Comparando-se os resultados obtidos com os do trabalho do Gomide (2015), pode-se observar que os ganhos Kp de Ziegler-Nichols e de Cohen-Coon deste trabalho (Kp = -10,31 e -10,74, respectivamente) foram maiores que os valores das sintonias de Ziegler-Nichols e de Cohen-Coon encontrados por ele, que apresentaramKp= -4,6945 e -4,9179, respectivamente.
Ambos os ganhos foram negativos pois, o ganho direto deste trabalho foi de -0,198 e o outro foi de -0,375, que foram valores relativamente próximos. Os ganhosKi deste trabalho pelas sintonias de Ziegler-Nichols e Cohen-Coon foram de -0,34 e de -0,67, respectivamente e do outro trabalho foram de -0,1237 e -0,2607, respectivamente. Os valores do ganho integral de ambas as pesquisas apresentaram valores próximos entre si.
Ambos os trabalhos apresentaram o erro máximo do controlador de 0,1oC. O trabalho
do Gomide (2015) apresentou uma variação maior na faixa de velocidade do miniventilador de 4 rps quando o controlador alcançou um valor próximo da temperatura desejada, ao passo que esse trabalho apresentou um valor ainda menor, ou seja, de 2 rps. Na pesquisa do Gomide (2015), o sistema começa a atuar no instante 230 s e estabiliza a rotação por volta de 550 s, logo o sistema levou 550 s -230 s = 320 s para estabilizar a rotação do miniventilador. Já o miniventilador no processo de validação deste trabalho levou 94 s para estabilizar a rotação docooler, o que mostra que o sistema atuou com um tempo de acomodação três vezes menor para corrigir e manter a temperatura desejada. Logo, pode-se dizer que o sistema desenvolvido neste trabalho foi o mais eficiente.
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste trabalho foi possível aperfeiçoar e desenvolver uma bancada didática para práticas da disciplina de Teoria de Controle, capaz de se comunicar por meio do protocolo serial UART com o software supervisório adaptado de Ferreira (2014), apresentando uma comunicação rápida e eficiente, visando auxiliar no entendimento dos alunos sobre o assunto. A bancada foi construída utilizando-se as ferramentas, materiais e equipamentos disponíveis no LABCAM da UFOP. A estrutura de acrílico do túnel de vento foi desenvolvida por Ferreira (2014). O objetivo geral do trabalho foi alcançado pois, o preço médio gasto com o material utilizado na construção da bancada didática foi de aproximadamente 130 reais, logo, pode-se concluir que foi possível construí-la com um preço muito menor e com função bastante similar ao do sistema proposto pela empresa Quanser.
Na construção da curva de reação optou-se por realizar um degrau decrescente de 20% no ciclo de trabalho, em que obteve-se uma constante de tempo (τ = 20,46 s) duas vezes maior que a constante de atraso (θ= 9,14 s) e um valor negativo no ganho direto do sistema (Kdc= -0,198).
Isso ocorreu devido ao fato de que quando a rotação do miniventilador aumenta, a temperatura diminui e vice-versa. Assim, o cálculo do ganho direto do sistema sempre resultará em um valor negativo. Nos resultados obtidos nos testes e na validação do sistema, pôde-se observar que em cada método de sintonia do controlador PI, os valores deKpforam bem maiores que os doKi e os pares de métodos de Ziegler-Nichols (Kp = -10,31 eKi = -0,34) e de Cohen-Coon (Kp = -10,74 eKi = -0,67), e de Chien, Hrones e Reswick (Kp = -4,01 eKi = -0,17) e Modelo interno (Kp= -6,26 eKi= -0,25) apresentaram valores similares. Comparando-se o tempo de ação de cada controlador PI projetado pelos métodos ZN (94 s), CC (83 s), CHR (138 s) e IMC (120 s) com o tempo médio dos mesmos (108,75 s) pode-se afirmar que o método que apresentou o menor tempo de acomodação foi o de Cohen-Coon, porém como essa sintonia apresentou uma faixa de temperatura com maior variação do que a apresentada no método de Ziegler-Nichols, ela não foi escolhida para a validação do sistema. O método de CHR foi o método que apresentou a menor faixa de variação da rotação do miniventilador que foi de 2 rps (63 a 65 rps). Já os métodos de CC e IMC apresentaram a variação de 3 rps (64 a 67 rps) e o método de ZN apresentou a variação de 4 rps (57 a 61 rps).
Comparando-se os dados experimentais obtidos neste trabalho com os do Gomide (2015),
pôde-se observar que apesar de existirem algumas diferenças nas escolhas dos equipamentos, na implementação e na construção do sistema, o comportamento foi semelhante, porém com algumas vantagens do sistema aqui desenvolvido, como por exemplo, a menor faixa de variação na faixa de velocidade do miniventilador (2 rps) quando o controlador alcançou um valor próximo da temperatura desejada, o tempo de acomodação do microcontrolador, que foi pelo menos três vezes menor, o fato de o aluno poder enxergar mais claramente o nível de aquecimento do sistema por meio do brilho da lâmpada, a utilização de apenas uma placa de circuito impresso, em vez das duas utilizadas no outro projeto, a facilidade de implementação e replicação, ser de código e de hardware abertos etc. o que indica que o sistema foi realmente aprimorado, apresentando melhores resultados, alcançando-se então um dos objetivos desse projeto.
Para trabalhos futuros sugere-se a utilização de uma lâmpada com potência maior e a implementação da técnica anti-windup no firmware do Arduino. Outra proposta seria realizar a sintonia do controlador por meio de outros métodos e a implementação de uma página web para controlar e monitorar o sistema remotamente.
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