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Modelagem e Sistemas Lineares
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Resposta no
domínio do tempo
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Resposta no
domínio do tempo
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Resposta no
domínio do tempo
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𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔
𝒅𝟐
𝒙 𝒕
𝒅𝒕𝟐
+ 𝟓
𝐝𝐱 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝟔𝐱 𝐭 =
𝐝𝐲 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝐲(𝐭)
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Resposta no
domínio do tempo
Resposta no domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔
𝒅𝟐
𝒙 𝒕
𝒅𝒕𝟐
+ 𝟓
𝐝𝐱 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝟔𝐱 𝐭 =
𝐝𝐲 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝐲(𝐭)
𝑿 𝒔 𝒔𝟐
+ 𝒙′
𝟎 𝒔 + 𝒙 𝟎 + 𝟓 𝐗 𝐬 𝐬 + 𝐱 𝟎 + 𝟔𝐗 𝐬 = 𝒀 𝒔 𝒔 + 𝒚 𝟎 + 𝐘(𝐬)
𝒔𝟐 + 𝟓𝐬 + 𝟔 𝐗(𝐬) = (𝒔 + 𝟏)𝒀 𝒔
𝑮 𝒔 =
𝐗 𝐬
𝐘 𝐬
=
𝒔 + 𝟏
𝒔𝟐 + 𝟓𝐬 + 𝟔
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Resposta no
domínio do tempo
Resposta no domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔
𝒅𝟐
𝒙 𝒕
𝒅𝒕𝟐
+ 𝟓
𝐝𝐱 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝟔𝐱 𝐭 =
𝐝𝐲 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝐲(𝐭)
𝑿 𝒔 =
𝟏
𝒔
⋅
𝒔 + 𝟏
(𝒔 + 𝟐)(𝒔 + 𝟑)
𝑿 𝒔 =
𝑨
𝒔
+
𝑩
(𝒔 + 𝟐)
+
𝑪
(𝒔 + 𝟑)
𝑿 𝒔 =
𝟏/𝟔
𝒔
+
𝟏/𝟐
(𝒔 + 𝟐)
+
−𝟐/𝟑
(𝒔 + 𝟑)
𝒙 𝒕 =
𝟏
𝟔
+
𝟏
𝟐
𝒆−𝟐𝒕 −
𝟐
𝟑
𝒆−𝟑𝒕 𝒖(𝒕)
𝐘 𝐬 =
𝟏
𝐬
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Resposta no
domínio do tempo
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𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔
𝒅𝟐
𝒙 𝒕
𝒅𝒕𝟐
+ 𝟓
𝐝𝐱 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝟔𝐱 𝐭 =
𝐝𝐲 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝐲(𝐭)
𝒙 𝒕 =
𝟏
𝟔
+
𝟏
𝟐
𝒆−𝟐𝒕 −
𝟐
𝟑
𝒆−𝟑𝒕 𝒖(𝒕)
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Resposta no
domínio do tempo
Resposta no domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔
𝒅𝟐𝒙 𝒕
𝒅𝒕𝟐
+ 𝟓
𝐝𝐱 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝟔𝐱 𝐭 =
𝐝𝐲 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝐲(𝐭)
𝒙 𝒕 =
𝟏
𝟔
+
𝟏
𝟐
𝒆−𝟐𝒕
−
𝟐
𝟑
𝒆−𝟑𝒕
𝒖(𝒕)
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Resposta no
domínio do tempo
Resposta no domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔
𝒅𝟐𝒙 𝒕
𝒅𝒕𝟐
+ 𝟓
𝐝𝐱 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝟔𝐱 𝐭 =
𝐝𝐲 𝐭
𝐝𝐭
+ 𝐲(𝐭)
𝒙 𝒕 =
𝟏
𝟔
+
𝟏
𝟐
𝒆−𝟐𝒕
−
𝟐
𝟑
𝒆−𝟑𝒕
𝒖(𝒕)
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Resposta no
domínio do tempo
Polos e zeros
𝑮 𝒔 =
𝒔
𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒
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Resposta no
domínio do tempo
Polos e zeros
𝑮 𝒔 =
𝒔
𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒
𝒔 = 𝟑 −→ 𝑮 𝟑 =
𝟑
(𝟑)𝟐+𝟐 𝟑 + 𝟒
= 𝟎, 𝟏𝟓𝟕
𝒔 = 𝟐𝒋 −→ 𝑮 𝟐𝒋 =
𝟐𝒋
(𝟐𝒋)𝟐+𝟐 𝟐𝒋 + 𝟒
= 𝟎, 𝟓𝟎𝟎
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Resposta no
domínio do tempo
Polos e zeros
𝑮 𝒔 =
𝒔
𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒
𝒔 = 𝟑 −→ 𝑮 𝟑 =
𝟑
(𝟑)𝟐+𝟐 𝟑 + 𝟒
= 𝟎, 𝟏𝟓𝟕
𝒔 = 𝟐𝒋 −→ 𝑮 𝟐𝒋 =
𝟐𝒋
(𝟐𝒋)𝟐+𝟐 𝟐𝒋 + 𝟒
= 𝟎, 𝟓𝟎𝟎
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Resposta no
domínio do tempo
Polos e zeros
𝑮 𝒔 =
𝒔
𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒
𝒔 = 𝟓𝒋 −→ 𝑮 𝟓𝒋 =
𝟓𝒋
𝟓𝒋 𝟐 + 𝟐 𝟓𝒋 + 𝟒
= 𝟎, 𝟏 − 𝟎, 𝟐𝒋
5j
𝟎, 𝟏 − 𝟎, 𝟐𝒋 =⇒ 𝟎, 𝟐𝟐𝟑 ∟𝟎.𝟒𝟔 abs(0.1+0.2*j)
atan(0.1/0.2)
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Resposta no
domínio do tempo
Polos e zeros
𝑮 𝒔 =
𝒔
𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒
𝒔 = 𝟓𝒋 −→ 𝑮 𝟓𝒋 =
𝟓𝒋
𝟓𝒋 𝟐 + 𝟐 𝟓𝒋 + 𝟒
= 𝟎, 𝟏 − 𝟎, 𝟐𝒋
5j
𝟎, 𝟏 − 𝟎, 𝟐𝒋 =⇒ 𝟎, 𝟐𝟐𝟑 ∟−𝟎.𝟒𝟔 abs(0.1+0.2*j)
atan(0.1/0.2)
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Resposta no
domínio do tempo
Polos e zeros
𝑮 𝒔 =
𝒔
𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒
𝒔 = 𝟏 + 𝟑𝒋 −→ 𝑮 𝟏 + 𝟑𝒋 =
𝟏 + 𝟑𝒋
𝟏 + 𝟑𝒋 𝟐 + 𝟐 𝟏 + 𝟑𝒋 + 𝟒
5j
𝟎. 𝟐𝟑 − 𝟎. 𝟏𝟐𝒋 =⇒ 𝟎, 𝟐𝟓𝟗 ∟−𝟔𝟐º abs(0.23-0.12*j)
atand(0.23/-0.12)
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Resposta no
domínio do tempo
Polos e zeros
𝑮 𝒔 =
𝒔
𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒
𝒔 = 𝟎 −→ 𝑮 𝟎 =
𝟎
𝟎 𝟐 + 𝟐 𝟎 + 𝟒
= 𝟎
5j
s = 0 é um zero
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Resposta no
domínio do tempo
Polos e zeros
𝑮 𝒔 =
𝒔
𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒
𝒔 = −𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝑱 → 𝑮 −𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝒋 =
−𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝒋
−𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝒋 𝟐 + 𝟐 −𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝒋 + 𝟒
5j
s = −𝟏 ± 𝟏. 𝟕𝟑𝑱 são polos
𝑮 −𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝒋 → ∞
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Resposta no
domínio do tempo
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Resposta no
domínio do tempo
plzr( )
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Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔
𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
(𝒔 + 𝟐)(𝒔 + 𝟑)
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔
𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
(𝒔 + 𝟐)(𝒔 + 𝟑)
𝒙 𝒕 =
𝟏
𝟔
𝟏 + 𝟑𝒆−𝟐𝒕
− 𝟒𝒆−𝟑𝒕
𝒖(𝒕)
Modelagem e Sistemas Lineares
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P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔
𝑮 𝒔 =
𝒔 + 𝟏
(𝒔 + 𝟐)(𝒔 + 𝟑)
𝒙 𝒕 =
𝟏
𝟔
𝟏 + 𝟑𝒆−𝟐𝒕
− 𝟒𝒆−𝟑𝒕
𝒖(𝒕)
Resposta
forçada
Resposta
natural
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de primeira ordem
𝑮 𝒔 =
𝒌
(𝒔 + 𝒂)
𝑮 𝒔 =
𝑪 𝒔
𝑹 𝒔
=
𝒌
(𝒔 + 𝒂)
𝑪 𝒔 =
𝒌
𝒔(𝒔 + 𝒂)
=
𝒌/𝒂
𝒔
+
𝒌/𝒂
𝒔 + 𝒂
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de primeira ordem
𝑮 𝒔 =
𝟒𝟎
(𝒔 + 𝟐)
Modelagem e Sistemas Lineares
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de primeira ordem
𝑮 𝒔 =
𝟒𝟎
(𝒔 + 𝟐)
num=40;
den=(s+2);
G = syslin('c', num, den);
saida = csim('step',t,G);
