Neste curso você aprenderá a obter a resposta em frequência de um sistema Linear e Invariante no Tempo (LIT) e a usá-la para projetar controladores que atinjam requisitos de reposta transitória e em regime estacionário. Você aprenderá a obter o diagrama de Bode a partir de dados de amplitude e fase de entradas e saídas senoidais. Também será capaz de esboçar o diagrama de Bode de um sistema dada a sua função de transferência. Outrossim, será capaz de representar a resposta em frequência na carta de Nichols-Black.
A fim de se determinar a estabilidade do sistema, você aprenderá a aplicar o critério de Nyquist, que faz uso da resposta em frequência em malha aberta e permite determinar se um sistema será estável em malha fechada.
Ao fim do curso, você será capaz de projetar controladores com dinâmica, isto é, com polos e zeros, portanto mais complexos do que um simples ganho de realimentação. Essa flexibilidade permitirá que você projete controladores para satisfazer simultaneamente requisitos de sobressinal e tempo de resposta que seriam impossíveis de atender com um simples ganho. Também poderá com isso alterar as características da resposta em regime estacionário, aumentando as constantes de erro sem alterar (muito) a resposta transitória.
Por fim, você aprenderá a projetar controladores do tipo PD, PI e PID, que estão entre os mais disseminados em aplicações de engenharia de controle.
Neste módulo você verá que a resposta de sistemas lineares e invariantes no tempo a uma uma entrada senoidal é também uma saída senoidal, com mesma frequência, decorrido certo tempo. Esse fato será usado para motivar a obtenção da resposta em frequência de um sistema, isto é, relacionar a amplitude e fase da senoide de saída com características do sistema linear e com a frequência das senoides. Em seguida, essa resposta será usada para projeto de sistemas de controle com um ganho proporcional de modo a atender requisitos de sobressinal.
What's included
11 videos1 assignment
Show info about module content
11 videos•Total 63 minutes
Motivação do estudo de Controle Usando a Resposta em Frequência.•6 minutes
Introdução.•3 minutes
A resposta em frequência de sistemas LIT.•14 minutes
Possibilidades de visualização da resposta em frequência, Diagrama de Bode.•4 minutes
Relação entre o diagrama de Bode e a Função de Transferência.•4 minutes
Diagrama de Bode de sistemas de 1ª ordem.•7 minutes
Diagrama de Bode de sistemas de 2ª ordem com polos reais não-nulos.•5 minutes
Diagrama de Bode de sistemas de 2ª ordem do tipo 1.•6 minutes
Definição da margem de fase. Efeito do ajuste do ganho no diagrama de Bode.•6 minutes
Relação da margem de fase em malha aberta com o sobressinal da resposta em malha fechada.•4 minutes
Projetando o ganho de controle proporcional com a margem de fase para satisfazer requisito de sobressinal.•4 minutes
1 assignment•Total 30 minutes
Prova do módulo 1•30 minutes
Carta de Nichols-Black. Especificação de desempenho no domínio da frequência.
Module 2•1 hour to complete
Module details
Você aprenderá a representar a resposta em frequência graficamente de outra maneira: a carta de Nichols-Black. Você será capaz de relacionar a amplitude do pico de ressonância da resposta em frequência de malha com o fator de amortecimento do sistema em malha fechada. Também será capaz de relacionar a frequência de cruzamento de 0 dB em malha aberta com a frequência natural em malha fechada. Assim, poderá projetar controladores proporcionais para atingir sobressinal desejado ou tempo de resposta requerido, apenas a partir da resposta em frequência de malha aberta do sistema.
What's included
8 videos1 assignment
Show info about module content
8 videos•Total 35 minutes
Bode de Sistemas de 2ª ordem subamortecidos.•4 minutes
Bode de malha aberta x Bode de malha fechada: cálculo ponto a ponto?•5 minutes
A carta de Nichols-Black•4 minutes
O cruzamento de 0dB e a PM na Carta de Nichols-Black: efeito do ajuste de ganho.•3 minutes
Bode e Nichols-Black de 2ª ordem, visualizando a relação entre Margem de Fase em MA e o pico de ressonância em MF e entre ωc em MA e ωn em MF.•5 minutes
Nichols-Black/Bode de 2ª e 3ª ordem. Estender relações entre ωc e ωn e entre ξ e PM de sistema de 2ª ordem do Tipo 1 para qualquer sistema.•6 minutes
Projeto de sistema de 3a ordem com requisitos de sobressinal e ganho proporcional. Estimar ωn a partir de ωc.•3 minutes
Projeto de sistema com requisitos de ωn e ganho proporcional. Estimar sobressinal a partir de PM.•4 minutes
1 assignment•Total 30 minutes
Prova do módulo 2•30 minutes
Diagrama de Nyquist. Atraso.
Module 3•1 hour to complete
Module details
Você aprenderá a representar a resposta em frequência na forma polar e a usar essa representação para avaliar a estabilidade do sistema em malha fechada. Para isso, usará o chamado critério de Nyquist, que permite que você determine quantos polos de malha fechada o sistema terá no semiplano direito. Você também aprenderá a computar o efeito do retardo de tempo na resposta em frequência do sistema e a estimar os efeitos que isso terá na resposta temporal.
