Sinais e Sistemas Mecatrónicos

Objetivos

Formação teórica e laboratorial na área de modelação e análise do comportamento no tempo e na frequência de sistemas dinâmicos, representados no tempo contínuo.

Programa

Sinais analógicos. Sistemas estáticos, dinâmicos e determinísticos. Transformadas de Laplace e Fourier. Representação de sistemas SISO em função de transferência. Modelação de sistemas dinâmicos como conversores de energia: fluxo, potencial, acumuladores, dissipadores. Aplicação a sistemas mecânicos, elétricos, fluídicos e térmicos: analogias entre sistemas. Álgebra de diagramas de blocos. Análise de sistemas dinâmicos de primeira ordem, segunda ordem, com zeros, ordem superior, de fase não-mínima, estáveis e instáveis, e redução de sistemas. Critério de estabilidade de Routh-Hurwitz. Respostas no tempo: impulso, degrau, rampa. Respostas em frequência: diagramas de Bode e polares. Sensores de posição, velocidade, aceleração, proximidade, força, binário, escoamento, nível, temperatura. Atuadores num anel de controlo: servomotores e atuadores pneumáticos. Linearização e ponto de funcionamento. Cadeia de atuação e cadeia de medida. Conversão AD/DA. Filtros e condicionamento de sinal.

Métodos de Ensino

Avaliação por exame escrito (50%), e por quatro (4) trabalhos laboratoriais (50%). Nota mínima de 9,5 nas duas componentes.

Bibliografia

“Mechatronics, a foundation course”, Clarence de Silva, 2010, CRC; “Control Systems Engineering”, Norman Nise, 2011, Wiley;“Feedback Control of Dynamic Systems”, Gene F. Franklin, J. David Powell, Abbas Emami-Naeini, 2015, Pearson Education Limited.;“Modern Control Engineering”, K. Ogata, 2010, 5th Edition, Prentice Hall; “Automatic Control Systems”, Golnaraphi, Kuo, 2010,Wiley

Método de Avaliação

• Exame - 50 %
• Trabalho laboratorial ou de campo - 50 %