Teoria de controle: diferenças entre revisões
Ajustes |
traduzido item história e mais alguns Etiqueta: Provável parcialidade |
||
| Linha 31: | Linha 31: | ||
Em um sistema de [[Controle em malha fechada]], um elemento de realimentação monitora constantemente a velocidade do veículo e ajusta o acelerador conforme necessário para manter a velocidade desejada. Este sinal de realimentação compensa as variações provocadas por fatores externos como mudança na inclinação do solo ou velocidade do vento. |
Em um sistema de [[Controle em malha fechada]], um elemento de realimentação monitora constantemente a velocidade do veículo e ajusta o acelerador conforme necessário para manter a velocidade desejada. Este sinal de realimentação compensa as variações provocadas por fatores externos como mudança na inclinação do solo ou velocidade do vento. |
||
História |
|||
| ⚫ | |||
Apesar dos sistemas de controle estarem presentes desde a antiguidade, uma verificação mais formal da área começou a ser desenvolvida a partir da análise dinâmica do '''[[Governador centrífugo|governador centrífugo]]''' conduzida pelo físico '''[[James Clerk Maxwell]]''' em [[1868]] através da obra intitulada ''On Governors''. Esta descrevia e analisava o fenómeno de "hunting", em que defasagens no sistema podem levar a uma sobrecompensação e um comportamento instável. Devido ao grande interesse gerado pelo tema um colega de Maxwell, [[Edward John Routh]], generalizou os resultados de Maxwell para a classe de sistemas lineares gerais, sendo que o resultado é chamado [[Routh-Hurwitz theorem|Critério de Routh-Hurwitz]]. |
|||
A simple way to implement cruise control is to lock the throttle position when the driver engages cruise control. However, on hilly terrain, the vehicle will slow down going uphill and accelerate going downhill. This type of controller is called an '''[[open-loop controller]]''' because there is no direct connection between the output of the system and its input. |
|||
Uma aplicação notável do controle dinâmico é no voo tripulado. Os [[Irmãos Wright|irmãos Wright]] fizeram seus primeiros voos de teste bem sucedidos em [[17 de dezembro]], [[1903]] onde era percebível a habilidade deles em controlar seus voos por curtos períodos (além da habilidade de produzir sustentação de um aerofólio, que já era conhecida). O controle do avião era necessário para voos seguros. |
|||
In a '''closed-loop control''' system, a [[Feedback controller|feedback control]] monitors the vehicle's speed and adjusts the throttle as necessary to maintain the desired speed. This feedback compensates for disturbances to the system, such as changes in slope of the ground or wind speed. |
|||
Na [[Segunda Guerra Mundial]], a teoria de controle era uma parte importante do sistemas de controle de incêndio, sistemas de orientação e [[Eletrônica|eletrônica]]. A [[Corrida espacial|corrida espacial]] dependia, também do controle preciso de espaço naves. Apesar de tudo é visto um crescente uso da teoria de controle em áreas como a [[Economia]] e [[Sociologia]]. |
|||
History |
|||
Teoria de controle clássica: Controlador de circuito fechado |
|||
Although control systems of various types date back to antiquity, a more formal analysis of the field began with a dynamics analysis of the [[centrifugal governor]], conducted by the physicist [[James Clerk Maxwell]] in [[1868]] entitled ''On Governors''. This described and analyzed the phenomenon of "hunting," in which lags in the system can lead to overcompensation and unstable behavior. This generated a flurry of interest in the topic, during which Maxwell's classmate [[Edward John Routh]] generalized the results of Maxwell for the general class of linear systems. This result is called the [[Routh-Hurwitz theorem|Routh-Hurwitz Criterion]]. |
|||
Para evitar problemas com o controlador de circuito fechado, a teoria de controle introduz o [feedback. |
|||
A notable application of dynamic control was in the area of manned flight. The [[Wright Brothers]] made their first successful test flights on [[December 17]], [[1903]] and were distinguished by their ability to control their flights for substantial periods (more so than the ability to produce lift from an airfoil, which was known). Control of the airplane was necessary for safe flight. |
|||
Um '''[[controlador]] de circuito fechado''' usa o feedback para controlar estados ou [[saida]]s de um [[Sistema dinâmico]]. Seu nome é derivado do modo como as informações percorrem o sistema: entradas do processo (e.x. [[Voltagem]] aplicada a um [[Motor elétrico]]) tem um efeito sobre as saídas do processo (e.x. velocidade ou torque do motor), que são medidas com [[sensor]]es e processadas pelo controlador; o resultado (sinal controlado) é usado como entrada no processo, fechando o loop. |
|||
By [[World War II]], control theory was an important part of [[fire-control system]]s, [[guidance system]]s, and [[electronics]]. The [[Space Race]] also depended on accurate spacecraft control. However, control theory also saw an increasing use in fields such as [[economics]] and [[sociology]]. |
|||
For a list of active and historical figures who have made a significant contribution to control theory, see [[People in systems and control]]. |
|||
| ⚫ | |||
Classical control theory: the closed-loop controller |
Classical control theory: the closed-loop controller |
||
Revisão das 19h11min de 20 de novembro de 2014
 | Este artigo ou se(c)ção está a ser traduzido. |
A teoria de controle ou teoria de controlo - dentro da engenharia e da matemática - trata do comportamento de sistemas dinâmicos. A saída desejada de um sistema é chamada de referência. Quando uma ou mais variáveis de saída necessitam seguir uma certa referência ao longo do tempo, um controlador manipula as entradas do sistema para obter o efeito desejado nas saídas deste sistema.
