Questões de Engenharia de Controle e Automação (ENADE) — ENADE 2017

A partir desses textos, avalie as afirmações a seguir. I. Os benefícios da biodiversidade e dos serviços ecossistêmicos são de difícil valoração econômica. II. As mudanças climáticas resultantes da emissão de gases de efeito estufa têm gerado oportunidades para o desenvolvimento e a utilização de fontes renováveis de energia, como alternativas ao uso de combustíveis fósseis. III. A degradação ambiental pode ocasionar limitações ao crescimento econômico sustentável. IV. A geração de riqueza e desenvolvimento sem a elevação do padrão de consumo dos recursos naturais constitui impedimento para o crescimento de países em desenvolvimento. V. Os tratados internacionais ambientais exigem entrelaçamento entre lucros obtidos, desenvolvimento social de comunidades tradicionais e conservação dos ecossistemas. É correto apenas o que se afirma em

Suponha que determinado programa de computador seja executado por meio de 13 etapas, com tempo médio de 50 segundos ao todo e dispersão relativa de 10% em torno da média. Considere que uma equipe de engenharia propõe um novo algoritmo que reduz em 30% o tempo de execução de todas as 13 etapas desse programa. Nesse contexto, avalie as afirmações a seguir, a respeito do tempo de execução do novo algoritmo. I. O tempo médio por etapa será de 32,5 segundos. II. O desvio-padrão permanecerá inalterado. III. A dispersão relativa em torno da média permanecerá inalterada. É correto o que se afirma em

A descrição dos movimentos de robôs pode ser realizada por meio do modelo cinemático direto. Uma das ferramentas desse modelo, a matriz de transformação, converte coordenadas de um ponto em um sistema fixo ao robô P (u, v, w) para o sistema de coordenadas global P(x,y,z). Os movimentos de rotação ao redor dos eixos principais, normalmente, são chamados de guinada, arfagem e rolamento. Assim, caso se considere o deslocamento de um robô móvel, o ângulo ?1 , definido como guinada, consiste na rotação em torno do eixo vertical do veículo, ou seja, a rotação será executada no eixo z; o ângulo ?2 , definido como arfagem, consiste na rotação em torno do eixo transversal, ou seja, o movimento será feito no eixo x; por fim, o ângulo ?3 , definido como rolamento, consiste na rotação em torno do eixo longitudinal, ou seja, o deslocamento será executado no eixo y, conforme a figura a seguir. Considerando que um robô móvel descreve os seguintes deslocamentos angulares durante a sua locomoção: ?1 = 15°, ?2 = 10°, ?3 = 3°, assinale a opção em que é apresentada a sequência correta das matrizes de transformação.

Um sistema de controle digital tem capacidade de receber informação de sensores analógicos e, para isso, utiliza conversores analógico-digital (A/D) que aceitam entradas em tensão na faixa entre 0 e 5 V. Existem sensores analógicos que produzem saída em tensão na faixa entre -500 mV e +500 mV de modo proporcional à variável medida. A utilização de um circuito de condicionamento analógico de sinais com amplificadores operacionais possibilita que a tensão de saída desses sensores seja adequada para que possa ocupar toda a faixa dinâmica dos conversores A/D. Com base no exposto, assinale a opção em que é apresentado o circuito capaz de fazer o acoplamento adequado entre a tensão de saída desses sensores analógicos e as entradas dos conversores A/D do sistema de controle.

As figuras 1 e 2, a seguir, ilustram, respectivamente, um diagrama de blocos de um sistema de controle e topologias típicas de compensadores analógicos que utilizam amplificadores operacionais, capacitares e resistores.

Considerando as informações apresentadas, assinale a opção que corresponde à sequência correta dos compensadores segundo a ordem numérica apresentada.

A resposta em frequência de um sistema linear invariante no tempo é apresentada pelo seguinte diagrama de Bode. A função de transferência que melhor se encaixa no diagrama de Bode apresentado acima é

Suponha que, em uma indústria, seja necessário especificar um sistema eletrônico de acionamento eficiente para uma máquina elétrica de indução trifásica. Além disso, considere que: ? o sistema seja capaz de realizar a partida evitando picos de corrente e mantendo o torque constante. ? seja necessário, durante a operação, variar, de modo controlado, a velocidade da máquina. ? a máquina opere em regime de carga variável. Com base nessa situação, avalie as afirmações a seguir. I. Um inversor de frequência pode ser utilizado para realizar o acionamento descrito, pois possibilita tanto a partida do motor em torque constante, quanto o controle da velocidade em condições de carga variável. II. Um sistema de partida suave (soft-starter) pode ser utilizado para realizar o acionamento descrito, pois possibilita tanto a partida do motor em torque constante, quanto o controle da velocidade em condições de carga variável. III. Para realizar o controle de velocidade em condições de carga variável, é necessário utilizar um sensor de velocidade ou alguma forma indireta para estimação dessa grandeza. IV. Caso a indústria disponha apenas de um sistema elétrico monofásico, é possível alimentar o motor de indução trifásico a partir de um inversor de frequência alimentado pela fonte monofásica. É correto apenas o que se afirma em

