Questões de Concurso Público Transpetro 2018 para Engenheiro Júnior - Elétrica

Considere um sistema linear, contínuo e invariante no tempo, submetido a uma realimentação proporcional de saída. A função de transferência em malha fechada é K/s³ +10² +15s + K , em que K > 0 é o ganho proporcional de realimentação.

Qual o valor do ganho K no limiar da instabilidade desse sistema em malha fechada?

Uma sequência x(n) discreta e causal, que significa dizer que x(n) = 0 para n < 0, tem como transformada Z a expressão: X(z) = 7z² - 11z/ z² - 4z + 3 .

A expressão mais simples, em função do degrau unitário u(n), que melhor exprime analiticamente essa sequência é:

O modelo de um sistema linear está representado a seguir pelas suas equações de estado:

Sobre esse sistema é aplicado um controle com realimentaçãode estados, cuja lei de controle é dada poru(t) = -K X(t) + r(t), onde são definidos o vetor de ganhosK = [k₁ k₂] e r(t), o sinal de entrada de referência.
Para que em malha fechada os polos desse sistema sejam complexos conjugados e alocados em s = -5 ± j10,qual será o valor do vetor de ganhos K?

Considere as seguintes equações de estado que representam um modelo linear de um sistema de 2^a ordem discreto:



Os polos desse sistema discreto estão localizados no plano complexo Z e são obtidos calculando-se as raízes do polinômio

Um sistema linear de 2^a ordem é modelado em função de transferência por uma planta do tipo G(s) = K N(s)/ D(s) , em que N(s)é o polinômio do numerador, e D(s) é o polinômio do denominador.

Quando esse sistema é submetido a uma realimentação proporcional de saída, e o ganho K varia de 0 a + ∞ , os polos se movimentam no plano complexo, formando trajetórias que se caracterizam como o lugar das raízes, mostrado na Figura a seguir.

Com base nos dados da Figura acima, a expressão da Função de Transferência de Malha Fechada em função do ganho K é

Seja um sistema de 2^a ordem, linear e analógico, que liga um sinal U de entrada ao sinal Y de saída e cujo modelo é representado pela função de transferência

Esse modelo foi submetido a uma realimentação proporcional de saída, fazendo com que o ganho K varie no intervalo 0 < K < + ∞.

Na configuração acima descrita, vai ocorrer que, para um determinado valor do ganho K, um dos dois polos de malha fechada será zero, e o outro polo, consequentemente, terá valor igual a

Um sistema elétrico linear tem como sinal de entrada uma tensão v(t), e como saída um sinal de corrente i(t). Sua dinâmica é modelada pela seguinte equação diferencial:

A função de transferência desse sistema, no domínio de Laplace, é obtida pela relação H(s) = I(s)/ V(s) , onde I(s) e V(s) são as transformadas de Laplace aplicadas, respectivamente, sobre os sinais i(t) e v(t).

A função de transferência desse sistema apresenta, no plano S de Laplace, um zero real em

Um sinal de tensão elétrica, variando continuamente no tempo, tem sua amplitude limitada entre -5V e +5V para possibilitar a sua digitalização através de um conversor Analógico/Digital (A/D) operando com 8 bits.

Essa conversão, nas condições apresentadas acima, vai acarretar um erro na quantização da amplitude da tensão, medido em mV, de aproximadamente

O cálculo da corrente de polarização no transistor Q₁ da Figura abaixo pode ser simplificado se o circuito em questão for substituído por um equivalente mais simples que o original, mas que produza o mesmo resultado.

Nesse sentido, o circuito equivalente ao apresentado acima que produz a mesma corrente de polarização no transistor Q₁ será:

Na Figura a seguir, aparece o diagrama esquemático de um circuito regulador de tensão linear. A partir de uma fonte não regulada V_DC, esse circuito é capaz de entregar uma tensão regulada para a carga, cujo valor pode ser ajustado através do resistor variável R₁ .

Nesse regulador, o amplificador operacional é considerado ideal, e o diodo zener Z₁apresenta uma tensão de ruptura igual a 5,0 V.
Dessa forma, qual deve ser, em quilo-ohms, o valor da resistência R₁ , de modo que o regulador entregue para a carga uma tensão igual a 12 V?

Sabe-se que uma determinada transformação linear T: R³ → R³ transforma o vetor v_{1 =} no vetor u1 = e também transforma o vetor v₂ = no vetor u₂ = .

Dessa forma, conclui-se que essa mesma transformação linear irá transformar o vetor v₃ = no vetor:

Em uma planta industrial, uma bomba de combustível é utilizada para bombear óleo diesel para um tanque de armazenamento. Quando acionada, essa bomba mantém a vazão de óleo constante em 20 litros por minuto. O acionamento dessa bomba é comandado por um Controlador Lógico Programável (CLP), cuja programação em linguagem ladder está ilustrada abaixo, onde B é o sinal que aciona a bomba quando em nível lógico alto.
Na Figura também é mostrada a evolução no tempo dos sinais de comando X₁ e X₂.

Considerando-se que o tanque de armazenamento inicia a sua operação em t = 0 completamente vazio, qual será o volume, em litros, de óleo diesel armazenado nesse mesmo tanque no instante t = 10 min?

O circuito passivo representado na Figura abaixo apresenta valores normalizados para os seus componentes. Nesse circuito, a chave ideal tem estado aberta por bastante tempo, até que, em t = 0 s, ela é fechada instantaneamente.

Assim, a transformada de Laplace da tensão V_O após o fechamento da chave é dada por:

Um sistema foi modelado pelas seguintes equações de estado:

A função de transferência G(z) = que corresponde a esse modelo é:

Considere o circuito ilustrado na Figura abaixo, cuja entrada é a tensão V_I e cuja saída é a tensão V_o .

A função de transferência do circuito é:

Considere o seguinte sistema de equações lineares:

O valor da variável x₂ é:

Um sistema formado por dois equipamentos, que funcionava com a chave Ch1 aberta, teve seu comportamento dinâmico modificado quando a chave Ch1 foi fechada, conforme ilustrado na Figura abaixo.

Face ao exposto acima, considerando-se uma entrada do tipo degrau em r(t), os tipos de comportamento dos sinais de saída c(t), com a chave Ch1 aberta e, em seguida, com a chave Ch1 fechada, serão, respectivamente:

Considere o processo industrial modelado por meio da função de transferência discreta e causal (y(k)=0, para k < 0), em que U é o sinal de entrada, e Y é o sinal de saída, dada por:

Medidas y(kT) = y(k), com k = 0,1,2, ..., são obtidas a cada intervalo de tempo T quando a entrada é um impulso unitário.
Sabendo-se que a resposta ao impulso unitário é dada pela sequência y(k) = {y(0), y(1), y(2), ...} = {0, 10, 17, ...}, qual é o valor do parâmetro M?

O engenheiro responsável por uma planta industrial alterou seu comportamento dinâmico por meio de realimentação unitária, conforme ilustrado na Figura abaixo.

Dessa forma, em malha fechada, as novas posições dos polos no plano s serão: