Exercícios Resolvidos de Funções de Transferência no Simulink

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Enunciado

Dada a função de transferência

T s = 1 3 s + 1

Determine a resposta do sistema ao degrau unitário usando o SIMULINK.

Passo 1

Neste exercício, vamos praticar a criar modelos no SIMULINK com funções de transferência. Nosso modelo terá três blocos:

  • A entrada do modelo será um bloco “Step”, simulando um degrau unitário;
  • A função de transferência T ( s ) será incluída no modelo por meio do bloco “Transfer Fcn”;
  • A saída do modelo será um bloco “Scope”, que mostrará a resposta do sistema ao degrau unitário.

Passo 2

Primeiramente, vamos inserir a entrada do modelo, um degrau unitário, em um novo modelo. Vá à biblioteca “Sources” do SIMULINK e arraste um bloco “Step” ao modelo em branco.

Como o enunciado não deu maiores detalhes sobre o degrau unitário, usaremos as propriedades padrão do bloco “Step” na simulação, que já é um degrau unitário. Por isso, não precisamos acessar seus parâmetros e já podemos entrar com T ( s ) no modelo.

Para isto, vá à biblioteca “Continuous”, encontre o bloco “Transfer Fcn” e arraste-o para o modelo:

Para definirmos T ( s ) , precisamos alterar os parâmetros do bloco “Transfer Fcn” que acabamos de inserir. Dê um duplo-clique sobre ele para ter acesso a suas propriedades:

Vamos alterar os dois campos destacados acima para definirmos T ( s ) . No campo destacado em vermelho, “Numerator coefficients”, devemos entrar um vetor com os coeficientes do polinômio do numerador de T ( s ) , indo do elemento do polinômio de maior ordem ao de menor ordem. Como o numerador de T ( s ) é simplesmente 1 , não precisamos alterar a propriedade “Numerator coefficients”, pois este é seu valor padrão.

No campo destacado em azul, “Denominator coefficients”, devemos entrar um vetor com os coeficientes do polinômio do denominador, indo do elemento de maior expoente ao de menor expoente. O polinômio do denominador é 3 s + 1 , logo, o vetor a ser entrado no campo destacado em azul é 3   1   .

Os parâmetros “Numerator coefficients” e “Denominator coefficients” ficarão assim:

Clique em “OK” para salvar as alterações.

Passo 3

O próximo passo é inserir a saída do modelo, que será um bloco “Scope”, que nos apresentará a resposta do sistema. Vá à biblioteca “Sinks”, arraste para o modelo um bloco “Scope” e conecte os três blocos entre si. O modelo ficará assim:

O modelinho está pronto! Basta rodar a simulação para ver qual é a resposta de T ( s ) ao degrau unitário.

Resposta