clf; plot2d(t,saida); xgrid();
s=%s;
t=0:0.1:10;
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de primeira ordem
𝑮 𝒔 =
𝒌
(𝒔 + 𝒂)
O tempo de subida é definido como o
tempo necessário para que a forma de
onda vá de 0,1 a 0,9 de seu valor final.
𝑻𝒓 =
𝟐. 𝟐
𝒂
O tempo de acomodação é definido
como o tempo para que a resposta
alcance e fique em uma faixa 2% em
torno de seu valor final
𝑻𝒔 ≅
𝟒
𝒂
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de primeira ordem
𝑮 𝒔 =
𝒌
(𝒔 + 𝒂)
𝟒, 𝟔𝟎
𝒂
𝟗𝟗%
𝟑, 𝟗𝟏
𝒂
𝟗𝟖%
𝟑, 𝟐𝟐
𝒂
𝟗𝟔%
𝟐, 𝟗𝟗
𝒂
𝟗𝟓%
𝟔, 𝟗𝟏
𝒂
𝟗𝟗, 𝟗%
𝑻𝒔 =
𝟐, 𝟑𝟎
𝒂
𝟗𝟎%
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝒃
(𝒔𝟐 + 𝒂𝒔 + 𝒃)
Modelagem e Sistemas Lineares
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝒃
(𝒔𝟐 + 𝒂𝒔 + 𝒃)
Polos reais
Polos complexos
Polos imaginários
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝒃
(𝒔𝟐 + 𝒂𝒔 + 𝒃)
Polos reais
Polos complexos
Polos imaginários
Super-amortecidos
Sub-amortecido
Não-amortecido
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Resposta no
domínio do tempo
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Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
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Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
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Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
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P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
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P.2
Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
Wn = frequência natural
𝜻 = fator de amortecimento
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
Wn = frequência natural
𝜻 = fator de amortecimento
Super-amortecidos
Sub-amortecido
Não-amortecido
𝜻 = 𝟎
𝟎 < 𝜻 < 𝟏
𝜻 > 𝟏
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
Wn = frequência natural
𝜻 = fator de amortecimento
Não oscila
Oscilação amortecida
Oscilação natural
𝜻 = 𝟎
𝟎 < 𝜻 < 𝟏
𝜻 > 𝟏
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = ???
𝜻 = ???
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s
𝜻 = 0.25
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s
𝜻 = 0.25
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
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P.2
Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s
𝜻 = 0.25
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s
𝜻 = 0.25
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒘𝒏 𝜻𝟐 − 𝟏  Localização dos polos
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒘𝒏 𝜻𝟐 − 𝟏  Localização dos polos
𝒑𝒂𝒓𝒂 𝟎 < 𝜻 < 𝟏:
𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
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Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝜻𝒘𝒏
+𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
−𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s
𝜻 = 0.25
−𝜻𝒘𝒏 = −𝟐
±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 = ±𝟕. 𝟕𝟒
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
Modelagem e Sistemas Lineares
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P.5
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑛 1 − 𝜁2
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
Modelagem e Sistemas Lineares
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑛 1 − 𝜁2
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝑈𝑃% = 𝑒
−𝜁𝜋
1−𝜁2
⋅ 100
𝑈𝑃%
Modelagem e Sistemas Lineares
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑛 1 − 𝜁2
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝑈𝑃% = 𝑒
−𝜁𝜋
1−𝜁2
⋅ 100
𝜁 =
− ln 𝑈𝑃%/100
𝜋2 + ln2(𝑈𝑃%/100)
Modelagem e Sistemas Lineares
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑇𝑠 =
4
𝜁𝑤𝑛
(à ± 2% 𝑑𝑜 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
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Resposta no
domínio do tempo
𝟒, 𝟔𝟎
𝜻𝒘𝒏
±𝟏%
𝟑, 𝟗𝟏
𝜻𝒘𝒏
±𝟐%
𝟑, 𝟐𝟐
𝜻𝒘𝒏
±𝟒%
𝟐, 𝟗𝟗
𝜻𝒘𝒏
±𝟓%
𝟔, 𝟗𝟏
𝜻𝒘𝒏
± 𝟎, 𝟏%
𝑻𝒔 =
𝟐, 𝟑𝟎
𝜻𝒘𝒏
±𝟏𝟎%
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
Sistema de segunda ordem
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑛 1 − 𝜁2
Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
Modelagem e Sistemas Lineares
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P.2
Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
𝑇𝑝 =
𝜋
8 1 − 0.252
= 0.40𝑠
Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
Modelagem e Sistemas Lineares
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
𝑇𝑝 =
𝜋
8 1 − 0.252
= 0.40𝑠
Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
𝑈𝑃% = 𝑒
−𝜁𝜋
1−𝜁2
⋅ 100
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
𝑇𝑝 =
𝜋
8 1 − 0.252
= 0.40𝑠
Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
𝑈𝑃% = 𝑒
−0.25⋅𝜋
1−0.252
⋅ 100 = 44,4%
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
𝑈𝑃% = 𝑒
−0.25⋅𝜋
1−0.252
⋅ 100 = 44,4%
𝑇𝑝 =
𝜋
8 1 − 0.252
= 0.40𝑠
Modelagem e Sistemas Lineares
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
𝑈𝑃% = 𝑒
−0.25⋅𝜋
1−0.252
⋅ 100 = 44,4%
𝑇𝑝 =
𝜋
8 1 − 0.252
= 0.40𝑠
Modelagem e Sistemas Lineares
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Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
𝑇𝑠 =
4
𝜁𝑤𝑛
(à ± 2% 𝑑𝑜 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
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P.2
Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
𝑇𝑠 =
4
𝜁𝑤𝑛
=
4
0.25 ⋅ 8
= 2𝑠
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P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
𝑇𝑅 = 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜
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P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
𝑮 𝒔 =
𝟔𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒)
Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
𝑇𝑅 = 0.212𝑠 − 0.058𝑠 = 0.154𝑠
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
Caminho oposto:
Qual a função de
transferência?
