Desempenho em Regime Transitório

O desempenho em regime transitório de um sistema é avaliado, em geral, pela resposta temporal do sistema a uma entrada do tipo salto. Uma resposta típica a um salto unitário (referência constante) é apresentada na figura (1.9). O desempenho do sistema é medido pelo valor das seguintes grandezas:

Figure 1.9: desempenho em regime transitório

• Máximo sobrepasso (overshoot): supondo que o valor da saída ultrapasse o valor da referência, o máximo sobrepasso é definido como o máxima diferença entre a saída e a entrada durante o período transitório, ou seja, o valor de pico máximo atingido pela resposta. Se a saída não ultrapassa o valor da entrada o sobrepasso máximo é, por definição igual a zero. O sobrepasso máximo é em geral dado em porcentagem:
  
  $$Mo\% = \frac{Mo}{y(\infty)} \times 100$$
  
  
  O máximo sobrepasso é um indicativo da estabilidade relativa do sistema. Quanto maior seu valor menor a estabilidade relativa, isto é mais próximo o sistema estará de apresentar um comportamento instável. Em muitas aplicações, como em controle de posição por exemplo, sobrepassos são extremamente indesejáveis.

• Tempo de subida: É definido como o tempo transcorrido para a resposta ir de $10\%$ a $90\%$ do seu valor final. O tempo de subida é um indicativo de quão rápido reaje o sistema a aplicação de um salto em sua entrada. Muitas vezes a redução excessiva do tempo de subida de um sistema a partir da sintonia dos parâmetros de um controlador pode provocar o aparecimento de um alto sobrepasso. Isto explica-se intuitivamente pelo fato que o sistema é "acelerado" de tal maneira que é difícil de "freiá-lo" o que leva a saída a ultrapassar de maneira significante o valor da entrada.

• Tempo de estabilização (ou acomodação): é o tempo necessário para que a resposta entre e permaneça dentro de uma faixa percentual ($2\%$ ou $5\%$)em torno do valor de regime permanente.

• Atraso de transporte: é o tempo decorrente para que uma variação no sinal de referência ou de controle seja efetivamente "sentida" na variável de processo. Assim, se aplicarmos por exemplo uma entrada do tipo salto em um processo com atraso de transporte, a saída do processo permanecerá "fixa" durante um intervalo de tempo $T$. Este tempo $T$ é o atraso de transporte. Entre as causas de ocorrência do atraso de transporte podemos citar: atraso na medida da variável de processo, ou seja tempo que o sensor leva para sentir que houve efetivamente uma variação, atraso na operação do atuador e atraso na ação do próprio controlador. Em geral quanto maior o atraso de transporte, mais difícil é o controle do processo.