Diferencie variável controlada e variável manipulada, exemplificando com o cado do controle de temperatura da água aquecida.

Passo 1

O enunciado pede para diferenciar variável controlada e variável manipulada no contexto de sistemas de controle, usando como exemplo o controle da temperatura da água aquecida. O conteúdo é de sistemas de controle em engenharia, e vamos precisar dos conceitos de feedback, saída a ser regulada e entrada ajustável.

Passo 2

A variável controlada é a grandeza de saída do processo que desejamos manter em um valor de referência (set-point). É medida por um sensor e comparada com o set-point. No nosso exemplo, a variável controlada é a temperatura da água, que chamamos de T. O controlador observa T e tenta mantê-la igual a T_{\mathrm{ref}}.

Passo 3

A variável manipulada é a grandeza de entrada do processo que o controlador ajusta para influenciar a variável controlada. Essa variável é o “atuador” do sistema. No exemplo, podemos usar a potência fornecida pelo aquecedor, que chamamos de u. Ao variar u, o controlador faz a temperatura T subir ou descer.

Passo 4

No controle de temperatura da água aquecida com realimentação:
  1. O sensor mede \;T\; e envia ao controlador.
  2. O controlador compara T com o set-point T_{\mathrm{ref}} e calcula um erro e = T_{\mathrm{ref}} - T.
  3. Com base em e, o controlador ajusta a variável manipulada u (potência do aquecedor).
  4. O aquecedor recebe u e aquece a água, modificando T. Esse ciclo repete-se até T\approx T_{\mathrm{ref}}.

Resposta

Variável controlada: a temperatura da água T, que deve seguir o valor de referência.
Variável manipulada: a potência do aquecedor u, ajustada pelo controlador para regular T.

Exercícios relacionados