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Tp=0.27s
UP%= 52,6%
Ts = 1.641s
Tr =0.1s
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝜁 =
− ln 0,526
𝜋2 + ln2(0,526)
= 0,2004
Sistema de segunda ordem
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝜁 =
− ln 0,526
𝜋2 + ln2(0,526)
= 0,2004
Sistema de segunda ordem
𝑤𝑛 =
𝜋
0,27 1 − 0,202
= 12,1247
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝜁 =
− ln 0,526
𝜋2 + ln2(0,526)
= 0,2004
Sistema de segunda ordem
𝑤𝑛 =
𝜋
0,27 1 − 0,202
= 12,1247
𝑤𝑛 =
4
0,2 ∗ 1,641
= 12,1876
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝜁 =
− ln 0,526
𝜋2 + ln2(0,526)
= 0,2004
Sistema de segunda ordem
𝑤𝑛 =
𝜋
0,27 1 − 0,202
= 12,1247
𝑤𝑛 =
4
0,2 ∗ 1,641
= 12,1876 𝑮 𝒔 =
𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟕
(𝒔𝟐 + 𝟒. 𝟖𝟕𝒔 + 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟕)
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝜁 =
− ln 0,526
𝜋2 + ln2(0,526)
= 0,2004
Sistema de segunda ordem
𝑤𝑛 =
𝜋
0,27 1 − 0,202
= 12,1247
𝑤𝑛 =
4
0,2 ∗ 1,641
= 12,1876
𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
𝒔𝟏,𝟐 = −𝟐, 𝟒𝟑 ± 𝟏𝟏, 𝟗𝟏𝒋
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝜁 =
− ln 0,526
𝜋2 + ln2(0,526)
= 0,2004
Sistema de segunda ordem
𝑤𝑛 =
𝜋
0,27 1 − 0,202
= 12,1247
𝑤𝑛 =
4
0,2 ∗ 1,641
= 12,1876
𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
𝒔𝟏,𝟐 = −𝟐, 𝟒𝟑 ± 𝟏𝟏, 𝟗𝟏𝒋
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝜁 =
− ln 0,526
𝜋2 + ln2(0,526)
= 0,2004
Sistema de segunda ordem
𝑤𝑛 =
𝜋
0,27 1 − 0,202
= 12,1247
𝑤𝑛 =
4
0,2 ∗ 1,641
= 12,1876
𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
𝒔𝟏,𝟐 = −𝟐, 𝟒𝟑 ± 𝟏𝟏, 𝟗𝟏𝒋
𝑮 𝒔 =
𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓
(𝒔𝟐 + 𝟒. 𝟖𝟔𝒔 + 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓)
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
Caminho oposto:
Qual a função de
transferência?
𝑮 𝒔 =
𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓
(𝒔𝟐 + 𝟒. 𝟖𝟔𝒔 + 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓)
𝜁 = 0,2004
𝑤𝑛 = 12,1561 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Sistema de segunda ordem
Caminho oposto:
Qual a função de
transferência?
𝑮 𝒔 =
𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓
(𝒔𝟐 + 𝟒. 𝟖𝟔𝒔 + 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓)
𝜁 = 0,2004
𝑤𝑛 = 12,1561 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑮 𝒔 =
𝟏𝟒𝟒
(𝒔𝟐 + 𝟒. 𝟖𝒔 + 𝟏𝟒𝟒)
𝜁 = 0,20
𝑤𝑛 = 12 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
𝒔 = 𝝈 + 𝒋𝒘𝒅
s é uma variável complexa, composta de uma parte real e outra imaginária
Lembrando que os polos (sub-amortecido) são dados por:
Ou seja:
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
𝝈 = frequência de amortecimento exponencial
𝒘𝒅 = frequência de oscilação amortecida
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 ±𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑛 1 − 𝜁2
=
𝜋
𝑤𝑑
𝑈𝑃% = 𝑒
−𝜁𝜋
1−𝜁2
⋅ 100
𝑇𝑠 =
4
𝜁𝑤𝑛
=
4
𝜎
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝜻𝒘𝒏
+𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
−𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝝈
+𝒋𝒘𝒅
−𝒋𝒘𝒅
𝜽
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝝈2 + (𝒘𝒅)²
𝜁2𝑤𝑛
2
+ 𝑤𝑛
2
(1 − 𝜁2)
𝒘𝒏 𝜻𝟐 + 𝟏 − 𝜻𝟐 = 𝐰𝐧
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝝈
+𝒋𝒘𝒅
−𝒋𝒘𝒅
𝜽
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝝈
+𝒋𝒘𝒅
−𝒋𝒘𝒅
𝜽
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝝈
+𝒋𝒘𝒅
−𝒋𝒘𝒅
𝜽
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
𝑪𝒐𝒔 𝜽 =
𝜻𝒘𝒏
𝒘𝒏
= 𝜻
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Análises do sistema de segunda ordem
Fator de amortecimento
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝒘𝒏
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝜻
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝜻
𝑪𝒐𝒔 𝜽 = 𝜻
𝑼𝑷% = 𝒆
−𝜻𝝅
𝟏−𝜻𝟐
⋅ 𝟏𝟎𝟎
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝒘𝒅
Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝒘𝒅
Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑑
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝝈
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝝈
𝑇𝑠 =
4
𝜎
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Critérios de projeto e de controle
Tempo de estabilização
Ultrapassagem percentual
Frequência de oscilação amortecida
(ou tempo de pico)
Frequência natural
𝑇𝑠 =
4
𝜎
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑑
𝑈𝑃% = 𝑒
−𝜁𝜋
1−𝜁2
⋅ 100
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Critérios de projeto e de controle
Projeto um sistema que possua:
Tempo de estabilização menor que 1s
Com ultrapassagem percentual máxima de 10%,
Possuindo um tempo de pico menor que 0.4s,
Mas que possua frequência natural menor que 18rad/s
𝑇𝑠 =
4
𝜎
