Seja
P(s) = 1/(s+1)
Seja r(t) uma rampa com coeficiente angular arbitrário. Achar um compensador C(z) tal que y(t) r(t) quando .
Solução:
De (29) temos
onde é o intervalo de tempo entre duas amostragens.
r(i) = A(i), onde A é o coeficiente angular da rampa. De (16j) temos
De acordo com o que vimos acima todo compensador C(z) que resolve o problema deve satisfazer a (42a) e (42b).
Então, devemos ter
, para algum polinômio .
A seguir temos que achar um e um Nc(z) tal que
seja Schur.
Observe-se que com = 1, poderei ter Nc(z) de 2o grau (pois C(z) tem que ser próprio para que o SMF seja estável).
Seja NC(z) = a z2 + b z + c
Posicionemos todos os zeros de polinômio
característico na origem. Então,
(43) |
Portanto uma solução para o problema é
com a, b e c dados em (43).
Qual seria a implementação (algoritmo do computador) para realizar C(z)?
Lembrando que z corresponde a um avanço no tempo, temos
onde a, b e c são dados em (43).
Finalmente, vamos ver como fica e(i).
Ora
(44) |
Ora, lembra-se que, da definição de transformada Z.
Identificando-se esta com (44), vem
Ou seja, e(i) se anula a partir de i = 3. Ou seja, o erro vai a zero em tempo finito. Este é o chamado "dead-beat controle". Vê-se aqui uma aparente grande vantagem do controlador a tempo discreto sobre o de tempo contínuo, pois não se consegue, em tempo contínuo, obter erro nulo em tempo finito. A vantagem é mais aparente do que real, porque embora e(i) é nulo a partir de 3, entretanto e(y) no intervalo das amostragens é diferente de zero e vai tendendo a zero assintoticamente tal como no caso de controlador de tempo contínuo. (Mas a análise rigorosa deste fato escapa ao escopo deste curso, como já foi mencionado antes).