A medida de profundidade em ambientes aquáticos está relacionada à pressão hidrostática, através da relação aproximadamente linear P = f (z), em que z é a profundidade e P é a pressão. Assuma que a densidade da água do mar ? = 1,025 x 10 3 kg·m -3 , que não há variação dessa densidade com a profundidade e que o valor da aceleração da gravidade g = 9,8 m·s -2 . Nesse contexto, assinale a opção cujo gráfico relaciona adequadamente a profundidade com a pressão hidrostática.

A importância da otimização no processo produtivo é inegável. Do ponto de vista matemático, para otimizar determinada grandeza, é necessário modelá-la de acordo com uma função e, a partir daí, conforme a situação, procurar um máximo ou um mínimo. Uma das formas usadas para minimizar funções é o método dos multiplicadores de Lagrange. Um fabricante de latinhas de refrigerante deve propor uma lata cilíndrica de volume V0. Essa lata será fabricada usando-se duas ligas metálicas distintas, sendo uma para a parte lateral e outra para a base e a tampa. Ele deseja calcular o raio (r) e a altura (h) da lata para que o custo de sua produção seja o menor possível. Sabe-se que a área total da lata é dada por A(r,h) e que o custo total de produção da lata, que depende apenas do material utilizado na sua produção, é C(r,h). Para a solução desse problema, será utilizado o método dos multiplicadores de Lagrange. Com base nessa situação, avalie as afirmações a seguir, acerca da solução desse problema. I. O custo de produção da lata pode ser expresso por C( r, h) = 2 ? (K1rh + K2r 2 ), em que K1 e K2 são constantes que dependem do custo de cada uma das ligas metálicas por unidade de área. II. A função a ser minimizada da área total da lata é A(r,h) = 2? rh + 2? r 2 . III. O vínculo na minimização, relacionado ao volume da lata, é dado por g(r,h) = ? r 2 h-V0. IV. O sistema de equações a ser montado é C(r,h) = ?g(r,h), no qual ? é denominado multiplicador de Lagrange. É correto apenas o que se afirma em

O ensaio de flexão é utilizado em materiais frágeis ou de alta dureza, tais como cerâmicas estruturais ou aços-ferramenta. Em uma de suas modalidades mais comuns, o ensaio de flexão a 3 pontos, é provocada uma flexão ao se aplicar o carregamento em 3 pontos, o que causa uma tensão de tração surgida no ponto central e inferior da amostra, onde a fratura do material terá início. Assumindo-se um comportamento de tensão de formação linear, a tensão de flexão ? do material pode ser obtida por meio da fórmula: em que F é a carga, d é a distância entre os pontos de apoio, w é a largura do corpo de prova e h é a espessura do corpo de prova. Considere dois corpos de prova A e B do mesmo compósito reforçado com fibras de vidro, cuja resistência à flexão é de 290 MPa. O corpo de prova A tem o triplo da largura e a metade da espessura do corpo de prova B e ambos são submetidos ao mesmo ensaio de flexão. Nessa situação, qual porcentagem da força necessária para o rompimento do corpo de prova B deverá ser aplicada ao corpo de prova A para que este também se rompa?

Um sistema massa-mola-amortecedor é descrito pela seguinte equação diferencial linear de segunda ordem: em que x representa o deslocamento do objeto; f, a força aplicada; m, a massa do objeto; b, o coeficiente de amortecimento; e k, a constante da mola; m, b e k são constantes reais positivas e, conforme os valores desses três parâmetros, o sistema apresenta formas distintas de resposta. Considerando que o referido sistema está inicialmente em repouso e uma força em degrau unitário é aplicada à massa, avalie as afirmações a seguir. I. Caso os três parâmetros (m, b, k) sejam unitários, o sistema possuirá um par de polos complexos conjugados e, portanto, sua resposta será do tipo oscilatória com amplitude decrescente ao longo do tempo. II. Caso o coeficiente de amortecimento seja nulo, a resposta do sistema será oscilatória com amplitude crescente ao longo do tempo. III. Caso os três parâmetros (m, b, k) sejam tais que o sistema possua dois polos reais, a resposta não apresentará oscilações. É correto o que se afirma em

De acordo com a Lei de Resfriamento de Corpos, a taxa de variação da temperatura de um corpo em relação ao tempo é proporcional à diferença entre a temperatura do corpo e a temperatura ambiente. Considere que T( t) é a temperatura do corpo em função do tempo, A é a temperatura do ambiente, t é o tempo e k é a constante de proporcionalidade.

