05. Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho (UACSA)
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Resultados da Pesquisa
Item Projeto e controle de um sistema do tipo barra-bola(2025-03-20) Santos, Thiago Elias dos; Aguedo, Reinel Beltrán; http://lattes.cnpq.br/2770313428458626; http://lattes.cnpq.br/3748803428932625Este trabalho aborda o desenvolvimento de um protótipo do sistema barra-bola, incluindo sua modelagem matemática e estratégias de controle, com o objetivo de comparar técnicas de controle como PID, I-PD, lógica fuzzy, realimentação de estados e controladores híbridos. A modelagem dinâmica do sistema foi derivada das leis de Newton, e o sistema foi construído usando materiais e componentes de baixo custo: um microcontrolador ESP32, um sensor VL53L0X (para medição da posição da bola) e um sensor ultrassônico HC-SR04 (para definição da referência desejada), acoplados a um servomotor TowerPro MG996R que regula a inclinação da barra. O projeto incorpora duas Interfaces Homem-Máquina: uma embarcada no protótipo para o ajuste de parâmetros e visualização de dados em tempo real, e outra externa para monitoramento remoto. A implementação utilizou ferramentas como MATLAB/Simulink (para simulação e projeto de controladores), Arduino IDE (programação do ESP32) e Visual Studio Code (desenvolvimento da IHM externa). Os testes de desempenho, realizados com entradas do tipo degrau e rampa, avaliaram os controladores por meio de critérios integrais e da análise das características da resposta transitória. Os resultados demonstram que cada técnica apresenta vantagens específicas, dependendo do critério analisado, destacando a importância da seleção contextual do controlador para otimizar o desempenho do sistema.Item Desenvolvimento e avaliação de desempenho de um sistema de posicionamento automático de placas fotovoltaicas(2024-03-05) Santos, Marcos Paulo Jerônimo dos; Aguedo, Reinel Beltrán; http://lattes.cnpq.br/2770313428458626; http://lattes.cnpq.br/7884920585085694A crescente demanda por energia renovável tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes e acessíveis, destacando a energia fotovoltaica como uma das principais fontes de energia limpa. No entanto, a eficiência dos painéis solares atuais ainda não supre a elevada demanda energética, pois depende diretamente do alinhamento das placas solares em relação ao sol. Esta pesquisa tem como objetivo desenvolver um protótipo de rastreador solar e avaliar métodos de rastreamento solar como estratégias para aumentar a eficiência das placas fotovoltaicas. Por meio de uma análise comparativa, foram exploradas diferentes formas de automatizar o posicionamento dos painéis solares, incluindo sistemas de rastreamento em um e dois eixos, com e sem a utilização de controladores PID. Para isso, foi desenvolvida uma plataforma de testes capaz de simular o posicionamento do sol ao longo do dia, permitindo que o protótipo acompanhasse com precisão a trajetória da luz. Os dados foram coletados utilizando um sistema supervisório SCADA, possibilitando uma análise detalhada da eficiência dos diferentes métodos de rastreamento, evidenciando a superioridade do rastreador de dois eixos. Os resultados comprovam que a utilização de controladores PID pode proporcionar ganhos significativos na eficiência energética.Item Projeto e implementação de um conversor cc-cc boost com controle Proporcional-Integrativo-Derivativo (PID)(2023-04-26) Lima, Bruno de Freitas; Oliveira, Elias Marques Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/2576044894885888; http://lattes.cnpq.br/4293028027442685Neste trabalho é proposta a análise dos controladores PID desenvolvidos a partir de uma ferramenta matemática, pidtool, definindo os parâmetros dos controladores para controlar um conversor boost. O conversor boost é projetado para garantir uma saída de 15V sendo uma entrada fixa de 5V, são realizados experimentos, sem utilização dos controladores, para confirmar a elevação do nível de tensão. Quando os controladores são inseridos, é definido um setpoint de 8V para a saída, de modo a proteger os componentes conectados para eventuais falhas, tratando-se de um protótipo. Através dos parâmetros propostos para o conversor são realizadas simulações computacionais e experimentos práticos para comparação da resposta ao degrau dos controladores propostos. No final deste trabalho é realizada uma discussão sobre os dados coletados, a aplicabilidade da ferramenta pidtool do matlab no projeto de controladores PI, PD e PID e uma breve discussão a respeito de estudos futuros a serem desenvolvidos a respeito do impacto dos diferentes tipos de hardware no controle.Item Comparação de desempenho das técnicas de controle PID e por modo deslizante no rastreamento de trajetórias de um sistema dinâmico não linear com motores de hélice(2019-12-12) Silva Júnior, Edivaldo Sebastião da; Medeiros, Philippe Eduardo de; http://lattes.cnpq.br/5594617038786753Atualmente, sistemas de controle ganham cada vez mais destaque no meio científico e no meio industrial, essa maior abrangência dos sistemas de controle, se dá principalmente pelo avanço teórico e tecnológico da engenharia de controle. Esse avanço passa pela solidificação de técnicas de controle cada vez mais robustas, principalmente as técnicas de controle não linear. Diante deste fato, este trabalho consiste da comparação da técnica de controle linear PID e da técnica de controle não linear por modo deslizante, ambas as técnicas sendo aplicadas em um sistema dinâmico não linear de segunda ordem. A comparação do controle PID e do controle por modo deslizante, abordados neste trabalho, se deu a partir de simulações numéricas do sistema Seesaw Propeller e também por meio de experimento físico utilizando uma planta real do sistema. Os resultados apresentados neste trabalho contêm a performance individual de cada controlador, a partir de uma análise quantitativa de seu desempenho, essas análises foram feitas tanto para as simulações numéricas quanto para os experimentos realizados. Esses resultados estão expressos ao longo do trabalho por meio de gráficos e por meio da análise do erro quadrático médio apresentado por cada controlador.Item Controle de sistemas dinâmicos não lineares via linearização por realimentação com compensação Fuzzy de incertezas(2019-07-11) Montenegro, Marcelo Costa; Medeiros, Philippe Eduardo de; Martins, Weliton Soares; http://lattes.cnpq.br/9333618261815257; http://lattes.cnpq.br/5594617038786753; http://lattes.cnpq.br/8933714162193368Com o avanço da tecnologia, e consequentemente da computação, os métodos de controle não lineares estão se desenvolvendo cada vez mais no meio científico, promovendo uma sólida base teórica e experimental nesta área. O objetivo deste trabalho consiste na aplicação da técnica de controle não linear Feedback Linearization (Linearização por Realimentação) para o controle de sistemas dinâmicos não lineares. Como essa técnica possui uma grande limitação, que é a necessidade do conhecimento preciso dos parâmetros e da dinâmica da planta a ser controlado, foi desenvolvido um compensador fuzzy para fornecer um esforço adicional de controle de modo a compensar todas incertezas presente no sistema. O compensador fuzzy se destaca pelo fato de não ser necessário um conhecimento prévio do modelo do sistema. Além do desenvolvimento teórico de técnica Feedback Linearization e do compensador fuzzy, um controlador linear do tipo PID será utilizado para fins de comparação com as técnicas não lineares abordadas. Para comprovar a eficácia da técnica apresentada, ela será aplicada no problema de controle de posição de um sistema seesaw propeller, que de maneira simplificada, possui uma certa analogia com um dos graus de liberdade de um veículo aéreo não tripulado. Simulações numéricas e resultados experimentais serão apresentados para mostrar as performances dos controladores abordados no presente trabalho.