visa manter as variáveis de saída dentro de limites operacionais seguros e econômicos em malhas de controle complexas. Considerando as estratégias de controle avançado comumente utilizadas, analise as afirmativas a seguir:

I.O controle em cascata consiste em duas malhas de controle sobrepostas, onde a saída do controlador mestre define o set-point do controlador escravo.

II.O controle antecipativo utiliza a medição de distúrbios externos para agir preventivamente sobre a variável manipulada antes que o erro apareça na saída.

III.A estratégia de controle On-Off é recomendada para processos que exigem alta precisão e onde a variável manipulada deve variar suavemente entre zero e cem por cento.

Está correto o que se afirma em:

Analise o circuito a seguir.

O circuito acima apresenta qual configuração de compensador? Considere os elementos C₁ e C₂ como capacitores e R₁, R₂, R₃ e R₄ como resistores.

Examine o diagrama de blocos da figura abaixo.

O sistema de controle da figura acima possui um controlador proporcional integral (PI) no ramo de realimentação. Assim a faixa de valores de K_I tal que o sistema seja estável é igual a:

Em um sistema industrial automatizado, proteção, limitação e controle devem ser implementadas para garantir desempenho adequado e operação segura. Considerando as definições de controle, limitação e proteção em sistemas de Instrumentação e Controle (I&C), associe corretamente cada função ao seu conceito.

1. Controle

2. Limitação

3. Proteção

( ) Levar imediatamente o sistema a um estado seguro quando ocorre uma condição perigosa, como falha de sensor, sobrepressão ou emergência;

( ) Evitar que os atuadores e as variáveis ultrapassem valores físicos ou operacionais máximos;

( ) Manter a variável de processo próxima ao valor desejado, mesmo diante de perturbações.

A sequência correta, na ordem apresentada é

Os elementos finais de controle são responsáveis por executar fisicamente a ação de controle, convertendo um sinal elétrico em uma alteração efetiva na variável do processo, como vazão, pressão, nível ou temperatura. A respeito dos principais elementos finais de controle, analise as afirmativas abaixo:

I. O atuador é o dispositivo que recebe o sinal elétrico, pneumático ou hidráulico do controlador e gera movimento mecânico sobre o elemento final.

II. O controlador é um elemento final de controle que executa a lógica de malha, ajustando automaticamente o ponto de trabalho de processo conforme variações externas.

III. O posicionador tem a função de eliminar histerese e atrito no atuador, garantindo que a posição da válvula corresponda com exatidão ao sinal de controle.

É correto o que se afirma em

Em um sistema de controle PID, quando há erro, mas não há variação do erro, a parcela D:

Examine o circuito da figura abaixo.

A figura acima mostra um controlador eletrônico proporcional-integral (PI) com amplificador operacional. A função de transferência do controlador é dada por:

Assim, as constantes K_p e K₁, em função de R₁, R₂, R₃, R₄ e C₂, são iguais a:

A discretização de um controlador PID pelo método de Tustin preserva características de estabilidade ao mapear o plano-s no plano-z via:

$s=\frac{2}{T}\frac{z-1}{z+1}$

Essa transformação

Na sintonia de um controlador proporcional, integral e derivativo (PID) em processo industrial com atraso de transporte, ruído de medição e saturação de atuador, pequenos ajustes mudam estabilidade e desempenho. Assinale a alternativa CORRETA.

Deseja-se utilizar o circuito a seguir como controlador eletrônico proporcional-integral-derivativo (PID) em uma planta de controle industrial.

Os valores de R2 e R3 para que a função de transferência desejada seja $G\left(s\right)=\frac{V_s}{V_E}=\frac{5\left(5s+1\right)\left(3s+1\right)}{2s}$ são, respectivamente,

Em uma estufa hospitalar utilizada para a preservação de material biológico sensível, é fundamental manter a temperatura extremamente estável para evitar danos aos insumos armazenados. O engenheiro responsável decidiu substituir o controlador PI existente por um controlador PID, buscando melhorar o desempenho térmico do sistema.

Nessa aplicação, a principal vantagem de se utilizar um controlador PID, em vez de um PI, reside no fato de que

Em um forno industrial com PID digital, observa-se: oscilação contínua ao redor do setpoint, recuperação lenta a distúrbios e resposta geral lenta/estável. Qual ajuste melhora o comportamento?

No retificador com modulação por largura de pulso (PWM), conectado à rede por filtro indutor-capacitor-indutor (LCL), o controle em eixos síncronos altera potência, distorção de corrente e estabilidade do barramento de corrente contínua (CC). A lógica de controle é definida pelo(a):

Para o controle do leme de um navio, um sistema de piloto automático precisa converter o ângulo de leme desejado, calculado pelo controlador, em um movimento físico do leme. Esse acionamento é tipicamente realizado por um sistema eletro-hidráulico. A função da servoválvula, nesse sistema, é:

No controle PID, pode-se falar que, em relação ao sinal processado, o termo I está sempre relacionado com o(a):

O controle PD consegue amortecer a resposta de um sistema atuando no(a):

No domínio da Automação Industrial, o CLP utiliza módulos PID, que são empregados em aplicações em anel fechado para que a variável controlada possa retornar ao set-point pré-fixado. O algoritmo PID calcula o sinal atuantes (U) sobre o sinal de erro (E).

Sobre as ações do controlador PID, assinale a opção correta.

O projeto de controladores digitais requer a discretização de sistemas contínuos, levando em conta o tempo de amostragem e a estabilidade no plano Z. Acerca do assunto, registre V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas:

(__)Aumentar a ação derivativa de um controlador Proporcional Integral Derivativo tende a tornar a resposta do sistema mais lenta, porém reduz significativamente as oscilações em alta frequência.

(__)No diagrama de Bode, a margem de fase é definida como a defasagem adicional necessária para que o sistema atinja cento e oitenta graus na frequência em que o ganho é de zero decibéis.

(__)No espaço de estados, um sistema é considerado completamente controlável se for possível transferir qualquer estado inicial para qualquer outro estado final em um intervalo de tempo finito.

(__)A estabilidade de um sistema discreto no plano Z é garantida se todos os polos da função de transferência estiverem localizados fora do círculo unitário centrado na origem.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo: