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

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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