Módulo experimental para modelagem, simulação, sintonia e análise de desempenho de sistemas de controle

Abstract

RESUMO: Os sistemas de controle estão cada dia mais presentes nas indústrias e no cotidiano das pessoas. Em razão disso a importância de laboratórios práticos no ensino da disciplina de controle é primordial para a formação dos alunos. Entretanto plataformas de ensino de controle possuem um alto custo e muitas vezes são plataformas com softwares proprietários, o que dificulta ao aluno a implementação de novos recursos ao sistema. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um módulo experimental de controle de temperatura baseado em uma plataforma livre onde os alunos possam posteriormente implementar novos recursos ao módulo. O módulo experimental foi desenvolvido com base em um tanque de aquecimento feito em acrílico e aquecido por meio de uma resistência elétrica. Foi utilizado a plataforma Arduino para a conexão entre os sensores e atuadores e a interface gráfica e o controlador PID desenvolvidos no software Scilab. Foi feita a modelagem do tanque e utilizado o método de sintonia de Ziegler-Nichols. Os resultados mostraram que o módulo desenvolvido funcionou corretamente e mostrou ser uma potencial ferramenta para o ensino da disciplina de controle

ABSTRACT: Control systems are increasingly present in industries and people's daily lives. Because of this, the importance of practical laboratories in teaching the discipline of control is essential for the training of students. However control education platforms are expensive and often are platforms with proprietary software, which makes it difficult for the student to implement new resources to the system. The objective of this work was to develop an experimental temperature control module based on a free platform where students can later implement new features to the module. The experimental module was developed based on a heating tank made in acrylic and heated by means of an electric resistance. The Arduino platform was used for the connection between the sensors and actuators and the graphic interface and the PID controller developed in Scilab software. The tank modeling was done and the Ziegler-Nichols tuning method was used. The results showed that the developed module worked correctly and proved to be a potential tool for teaching the control discipline