Alternativa correta: B – Controlador do tipo P

1. Tema central da questão

O assunto aqui é sistemas de controle, mais especificamente como agir quando a malha aberta é instável. Esse tema é comum em concursos da área de mecânica, pois o controle automático está presente em máquinas industriais, processos de manufatura e manutenção.

2. Resumo teórico

Em sistemas de controle, a malha aberta corresponde ao sistema sem realimentação (feedback). Se ela for instável, é importante testar como o sistema reage quando fechamos a malha, ou seja, adicionamos um controlador. O controlador P (Proporcional) é o mais simples e o primeiro que se testa, pois modifica a resposta do sistema apenas ajustando o ganho, sem adicionar outras dinâmicas que possam complicar a análise inicial.

Fontes: Ogata, Katsuhiko. Engenharia de Controle Moderno. Nise, Norman S. Sistemas de Controle em Engenharia.

3. Justificativa da alternativa correta

Controlador do tipo P é o recomendado para a análise inicial de sistemas instáveis em malha aberta. Ele permite verificar se o simples ajuste proporcional pode estabilizar a malha fechada. Essa abordagem segue a prática padrão antes de se introduzir controladores mais complexos.

4. Análise das alternativas incorretas

• A – I (Integral): O controlador integral pode eliminar o erro em regime, mas pode piorar a instabilidade inicial.
• C – PD (Proporcional-Derivativo): O derivativo pode amplificar ruídos e não é o ponto de partida recomendado.
• D – Pl: Essa alternativa não está correta, parece ser um erro de digitação (tal controlador não existe).
• E – PID: Embora potente, é mais complexo do que o necessário para uma análise inicial e pode mascarar problemas fundamentais do sistema.

5. Estratégias de interpretação

Fique atento a palavras como "inicialmente" e "verificar". Elas indicam que se busca a solução mais simples e básica, não a mais completa. Fuja da tentação de selecionar controladores mais complexos imediatamente, pois isso pode ser uma pegadinha.

Resumo Final

Em sistemas onde a malha aberta é instável, comece sempre pelo controlador P para analisar a estabilidade básica em malha fechada.

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O controlador P (Proporcional) é um tipo de controlador que atua na variável controlada de forma proporcional ao erro (como o nome sugere). Isto é, se o erro é pequeno, ele atua pouco na variável controlada e, se o erro é grande, ele atua muito. A característica principal deste tipo de modo de controle é que, sob seu efeito, o sistema de controle é capaz de conter o aumento ou diminuição da variável controlada e finalmente trazê-la para a condição de equilíbrio a um novo valor. A diferença entre estes dois valores da variável controlada na antiga e nova condição de equilíbrio é denominada de “‘offset” ou desvio de regime. Em face à utilização de um controlador tipo proporcional, a válvula de controle assume uma posição para cada valor da variável medida

O controlador I (Integral) é um tipo de controlador que atua na variável controlada a partir do erro acumulado. Isto é, o erro vai sendo somado (por isso o nome integral) e o controlador usa essa soma para atuar no sistema.

O controlador D (Derivativo) é um tipo de controlador que atua na variável controlada a partir da variação do erro (por isso o nome derivativo). Isto é, ele considera a diferença entre o erro atual e o erro anterior.

O controlador PI (Proporcional-Integral)combina os controladores P e I em um só. Atua efetivamente no regime transitório (por conta do P) e regime permanente do sistema (por conta do I).

O controlador PD (Proporcional-Derivativo) combina os controladores P e D em um só. Atua efetivamente no regime transitório (por conta do P e D). Mas também atua no regime permanente do sistema (por conta do P).

O controlador PID (Proporcional-Integral-Derivativo) combina o melhor dos três mundos: P, I e D em um só. Atua efetivamente no regime transitório (por conta do P e D) e no regime permanente (por conta do I). Através da ação deste modo de controle, o aumento da variável controlada é mais rapidamente contido fazendo-a voltar também rapidamente ao seu valor original com poucas oscilações.