What's included
9 videos1 assignment
Show info about module content
9 videos•Total 43 minutes
O diagrama de Nyquist (resposta em frequência em coordenadas polares).•4 minutes
O princípio do argumento.•4 minutes
O contorno de Nyquist e o critério de Nyquist.•5 minutes
Análise de Nyquist usando o diagrama obtido a partir do diagrama de Bode.•4 minutes
Esboço do diagrama de Nyquist a partir da Função de Transferência.•9 minutes
A margem de ganho no Diagrama de Nyquist.•4 minutes
O atraso de transporte, modelagem do atraso usando a função de transferência.•5 minutes
Efeito do atraso no diagrama de Bode e no desempenho em malha fechada.•5 minutes
A margem de fase e o efeito do atraso no diagrama de Nyquist.•3 minutes
1 assignment•Total 4 minutes
Prova do módulo 3.•4 minutes
Projeto de controladores no domínio da frequência.
Module 4•1 hour to complete
Module details
Neste módulo você aprenderá a projetar controladores mais complexos, envolvendo zero e polo, de maneira a poder manipular tanto a margem de fase quanto a frequência de cruzamento de 0 dB, sendo capaz de atender requisitos de sobressinal e de tempo de resposta. Também será capaz de alterar o ganho em baixas frequências, mudando as constantes de erro do sistema, sendo capaz de atender requisitos em regime estacionário, sem comprometer a resposta transitória do sistema.
What's included
9 videos1 assignment
Show info about module content
9 videos•Total 41 minutes
Efeito de acrescentar um zero no diagrama de Bode.•5 minutes
Efeito de acrescentar um polo no diagrama de Bode.•4 minutes
Efeito de acrescentar um zero e depois um polo no diagrama de Bode.•4 minutes
Fórmulas do avanço de fase.•5 minutes
Ajustando ωc e PM com um compensador de avanço de fase.•5 minutes
Exemplo de projeto de avanço de fase.•4 minutes
Ajustando a constante de erro sem alterar (muito) ωc e a PM.•6 minutes
Projeto de avanço e atraso, compensando o efeito do atraso.•5 minutes
Visualizando o efeito do avanço e do atraso na carta de Nichols-Black.•3 minutes
1 assignment•Total 30 minutes
Prova do módulo 4.•30 minutes
Controladores PD, PI e PID no domínio da frequência.
Module 5•2 hours to complete
Module details
Após esse último módulo, você estará familiarizado com o projeto dos controladores mais comuns no dia-a-dia do engenheiro: PI, PD e PID. Será capaz de determinar qual deles é necessário para atender os requisitos de desempenho desejados e a projetá-los de acordo. Concluindo, ao término do curso você será capaz de projetar controladores dinâmicos para atender requisitos de sobressinal, tempo de resposta e erro em regime estacionário.
What's included
7 videos2 assignments
Show info about module content
7 videos•Total 30 minutes
Última semana, resumo do que foi e do que será visto.•2 minutes
O controlador PD no domínio da frequência.•9 minutes
Uma consequência ruim do PD: sinais com variação abrupta.•6 minutes
O controlador PI no domínio da frequência.•3 minutes
O controlador PID no domínio da frequência.•6 minutes
Visualizando o efeito do PD, do PI e do PID na carta de Nichols-Black.•2 minutes
Até logo.•2 minutes
2 assignments•Total 60 minutes
Prova do módulo 5.•30 minutes
Exame final.•30 minutes
Instructor
Instructor ratings
Instructor ratings
We asked all learners to give feedback on our instructors based on the quality of their teaching style.
Criado em 1950, o ITA é o instituto de ensino superior do Comando da Aeronáutica (COMAER), localizado no Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA). Mantém cursos de graduação em engenharia (Aeronáutica, Civil-Aeronáutica, Eletrônica, Mecânica-Aeronáutica, Engenharia de Computação, Aeroespacial), especialização, extensão e pós-graduação stricto sensu (Mestrado, Mestrado Profissionalizante e Doutorado).
"To be able to take courses at my own pace and rhythm has been an amazing experience. I can learn whenever it fits my schedule and mood."
Jennifer J.
Learner since 2020
"I directly applied the concepts and skills I learned from my courses to an exciting new project at work."
Larry W.
Learner since 2021
"When I need courses on topics that my university doesn't offer, Coursera is one of the best places to go."
Chaitanya A.
"Learning isn't just about being better at your job: it's so much more than that. Coursera allows me to learn without limits."
Learner reviews
4.3
163 reviews
5 stars
64.41%
4 stars
16.56%
3 stars
9.20%
2 stars
4.90%
1 star
4.90%
Showing 3 of 163
P
PS
5·
Reviewed on Oct 4, 2019
Excelente curso, muito útil para em sistemas industrias.
M
MS
4·
Reviewed on Jan 31, 2019
Excelente conteúdo! Porém a apresentação é um pouco mecânica. Nada que atrapalhe o aprendizado, mas uma apresentação mais dinâmica prende mais a atenção. Recomendarei este curso! Parabéns por tudo!
W
WS
5·
Reviewed on Oct 14, 2017
Ótimo Curso , no entanto é necessário uma compreensão prévia de sistemas de controle
When will I have access to the lectures and assignments?
To access the course materials, assignments and to earn a Certificate, you will need to purchase the Certificate experience when you enroll in a course. You can try a Free Trial instead, or apply for Financial Aid. The course may offer 'Full Course, No Certificate' instead. This option lets you see all course materials, submit required assessments, and get a final grade. This also means that you will not be able to purchase a Certificate experience.
What will I get if I subscribe to this Specialization?
When you enroll in the course, you get access to all of the courses in the Specialization, and you earn a certificate when you complete the work. Your electronic Certificate will be added to your Accomplishments page - from there, you can print your Certificate or add it to your LinkedIn profile.
Is financial aid available?
Yes. In select learning programs, you can apply for financial aid or a scholarship if you can’t afford the enrollment fee. If fin aid or scholarship is available for your learning program selection, you’ll find a link to apply on the description page.