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑑
𝑈𝑃% = 𝑒
−𝜁𝜋
1−𝜁2
⋅ 100
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Critérios de projeto e de controle
Projeto um sistema que possua:
Tempo de estabilização menor que 1s
𝑇𝑠 =
4
𝜎
→ 𝜎 = 4
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑑
𝑈𝑃% = 𝑒
−𝜁𝜋
1−𝜁2
⋅ 100
𝑇𝑠 =
4
𝜎
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Critérios de projeto e de controle
Projeto um sistema que possua:
Tempo de estabilização menor que 1s  σ > 4
Com ultrapassagem percentual máxima de 10%  ζ > 0.6
𝑇𝑠 =
4
𝜎
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑑
𝑈𝑃% = 𝑒
−𝜁𝜋
1−𝜁2
⋅ 100
10 = 𝑒
−𝜁𝜋
1−𝜁2
⋅ 100
𝜁 =
− ln 0,10
𝜋2 + ln2(0,10)
= 0.6
𝜁 = cos 𝜃 −→ 𝜃 < 53º
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Critérios de projeto e de controle
Projeto um sistema que possua:
Tempo de estabilização menor que 1s  σ > 4
Com ultrapassagem percentual máxima de 10%  ζ = 0.6
Possuindo um tempo de pico menor que 0.4s,
Mas que possua frequência natural menor que 18rad/s
𝑇𝑠 =
4
𝜎
𝑇𝑝 =
𝜋
𝑤𝑑
𝑈𝑃% = 𝑒
−𝜁𝜋
1−𝜁2
⋅ 100
𝑤𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟒
𝜎 > 4
𝜃 < 53º
w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟒
𝜎 > 4
𝜃 < 55º
w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
55º
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟒
𝜎 > 4
𝜃 < 55º
w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
55º
+𝟖𝒋
−𝟖𝒋
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟒
𝜎 > 4
𝜃 < 55º
w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
55º
+𝟖𝒋
−𝟖𝒋
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟒
𝜎 > 4
𝜃 < 55º
w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
55º
+𝟖𝒋
−𝟖𝒋
projeto
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟒
𝜎 > 4
𝜃 < 55º
w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
55º
+𝟖𝒋
−𝟖𝒋
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟒
𝜎 > 4
𝜃 < 55º
w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
55º
+𝟖𝒋
−𝟖𝒋
Controle
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−10
𝜎 > 4
𝜃 < 55º
w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
55º
+𝟖𝒋
−𝟖𝒋
+𝟏𝟒𝒋
−𝟏𝟒𝒋
−18 −𝟓. 𝟔
+𝟏𝟎𝒋
−𝟏𝟎𝒋
−𝟏𝟔
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝟐𝟎𝟎
(𝒔𝟐 + 𝟐𝟎𝒔 + 𝟐𝟎𝟎)
𝑻𝒑 = 𝟎, 𝟑𝟏𝟑𝒔
𝐓𝐬 = 𝟎, 𝟒𝟐𝟑𝐬
𝑼𝑷% = 𝟒, 𝟑%
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝟐𝟎𝟎
(𝒔𝟐 + 𝟐𝟎𝒔 + 𝟐𝟎𝟎)
𝑻𝒑 = 𝟎, 𝟑𝟏𝟑𝒔
𝐓𝐬 = 𝟎, 𝟒𝟐𝟑𝐬
𝑼𝑷% = 𝟒, 𝟑%
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝟐𝟎𝟎
(𝒔𝟐 + 𝟐𝟎𝒔 + 𝟐𝟎𝟎)
𝑻𝒑 = 𝟎, 𝟑𝟏𝟑𝒔
𝐓𝐬 = 𝟎, 𝟒𝟐𝟑𝐬
𝑼𝑷% = 𝟒, 𝟑%
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Velocidade do polo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒘𝒏 𝜻𝟐 − 𝟏  Localização dos polos
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
−𝟐
−10
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
−𝟐
−10
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
−𝟐
−10
𝒙𝟓
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
−𝟐
−20
𝒙10
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 =
𝒘𝒏
𝟐
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
𝝈 = 𝜻𝒘𝒏
𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
−𝟐
−𝟏𝟎𝟎
𝒙50
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Sistemas com polos adicionais
Verificar quais são os polos dominantes
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟑
+𝟏𝟎𝒋
−𝟏𝟎𝒋
−𝟏𝟓
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟑
+𝟏𝟎𝒋
−𝟏𝟎𝒋
−𝟏𝟓
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟐𝟎 −𝟑
+𝟑𝒋
−𝟑𝒋
+𝟖𝒋
−𝟖𝒋
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝟐𝟎 −𝟑
+𝟑𝒋
−𝟑𝒋
+𝟖𝒋
−𝟖𝒋
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Efeitos dos zeros
Zeros só interferem na amplitude,
E podem provocar algum avanço ou atraso.
O comportamento do sistema permanece o mesmo
(afastados dos polos)
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
𝑮 𝒔 = 𝑲
𝒔 − 𝒂
(𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏
𝟐
)
𝕀𝕞
ℝ𝕖
−𝝈
+𝒋𝒘𝒅
−𝒋𝒘𝒅
+𝒂
Efeitos dos zeros no
semi-plano direito:
Fase não-mínima
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Efeitos dos zeros
Zeros muito próximos aos polos podem “cancelar” o efeito do
polo na resposta do sistema
necessário analisar o resíduo do
decaimento exponencial do zero!
(próximos aos polos)
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Efeitos dos zeros
(próximos aos polos)
𝑮𝟏 𝒔 =
𝟑𝟎(𝒔 + 𝟒)
(𝒔 + 𝟒. 𝟎𝟏)(𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔)
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Efeitos dos zeros
(próximos aos polos)
𝑪𝟏 𝒔 =
𝟏
𝒔
⋅
𝟑𝟎(𝒔 + 𝟒)
(𝒔 + 𝟒. 𝟎𝟏)(𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔)
𝑪𝟏 𝒔 =
𝟒. 𝟗𝟖
𝒔
−
𝟏𝟒, 𝟗𝟐
𝒔 + 𝟐
+
𝟗, 𝟗
𝒔 + 𝟑
+
𝟎, 𝟎𝟑𝟔
𝐬 + 𝟒. 𝟎𝟏
Modelagem e Sistemas Lineares
P.1
P.3
P.4
P.5
P.2
Resposta no
domínio do tempo
Efeitos dos zeros
(próximos aos polos)
𝑪𝟐 𝒔 =
𝟏
𝒔
⋅
𝟑𝟎(𝒔 + 𝟒)