Técnicas de controle
As técnicas de controle podem ser classificadas em 2 grandes grupos. O primeiro grupo é o de Controle clássico e utilizada os seguintes controladores:
- Controle On/Off
- Controle auto-operado
- Controle proporcional
- Controle proporcional derivativo
- Controle proporcional integral
- Controle proporcional integral derivativo
- Avanço de fase
- Atraso de fase
- Avanço e atraso de fase
O segundo grupo é composto pelo Controle moderno, o qual engloba os seguintes ramos:
- Controle multivariável
- Controle adaptativo
- Controle ótimo
- Controle não linear
- Controle preditivo
- Controle robusto
- Controle inteligente
Conceito
Considere o controle de navegação do automóvel, que é um dispositivo projetado para manter o veículo em uma velocidade constante. A variável de saída do sistema é a velocidade do veículo. A variável de entrada é o torque de saída do motor, que é regulada pelo acelerador.
Uma maneira simples de projetar um controle de navegação é bloquear a aceleração quando o motorista ativa o controle de navegação. No entanto, em terrenos acidentados, o veículo frenará quando o carro subir e acelerará quando ele descer. Esse tipo de controlador utiliza um sistema chamado de Controle em malha aberta porque não há conexão direta entre a saída do sistema e suas entradas.
Em um sistema de Controle em malha fechada, um elemento de realimentação monitora constantemente a velocidade do veículo e ajusta o acelerador conforme necessário para manter a velocidade desejada. Este sinal de realimentação compensa as variações provocadas por fatores externos como mudança na inclinação do solo ou velocidade do vento.
História
Apesar dos sistemas de controle estarem presentes desde a antiguidade, uma verificação mais formal da área começou a ser desenvolvida a partir da análise dinâmica do governador centrífugo conduzida pelo físico James Clerk Maxwell em 1868 através da obra intitulada On Governors. Esta descrevia e analisava o fenómeno de "hunting", em que defasagens no sistema podem levar a uma sobrecompensação e um comportamento instável. Devido ao grande interesse gerado pelo tema um colega de Maxwell, Edward John Routh, generalizou os resultados de Maxwell para a classe de sistemas lineares gerais, sendo que o resultado é chamado Critério de Routh-Hurwitz.
Uma aplicação notável do controle dinâmico é no voo tripulado. Os irmãos Wright fizeram seus primeiros voos de teste bem sucedidos em 17 de dezembro, 1903 onde era percebível a habilidade deles em controlar seus voos por curtos períodos (além da habilidade de produzir sustentação de um aerofólio, que já era conhecida). O controle do avião era necessário para voos seguros.
Na Segunda Guerra Mundial, a teoria de controle era uma parte importante do sistemas de controle de incêndio, sistemas de orientação e eletrônica. A corrida espacial dependia, também do controle preciso de espaço naves. Apesar de tudo é visto um crescente uso da teoria de controle em áreas como a Economia e Sociologia.
Teoria de controle clássica: Controlador de circuito fechado
Para evitar problemas com o controlador de circuito fechado, a teoria de controle introduz o [feedback. Um controlador de circuito fechado usa o feedback para controlar estados ou saidas de um Sistema dinâmico. Seu nome é derivado do modo como as informações percorrem o sistema: entradas do processo (e.x. Voltagem aplicada a um Motor elétrico) tem um efeito sobre as saídas do processo (e.x. velocidade ou torque do motor), que são medidas com sensores e processadas pelo controlador; o resultado (sinal controlado) é usado como entrada no processo, fechando o loop.
Referências Bibliográficas
- A. Gelb, editor. Applied optimal estimation. MIT Press, 1974.
- R. E. Kalman, A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems, Transactions of the ASME - Journal of Basic Engineering, Vol. 82: pp. 35-45, 1960.
- R. E. Kalman e R. S. Bucy, New Results in Linear Filtering and Prediction Theory, Transactions of the ASME - Journal of Basic Engineering, Vol. 83: pp. 95-107, 1961.
- H. W. Sorenson, Least-squares estimation: from Gauss to Kalman, IEEE Spectrum, Vol. 7: pp. 63-68, 1970.
- Simon J. Julier e Jeffery K. Uhlmann, A New Extension of the Kalman Filter to nonlinear Systems. In The Proceedings of AeroSense: The 11th International Symposium on Aerospace/Defense Sensing,Simulation and Controls, Multi Sensor Fusion, Tracking and Resource Management II, SPIE, 1997.
Ver também