Respostas Típicas de Controladores Básicos

2º Guia de Laboratório de ECA612
Respostas Típicas de Controladores Básicos
Nome
Número
Este laboratório tem como finalidade analisar, de maneira isolada, as respostas
típicas de controladores básicos por meio de ensaios experimentais.
Respostas típicas de controladores básicos
1. O objetivo dessa experiência é analisar a ação de um controlador puramente proporcional, o
qual pode ser implementado com um amplificador operacional e elementos passivos.
a. Ajuste o gerador de funções com uma onda senoidal de amplitude 1 V e freqüência 1 kHz
(sem offset). Monte o circuito abaixo com o resistor R1 igual a 100 kΩ, R2 igual a 200 kΩ e a
alimentação de ± 15 V. Conecte o gerador de funções e o canal 1 do osciloscópio a entrada do
circuito. Conecte o canal 2 do osciloscópio a saída do circuito (habilite a função de inversão).
Esboce as formas de onda vi(t) e vo(t) no gabarito abaixo.
R2
Vi
R1
(CH1)
Vo
(CH2)
b. Qual a relação das amplitudes entre vo(t) e vi(t)? Há alguma correspondência entre a relação
das resistências de R2 por R1? Justifique-se.
1
c. Modifique (dentro da faixa de operação do amplificador) a amplitude, freqüência e formas
de onda de vi(t). Tais modificações alteram a relação entre vo(t) e vi(t)? Justifique-se.
2. O objetivo dessa experiência é analisar a ação de um integrador prático (observe que há um
resistor em paralelo ao capacitor na realimentação), que também pode ser implementado com
um amplificador operacional e elementos passivos.
a. Ajuste o gerador de funções com uma onda quadrada de amplitude 1 V e freqüência 1 kHz
(sem offset). Com o mesmo amplificador da experiência anterior, monte o circuito abaixo com
o capacitor C1 igual a 33 nF, o resistor R1 igual a 10 kΩ, R2 igual a 100 kΩ. Esboce as formas
de onda vi(t) e vo(t) no gabarito abaixo.
R2
C1
Vi
(CH1)
R1
Vo
(CH2)
b. Com base no esboço, por que esse circuito recebe o nome de integrador?
2
c. Altere o resistor R1 para 20 kΩ e verifique o efeito em vo(t). Quais as mudanças ocorridas?
d. Modifique a forma de onda de vi(t) e anote os resultados obtidos.
3. O objetivo dessa experiência é analisar a ação de um derivador prático (observe que há um
resistor em série ao capacitor na entrada).
a. Ajuste o gerador de funções com uma onda triangular de amplitude 1 V e freqüência 1 kHz
(sem offset). Com o mesmo amplificador da experiência anterior, monte o circuito abaixo com
o capacitor C1 igual a 33 nF, o resistor R1 igual a 2 kΩ, R2 igual a 20 kΩ. Esboce as formas de
onda vi(t) e vo(t) no gabarito abaixo.
R2
Vi
(CH1)
R1
C1
Vo
(CH2)
b. Com base no esboço, por que esse circuito recebe o nome de derivador?
3
c. Altere o resistor R2 para 10 kΩ e verifique o efeito em vo(t). Quais as mudanças ocorridas?
d. Modifique a forma de onda de vi(t) e anote os resultados obtidos.
e. Desligue a fonte de alimentação, o gerador de funções e o osciloscópio.
Questão complementar
Os relatórios devem ser entregues até duas semanas após a aula prática. O guia
deve ser entregue com os itens preenchidos. As simulações e as medidas devem ser anexadas
ao guia. As questões complementares devem ter o enunciado, desenvolvimento e conclusões
também anexados ao guia. Não há necessidade de capa e afins.
1. Em quais condições as funções práticas do integrador e derivador, respectivamente abaixo,
se aproximam das funções ideais? Justifique-se.
I P ( s)  
1
R 1C1s  (R 1 R 2 )
D P ( s)  
R 2 C1 s
R 1C1 s  1
4