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Marinha do Brasil — CP-PMS/2013 — Professor do Magistério Superior — Automação e Controle de Sistemas Mecânico, Eletrônico e de Armas — Prova Amarela

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior

Diretoria de Ensino da Marinha2013Superior

30 questões nesta prova · página 1 de 2 · 30 com gabarito

Sistemas de Controle Ações Básicas de Controle

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

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Analise a figura abaixo.

Diagrama de bloco único com a função de transferência 1/JS², com seta de entrada à esquerda e seta de saída à direita.

Considere que um comportamento indesejado foi observado na resposta transitória de um sistema de controle de malha fechada, com realimentação unitária, cuja função de transferência de malha aberta é indicada na figura acima. Para corrigir esse comportamento transitório, introduziu-se um controlador derivativo. Sendo assim, assinale a opção que apresenta a nova função de transferência de malha fechada com realimentação unitária.
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Controle de Processos Banda Proporcional

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

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Analise a figura a seguir, relativa a um controlador proporcional.

Gráfico em grade com eixo vertical p (%) Saída do controlador de 0 a 100 e eixo horizontal Erro ep (%) de 0 a 100; uma reta crescente parte do ponto de erro 20 e saída 0 e atinge saída 100 no erro 80.

O controlador no modo proporcional é representado pela função p = Kₚ eₚ + pₒ, onde Kₚ é o ganho proporcional entre o erro em relação ao set point e a saída do controlador (% sobre %) e pₒ (%) é a saída do controlador com erro igual a zero. Sabendo que o valor da banda proporcional (BP), em pₒ foi ajustado em 50%, qual é o valor da banda proporcional (BP), em %, deste controlador?
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Instrumentação Industrial Medição de Vazão por Pressão Diferencial

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Analise a figura a seguir.

Diagrama de instrumentação de uma malha de vazão com os instrumentos FO 302, FT 302, FV 302, FC 302 e FR 302; entre o FT 302 e os instrumentos FC 302 e FR 302 há um bloco retangular identificado como INSTRUMENTO 1.

A vazão em uma tubulação é acompanhada através de um registrador de características lineares, a partir de uma célula diferencial de pressão, conforme mostrado no diagrama de instrumentação acima. Sendo assim, é correto afirmar que o instrumento 1 é
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Sistemas de Controle Representação em Espaço de Estados

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Observe o circuito a seguir.

Circuito série com fonte Vi(t), resistor R=1Ω, indutor L=1H e capacitor C=1F; seta indica a corrente i(t) na malha.

Sabendo que, no circuito acima, X₁ e X₂ representam as variáveis de estado, respectivamente, associadas à tensão no capacitor e a corrente no indutor, a representação de estados do circuito para a saída Y - corrente série i(t) no circuito será:
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Automação Industrial Programação Ladder de CLP

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Analise a figura a seguir.

Esquema multifilar com fase F e neutro N, interruptor A (posições 1 e 0), interruptor intermediário B com ligação cruzada (posições 0 e 1), interruptor C (posições 1 e 0) e lâmpada L.

O esquema multifilar acima representa um comando "FOUR WAY" para o acionamento de uma lâmpada. Assinale a opção que apresenta o diagrama Ladder que executa este comando com base na execução de um CLP (controlador lógico programável).
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Eletrônica Analógica Amplificadores Operacionais — Controlador PI

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Analise a figura a seguir.

Circuito com dois amplificadores operacionais: o primeiro com R1 = 10 kΩ na entrada e R2 em série com C na realimentação; o segundo, inversor, com R3 = 10 kΩ e R4 = 10 kΩ. Abaixo, a expressão Vout = GP Vin + GP.GI ∫ de 0 a t Vin . dt + Vout(0).

O circuito com amplificadores operacionais representado na figura acima é empregado em controlador no modo PI (Proporcional-Integrativo). O ganho proporcional de tensão GP vale 25 e o ganho integrativo GI vale 0,5 s⁻¹. Qual é o valor do capacitor C em μF ?
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Sistemas de Controle Erro em Regime Permanente

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Analise a figura a seguir.

Diagrama de blocos com entrada R(S), somador, bloco (S+2)/(S+4) em série com bloco 4/(S(S+1)), saída C(S) e realimentação unitária negativa.

O sistema de controle, representado pelo diagrama em blocos acima, é submetido a uma entrada em degrau unitário. O erro em regime permanente do sistema é dado por:
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Sistemas de Controle Diagrama de Blocos e Função de Transferência

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Analise a figura a seguir.

