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| B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica | ||
| DESENVOLVIMENTO DE INTERFACE EM LABVIEW PARA PROTÓTIPO DIDÁTICO: SERVOMECANISMO | ||
| Raphael Barros Teixeira 1 (raphateixeira@gmail.com), Cleison Daniel Silva 1, Rafael Suzuki Bayma 1, Max Rothe-Neves 1 e Orlando Fonseca Silva 1 | ||
| (1. Depto. de Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Federal do Pará - UFPA) | ||
| INTRODUÇÃO:
O Laboratório de Controle e Sistemas (LACOS) da Universidade Federal do Pará (UFPA) tem trabalhado na construção de protótipos didáticos visando auxiliar o aprendizado em disciplinas relativas à Engenharia de Controle. Uma das mais recentes ferramentas é o servomecanismo, que conta com recursos de hardware e software para comunicação com um microcomputador. Em particular, o programa utilizado como interface com o usuário encontra-se desenvolvido na plataforma Object Pascal, provendo funcionalidades como ensaio em malha aberta, controle PID, controle por realimentação de estados e visualização gráfica de resultados. Neste trabalho, uma outra interface com o usuário é desenvolvida utilizando-se a plataforma LabVIEW, com o objetivo de aprimorar as funções do programa original, por exemplo, implementando outras estratégias de controle (alocação de pólos e lógica fuzzy) e também visualização de respostas em tempo real. A justificativa para esse trabalho é basicamente explorar novas tendências tecnológicas em um protótipo didático, permitindo que os usuários tenham acesso a novos conhecimentos da área de controle (finalidade precípua do protótipo) como também da área de programação. |
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| METODOLOGIA:
O desenvolvimento deste trabalho contou com etapas de pesquisa e implementação. A respeito dos estudos preliminares os seguintes tópicos foram abordados: (1) características dinâmicas da planta (modelagem física), (2) protocolo de comunicação entre o protótipo e o microcomputador, (3) construção de aplicativos com LabVIEW, (4) estratégias de controle (PID, alocação de pólos e fuzzy) e (5) obtenção de modelos dinâmicos (identificação de sistemas). Com relação à fase de implementação, os seguintes procedimentos foram executados: (1) construção do aplicativo LabVIEW para comunicação com o servomecanismo, (2) ensaios em malha aberta, (3) identificação de modelos e projetos de controladores clássicos, (4) elaboração de controladores fuzzy baseados em regras, (5) análise do desempenho em malha fechada e (6) elaboração de roteiros de experiências. |
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| RESULTADOS:
A aplicação dos conhecimentos trabalhados durante a fase de pesquisa permitiu elaborar uma interface amigável com o usuário, dotada das funcionalidades inicialmente propostas (visualização gráfica e uso de diversas estratégias de controle em tempo real). Diferentes metodologias de identificação (estocástica e determinística) foram aplicadas aos dados coletados dos ensaios de malha aberta, resultando em modelos do tipo entrada-saída satisfatórios. Tais representações foram ainda utilizadas no projeto de controladores clássicos, cujo desempenho em malha fechada mostrou-se condizente com o esperado, que por sua vez serviu, inicialmente, aos propósitos de ajuste de compensadores fuzzy. Diversos testes foram realizados sobre estes últimos, considerando-se variações em parâmetros (funções de pertinência e método de defuzzificação) em tempo real, sem prejuízos de estabilidade e controlabilidade. |
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| CONCLUSÕES:
O desenvolvimento desse trabalho é uma experiência inicial que começou a ser implementada no LACOS, no sentido de aprimorar o processo de ensino e aprendizagem em disciplinas da área de automação e controle da UFPA. Utilizando-se protótipos previamente desenvolvidos por alunos da própria Universidade, melhoramentos são realizados no software de controle, observando as aptidões e as necessidades dos próprios alunos quanto a novas tecnologias disponíveis e utilizáveis no mercado de trabalho. Aspectos relativos ao controle de sistemas foram amplamente discutidos e analisados. A aplicação de tais conceitos em protótipos didáticos facilita o processo de aprendizagem, pois o conceito teórico é aplicado a uma situação prática real, visível aos alunos, permitindo que estes façam associações entre a teoria e a prática. Quanto ao uso do ambiente de programação LabVIEW, pode-se dizer que contribuiu com a simplicidade de construção de aplicações para a transmissão de dados, para a implementação de técnicas de controle inteligente e permutação destas e das demais técnicas de controle em tempo real. De forma geral, pode-se dizer que este trabalho atingiu com sucesso os seus objetivos, disponibilizando mais uma ferramenta de ensino para ser utilizada pelos alunos da UFPA. |
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| Instituição de fomento: MEC/SESu - Programa de Educação Tutorial - PET | ||
| Trabalho de Iniciação Científica | ||
| Palavras-chave: Protótipo didático; Servomecanismo; Interface labview. | ||
| Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005 |