Publicação: Modelagem, simulação e implementação experimental de controladores de posição angular aplicados a um sistema eletromecânico
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS
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Resumo
Este trabalho tem como objetivo geral comparar o percentual de semelhança entre as respostas
obtidas computacionalmente e experimentalmente de um sistema fixo ajustado por um
controlador. Para este fim, foram utilizados, separadamente, dois tipos de controladores, a
saber, um controlador por avanço de fase e um controlador PID, os quais também tiveram seus
desempenhos comparados. Após o estudo do sistema original, um modelo matemático foi
identificado de forma experimental. Em seguida, foi calculado o modelo matemático do
compensador em avanço de fase utilizando o método do lugar das raízes. Após esta etapa, foram
realizadas as simulações de resposta através do software Matlab® para entradas degrau e rampa.
Posteriormente, o modelo do compensador em avanço de fase foi replicado na forma de um
circuito elétrico e integrado ao sistema original. Finalmente, foram coletados os dados de
desempenho para análise através de um sistema de aquisição de dados. Vale ressaltar que, o
mesmo procedimento foi realizado para o controlador do tipo PID, exceto na etapa de obtenção
do modelo matemático do controlador, o qual foi construído através de simulação utilizando o
recurso Simulink do software Matlab®. Foi observado algumas variações entre os resultados
simulados e experimentais, além de um melhor desempenho utilizando o controlador PID.
Abstract
This study aims to compare the percentage of similarity between the computational and
experimental responses of a fixed system controlled by a controller. For this purpose, two types
of controllers were used separately: a phase-lead controller and a PID controller, both of them
were also compared in terms of performance. After studying the original system, a
mathematical model was experimentally identified. Next, the mathematical model of the phase
lead compensator was calculated using the root locus method. After this step, response
simulations were performed using Matlab® software for step and ramp inputs. Subsequently,
the phase-lead compensator model was replicated as an electrical circuit and integrated into the
original system. Finally, performance data were collected for analysis using a data acquisition
system. It is worth noting that the same procedure was followed for the PID controller, except
for the step of obtaining the controller's mathematical model, which was built through
simulation using Matlab®'s Simulink tool. Small variations were observed between the
simulated and experimental results, with better performance achieved using the PID controller.
Palavras-chave
Sistemas de controle, Compensador em avanço de fase, Controlador PID, Método do Lugar das Raízes
Citação
SANTOS, Lucas André da Silva. Modelagem, simulação e implementação experimental de controladores de posição angular aplicados a um sistema eletromecânico. 2025. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.
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