Exercícios Resolvidos de Método de Cohen-Coon e IAE

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Enunciado

Para o sistema representado pela curva de reação ao degrau abaixo, defina qual o melhor método de sintonização a ser usado: Cohen-Coon e método de integral mínima do erro (IAE).

Passo 1

Para saber qual o melhor método para usar, devemos aproximar o processo a uma função de transferência de primeira ordem com tempo morto (FOPDT), conforme o modelo abaixo:

G p s = K τ s + 1 e - θ s

Para isso, devemos conseguir os parâmetros K , τ e θ da imagem utilizando o método ma máxima tangente. A forma de se obter esses valores está mostrada no exemplo genérico abaixo:

Passo 2

Vamos aplicar o método no nosso processo então:

Dessa forma, podemos estimar nossas constantes como:

K = 3,0

θ = 0,5

τ = 2,5 - 0,5 = 2,0

E a função FOPDT ficará:

G p = 3 2 s + 1 e - 0,5 s

Passo 3

Para decidir qual o melhor método para usar, devemos olhar para a relação entre o atraso (tempo morto) e a constante de tempo.

O método de Cohen-Coon é ótimo para processos com com grandes atrasos. Geralmente se utiliza a faixa:

0,6 < θ τ < 4,5

Já o método de integral mínima do erro IAE, funciona melhor com processos com tempo de atraso baixos e mais lentos (altos valores de τ ). A faixa mais adequada é:

0,1 < θ τ < 1,0

Para o nosso processo, a relação entre essas duas constantes é:

θ τ = 0,5 2 = 0,25

Logo, a melhor opção é o método de IAE.

Resposta

Método de IAE.