Desenvolvimento de um conjunto didático para o ensino da disciplina de controle baseado no sistema pêndulo-hélice

• Autor(a) principal: Vasconcelos, Wilton Fukumoto de
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25502
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO; Sistemas de controle digital; Controladores PID; Engenharia - Estudo e ensino; Digital control systems; PID controllers; Engineering - Study and teaching

Os controladores PID são amplamente utilizados em diversas aplicações da engenharia moderna, tornando-se um tema de suma relevância para aqueles que almejam desenvolver projetos na área da eletrônica e automação aplicada. A disciplina de Sistemas de Controle, em alguns casos, pode não oferecer um suporte para a visualização do sistema real, ou seja, de fato o que está acontecendo na prática com o sistema, isto pode influenciar o processo de aprendizagem, tornando-o desinteressante para o aluno, visto que o mesmo não perceberia as particularidades de cada sistema de controle e suas inúmeras possibilidades de aplicações. Surge então, a necessidade do desenvolvimento de módulos didáticos de baixo custo e de fácil manuseio, que possam auxiliar no processo de assimilação do conteúdo teórico através da prática de uma forma clara e objetiva. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um módulo didático para ser integrado ao conjunto didático para o ensino de controle, desenvolvido especialmente para as disciplinas de controle do campus, o qual até agora era composto apenas pelos módulos Bola e Barra (Camargo, 2018) e Levitação Eólica (Madeiros, 2019) . O projeto é composto por um sistema pêndulo-hélice, cujo objetivo é manter a posição de referência do pêndulo mediante a velocidade de rotação da hélice. O algoritmo de controle digital PID foi implementado em um microcontrolador. O projeto apresenta suporte via software, onde o usuário pode experenciar diferentes métodos de controle. Após a finalização do projeto, foram realizados testes, com base na variação dos parâmetros do controlador para verificar a melhor velocidade de resposta que o sistema controlado obteve em relação ao sistema não controlado, bem como uma melhoria nas características indesejáveis da resposta do sistema. A ferramenta desenvolvida também foi exposta aos alunos do campus para testar a sua usabilidade e aceitação de modo a comprovar a sua eficácia didática no ensino de sistemas de controle. Desta forma, atingiu-se resultados técnicos e didáticos satisfatórios para o uso desta ferramenta, de modo que o professor poderá ser capaz de oferecer ao aluno a oportunidade de observar como o sistema se comporta, lhe proporcionando uma melhor compreensão da teoria e estimulando o seu aprendizado.