Ensino Superior

2.3.3 Controle de Malha Aberta versus Controle de Malha Fechada

Amintas Paiva Afonso

Introdução aos Sistemas de Controle

2.3.4 Sistemas de Controle de Malha Fechada versus Malha Aberta

Sistemas de Controle

• Um sistema pode ser definido como um dispositivo abstrato que recebe entradas e produz saídas como resposta a essas entradas.

• Na Figura (a), exemplo gráfico de um sistema genérico S que recebe uma entrada x e dá uma saída y como resposta.

• Em (b) da mesma figura, exemplo de um sistema com circuito RC: a tensão da fonte vs pode ser considerada entrada e a tensão no capacitor vc, saída.

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Malha Aberta

• Em um sistema de malha aberta, a ação de controle independe da saída.

• A Figura dá um exemplo simples: a alimentação de água para um reservatório é comandada por uma válvula manual. Desde que as vazões de suprimento e de processo costumam variar, esse sistema exige a periódica intervenção de um operador para manter o nível de água acima do mínimo necessário e abaixo do máximo (evitar transbordamento).

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Malha Fechada

• Em um sistema de malha fechada, a ação de controle é dependente da saída.

• o sinal de um sensor de nível é enviado a um dispositivo controlador que abre ou fecha a válvula de controle de acordo com valores pré-ajustados de níveis mínimo e máximo. Desde que a variação de nível depende da vazão do processo, essa saída comanda indiretamente a entrada de água no reservatório.

• No exemplo da figura, o controle manual anterior é substituído por um automático:

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Malha Fechada

2.3.4 Sistemas de Controle de Malha Fechada versus Malha Aberta

Malha Fechada

• Realimentação é a informação que um sistema de malha fechada usa para controlar a saída.

• Um esquema simples de realimentação é dado na figura: o valor real da saída é subtraído do valor desejado. Essa diferença é o sinal de erro, que o sistema usa para ajustar a saída ao valor desejado.

• No exemplo anterior, o sensor de nível fornece a realimentação, que, no controlador, é comparada com um valor ajustado.

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Vantagens do sistema de malha fechada:

• Uma das vantagens é o fato de que o uso da realimentação faz com que a resposta do sistema seja relativamente insencível a distúrbios e variações internas nos parâmetros do sistema.

• É possível a utilização de componentes relativamente imprecisos e baratos para obter o controle preciso de determinado sistema.

• São mais vantajosos somente nos casos em que houver distúrbios e/ou alterações não previsíveis nos componentes do sistema.

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Vantagens do sistema de malha aberta:

• São simples de serem contruídos e têm fácil manutenção.

• São menos dispendiosos do que um sistema correspondente de malha fechada.

• Não apresentam problemas de estabilidade.

• São apropriados quando existem dificuldades de avaliação da saída ou quando a medição precisa da saída não é economicamente possível. (Por exemplo, na máquina de lavar roupas, sería bastante dispendiosa a instalação de um dispositivo para avaliar se as roupas foram bem lavadas.)

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Desvantagens do sistema de malha aberta:

• Distúrbios e mudanças na calibração causam erros, e a saída pode apresentar diferenças em relação ao padrão esperado.

• Para que a saída mantenha a qualidade requerida, é necessária uma regulagem periódica.

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