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Projeto e desenvolvimento de uma unidade didática de apoio ao ensino da teoria clássica de controle PID

Kleber Batistela Pereira 10 November 2012 (has links)
Este trabalho foi concebido inicialmente através de projeto, montagem e ensaios preliminares de uma unidade analógica, para propósito didático, composta de um servomecanismo controlado pelas clássicas estratégias Proporcional, Integral e Derivativa (PID). Com este equipamento foi demonstrado os conceitos fundamentais da engenharia de controle com seus ensaios e medidas que permitem exemplificar, de forma simples e bastante pedagógica, o funcionamento e os limites operacionais de um controlador prático. Os valores medidos em experimento foram comparados com valores obtidos pela simulação numérica de um modelo equivalente implementado no software MatLab. Utilizando-se da tecnologia PIC (Controlador de Interface Programável), o hardware analógico foi substituído, com a intenção de comparar os resultados para melhor ilustrar os abstratos conceitos da ação PID sobre um dispositivo eletromecânico razoavelmente linear. A unidade desenvolvida permite estabelecer um elo valioso à aprendizagem, buscando unir a teoria clássica, a simulação numérica, a aplicação digital e o comportamento real em uma situação física. Tivemos êxito nos resultados, conseguindo comprovar as modelagens matemáticas em aplicações práticas, além de poder comparar os desempenhos dos resultados analógicos com os resultados digitais. / This work was initially conceived by design, assembly and preliminary tests of an analogic unit, for didactic purpose, composed of a servomechanism controlled by the classic strategies Proportional, Integral and Derivative (PID). With this device was demonstrated the fundamental concepts of control engineering and its trials and measures allow exemplify, in a simple and very interactive way, the functioning and the operational limits of a practical controller. The values measured in assay were compared with values obtained by numerical simulation of an equivalent model implemented in MatLab. By using the technology PIC (Programmable Interface Controller), the analogical hardware will be substituted, in order to compare the results to better explain the abstract concepts of the PID action over a sufficiently linear electromechanical device. The developed unit enables a valuable link to the learning, seeking to unite the classical theory, numerical simulation, digital application and real performance in a physical case. We were successful in results, obtaining proof of the mathematical models in practical applications, besides being able to compare the performances of analogic results with digital ones.

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