(𝒔 + 𝟑. 𝟖)(𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔)
𝑪𝟐 𝒔 =
𝟓. 𝟐𝟔
𝒔
−
𝟏𝟔, 𝟔𝟕
𝒔 + 𝟐
+
𝟏𝟐, 𝟓𝟎
𝒔 + 𝟑
−
𝟏, 𝟎𝟗
𝐬 + 𝟑. 𝟖
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  • 1. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Resposta no domínio do tempo
  • 2. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Resposta no domínio do tempo
  • 3. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔 𝒅𝟐 𝒙 𝒕 𝒅𝒕𝟐 + 𝟓 𝐝𝐱 𝐭 𝐝𝐭 + 𝟔𝐱 𝐭 = 𝐝𝐲 𝐭 𝐝𝐭 + 𝐲(𝐭)
  • 4. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔 𝒅𝟐 𝒙 𝒕 𝒅𝒕𝟐 + 𝟓 𝐝𝐱 𝐭 𝐝𝐭 + 𝟔𝐱 𝐭 = 𝐝𝐲 𝐭 𝐝𝐭 + 𝐲(𝐭) 𝑿 𝒔 𝒔𝟐 + 𝒙′ 𝟎 𝒔 + 𝒙 𝟎 + 𝟓 𝐗 𝐬 𝐬 + 𝐱 𝟎 + 𝟔𝐗 𝐬 = 𝒀 𝒔 𝒔 + 𝒚 𝟎 + 𝐘(𝐬) 𝒔𝟐 + 𝟓𝐬 + 𝟔 𝐗(𝐬) = (𝒔 + 𝟏)𝒀 𝒔 𝑮 𝒔 = 𝐗 𝐬 𝐘 𝐬 = 𝒔 + 𝟏 𝒔𝟐 + 𝟓𝐬 + 𝟔
  • 5. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔 𝒅𝟐 𝒙 𝒕 𝒅𝒕𝟐 + 𝟓 𝐝𝐱 𝐭 𝐝𝐭 + 𝟔𝐱 𝐭 = 𝐝𝐲 𝐭 𝐝𝐭 + 𝐲(𝐭) 𝑿 𝒔 = 𝟏 𝒔 ⋅ 𝒔 + 𝟏 (𝒔 + 𝟐)(𝒔 + 𝟑) 𝑿 𝒔 = 𝑨 𝒔 + 𝑩 (𝒔 + 𝟐) + 𝑪 (𝒔 + 𝟑) 𝑿 𝒔 = 𝟏/𝟔 𝒔 + 𝟏/𝟐 (𝒔 + 𝟐) + −𝟐/𝟑 (𝒔 + 𝟑) 𝒙 𝒕 = 𝟏 𝟔 + 𝟏 𝟐 𝒆−𝟐𝒕 − 𝟐 𝟑 𝒆−𝟑𝒕 𝒖(𝒕) 𝐘 𝐬 = 𝟏 𝐬
  • 6. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔 𝒅𝟐 𝒙 𝒕 𝒅𝒕𝟐 + 𝟓 𝐝𝐱 𝐭 𝐝𝐭 + 𝟔𝐱 𝐭 = 𝐝𝐲 𝐭 𝐝𝐭 + 𝐲(𝐭) 𝒙 𝒕 = 𝟏 𝟔 + 𝟏 𝟐 𝒆−𝟐𝒕 − 𝟐 𝟑 𝒆−𝟑𝒕 𝒖(𝒕)
  • 7. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔 𝒅𝟐𝒙 𝒕 𝒅𝒕𝟐 + 𝟓 𝐝𝐱 𝐭 𝐝𝐭 + 𝟔𝐱 𝐭 = 𝐝𝐲 𝐭 𝐝𝐭 + 𝐲(𝐭) 𝒙 𝒕 = 𝟏 𝟔 + 𝟏 𝟐 𝒆−𝟐𝒕 − 𝟐 𝟑 𝒆−𝟑𝒕 𝒖(𝒕)
  • 8. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔 𝒅𝟐𝒙 𝒕 𝒅𝒕𝟐 + 𝟓 𝐝𝐱 𝐭 𝐝𝐭 + 𝟔𝐱 𝐭 = 𝐝𝐲 𝐭 𝐝𝐭 + 𝐲(𝐭) 𝒙 𝒕 = 𝟏 𝟔 + 𝟏 𝟐 𝒆−𝟐𝒕 − 𝟐 𝟑 𝒆−𝟑𝒕 𝒖(𝒕)
  • 9. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Polos e zeros 𝑮 𝒔 = 𝒔 𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒
  • 10. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Polos e zeros 𝑮 𝒔 = 𝒔 𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒 𝒔 = 𝟑 −→ 𝑮 𝟑 = 𝟑 (𝟑)𝟐+𝟐 𝟑 + 𝟒 = 𝟎, 𝟏𝟓𝟕 𝒔 = 𝟐𝒋 −→ 𝑮 𝟐𝒋 = 𝟐𝒋 (𝟐𝒋)𝟐+𝟐 𝟐𝒋 + 𝟒 = 𝟎, 𝟓𝟎𝟎
  • 11. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Polos e zeros 𝑮 𝒔 = 𝒔 𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒 𝒔 = 𝟑 −→ 𝑮 𝟑 = 𝟑 (𝟑)𝟐+𝟐 𝟑 + 𝟒 = 𝟎, 𝟏𝟓𝟕 𝒔 = 𝟐𝒋 −→ 𝑮 𝟐𝒋 = 𝟐𝒋 (𝟐𝒋)𝟐+𝟐 𝟐𝒋 + 𝟒 = 𝟎, 𝟓𝟎𝟎
  • 12. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Polos e zeros 𝑮 𝒔 = 𝒔 𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒 𝒔 = 𝟓𝒋 −→ 𝑮 𝟓𝒋 = 𝟓𝒋 𝟓𝒋 𝟐 + 𝟐 𝟓𝒋 + 𝟒 = 𝟎, 𝟏 − 𝟎, 𝟐𝒋 5j 𝟎, 𝟏 − 𝟎, 𝟐𝒋 =⇒ 𝟎, 𝟐𝟐𝟑 ∟𝟎.𝟒𝟔 abs(0.1+0.2*j) atan(0.1/0.2)
  • 13. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Polos e zeros 𝑮 𝒔 = 𝒔 𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒 𝒔 = 𝟓𝒋 −→ 𝑮 𝟓𝒋 = 𝟓𝒋 𝟓𝒋 𝟐 + 𝟐 𝟓𝒋 + 𝟒 = 𝟎, 𝟏 − 𝟎, 𝟐𝒋 5j 𝟎, 𝟏 − 𝟎, 𝟐𝒋 =⇒ 𝟎, 𝟐𝟐𝟑 ∟−𝟎.𝟒𝟔 abs(0.1+0.2*j) atan(0.1/0.2)
  • 14. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Polos e zeros 𝑮 𝒔 = 𝒔 𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒 𝒔 = 𝟏 + 𝟑𝒋 −→ 𝑮 𝟏 + 𝟑𝒋 = 𝟏 + 𝟑𝒋 𝟏 + 𝟑𝒋 𝟐 + 𝟐 𝟏 + 𝟑𝒋 + 𝟒 5j 𝟎. 𝟐𝟑 − 𝟎. 𝟏𝟐𝒋 =⇒ 𝟎, 𝟐𝟓𝟗 ∟−𝟔𝟐º abs(0.23-0.12*j) atand(0.23/-0.12)
  • 15. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Polos e zeros 𝑮 𝒔 = 𝒔 𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒 𝒔 = 𝟎 −→ 𝑮 𝟎 = 𝟎 𝟎 𝟐 + 𝟐 𝟎 + 𝟒 = 𝟎 5j s = 0 é um zero
  • 16. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Polos e zeros 𝑮 𝒔 = 𝒔 𝒔𝟐 + 𝟐𝒔 + 𝟒 𝒔 = −𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝑱 → 𝑮 −𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝒋 = −𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝒋 −𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝒋 𝟐 + 𝟐 −𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝒋 + 𝟒 5j s = −𝟏 ± 𝟏. 𝟕𝟑𝑱 são polos 𝑮 −𝟏 + 𝟏. 𝟕𝟑𝒋 → ∞
  • 17. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 18. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo plzr( )
  • 19. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 (𝒔 + 𝟐)(𝒔 + 𝟑)
  • 20. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 (𝒔 + 𝟐)(𝒔 + 𝟑) 𝒙 𝒕 = 𝟏 𝟔 𝟏 + 𝟑𝒆−𝟐𝒕 − 𝟒𝒆−𝟑𝒕 𝒖(𝒕)
  • 21. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔 𝑮 𝒔 = 𝒔 + 𝟏 (𝒔 + 𝟐)(𝒔 + 𝟑) 𝒙 𝒕 = 𝟏 𝟔 𝟏 + 𝟑𝒆−𝟐𝒕 − 𝟒𝒆−𝟑𝒕 𝒖(𝒕) Resposta forçada Resposta natural
  • 22. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de primeira ordem 𝑮 𝒔 = 𝒌 (𝒔 + 𝒂) 𝑮 𝒔 = 𝑪 𝒔 𝑹 𝒔 = 𝒌 (𝒔 + 𝒂) 𝑪 𝒔 = 𝒌 𝒔(𝒔 + 𝒂) = 𝒌/𝒂 𝒔 + 𝒌/𝒂 𝒔 + 𝒂
  • 23. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de primeira ordem 𝑮 𝒔 = 𝟒𝟎 (𝒔 + 𝟐)
  • 24. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de primeira ordem 𝑮 𝒔 = 𝟒𝟎 (𝒔 + 𝟐) num=40; den=(s+2); G = syslin('c', num, den); saida = csim('step',t,G); clf; plot2d(t,saida); xgrid(); s=%s; t=0:0.1:10;
  • 25. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de primeira ordem 𝑮 𝒔 = 𝒌 (𝒔 + 𝒂) O tempo de subida é definido como o tempo necessário para que a forma de onda vá de 0,1 a 0,9 de seu valor final. 𝑻𝒓 = 𝟐. 𝟐 𝒂 O tempo de acomodação é definido como o tempo para que a resposta alcance e fique em uma faixa 2% em torno de seu valor final 𝑻𝒔 ≅ 𝟒 𝒂
