Universidade Presbiteriana Mackenzie Automaç˜ao e Controle I
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Automação e Controle 1 – Aula 9P – Professor Marcio Eisencraft – julho 2006 u1 y1 0 >> step(sistema) Amplitude 3 2 1 0 -1 -2 -3 Step Response -4 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Time (sec) 1 1.2 1.4 1.6 2. Calculando a saída de um sistema a uma entrada Pode-se utilizar o comando lsim para obter a saída de um sistema a uma dada entrada incluindo aí condições iniciais. Seu formato é: LSIM(SYS,U,T,X0) O sistema sys pode estar definido na forma de espaço de estados ou função de transfe- rência, U são os valores que a entrada assume, T os instantes de tempo em que a entrada foi passada e X0 é um vetor de condições iniciais das variáveis de estado (se não especifi- cado, considera-se condições iniciais nulas). Assim, a resposta ao degrau do exercício anterior poderia ter sido obtida com a seguinte seqüência de comandos: A = [1 3; -1 2]; B = [1;0]; C = [2 -1]; D = 0; sistema = ss(A,B,C,D) t = linspace(0,1.6,1000); u = ones(1,1000); figure(2); lsim(sistema, u,t); 2
Automação e Controle 1 – Aula 9P – Professor Marcio Eisencraft – julho 2006 Amplitude 3 2 1 0 -1 -2 -3 Linear Simulation Results -4 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Time (sec) 1 1.2 1.4 1.6 Exercício 1. (DORF; BISHOP, 2001, p. 138) Considere-se o sistema seguinte: com ⎡ 0 1 ⎤ ⎡0⎤ x = ⎢ x 2 3 ⎥ + ⎢ 1 ⎥u ⎣− − ⎦ ⎣ ⎦ y = [ 1 0]x ⎡1⎤ x . ( 0) = ⎢ ⎥ ⎣0⎦ (a) Usando a função lsim obter e traçar a resposta do sistema quando u () t = 0. (b) Obtenha um gráfico de x2 () t para a mesma entrada. 3. Convertendo funções de transferência para o espaço de estados As funções de transferência representadas seja pelo numerador e denominador, seja por um objeto LIT podem ser convertidas para o espaço de estados. Para a representação em numerador e denominador, a conversão pode ser implementada usando: [A,B,C,D] = tf2ss(num,den). A matriz A retorna em uma forma chamada canônica controlável. Para obter a forma em vari- áveis de fase, [Af,Bf,Cf,Df], executamos as seguintes operações: Af =inv(P)*A*P; 3
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Automação e <strong>Controle</strong> 1 – Aula 9P – Professor Marcio Eisencraft – julho 2006<br />
Amplitude<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
Linear Simulation Results<br />
-4<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8<br />
Time (sec)<br />
1 1.2 1.4 1.6<br />
Exercício<br />
1. (DORF; BISHOP, 2001, p. 138) Considere-se o sistema seguinte:<br />
com<br />
⎡ 0 1 ⎤ ⎡0⎤<br />
x<br />
= ⎢ x<br />
2 3<br />
⎥ + ⎢<br />
1<br />
⎥u<br />
⎣−<br />
− ⎦ ⎣ ⎦<br />
y = [ 1 0]x<br />
⎡1⎤<br />
x .<br />
( 0)<br />
= ⎢ ⎥<br />
⎣0⎦<br />
(a) Usando a função lsim obter e traçar a resposta do sistema quando u () t = 0.<br />
(b) Obtenha um gráfico de x2 () t para a mesma entrada.<br />
3. Convertendo funções de transferência para o espaço de estados<br />
As funções de transferência representadas seja pelo numerador e denominador, seja por<br />
um objeto LIT podem ser convertidas para o espaço de estados. Para a representação em<br />
numerador e denominador, a conversão pode ser implementada usando:<br />
[A,B,C,D] = tf2ss(num,den).<br />
A matriz A retorna em uma forma chamada canônica controlável. Para obter a forma em vari-<br />
áveis de fase, [Af,Bf,Cf,Df], executamos as seguintes operações: Af =inv(P)*A*P;<br />
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