Um sistema de controle em malha fechada é caracterizado por:
a) Não possuir realimentação
b) Possuir realimentação
c) Ter apenas entrada
d) Ser sempre instável
a) Não possuir realimentação
b) Possuir realimentação
c) Ter apenas entrada
d) Ser sempre instável
Passo 1
O enunciado pede para identificar qual das alternativas caracteriza um sistema de controle em malha fechada. As opções são:
a) Não possuir realimentação
b) Possuir realimentação
c) Ter apenas entrada
d) Ser sempre instável
a) Não possuir realimentação
b) Possuir realimentação
c) Ter apenas entrada
d) Ser sempre instável
Passo 2
Vamos entender, de forma clara e simples, o que é um sistema em malha fechada — explicação básica e nomes das variáveis que usaremos.
- Em controle, um sistema tem normalmente uma referência (ou entrada desejada) que chamaremos de
. - O sistema apresenta uma saída real
(o que realmente acontece). - Em malha fechada há um caminho que pega a saída
e a “realimenta” (outra palavra: devolve) ao bloco de controle para comparar com . Essa comparação gera um erro que alimenta o controlador. - Assim aparecem na descrição: referência
controlador, planta (o processo) e um elemento sensor/realimentação que fecha a malha. Um exemplo cotidiano: termostato que mede a temperatura (realimentação) e liga/desliga o aquecedor para manter a temperatura desejada.
Passo 3
Uma forma matemática simples de ver a realimentação é usar funções de transferência no domínio de Laplace. Seja
a função de transferência do controlador+planta (ou só da planta) e
a função de transferência do caminho de realimentação. A função de transferência de malha fechada é:
Aqui:
-
é a transformada de Laplace de , -
é a transformada de Laplace de .
Repare que no denominador aparece o termo: esse termo só existe quando há realimentação ( ). Portanto a presença de no laço muda a equação e é a marca da malha fechada.
Passo 4
Agora vamos analisar cada alternativa usando o que vimos.
Alternativa (a): “Não possuir realimentação”.
- Isso descreve um sistema em malha aberta (open‑loop). Pelo que mostramos, malha fechada significa exatamente ter realimentação. Logo (a) é falsa.
Passo 5
Alternativa (b): “Possuir realimentação”.
- Isso coincide com a definição: malha fechada tem um caminho que retorna a saída ao início para formar o sinal de erro e ajustar a ação de controle. Pela definição e pelo fato de
aparecer na fórmula de malha fechada, (b) é verdadeira.
Passo 6
Alternativa (c): “Ter apenas entrada”.
- Um sistema em malha fechada tem entrada e saída, e também um caminho de medição/realimentação. Não é correto dizer que tem “apenas entrada”. Portanto (c) é falsa.
Passo 7
Alternativa (d): “Ser sempre instável”.
- A estabilidade de um sistema em malha fechada depende dos polos do sistema de malha fechada, i.e. das raízes de
. Em muitos projetos de controle a realimentação é usada justamente para melhorar a estabilidade. Exemplo concreto: se e (realimentação unitária), então
que tem polo em
(estável). Portanto sistemas em malha fechada podem ser estáveis; não são sempre instáveis. Logo (d) é falsa.
Passo 8
Resumo e motivo final: malha fechada significa existência de realimentação que fecha o laço entre saída e entrada/controle. Nem sempre são instáveis; têm saída além da entrada; e “não possuir realimentação” é exatamente o oposto de malha fechada.
Resposta
b) Possuir realimentação