Liste e explique os principais componentes de uma malha de controle.

Passo 1

O exercício pede para a gente “listar e explicar os principais componentes de uma malha de controle”.
Conteúdo: sistemas de controle em malha fechada (feedback).
O que vamos precisar:
  1. Entender o que é referência (setpoint) e erro.
  2. Saber o papel de cada bloco: comparador, controlador, atuador, planta/processo e sensor.
  3. Conhecer a ideia de feedback e perturbação.

Passo 2

Antes de listar, bora ver a visão geral de uma malha de controle:
• A gente tem um valor desejado (setpoint) que entra num comparador.
• O comparador gera um erro , que vai pro controlador.
• O controlador manda um sinal pro atuador, este mexe na planta (processo).
• A planta responde com a saída .
• Um sensor mede e devolve uma parte (feedback) pro comparador.
É esse “fechar o loop” que torna o sistema capaz de corrigir erros automaticamente.

Passo 3

Referência (setpoint) e comparador
• Referência e(t) = r(t) - y(t): o valor que a gente quer alcançar (por exemplo, temperatura de 50 °C).
• Comparador: faz
ou seja, calcula o erro entre o desejado e o que o sistema está fornecendo.

Passo 4

Controlador
• Recebe u(t) = KP,e(t) + KI integral e(t),dt + KD de(t)dt e gera um sinal de controle .
• Pode ser proporcional §, integral (I), derivativo (D) ou combinação (PID).
• Exemplo PID em tempo contínuo:
• O controlador decide “como” reagir ao erro para reduzir a zero.

Passo 5

Atuador
• Converte o sinal elétrico (ou digital) num efeito físico (força, válvula, motor).
• Exemplos: motor elétrico que gira um eixo, válvula que abre/fecha fluxo de fluido.
• Precisa ser rápido e preciso o suficiente para acompanhar o controlador.

Passo 6

Planta (processo)
• É o sistema que você quer controlar (forno, motor, tanque de líquido).
• Tem dinâmica própria, representada por uma função de transferência .
• A resposta da planta a gera a saída .

Passo 7

Sensor e caminho de feedback
• Sensor mede a saída real da planta.
• Pode ter função de transferência (às vezes igual a 1).
• Leva de volta ao comparador para recalcular o erro.

Passo 8

Perturbações e ruídos
• Perturbações são sinais externos que atrapalham a planta (ex.: variação de carga).
• Ruídos são erros de medição do sensor.
• O feedback ajuda a rejeitar perturbações porque o controlador compensa mudanças inesperadas.

Resposta

Resumo dos principais componentes de uma malha de controle:
  1. Comparador (gera o erro )
  2. Controlador (PID, define )
  3. Atuador (converte em ação física)
  4. Planta/processo (responde a gerando )
  5. Sensor (mede e devolve feedback)
  6. Referência (setpoint, )
  7. Perturbações e ruídos (interferências que o feedback tenta corrigir)

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