  • 26. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de primeira ordem 𝑮 𝒔 = 𝒌 (𝒔 + 𝒂) 𝟒, 𝟔𝟎 𝒂 𝟗𝟗% 𝟑, 𝟗𝟏 𝒂 𝟗𝟖% 𝟑, 𝟐𝟐 𝒂 𝟗𝟔% 𝟐, 𝟗𝟗 𝒂 𝟗𝟓% 𝟔, 𝟗𝟏 𝒂 𝟗𝟗, 𝟗% 𝑻𝒔 = 𝟐, 𝟑𝟎 𝒂 𝟗𝟎%
  • 27. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒃 (𝒔𝟐 + 𝒂𝒔 + 𝒃)
  • 28. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒃 (𝒔𝟐 + 𝒂𝒔 + 𝒃) Polos reais Polos complexos Polos imaginários
  • 29. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒃 (𝒔𝟐 + 𝒂𝒔 + 𝒃) Polos reais Polos complexos Polos imaginários Super-amortecidos Sub-amortecido Não-amortecido
  • 30. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 31. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 32. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 33. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 34. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 35. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 36. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) Wn = frequência natural 𝜻 = fator de amortecimento
  • 37. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) Wn = frequência natural 𝜻 = fator de amortecimento Super-amortecidos Sub-amortecido Não-amortecido 𝜻 = 𝟎 𝟎 < 𝜻 < 𝟏 𝜻 > 𝟏
  • 38. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) Wn = frequência natural 𝜻 = fator de amortecimento Não oscila Oscilação amortecida Oscilação natural 𝜻 = 𝟎 𝟎 < 𝜻 < 𝟏 𝜻 > 𝟏
  • 39. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = ??? 𝜻 = ???
  • 40. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
  • 41. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
  • 42. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
  • 43. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
  • 44. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒘𝒏 𝜻𝟐 − 𝟏  Localização dos polos
  • 45. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒘𝒏 𝜻𝟐 − 𝟏  Localização dos polos 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝟎 < 𝜻 < 𝟏: 𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
  • 46. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝜻𝒘𝒏 +𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 −𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
  • 47. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25 −𝜻𝒘𝒏 = −𝟐 ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 = ±𝟕. 𝟕𝟒
  • 48. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 )
  • 49. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑛 1 − 𝜁2 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 )
  • 50. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑛 1 − 𝜁2 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝑈𝑃% = 𝑒 −𝜁𝜋 1−𝜁2 ⋅ 100 𝑈𝑃%
  • 51. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑛 1 − 𝜁2 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝑈𝑃% = 𝑒 −𝜁𝜋 1−𝜁2 ⋅ 100 𝜁 = − ln 𝑈𝑃%/100 𝜋2 + ln2(𝑈𝑃%/100)
  • 52. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑇𝑠 = 4 𝜁𝑤𝑛 (à ± 2% 𝑑𝑜 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙) 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 )
  • 53. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝟒, 𝟔𝟎 𝜻𝒘𝒏 ±𝟏% 𝟑, 𝟗𝟏 𝜻𝒘𝒏 ±𝟐% 𝟑, 𝟐𝟐 𝜻𝒘𝒏 ±𝟒% 𝟐, 𝟗𝟗 𝜻𝒘𝒏 ±𝟓% 𝟔, 𝟗𝟏 𝜻𝒘𝒏 ± 𝟎, 𝟏% 𝑻𝒔 = 𝟐, 𝟑𝟎 𝜻𝒘𝒏 ±𝟏𝟎% 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) Sistema de segunda ordem
  • 54. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑛 1 − 𝜁2 Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
  • 55. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) 𝑇𝑝 = 𝜋 8 1 − 0.252 = 0.40𝑠 Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25
  • 56. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) 𝑇𝑝 = 𝜋 8 1 − 0.252 = 0.40𝑠 Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25 𝑈𝑃% = 𝑒 −𝜁𝜋 1−𝜁2 ⋅ 100
  • 57. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) 𝑇𝑝 = 𝜋 8 1 − 0.252 = 0.40𝑠 Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25 𝑈𝑃% = 𝑒 −0.25⋅𝜋 1−0.252 ⋅ 100 = 44,4%
  • 58. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25 𝑈𝑃% = 𝑒 −0.25⋅𝜋 1−0.252 ⋅ 100 = 44,4% 𝑇𝑝 = 𝜋 8 1 − 0.252 = 0.40𝑠
  • 59. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25 𝑈𝑃% = 𝑒 −0.25⋅𝜋 1−0.252 ⋅ 100 = 44,4% 𝑇𝑝 = 𝜋 8 1 − 0.252 = 0.40𝑠
  • 60. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25 𝑇𝑠 = 4 𝜁𝑤𝑛 (à ± 2% 𝑑𝑜 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)
  • 61. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25 𝑇𝑠 = 4 𝜁𝑤𝑛 = 4 0.25 ⋅ 8 = 2𝑠
  • 62. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25 𝑇𝑅 = 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜
  • 63. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝟔𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒𝒔 + 𝟔𝟒) Wn = 8 rad/s 𝜻 = 0.25 𝑇𝑅 = 0.212𝑠 − 0.058𝑠 = 0.154𝑠
  • 64. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem Caminho oposto: Qual a função de transferência?
