Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 21704
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Dimensões Econômicas: ODS11 |
| Setor | Departamento de Engenharia Elétrica |
| Bolsa | Não se Aplica |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Apoio financeiro | Outros |
| Primeiro autor | Jéssica Pereira de Souza Xavier Evangelista |
| Orientador | ALEXANDRE SANTOS BRANDAO |
| Outros membros | ANDRE LUIS CARVALHO MENDES |
| Título | PID-Based Stabilization of a One-DOF Educational Aero-Pendulum |
| Resumo | Este trabalho apresenta o desenvolvimento, implementação e validação experimental de uma plataforma didática de baixo custo baseada em um aeropêndulo com um grau de liberdade, projetada com o objetivo de apoiar o ensino de sistemas de controle. A proposta visa proporcionar aos estudantes uma experiência prática com um sistema real, dinâmico, não linear e instável, favorecendo a aplicação direta dos conceitos teóricos estudados nas disciplinas da área de controle e automação, especialmente no que se refere ao projeto e análise de controladores em tempo real e ao entendimento de fenômenos físicos complexos. A estrutura da plataforma inclui um motor de corrente contínua (DC) acionado por modulação por largura de pulso (PWM), um sensor de ângulo utilizado para o retorno da posição do pêndulo e um microcontrolador Arduino Nano, responsável pela execução do controlador PID (Proporcional–Integral–Derivativo). Para facilitar a interação com o sistema, foi desenvolvida uma interface gráfica no MATLAB App Designer, permitindo a visualização em tempo real das variáveis do sistema, como ângulo atual, ângulo de referência, sinal de controle (PWM) e erro, além da geração de gráficos para análise do comportamento dinâmico e acompanhamento do desempenho do sistema ao longo do tempo, promovendo maior imersão e compreensão. O controlador PID foi avaliado por meio de sinais de referência clássicos, como degrau, rampa e senoidal, possibilitando observar o comportamento do sistema em diferentes condições de operação. Os resultados experimentais demonstraram que o controlador foi eficaz em estabilizar o sistema, apresentando boa resposta tanto no regime transitório quanto no regime permanente. Um estudo comparativo entre diferentes configurações de ganho evidenciou a importância da sintonia adequada para garantir robustez, estabilidade e desempenho. A plataforma mostrou-se eficiente como ferramenta de apoio ao aprendizado prático, contribuindo significativamente para a formação acadêmica e profissional dos estudantes. |
| Palavras-chave | Aeropêndulo, Controle PID, Plataforma didática |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
|---|