MVO-20 - Fundamentos da teoria de controle

Laboratórios de Controle

AeropênduloProfessores:

Guilherme Soares (soaresgss@ita.br)Flávio Ribeiro (flaviocr@ita.br)

Apoio:

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O aeropêndulo

Potenciômetro

Motor DC e hélice

θ

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Trata-se de um sistema não-linear...!

Potenciômetro

Motor DC e hélice

θ

θ̈ + c θ̇ + gl sin θ = τ

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Pode ser linearizado...

¨̃θ + c ˙̃θ + k θ̃ = F − Feq ,

onde θ̃(t) = θ(t)− θeq.

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Possui pontos de equilíbrio estáveis e instáveis!

Estável Instável

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Atividades

Primeiro bimestre:Familiarização com o kit de eletrônica;Projeto e montagem do pêndulo;Identificação estática;

Segundo bimestre:Identificação dinâmica;Projeto e implementação de sistemas de controle.

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Avaliação

Relatório bimestral;Vale um terço da nota do bimestre;Em duplas;Pode ser atribuida nota extra quando o aluno propor inovações (ex.:melhorar o projeto do pêndulo)

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Relatório bimestral (1o bimestre)

Em duplas, deve incluir:Introdução (com breve descrição do aparato experimental, emespecial das inovações do projeto, dificuldades encontradas, etc.)Modelagem: descrição do modelo matemático do pêndulo,considerações entre a relação do modelo utilizado e o protótipoconstruido;Identificação estática: curvas de sinal comandado vs. posição deequilíbrio.

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Material disponívelArduino UNO;

Potenciômetro;

Motor DC, hélice e salva hélice;

Protoboard;

Fontes de 12 V e conectoresDC:

Driver do motor;

Botão, fios, etc.

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Bancada de sistemas

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Software disponívelCódigo arduinoMVO20lab1.ino, que será embarcado no Arduino.Códigos codigosMATLAB.zip, faz a comunicação entre o MATLAB e oArduino:

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Atividades do dia

1 Instalar Arduino IDE no computador;2 Testar o funcionamento do potenciômetro e comunicação com

MATLAB (utilizando os códigos de exemplo fornecidos);3 Dividir os grupos para o projeto do pêndulo, começar o projeto;

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Como ligar o potenciômetro ao arduino

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Exemplo de código arduino para leitura do sinal dopotenciômetro

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Relembrando, as atividades que devem ser desenvolvidasaté o fim do bimestre:

Montagem da bancada de sistemas;Projeto e montagem do pêndulo;Modelagem;Identificação estática do pêndulo;

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Cronograma do 1o bimestre

Lab 1: Familialização com o kit de eletrônica: leitura dopotenciômetro;Lab 2 (04/setembro): Projeto do pêndulo;Lab 3 (11/setembro): Familiarização com o kit de eletrônica: controledo motor DC;Lab 4 (18/setembro): Montagem do pêndulo e identificação estática;

Relatório: entrega até 6/outubro (sexta-feira da 1a semana do 2obimestre)

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