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
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?
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
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
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
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)
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)