  • 65. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 66. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 67. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Tp=0.27s UP%= 52,6% Ts = 1.641s Tr =0.1s
  • 68. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝜁 = − ln 0,526 𝜋2 + ln2(0,526) = 0,2004 Sistema de segunda ordem
  • 69. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝜁 = − ln 0,526 𝜋2 + ln2(0,526) = 0,2004 Sistema de segunda ordem 𝑤𝑛 = 𝜋 0,27 1 − 0,202 = 12,1247
  • 70. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝜁 = − ln 0,526 𝜋2 + ln2(0,526) = 0,2004 Sistema de segunda ordem 𝑤𝑛 = 𝜋 0,27 1 − 0,202 = 12,1247 𝑤𝑛 = 4 0,2 ∗ 1,641 = 12,1876
  • 71. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝜁 = − ln 0,526 𝜋2 + ln2(0,526) = 0,2004 Sistema de segunda ordem 𝑤𝑛 = 𝜋 0,27 1 − 0,202 = 12,1247 𝑤𝑛 = 4 0,2 ∗ 1,641 = 12,1876 𝑮 𝒔 = 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟕 (𝒔𝟐 + 𝟒. 𝟖𝟕𝒔 + 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟕)
  • 72. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝜁 = − ln 0,526 𝜋2 + ln2(0,526) = 0,2004 Sistema de segunda ordem 𝑤𝑛 = 𝜋 0,27 1 − 0,202 = 12,1247 𝑤𝑛 = 4 0,2 ∗ 1,641 = 12,1876 𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 𝒔𝟏,𝟐 = −𝟐, 𝟒𝟑 ± 𝟏𝟏, 𝟗𝟏𝒋
  • 73. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝜁 = − ln 0,526 𝜋2 + ln2(0,526) = 0,2004 Sistema de segunda ordem 𝑤𝑛 = 𝜋 0,27 1 − 0,202 = 12,1247 𝑤𝑛 = 4 0,2 ∗ 1,641 = 12,1876 𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 𝒔𝟏,𝟐 = −𝟐, 𝟒𝟑 ± 𝟏𝟏, 𝟗𝟏𝒋
  • 74. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝜁 = − ln 0,526 𝜋2 + ln2(0,526) = 0,2004 Sistema de segunda ordem 𝑤𝑛 = 𝜋 0,27 1 − 0,202 = 12,1247 𝑤𝑛 = 4 0,2 ∗ 1,641 = 12,1876 𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 𝒔𝟏,𝟐 = −𝟐, 𝟒𝟑 ± 𝟏𝟏, 𝟗𝟏𝒋 𝑮 𝒔 = 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓 (𝒔𝟐 + 𝟒. 𝟖𝟔𝒔 + 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓)
  • 75. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem Caminho oposto: Qual a função de transferência? 𝑮 𝒔 = 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓 (𝒔𝟐 + 𝟒. 𝟖𝟔𝒔 + 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓) 𝜁 = 0,2004 𝑤𝑛 = 12,1561 𝑟𝑎𝑑/𝑠
  • 76. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistema de segunda ordem Caminho oposto: Qual a função de transferência? 𝑮 𝒔 = 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓 (𝒔𝟐 + 𝟒. 𝟖𝟔𝒔 + 𝟏𝟒𝟕, 𝟕𝟓) 𝜁 = 0,2004 𝑤𝑛 = 12,1561 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑮 𝒔 = 𝟏𝟒𝟒 (𝒔𝟐 + 𝟒. 𝟖𝒔 + 𝟏𝟒𝟒) 𝜁 = 0,20 𝑤𝑛 = 12 𝑟𝑎𝑑/𝑠
  • 77. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 𝒔 = 𝝈 + 𝒋𝒘𝒅 s é uma variável complexa, composta de uma parte real e outra imaginária Lembrando que os polos (sub-amortecido) são dados por: Ou seja: 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
  • 78. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 𝝈 = frequência de amortecimento exponencial 𝒘𝒅 = frequência de oscilação amortecida
  • 79. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 ±𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑛 1 − 𝜁2 = 𝜋 𝑤𝑑 𝑈𝑃% = 𝑒 −𝜁𝜋 1−𝜁2 ⋅ 100 𝑇𝑠 = 4 𝜁𝑤𝑛 = 4 𝜎
  • 80. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝜻𝒘𝒏 +𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 −𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
  • 81. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝝈 +𝒋𝒘𝒅 −𝒋𝒘𝒅 𝜽 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
  • 82. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝝈2 + (𝒘𝒅)² 𝜁2𝑤𝑛 2 + 𝑤𝑛 2 (1 − 𝜁2) 𝒘𝒏 𝜻𝟐 + 𝟏 − 𝜻𝟐 = 𝐰𝐧 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
  • 83. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝝈 +𝒋𝒘𝒅 −𝒋𝒘𝒅 𝜽 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
  • 84. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝝈 +𝒋𝒘𝒅 −𝒋𝒘𝒅 𝜽 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
  • 85. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝝈 +𝒋𝒘𝒅 −𝒋𝒘𝒅 𝜽 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 𝑪𝒐𝒔 𝜽 = 𝜻𝒘𝒏 𝒘𝒏 = 𝜻
  • 86. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Análises do sistema de segunda ordem Fator de amortecimento 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝒘𝒏
  • 87. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝜻
  • 88. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝜻 𝑪𝒐𝒔 𝜽 = 𝜻 𝑼𝑷% = 𝒆 −𝜻𝝅 𝟏−𝜻𝟐 ⋅ 𝟏𝟎𝟎
  • 89. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝒘𝒅 Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 )
  • 90. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝒘𝒅 Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑑
  • 91. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝝈
  • 92. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Análises do sistema de segunda ordem 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝒎𝒆𝒔𝒎𝒐 𝝈 𝑇𝑠 = 4 𝜎
  • 93. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Critérios de projeto e de controle Tempo de estabilização Ultrapassagem percentual Frequência de oscilação amortecida (ou tempo de pico) Frequência natural 𝑇𝑠 = 4 𝜎 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑑 𝑈𝑃% = 𝑒 −𝜁𝜋 1−𝜁2 ⋅ 100
  • 94. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Critérios de projeto e de controle Projeto um sistema que possua: Tempo de estabilização menor que 1s Com ultrapassagem percentual máxima de 10%, Possuindo um tempo de pico menor que 0.4s, Mas que possua frequência natural menor que 18rad/s 𝑇𝑠 = 4 𝜎 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑑 𝑈𝑃% = 𝑒 −𝜁𝜋 1−𝜁2 ⋅ 100
