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Controle a Tempo Discreto
  • Level Professional
  • Duration 11 hours
  • Course by Instituto Tecnológico de Aeronáutica
  • Offered by

About

O objetivo deste curso é apresentar o assunto de Controle a Tempo Discreto para sistemas lineares e invariantes no tempo. São apresentadas técnicas para lidar com implementação de controladores por computador, requerendo a consideração da discretização do tempo inerente aos seu uso. A importância dos conhecimentos apresentados nesse curso se justifica pela onipresença de controladores digitais em aplicações atualmente. O curso é dividido em 4 módulos, resumidamente: 1) Apresentação de modelos para sistemas operando a tempo discreto e critérios para avaliar sua estabilidade. 2) Formas de discretizar aproximadamente uma função de transferência a tempo contínuo e estimação do efeito da discretização na resposta do sistema. 3) Projeto do controlador diretamente em tempo discreto, usando duas abordagens: resposta em frequência e Lugar Geométrico das Raízes (LGR). 4) Projeto do controlador diretamente em tempo discreto, usando o espaço de estados. Ao longo do curso, ferramentas computacionais de projeto de controladores auxiliado por computador são usadas para ilustrar a aplicação das técnicas através de exemplos. Apesar de ser possível concluir o curso prescindindo dessas ferramentas, seu uso é recomendado por dois motivos: facilidade de realizar as operações mais tediosas, liberando mais tempo para focar no conteúdo, e aproximação com o que é feito na prática de projetos no âmbito de atuação do(a) profissional. Ao final desse curso, o(a) aluno(a) deve ser capaz de adaptar criteriosamente um projeto de controlador feito a tempo contínuo para aplicação em sistemas controlador por computador digital e projetar diretamente um controlador a tempo discreto para o mesmo uso.

Modules

Introdução - bem-vindos ao Curso de Controle a Tempo Discreto!

    • 1 Videos
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1 Videos

  • Boas vindas!

Motivação - por que estudar controle a tempo discreto?

    • 1 Videos
    • 1 Assignment
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1 Assignment

  • Controle por computador

1 Videos

  • Por que estudar controle a tempo discreto?

Equações a diferenças, Transformada Z e função de transferência de sistema a tempo discreto

    • 5 Videos
    • 1 Readings
    • 5 Assignment
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5 Assignment

  • Equações a diferenças
  • Transformada Z
  • Usando propriedades da transformada Z
  • Obtendo a função de transferência
  • Obtendo o sinal no domínio do tempo

5 Videos

  • Equações a diferenças
  • Transformada Z
  • Algumas propriedades da Transformada Z
  • Função de transferência de um sistema a tempo discreto
  • Obtendo o sinal no domínio do tempo: Transformada Z inversa

1 Readings

  • Alguns sinais e suas respectivas transformadas Z

Estabilidade de sistemas a tempo discreto

    • 4 Videos
    • 3 Assignment
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3 Assignment

  • Estabilidade de sistemas a tempo discreto
  • Avaliando estabilidade com o critério de Nyquist
  • Estabilidade em termos de ganho

4 Videos

  • Estabilidade de sistemas a tempo discreto
  • Critério de Nyquist
  • Critério de Routh-Hurwitz
  • Critério de Jury

Prova da semana 1

    • 1 Assignment
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1 Assignment

  • Prova 1

Introdução ao MATLAB

    • 1 Readings
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1 Readings

  • Introdução ao MATLAB

Motivação

    • 1 Videos
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1 Videos

  • Por que estudar amostragem de sistemas a tempo contínuo?

Amostragem de sistemas a tempo contínuo

    • 4 Videos
    • 2 Assignment
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2 Assignment

  • Seleção de frequência de amostragem
  • Segurador de ordem zero

4 Videos

  • Amostrador Impulsivo
  • Espectro do sinal amostrado
  • Segurador
  • Efeito do controle por computador

Equivalentes discretos

    • 4 Videos
    • 4 Assignment
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4 Assignment

  • Equivalentes via aproximações de integrais
  • Fenômeno de "warping"
  • Equivalente por mapeamento de polos e zeros
  • Equivalente via ZOH

4 Videos

  • Equivalentes por aproximação de integrais
  • Fenômeno de "warping" e equivalente com "pre-warping"
  • Mapeamento de zeros e polos
  • Equivalente via segurador de ordem zero

Prova da semana 2

    • 1 Assignment
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1 Assignment

  • Prova 2

Motivação

    • 1 Videos
    • 1 Assignment
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1 Assignment

  • Emulação versus projeto direto digital

1 Videos

  • Por que projetar controladores a tempo discreto?

Projeto de compensadores no domínio da frequência

    • 4 Videos
    • 1 Assignment
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1 Assignment

  • Projeto de controlador a tempo discreto usando a resposta em frequência

4 Videos

  • Resposta em frequência de sistema discretizado com ZOH
  • Critérios para projeto usando a resposta em frequência
  • Projeto de compensador de avanço de fase para atender sobressinal e tempo de resposta desejados
  • Erro em regime estacionário e compensador de atraso de fase

Projeto usando o plano Z

    • 5 Videos
    • 1 Assignment
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1 Assignment

  • Projeto de controlador a tempo discreto usando o LGR

5 Videos

  • Especificação de requisitos em tempo discreto: Z-grid
  • O Lugar Geométrico das Raízes (LGR) de sistemas a tempo discreto
  • Polos dominantes a tempo discreto
  • Projeto de compensador de avanço de fase usando o LGR
  • Projeto de compensador de atraso de fase usando o LGR

Motivação

    • 1 Videos
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1 Videos

  • Vantagens do controle no espaço de estados

Realizações de funções de transferência e forma canônica controlável

    • 3 Videos
    • 1 Assignment
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1 Assignment

  • Realizações de funções de transferência

3 Videos

  • Realizações de funções de transferência a tempo discreto
  • Obtendo a função de transferência à partir do modelo no espaço de estados: relação entre polos e autovalores
  • Forma canônica controlável

Projeto de controlador com realimentação de estado completo

    • 2 Videos
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2 Videos

  • Proposta de lei de controle linear: realimentação de estado completo
  • Introdução de ação integral

Projeto do estimador (observador)

    • 1 Videos
    • 1 Assignment
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1 Assignment

  • Projeto de controlador a tempo discreto usando o espaço de estados

1 Videos

  • O que fazer se não tivermos disponíveis leituras dos estados?

Conclusão

    • 1 Videos
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1 Videos

  • Fim do curso!

Auto Summary

Explore the world of digital controllers with the "Controle a Tempo Discreto" course. Delve into techniques for implementing computer-based controllers for linear, time-invariant systems. Spanning four detailed modules, this course covers discrete-time system modeling, controller design using frequency response and root locus methods, and state-space approaches. Ideal for professionals, learners will use computational tools for practical examples. Available on Coursera with Starter and Professional subscription options, it's a comprehensive guide for adapting and designing digital controllers.

Rubens Junqueira Magalhães Afonso
Instructors

Rubens Junqueira Magalhães Afonso

Jackson Paul Matsuura
Instructors

Jackson Paul Matsuura