Disciplina Discipline SEM5928
Sistemas de Controle

CONTROL SYSTEMS ENGINEERING

Área de Concentração: 18162

Concentration area: 18162

Criação: 05/01/2023

Creation: 05/01/2023

Ativação: 05/01/2023

Activation: 05/01/2023

Nr. de Créditos: 12

Credits: 12

Carga Horária:

Workload:

Teórica

(por semana)

Theory

(weekly)

Prática

(por semana)

Practice

(weekly)

Estudos

(por semana)

Study

(weekly)

Duração Duration Total Total
4 2 6 15 semanas 15 weeks 180 horas 180 hours

Docentes Responsáveis:

Professors:

Adriano Almeida Gonçalves Siqueira

Maíra Martins da Silva

Thiago Boaventura Cunha

Objetivos:

: O objetivo desse curso é apresentar aos alunos de pós-graduação em Engenharia Mecânica uma visão madura de várias técnicas de projeto de sistemas de controle lineares e não lineares, do clássico ao pós-moderno. Ênfase é dada para as ideias, metodologias, resultados e exemplos.

Objectives:

This course aims to present graduate students in Mechanical Engineering with a mature view of various design techniques for linear and non-linear control systems, from classical to postmodern. Concepts, methodologies, results, and examples are prioritized.

Justificativa:

Sistemas de controle são implementados em processos e produtos mecânicos, com o objetivo de garantir a estabilidade e o desempenho destes. Dessa maneira, é essencial que o aluno de pós-graduação em Engenharia Mecânica tenha conhecimento de técnicas de projeto de sistemas de controle lineares e não-lineares. Essa disciplina traz um conteúdo abrangente de várias técnicas de projeto de sistemas de controle lineares e não lineares, do clássico ao pós-moderno condizente com um curso de pós-graduação.

Rationale:

Control systems are implemented in mechanical processes and products to ensure stability and performance. Thus, the graduate student in Mechanical Engineering must know design techniques for linear and non-linear control systems. This course covers various design techniques for linear and non-linear control systems, from classical to post-modern.

Conteúdo:

Parte I (1 aula): Introdução (sistemas (modelos), feedback versus feedforward, exemplos) Parte II (1 aula) : Introdução ao controle feedback (estabilidade de malha fechada, robustez da estabilidade, loop shaping) Parte III (3 aulas) : Controle clássico (função de resposta em freqüência, avaliação do desempenho nos domínios do tempo e da freqüência, compensadores com ação integral, compensadores lead e lag, lugar das raízes, atraso, restrições na entrada (saturação), controle digital) Parte IV (2 aulas): Projeto de controle de sistemas multivariáveis (pólos e zeros de sistemas multivariáveis, requisitos de projetos, metodologias) Parte V (1 aula): Projeto de controle LQ, LQG e H2 Parte VI (2 aulas): Incerteza e robustez (incerteza aditiva e multiplicativa, teorema do ganho pequeno) Parte VII (2 aulas): Introdução à otimização H∞ e síntese-mu Parte VIII (1 aula): Controles adaptativo, preditivo, Fuzzy, entre outros Parte IX (1 aula): Controle de Sistemas Não Lineares (Lyapunov, linearização por realimentação, backstepping, entre outros) Parte VIII (1 aula): Seminários/estudo de casos ou prova

Content:

Part I (1 class): Introduction (systems (models), feedback versus feedforward, examples) Part II (1 lesson): Introduction to feedback control (closed-loop stability, stability robustness, loop shaping) Part III (3 lessons): Classical control (frequency response function, performance evaluation in time and frequency domains, integral action compensators, lead and lag compensators, root locus, delay, input restrictions (saturation), digital control) Part IV (2 lessons): Multivariable systems control project (poles and zeros of multivariable systems, project requirements, methodologies) Part V (1 class): LQ, LQG, and H2 control project Part VI (2 lessons): Uncertainty and Robustness (Additive and Multiplicative Uncertainty, Small Gain Theorem) Part VII (2 lessons): Introduction to H∞ optimization and mu-synthesis Part VIII (1 class): Adaptive, predictive, fuzzy controls, among others Part IX (1 class): Control of Nonlinear Systems (Lyapunov, linearization by feedback, backstepping, among others) Part VIII (1 class): Seminars/case study or exam

Forma de Avaliação:

A nota final é calculada como uma média ponderada das notas das listas de exercícios, seminários, projetos e exames. A conversão de média para conceito segue a relação: A: [9-10], B: [7-9[, C: [5-7[, R: [0-5[.

Type of Assessment:

The final grade is calculated as a weighted average of the marks of lists of exercises, seminars, projects and exams. The mean-to-concept conversion follows the relationship: A: [9-10], B: [7-9[, C: [5-7[, R: [0-5[.

Observação:

De acordo com a classificação do Programa de Pós-Graduação da Área de Engenharia Mecânica (PPG-AEM) da Escola de Engenharia de São Carlos, a categoria da disciplina proposta é obrigatória nas áreas de concentração Aeronáutica e Dinâmica e Mecatrônica.

Notes/Remarks:

According to the classification of the Graduate Program in the Mechanical Engineering Area (PPG-AEM) of the School of Engineering of São Carlos, the proposed discipline category is mandatory in the areas of concentration in Aeronautics and Dynamics and Mechatronics.

Bibliografia:

S. Skogestad and I. Postlethwaite. Multivariable Feedback Control. Analysis and Design. John Wiley and Sons Ltd., Chichester, Sussex, UK, 2nd edition, 2005. K. Zhou, J.C. Doyle. Essentials of Robust Control. Prentice Hall, New York, 1998. K. Zhou, J.C. Doyle, K. Glover. Robust and Optimal Control. Prentice Hall, Upper Saddle River, 1995. J. Doyle, B. Francis, A. Tannenbaum, Feedback Control Theory, Macmillan Publishing, 1990. O.H. Bosgra, H. Kwakernaak, G. Meinsma. Design Methods for Control Systems: Notes for a course of the Dutch Institute of Systems and Control, 2007. J.M. Maciejowski. Multivariable Feedback Design. Addison-Wesley, 1989. H.K. Khalil. Nonlinear Systems (3rd ed.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2002. K. Ogata, Controle engenharia de controle modern (5th ed.), Pearson, 2011.

Bibliography:

S. Skogestad and I. Postlethwaite. Multivariable Feedback Control. Analysis and Design. John Wiley and Sons Ltd., Chichester, Sussex, UK, 2nd edition, 2005. K. Zhou, J.C. Doyle. Essentials of Robust Control. Prentice Hall, New York, 1998. K. Zhou, J.C. Doyle, K. Glover. Robust and Optimal Control. Prentice Hall, Upper Saddle River, 1995. J. Doyle, B. Francis, A. Tannenbaum, Feedback Control Theory, Macmillan Publishing, 1990. O.H. Bosgra, H. Kwakernaak, G. Meinsma. Design Methods for Control Systems: Notes for a course of the Dutch Institute of Systems and Control, 2007. J.M. Maciejowski. Multivariable Feedback Design. Addison-Wesley, 1989. H.K. Khalil. Nonlinear Systems (3rd ed.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2002. K. Ogata, Controle engenharia de controle modern (5th ed.), Pearson, 2011.

Idiomas ministrados:

Inglês

Languages taught:

English

Tipo de oferecimento da disciplina:

Presencial

Class type:

Presencial