  • 95. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Critérios de projeto e de controle Projeto um sistema que possua: Tempo de estabilização menor que 1s 𝑇𝑠 = 4 𝜎 → 𝜎 = 4 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑑 𝑈𝑃% = 𝑒 −𝜁𝜋 1−𝜁2 ⋅ 100 𝑇𝑠 = 4 𝜎
  • 96. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Critérios de projeto e de controle Projeto um sistema que possua: Tempo de estabilização menor que 1s  σ > 4 Com ultrapassagem percentual máxima de 10%  ζ > 0.6 𝑇𝑠 = 4 𝜎 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑑 𝑈𝑃% = 𝑒 −𝜁𝜋 1−𝜁2 ⋅ 100 10 = 𝑒 −𝜁𝜋 1−𝜁2 ⋅ 100 𝜁 = − ln 0,10 𝜋2 + ln2(0,10) = 0.6 𝜁 = cos 𝜃 −→ 𝜃 < 53º
  • 97. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Critérios de projeto e de controle Projeto um sistema que possua: Tempo de estabilização menor que 1s  σ > 4 Com ultrapassagem percentual máxima de 10%  ζ = 0.6 Possuindo um tempo de pico menor que 0.4s, Mas que possua frequência natural menor que 18rad/s 𝑇𝑠 = 4 𝜎 𝑇𝑝 = 𝜋 𝑤𝑑 𝑈𝑃% = 𝑒 −𝜁𝜋 1−𝜁2 ⋅ 100 𝑤𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
  • 98. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟒 𝜎 > 4 𝜃 < 53º w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠
  • 99. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟒 𝜎 > 4 𝜃 < 55º w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠 55º
  • 100. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟒 𝜎 > 4 𝜃 < 55º w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠 55º +𝟖𝒋 −𝟖𝒋
  • 101. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟒 𝜎 > 4 𝜃 < 55º w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠 55º +𝟖𝒋 −𝟖𝒋
  • 102. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟒 𝜎 > 4 𝜃 < 55º w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠 55º +𝟖𝒋 −𝟖𝒋 projeto
  • 103. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟒 𝜎 > 4 𝜃 < 55º w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠 55º +𝟖𝒋 −𝟖𝒋
  • 104. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟒 𝜎 > 4 𝜃 < 55º w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠 55º +𝟖𝒋 −𝟖𝒋 Controle
  • 105. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −10 𝜎 > 4 𝜃 < 55º w𝑛 < 18 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑤𝑑 > 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠 55º +𝟖𝒋 −𝟖𝒋 +𝟏𝟒𝒋 −𝟏𝟒𝒋 −18 −𝟓. 𝟔 +𝟏𝟎𝒋 −𝟏𝟎𝒋 −𝟏𝟔
  • 106. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝟐𝟎𝟎 (𝒔𝟐 + 𝟐𝟎𝒔 + 𝟐𝟎𝟎) 𝑻𝒑 = 𝟎, 𝟑𝟏𝟑𝒔 𝐓𝐬 = 𝟎, 𝟒𝟐𝟑𝐬 𝑼𝑷% = 𝟒, 𝟑%
  • 107. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝟐𝟎𝟎 (𝒔𝟐 + 𝟐𝟎𝒔 + 𝟐𝟎𝟎) 𝑻𝒑 = 𝟎, 𝟑𝟏𝟑𝒔 𝐓𝐬 = 𝟎, 𝟒𝟐𝟑𝐬 𝑼𝑷% = 𝟒, 𝟑%
  • 108. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝟐𝟎𝟎 (𝒔𝟐 + 𝟐𝟎𝒔 + 𝟐𝟎𝟎) 𝑻𝒑 = 𝟎, 𝟑𝟏𝟑𝒔 𝐓𝐬 = 𝟎, 𝟒𝟐𝟑𝐬 𝑼𝑷% = 𝟒, 𝟑%
  • 109. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Velocidade do polo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝒔𝟏,𝟐 = −𝜻𝒘𝒏 ± 𝒘𝒏 𝜻𝟐 − 𝟏  Localização dos polos
  • 110. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐
  • 111. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 −𝟐 −10
  • 112. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 −𝟐 −10
  • 113. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 −𝟐 −10 𝒙𝟓
  • 114. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 −𝟐 −20 𝒙10
  • 115. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝒘𝒏 𝟐 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 𝝈 = 𝜻𝒘𝒏 𝒋𝒘𝒅 = ±𝒋𝒘𝒏 𝟏 − 𝜻𝟐 −𝟐 −𝟏𝟎𝟎 𝒙50
  • 116. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Sistemas com polos adicionais Verificar quais são os polos dominantes
  • 117. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟑 +𝟏𝟎𝒋 −𝟏𝟎𝒋 −𝟏𝟓
  • 118. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟑 +𝟏𝟎𝒋 −𝟏𝟎𝒋 −𝟏𝟓
  • 119. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟐𝟎 −𝟑 +𝟑𝒋 −𝟑𝒋 +𝟖𝒋 −𝟖𝒋
  • 120. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝟐𝟎 −𝟑 +𝟑𝒋 −𝟑𝒋 +𝟖𝒋 −𝟖𝒋
  • 121. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Efeitos dos zeros Zeros só interferem na amplitude, E podem provocar algum avanço ou atraso. O comportamento do sistema permanece o mesmo (afastados dos polos)
  • 122. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 123. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 124. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 125. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo 𝑮 𝒔 = 𝑲 𝒔 − 𝒂 (𝒔𝟐 + 𝟐𝜻𝒘𝒏𝒔 + 𝒘𝒏 𝟐 ) 𝕀𝕞 ℝ𝕖 −𝝈 +𝒋𝒘𝒅 −𝒋𝒘𝒅 +𝒂 Efeitos dos zeros no semi-plano direito: Fase não-mínima
  • 126. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo
  • 127. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Efeitos dos zeros Zeros muito próximos aos polos podem “cancelar” o efeito do polo na resposta do sistema necessário analisar o resíduo do decaimento exponencial do zero! (próximos aos polos)
  • 128. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Efeitos dos zeros (próximos aos polos) 𝑮𝟏 𝒔 = 𝟑𝟎(𝒔 + 𝟒) (𝒔 + 𝟒. 𝟎𝟏)(𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔)
  • 129. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Efeitos dos zeros (próximos aos polos) 𝑪𝟏 𝒔 = 𝟏 𝒔 ⋅ 𝟑𝟎(𝒔 + 𝟒) (𝒔 + 𝟒. 𝟎𝟏)(𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔) 𝑪𝟏 𝒔 = 𝟒. 𝟗𝟖 𝒔 − 𝟏𝟒, 𝟗𝟐 𝒔 + 𝟐 + 𝟗, 𝟗 𝒔 + 𝟑 + 𝟎, 𝟎𝟑𝟔 𝐬 + 𝟒. 𝟎𝟏
  • 130. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo Efeitos dos zeros (próximos aos polos) 𝑪𝟐 𝒔 = 𝟏 𝒔 ⋅ 𝟑𝟎(𝒔 + 𝟒) (𝒔 + 𝟑. 𝟖)(𝒔𝟐 + 𝟓𝒔 + 𝟔) 𝑪𝟐 𝒔 = 𝟓. 𝟐𝟔 𝒔 − 𝟏𝟔, 𝟔𝟕 𝒔 + 𝟐 + 𝟏𝟐, 𝟓𝟎 𝒔 + 𝟑 − 𝟏, 𝟎𝟗 𝐬 + 𝟑. 𝟖
  • 131. Modelagem e Sistemas Lineares P.1 P.3 P.4 P.5 P.2 Resposta no domínio do tempo