Neste curso você aprenderá a obter a resposta em frequência de um sistema Linear e Invariante no Tempo (LIT) e a usá-la para projetar controladores que atinjam requisitos de reposta transitória e em regime estacionário. Você aprenderá a obter o diagrama de Bode a partir de dados de amplitude e fase de entradas e saídas senoidais. Também será capaz de esboçar o diagrama de Bode de um sistema dada a sua função de transferência. Outrossim, será capaz de representar a resposta em frequência na carta de Nichols-Black.
A fim de se determinar a estabilidade do sistema, você aprenderá a aplicar o critério de Nyquist, que faz uso da resposta em frequência em malha aberta e permite determinar se um sistema será estável em malha fechada.
Ao fim do curso, você será capaz de projetar controladores com dinâmica, isto é, com polos e zeros, portanto mais complexos do que um simples ganho de realimentação. Essa flexibilidade permitirá que você projete controladores para satisfazer simultaneamente requisitos de sobressinal e tempo de resposta que seriam impossíveis de atender com um simples ganho. Também poderá com isso alterar as características da resposta em regime estacionário, aumentando as constantes de erro sem alterar (muito) a resposta transitória.
Por fim, você aprenderá a projetar controladores do tipo PD, PI e PID, que estão entre os mais disseminados em aplicações de engenharia de controle.
Neste módulo você verá que a resposta de sistemas lineares e invariantes no tempo a uma uma entrada senoidal é também uma saída senoidal, com mesma frequência, decorrido certo tempo. Esse fato será usado para motivar a obtenção da resposta em frequência de um sistema, isto é, relacionar a amplitude e fase da senoide de saída com características do sistema linear e com a frequência das senoides. Em seguida, essa resposta será usada para projeto de sistemas de controle com um ganho proporcional de modo a atender requisitos de sobressinal.
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11 Videos•Insgesamt 63 Minuten
Motivação do estudo de Controle Usando a Resposta em Frequência.•6 Minuten
Introdução.•3 Minuten
A resposta em frequência de sistemas LIT.•14 Minuten
Possibilidades de visualização da resposta em frequência, Diagrama de Bode.•4 Minuten
Relação entre o diagrama de Bode e a Função de Transferência.•4 Minuten
Diagrama de Bode de sistemas de 1ª ordem.•7 Minuten
Diagrama de Bode de sistemas de 2ª ordem com polos reais não-nulos.•5 Minuten
Diagrama de Bode de sistemas de 2ª ordem do tipo 1.•6 Minuten
Definição da margem de fase. Efeito do ajuste do ganho no diagrama de Bode.•6 Minuten
Relação da margem de fase em malha aberta com o sobressinal da resposta em malha fechada.•4 Minuten
Projetando o ganho de controle proporcional com a margem de fase para satisfazer requisito de sobressinal.•4 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 30 Minuten
Prova do módulo 1•30 Minuten
Carta de Nichols-Black. Especificação de desempenho no domínio da frequência.
Modul 2•1 Stunde abzuschließen
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Você aprenderá a representar a resposta em frequência graficamente de outra maneira: a carta de Nichols-Black. Você será capaz de relacionar a amplitude do pico de ressonância da resposta em frequência de malha com o fator de amortecimento do sistema em malha fechada. Também será capaz de relacionar a frequência de cruzamento de 0 dB em malha aberta com a frequência natural em malha fechada. Assim, poderá projetar controladores proporcionais para atingir sobressinal desejado ou tempo de resposta requerido, apenas a partir da resposta em frequência de malha aberta do sistema.
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8 Videos•Insgesamt 35 Minuten
Bode de Sistemas de 2ª ordem subamortecidos.•4 Minuten
Bode de malha aberta x Bode de malha fechada: cálculo ponto a ponto?•5 Minuten
A carta de Nichols-Black•4 Minuten
O cruzamento de 0dB e a PM na Carta de Nichols-Black: efeito do ajuste de ganho.•3 Minuten
Bode e Nichols-Black de 2ª ordem, visualizando a relação entre Margem de Fase em MA e o pico de ressonância em MF e entre ωc em MA e ωn em MF.•5 Minuten
Nichols-Black/Bode de 2ª e 3ª ordem. Estender relações entre ωc e ωn e entre ξ e PM de sistema de 2ª ordem do Tipo 1 para qualquer sistema.•6 Minuten
Projeto de sistema de 3a ordem com requisitos de sobressinal e ganho proporcional. Estimar ωn a partir de ωc.•3 Minuten
Projeto de sistema com requisitos de ωn e ganho proporcional. Estimar sobressinal a partir de PM.•4 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 30 Minuten
Prova do módulo 2•30 Minuten
Diagrama de Nyquist. Atraso.
Modul 3•1 Stunde abzuschließen
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Você aprenderá a representar a resposta em frequência na forma polar e a usar essa representação para avaliar a estabilidade do sistema em malha fechada. Para isso, usará o chamado critério de Nyquist, que permite que você determine quantos polos de malha fechada o sistema terá no semiplano direito. Você também aprenderá a computar o efeito do retardo de tempo na resposta em frequência do sistema e a estimar os efeitos que isso terá na resposta temporal.