Circuito série com fonte Vi(t), resistor R, indutor L e capacitor C; a tensão Vo(t) é tomada sobre o capacitor.

Os blocos G(S) e H(S), definidos como: Função de Transferência Direta e Função de Transferência com Realimentação, do diagrama em blocos, na forma canônica, de um sistema de controle com realimentação, equivalente à função de transferência V₀/Vᵢ do circuito acima, são dados por:
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Automação Industrial Circuitos Eletropneumáticos

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Observe o circuito eletro-pneumático abaixo.

Circuito elétrico de comando (24 V/0 V) com botoeira S1, sensores S2 e S3, relé K1 com contatos e solenoide Y1; circuito pneumático com cilindro de dupla ação 1.0, válvulas reguladoras de fluxo 1.2 (30%) e 1.3 (50%), válvula direcional 1.1 acionada por Y1 com retorno por mola e posições dos roletes S2 e S3.

As válvulas reguladoras de fluxo unidirecionais 1.2 e 1.3 apresentam grau de abertura 30% e 50%, respectivamente. Ao acionar e soltar a botoeira S1, pode-se afirmar que o cilindro de dupla ação 1.0
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Eletrônica Analógica Conversores Digital-Analógico

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Analise a figura a seguir.

Conversor D/A com rede resistiva (resistores de 15 kΩ, 30 kΩ e 30 kΩ), multiplexadores analógicos controlados pelos bits a0 a a3 que selecionam terra ou a referência de 4 Volts, e amplificador operacional com realimentação de 45 kΩ fornecendo Vout.

Qual é o valor, em Volts, da tensão de saída Vₒᵤₜ do conversor D/A (Digital/Analógico), quando este recebe na entrada os bits a₃ = 1 , a₂ = 0 , a₁ = 1 e a₀ = 1?
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Eletrônica Analógica Conversores Analógico-Digital

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Analise a figura a seguir.

Acelerômetro KA converte a aceleração a na tensão vs, aplicada a um amplificador não inversor com resistores de 24 KΩ e 1 KΩ; a saída Vin alimenta um ADC com referência Vref e saídas a4, a3, a2, a1 e a0.

Um acelerômetro, empregado para medir a aceleração no sentido positivo de seu eixo sensível, tem função de transferência linearmente variável KA = 20 mV/g , onde g é a aceleração da gravidade. Um conversor analógico digital (ADC) representa a aceleração pelas saídas digitais (bits) a₄ a₃ a₂ a₁ a₀ , conforme o circuito da figura acima. A relação de conversão do ADC é expressa por Vᵢₙ = (a₄ . 2⁻¹ + a₃ . 2⁻² + a₂. 2⁻³ + a₁ . 2⁻⁴ + a₀ .2⁻⁵ ) .Vref
Para Vref = 8 Volts, este circuito tem uma resolução de aceleração em g igual a
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Sistemas de Controle Representação em Espaço de Estados

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Analise a seguinte equação de estados.

Ẋ = [2 1; −1 1] X + [1 1; 0 −1] u; Y = [1 −1; 1 0] X.

A matriz de transferência de estados, do sistema linear descrito pela equação de estados, é dada por:
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Instrumentação Industrial Exatidão e Erro de Medição

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Sabendo que a placa de um sensor de pressão apresenta as seguintes especificações: "RANGE 200 a 2200 KPa / ACCURACY 0,5 % of span", assinale a opção que apresenta o erro de medida feita com este sensor, em KPa.
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Resolução comentada

Erro de medida = exatidão percentual do span.

O span é 2200 − 200 = 2000 kPa. Como a exatidão é 0,5% do span ("of span"), o erro é 0,005 × 2000 = 10 kPa.

Análise das alternativas

A (1) e B (5) subestimam o erro. D (11) e E (22) viriam de aplicar o percentual ao valor máximo (2200 kPa) ou de usar um span errado. A única conta correta usa o span de 2000 kPa.

Referência: Metrologia/Instrumentação: exatidão expressa em % do span.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Sistemas de Controle Diagrama de Blocos e Função de Transferência

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Considere o diagrama de blocos a seguir.

Diagrama de blocos com entrada X, dois somadores em sequência, bloco K em série com bloco 1/(S+1) e saída Y; realimentação interna pelo bloco S ao segundo somador e realimentação externa pelo bloco 0,1 ao primeiro somador, ambas negativas.

