Exercícios de Controlador proporcional-derivativo e proporcional-integrativo-derivativo - Lista de Exercícios Resolvida
Questão 1
O gráfico acima mostra comparativamente alguns modos de controle aplicados em ajuste de controladores de processo. Os modos de controle descritos em X, Y e Z são respectivamente:
- Proporcional; Proporcional + integral; proporcional + integral + derivativo.
- Proporcional + derivativo; proporcional + integral + derivativo; proporcional.
- Proporcional + derivativo; Proporcional + integral; proporcional.
- Proporcional + integral + derivativo; proporcional + derivativo; proporcional.
- Proporcional + integral + derivativo; proporcional + integral; proporcional.
Questão 2
Qual o efeito de cada modo do controlador PID sobre o offset em regime permanente para a entrada degrau?
Ver solução completaQuestão 3
Considerando as afirmações abaixo sobre ações de controle de processos (on-off, Proporcional, Integral, Derivativa) e suas combinações:
I. Este tipo de controle combina características de estabilidade com eliminação do erro em um único controlador. Faz com que o sinal de erro seja minimizado pela ação proporcional, zerado pela ação integral e obtido em uma velocidade antecipada pela ação derivativa. É indicado para processos nos quais a dinâmica dominante é de segunda ordem.
II. Este controle normalmente é empregado em processos que podem admitir certa oscilação contínua da variável de controle em torno do valor desejado. São exemplos de instrumentos utilizados neste tipo de controle os pressostatos, termostatos e chaves de nível.
III. Este controle elimina o erro de forma automática gerando uma resposta transitória adequada pela ação proporcional.
IV. Este tipo de controle fornece uma saída proporcional ao erro permitindo o ajuste do ganho ou da banda proporcional pelo operador, de modo que o erro possa ser compensado.
V. Este tipo de controle, na prática, não pode ser utilizado isoladamente, porém, ao ser utilizado com outro tipo de controle, melhora a estabilidade do sistema.
Assumindo que “P” representa ação proporcional, “I” a ação integral e “D” a ação derivativa. Assinale a alternativa que relaciona as afirmações, na ordem em que foram apresentadas, com sua respectiva ação de controle.
- PID, On/Off, PI, P, PD.
- PD, On/Off, P, PI, PID.
- PID, PD, PI, P, On/Off.
- PI, On/Off, P, PID, PD.
- PID, On/Off, PD, P, PI.
Questão 4
Os sistemas de controle em malha fechada possuem três formas básicas de atuação que podem e são empregadas de forma combinada em função das carcaterísticas do controle desejado em cada caso particular.
Associe as colunas relacionando a forma de atuação básica de controle com suas respectivas características.
Formas de atuação básica de controle
(P) Proporcional
(I) Integrativo
(D) Derivativo
Características
( ) Produz correção significativa antes do valor do erro tornar-se grande.
( ) Atua na proporção da diferença entre o ponto de ajuste e a variável de processo.
( ) Leva o erro de estado estacionário para zero após tempo suficientemente longo.
( ) Produz um erro de estado estacionário de alguma intensidade.
( ) Responde em função do comportamento histórico recém passado do erro.
( ) Antecipa o erro atuante colaborando para aumentar a estabilidade do sistema.
A sequência correta dessa associação é:
- (P); (P); (I); (D); (I); (D).
- (D); (P); (I); (P); (I); (D).
- (D); (I); (D); (P); (P); (I).
- (P); (I); (P); (D); (I); (P).
Questão 5
Um processo submetido a controle proporcional apresenta offset para degraus no setpoint e na carga. Sabendo-se que a variável controlada não apresenta ruído de medida, adiciona-se a esse controlador o modo derivativo. Em consequência da ação derivativa, o offset:
- Não sofrerá qualquer efeito.
- Será reduzido, mas não eliminado.
- Será eliminado.
- Aumentará na forma de um degrau.
- Aumentará na forma de uma rampa.
Questão 6
Um sistema de controle realimentado por um controlador PID apresenta um percentual de ultrapassagem (overshoot) de para uma entrada degrau.
Qual mudança deve ser na sintonia desse controlador para reduzir esse percentual?
- Reduzir os ganhos proporcional e integral e aumentar o ganho derivativo.
- Reduzir o ganho derivativo, mantendo os valores dos ganhos proporcional e integral.
- Aumentar o ganho integral e manter os valores dos ganhos proporcional e derivativo.
- Aumentar os ganhos proporcional e integral e manter o valor do ganho derivativo.
- Aumentar o ganho proporcional, mantendo os valores dos ganhos derivativo e integral.
Questão 7
Marque a alternativa correta:
a) A resposta da ação de controle P diminui o overshoot.
b) A resposta da ação de controle D elimina o erro no regime estacionário.
c) Em um controle PID, a ação de controle D acelera a resposta.
d) Em um controle PID, a ação de controle D aumenta as oscilações, bem como o tempo de resposta.
Ver solução completaQuestão 8
Controladores PID são muito comuns em processos produtivos na indústria. Sobre sistemas de controle PID, assinale a alternativa incorreta.
- Um aumento excessivo da ação integral em um controlador tornará o sistema mais estável.
- A ação derivativa possui como função melhorar o comportamento transitório do sistema em malha fechada.
- O aumento do ganho proporcional de um controlador atua diretamente na velocidade de resposta do sistema.
- O limiar de estabilidade de um controlador proporcional ocorre quando o sistema apresenta oscilação sustentada.