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9 Videos•Insgesamt 43 Minuten
O diagrama de Nyquist (resposta em frequência em coordenadas polares).•4 Minuten
O princípio do argumento.•4 Minuten
O contorno de Nyquist e o critério de Nyquist.•5 Minuten
Análise de Nyquist usando o diagrama obtido a partir do diagrama de Bode.•4 Minuten
Esboço do diagrama de Nyquist a partir da Função de Transferência.•9 Minuten
A margem de ganho no Diagrama de Nyquist.•4 Minuten
O atraso de transporte, modelagem do atraso usando a função de transferência.•5 Minuten
Efeito do atraso no diagrama de Bode e no desempenho em malha fechada.•5 Minuten
A margem de fase e o efeito do atraso no diagrama de Nyquist.•3 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 4 Minuten
Prova do módulo 3.•4 Minuten
Projeto de controladores no domínio da frequência.
Modul 4•1 Stunde abzuschließen
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Neste módulo você aprenderá a projetar controladores mais complexos, envolvendo zero e polo, de maneira a poder manipular tanto a margem de fase quanto a frequência de cruzamento de 0 dB, sendo capaz de atender requisitos de sobressinal e de tempo de resposta. Também será capaz de alterar o ganho em baixas frequências, mudando as constantes de erro do sistema, sendo capaz de atender requisitos em regime estacionário, sem comprometer a resposta transitória do sistema.
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9 Videos•Insgesamt 41 Minuten
Efeito de acrescentar um zero no diagrama de Bode.•5 Minuten
Efeito de acrescentar um polo no diagrama de Bode.•4 Minuten
Efeito de acrescentar um zero e depois um polo no diagrama de Bode.•4 Minuten
Fórmulas do avanço de fase.•5 Minuten
Ajustando ωc e PM com um compensador de avanço de fase.•5 Minuten
Exemplo de projeto de avanço de fase.•4 Minuten
Ajustando a constante de erro sem alterar (muito) ωc e a PM.•6 Minuten
Projeto de avanço e atraso, compensando o efeito do atraso.•5 Minuten
Visualizando o efeito do avanço e do atraso na carta de Nichols-Black.•3 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 30 Minuten
Prova do módulo 4.•30 Minuten
Controladores PD, PI e PID no domínio da frequência.
Modul 5•2 Stunden abzuschließen
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Após esse último módulo, você estará familiarizado com o projeto dos controladores mais comuns no dia-a-dia do engenheiro: PI, PD e PID. Será capaz de determinar qual deles é necessário para atender os requisitos de desempenho desejados e a projetá-los de acordo. Concluindo, ao término do curso você será capaz de projetar controladores dinâmicos para atender requisitos de sobressinal, tempo de resposta e erro em regime estacionário.
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7 Videos2 Aufgaben
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7 Videos•Insgesamt 30 Minuten
Última semana, resumo do que foi e do que será visto.•2 Minuten
O controlador PD no domínio da frequência.•9 Minuten
Uma consequência ruim do PD: sinais com variação abrupta.•6 Minuten
O controlador PI no domínio da frequência.•3 Minuten
O controlador PID no domínio da frequência.•6 Minuten
Visualizando o efeito do PD, do PI e do PID na carta de Nichols-Black.•2 Minuten
Até logo.•2 Minuten
2 Aufgaben•Insgesamt 60 Minuten
Prova do módulo 5.•30 Minuten
Exame final.•30 Minuten
Dozent
Lehrkraftbewertungen
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Criado em 1950, o ITA é o instituto de ensino superior do Comando da Aeronáutica (COMAER), localizado no Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA). Mantém cursos de graduação em engenharia (Aeronáutica, Civil-Aeronáutica, Eletrônica, Mecânica-Aeronáutica, Engenharia de Computação, Aeroespacial), especialização, extensão e pós-graduação stricto sensu (Mestrado, Mestrado Profissionalizante e Doutorado).
Warum entscheiden sich Menschen für Coursera für ihre Karriere?
Felipe M.
Lernender seit 2018
„Es ist eine großartige Erfahrung, in meinem eigenen Tempo zu lernen. Ich kann lernen, wenn ich Zeit und Nerven dazu habe.“
Jennifer J.
Lernender seit 2020
„Bei einem spannenden neuen Projekt konnte ich die neuen Kenntnisse und Kompetenzen aus den Kursen direkt bei der Arbeit anwenden.“
Larry W.
Lernender seit 2021
„Wenn mir Kurse zu Themen fehlen, die meine Universität nicht anbietet, ist Coursera mit die beste Alternative.“
Chaitanya A.
„Man lernt nicht nur, um bei der Arbeit besser zu werden. Es geht noch um viel mehr. Bei Coursera kann ich ohne Grenzen lernen.“
Bewertungen von Lernenden
4.3
163 Bewertungen
5 stars
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Zeigt 3 von 163 an
P
PS
5·
Geprüft am 4. Okt. 2019
Excelente curso, muito útil para em sistemas industrias.
M
MS
4·
Geprüft am 31. Jan. 2019
Excelente conteúdo! Porém a apresentação é um pouco mecânica. Nada que atrapalhe o aprendizado, mas uma apresentação mais dinâmica prende mais a atenção. Recomendarei este curso! Parabéns por tudo!
W
WS
5·
Geprüft am 14. Okt. 2017
Ótimo Curso , no entanto é necessário uma compreensão prévia de sistemas de controle
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