v. 7 n. 3 (2025): Edição Regular
Editorial
A Importância das Funções de Transferências ao Domínio da Frequência em Controle de Processos
As funções de transferência no domínio da frequência modelam os processos, plantas didáticas e utilizam as transformadas de Laplace para serem representadas e aplicadas aos softwares de simulação e run-time permitindo a análise e o projeto de sistemas de controle de forma mais eficiente. Segundo Ogata (2010), as funções de transferências representam a resposta transitória dinâmica do processo de um dado subsistema relacionando as variáveis de entrada e saída.
Segundo Dorf e Bishop (2013), os estudos das estratégias de controles automáticos de processos necessitam de conjuntos de equações diferenciais para descrever suas funções dinâmicas e o controle das variáveis especificas ao processo precisa-se que as variáveis a serem manipuladas se relacionem as variáveis a serem controladas.
As funções de transferências necessitam serem estimuladas por uma função de pulso unitário/rampa/ondas senoidais, denominada “degrau unitário/rampa e senoides” que, por sua vez, representam um distúrbio, na qual pode-se observar a curva de resposta do processo e analisar o tipo de resposta transitória que a mesma proporciona ao domínio da frequência e tempo. Em função dessas respostas obtém-se a localização dos polos da função de transferência na qual é possível estabelecer algumas relações importantes para o sistema de controle.
Os engenheiros, tecnólogos, professores e estudantes da área de automação e controle poderão obter através das simulações aplicadas as funções de transferências as análises gráficas obtendo a localização dos seus respectivos comportamentos, polos e o lugar das raízes. As análises são:
- Análise para resposta superamortecida.
- Análise para resposta subamortecidas.
- Análise para resposta não amortecida.
- Análise para resposta Criticamente Amortecida.
As análises referentes as respostas transitórias serão obtidas com o uso de algumas ferramentas computacionais por exemplo Matlab, Altair etc.
Conforme Nise (2012), a técnica de simulação e run-time com a ferramenta computacional para processos matemáticos de controle e processos contínuos e manufatura, é bastante eficiente proporcionando um estudo aprofundado de sistemas de controle. Assim é possível a análise de estabilidade referente ao tempo de acomodação, tempo de rampa, overshooting e undershooting, projeto de controladores e identificação do sistema com a finalidade de obter o comportamento de um processo a partir dos dados das variáveis de entrada e saída, apoiando efetivamente para que as estratégias de controle avançadas possam ser adaptadas às novas características dinâmicas em processos industriais e plantas didáticas na área de ensino superior.
Os softwares de simulação e run-time aplicados as funções de transferências, é uma linguagem de computação técnica bastante utilizada no meio científico para o processamento de matrizes, cálculos polinomiais, visualização gráfica referente ao tempo de resposta dos transdutores dos fabricantes e constante de tempo das variáveis especificas, simulação, e processamento run-time com CLP (Controladores Lógicos Programáveis), imagens, filtragem, otimização, estatística e controle de processos, entre outras finalidades.
Atualmente esta ferramenta vem sendo bastante utilizada na aplicação de estratégias de controle avançadas integradas a CLP, em simulação run-time nos cursos de engenharias e tecnólogos, e vem se tornando uma importante fonte de pesquisas em diversos campos do conhecimento, destacando a área da Inteligência Artificial aplicada em algoritmos PID (Proporcional, Integral e Derivativa).
Referências
DORF, Richard C.; BISHOP, Robert H. Sistemas de controle modernos. 12. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013.
NISE, Norman S. Engenharia de sistemas de controle. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, c2012.
OGATA, Katsuhiko. Engenharia de controle moderno. 5. ed. São Paulo: Pearson, 2010.
Prof. Me. Sérgio Luiz da Conceição Matos
Docente na Faculdade SENAI de Tecnologia Mecatrônica - Unidade Vinculada de Santos