Nesse contexto, o modelo matemático correspondente à Lei de Resfriamento de Corpos e à função resultante de sua resolução são dados, respectivamente, por

A figura a seguir apresenta os diferentes níveis hierárquicos de um sistema de automação industrial. Considerando a figura apresentada e os diferentes padrões utilizados para redes de comunicação industrial, avalie as afirmações a seguir. I. Os protocolos de comunicação projetados para os níveis 1 e 2 devem atender a critérios relacionados à velocidade de transmissão e à imunidade ao ruído. II. Protocolos de comunicação como CAN e AS-I são utilizados para estabelecer a comunicação entre os níveis hierárquicos 2 e 3. III. A complexidade da informação transmitida aumenta com o nível hierárquico, ao passo que os requisitos de resposta em tempo-real diminuem. IV. Se a comunicação entre os níveis 2 e 3 for interrompida, recomenda-se, por segurança, interromper também a comunicação entre os níveis 1 e 2. É correto apenas o que se afirma em

Considere um sistema de controle em malha fechada conforme a figura a seguir. Sabe-se que C(s) é um controlador proporcional e integral (PI) ideal com ganho proporcional Kp e ganho integral Ki, conforme a equação: Deseja-se implementar um controlador digital equivalente em um sistema microprocessado, fazendo-se necessária a sua transformação para equação a diferenças. Utilizando-se o método de Tustin para a discretização do controlador, onde

, em que ?t é o período deamostragem, qual é a equação a diferenças para o controlador PI?

O sistema logístico e produtivo conhecido como just in time é uma filosofia de administração da produção baseada no modelo Toyota de produção. Esse novo enfoque na administração da manufatura surgiu de uma visão estratégica e inovadora das pessoas envolvidas na gestão empresarial, buscando vantagem competitiva por intermédio de uma melhor utilização do processo produtivo. Com base nas informações apresentadas, avalie as afirmações a seguir, a respeito do sistema produtivo just in time. I. Estimula o desenvolvimento de melhorias constantes, não apenas dos procedimentos e processos, mas também do homem dentro da empresa, o que permite desenvolver o potencial humano dentro das organizações e ampliar a base de confiança obtida pela transparência e honestidade das ações. II. A implementação dos princípios da organização começa pela fábrica e suas repercussões estendem-se por toda a empresa, o que caracteriza o princípio da visibilidade, fundamentado no objetivo de tornar visíveis os problemas onde quer que possam existir. III. Tem como objetivo administrar a manufatura de forma bem simples e eficiente, otimizando o uso dos recursos de capital, equipamento e mão de obra, o que resulta em um sistema capaz de atender às exigências do cliente, em termos de qualidade e prazo de entrega, ao menor custo. É correto o que se afirma em

Um sistema de controle monovariável representado pelo diagrama de blocos a seguir. Definindo-se a saída da planta como x1 , a saída do controlador como x2 e a saída do sensor como x3 , o modelo no espaço de estados do sistema descrito será dado por

Os veículos espaciais apresentam estrutura externa constituída por um conjunto de blocos que formam um escudo térmico, cuja função é proteger motores e demais componentes de possíveis danos causados pelo calor, além de reduzir a temperatura interna do veículo. Esses escudos térmicos são construídos com material

A figura a seguir representa o diagrama de tensão ? versus deformação ? para diferentes materiais poliméricos. Assinale a opção que apresenta, respectivamente, o módulo de elasticidade e o nível de deformação de uma das curvas do diagrama apresentado.

Em uma campanha publicitária que visa à redução do consumo de energia elétrica em residências, identificam-se as recomendações a seguir: ? substitua lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas ou lâmpadas de LED; ? evite usar o chuveiro elétrico com a chave na posição "inverno" ou "quente"; ? acumule grande quantidade de roupa para ser passada a ferro elétrico de uma só vez; ? evite o uso de tomadas múltiplas para ligar vários aparelhos simultaneamente; ? utilize, na instalação elétrica, fios de diâmetros recomendados às suas finalidades. A característica comum a essas recomendações é a proposta de economiza r energia por intermédio da redução