Trabalho de Curso - Graduação - Monografia

Ball Beam: projeto, construção e controle de um protótipo de bancada didática

The present work aims at the development of a didactic bench prototype for a ball beam system, its mathematical modeling and the implementation of a digital controller. The challenge had been launched in the first year of the Electrical Engineering course, by Professor Raphael Teixeira, who develope...

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Autor principal: REAL, Rogério Fonseca Côrte
Grau: Trabalho de Curso - Graduação - Monografia
Idioma: por
Publicado em: 2021
Assuntos:
Sistemas de controle digital
Sistema Ball Beam
Controle automático
Controladores PD
CNPQ::ENGENHARIAS
Acesso em linha: https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/3374
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spelling oai:https:--bdm.ufpa.br:8443:prefix-33742025-01-22T15:06:09Z Ball Beam: projeto, construção e controle de um protótipo de bancada didática REAL, Rogério Fonseca Côrte BAYMA, Rafael Suzuki http://lattes.cnpq.br/6240525080111166 Sistemas de controle digital Sistema Ball Beam Controle automático Controladores PD CNPQ::ENGENHARIAS The present work aims at the development of a didactic bench prototype for a ball beam system, its mathematical modeling and the implementation of a digital controller. The challenge had been launched in the first year of the Electrical Engineering course, by Professor Raphael Teixeira, who developed activities in the Control Laboratory with students from all periods, from freshmen to seniors. The prototype project was developed after research in which several existing ball beam models were evaluated, in addition to suppliers for the materials needed for their manufacture. The components used, actuator and transducers, were the object of extensive studies and tests, determining several characteristics, at first hidden, which impacted the implementation of the controller. The controller project started with mathematical modeling, followed by the definition of performance specifications. A PD control architecture was adopted without the error derivative, but due to the limitations imposed by the actuator and transducers, resources such as compensators, filtering with statistical processing, recursive estimator and predictor were used. The constructive and operational results were close to the theoretical results, so that the resources used to mitigate the limitations of the components used proved to be satisfactory. O presente trabalho visa o desenvolvimento de um protótipo de bancada didática para um sistema ball beam, sua modelagem matemática e implementação de um controlador digital. O desafio havia sido lançado ainda no primeiro ano do curso de Engenharia Elétrica, pelo professor Raphael Teixeira, que desenvolvia atividades no Laboratório de Controle com alunos de todos os períodos, desde calouros a concluintes. O projeto do protótipo foi desenvolvido após pesquisas onde avaliou-se diversos modelos de ball beam existentes, além de fornecedores para os materiais necessários à sua confecção. Os componentes utilizados, atuador e transdutores, foram objeto de extensos estudos e ensaios, determinando-se diversas características, a princípio ocultas, que impactaram na implementação do controlador. O projeto do controlador iniciou-se pela modelagem matemática, seguida pela definição das especificações de desempenho. Adotou-se uma arquitetura de controle PD sem a derivada do erro, mas devido às limitações impostas pelo atuador e transdutores, fez-se uso de recursos como compensadores, filtragem com processamento estatístico, estimador recursivo e preditor. Os resultados construtivos e de funcionamento ficaram próximos aos resultados teóricos, de forma que os recursos utilizados para mitigar as limitações dos componentes utilizados se mostraram satisfatórios. 2021-07-06T21:10:35Z 2021-07-06T21:10:35Z 2021-06-14 Trabalho de Curso - Graduação - Monografia REAL, Rogério Fonseca Côrte. Ball Beam: projeto, construção e controle de um protótipo de bancada didática. Orientador: Rafael Suzuki Bayma. 2021. 77 f. Trabalho de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Faculdade de Engenharia Elétrica, Campus Universitário de Tucuruí, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2021. Disponível em: https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/3374. Acesso em:. https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/3374 por Acesso Aberto Disponível na Internet via Sagitta
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