A função de transferência, do sistema de controle representado pelo diagrama em blocos acima, é dada por:
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Sistemas de Controle Resposta Transitória de Sistemas de Segunda Ordem

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Dada uma planta representada pela função de transferência de malha aberta abaixo.

Bloco com a função de transferência K/((S+1)(S+4)), com setas de entrada e saída.

É correto afirmar que, a resposta transitória do sistema de malha fechada com realimentação unitária é
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Instrumentação Industrial Medição de Temperatura

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Analise a figura a seguir, com R₃ Ajustado em 100 ohms.

Ponte com R2 = 200 Ω, R3 = 100 Ω, R4 e a termorresistência R5 (Pt 100), alimentada a partir de 12 V com R1 = 120 Ω e diodo zener Vz = 6,2 V; os nós a e b da ponte alimentam seguidores de tensão e um amplificador diferencial com R6 = 1 KΩ e R7 = 100 KΩ, de saída Vout.

A termorresistência Pt-100, representada na figura acima, possui uma resistência elétrica de 100Ω a 0 °C. A variação de sua resistência com a temperatura segue a relação R(T) = R(0°C) + α T, onde α = 3,850 x 10⁻¹ Ω.°C⁻¹. Quando a RTD estiver submetida a uma temperatura de 100 °C, a tensão de saída Vₒᵤₜ torna-se nula. Desprezando-se a resistência da fiação e considerando o amplificador operacional ideal, qual é o valor de R4, em ohms?
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Sistemas de Controle Estabilidade — Critério de Routh-Hurwitz

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Analise a seguinte equação diferencial.

Equação diferencial: d⁴y/dt⁴ + 6 d³y/dt³ + 11 d²y/dt² + 6 dy/dt + ky = x.

Para um sistema linear descrito pela equação diferencial acima, os valores de K que garantem a estabilidade do sistema são:
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Sistemas de Controle Representação em Espaço de Estados

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Analise a figura a seguir.

Massa M sobre rodízios (atrito K1) presa a uma parede por uma mola K2, submetida à força externa u; o deslocamento é indicado por Y.

Considere o sistema mecânico acima, onde: K₁ é o coeficiente de atrito entre a massa M e o piso; K₂ a constante da mola; Y representa o deslocamento da massa M e u representa a força externa. Sabendo que, o deslocamento Y está associado à variável de estado X₁ e a velocidade da massa M associada à variável de estado X₂, assinale a opção que apresenta a descrição do sistema a partir das variáveis de estado.
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Instrumentação Industrial Transmissores e Sinal 4-20 mA

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Um transmissor de pressão opera na faixa de 1 a 17 bar, que é linearmente convertida para o padrão de corrente de 4 a 20 mA. Qual é a corrente de saída do transmissor, em mA, para uma pressão de entrada de 1000 KPa?

Dado: 1 bar = 100 KN/m²
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Resolução comentada

Conversão linear de pressão para corrente 4-20 mA.

1000 kPa equivalem a 10 bar (1 bar = 100 kPa). A faixa é de 1 a 17 bar, com span de 16 bar. A fração da faixa é (10 − 1)/16 = 0,5625. A corrente é 4 + 0,5625 × 16 = 13 mA.

Análise das alternativas

A, B, C e D (9, 10, 11 e 12 mA) resultam de erros de conversão de unidade ou de ignorar o offset de 4 mA. Só 13 mA corresponde a 56,25% da faixa.

Referência: Instrumentação industrial: sinal analógico 4-20 mA e interpolação linear.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Eletrônica Digital Circuitos Lógicos Combinacionais

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Analise a figura a seguir.

Sensor 1 (KP) de pressão gera VP na entrada inversora de um comparador com Vref1, de saída A; sensor 2 (KT) de temperatura gera VT na entrada não inversora de um comparador com Vref2, de saída B; A e B entram no circuito lógico combinacional de saída Y, que aciona o transistor Q e o relé K1 com diodo D; o contato NF de K1 comanda uma sirene em 110 Volts/60 Hz.

Dois comparadores são empregados para discriminar a pressão P e a temperatura T de um processo, conforme mostrado na figura acima. Os dois sensores são lineares com função de transferência KP e KT que são dois números positivos. Sabe-se que uma lógica digital combinacional positiva aciona uma sirene somente quando ocorre simultaneamente a situação pressão alta com temperatura baixa. Os limiares de comparação (THRESHOLD) que definem as variáveis como alta ou baixa são ajustados pelas tensões de referência Vref₁ e Vref₂. O contato do relé K1 é normalmente fechado (NF). Qual é a função lógica desse circuito combinacional?
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