Desenvolvimento de Sistemas de Pêndulos Invertidos como Ferramentas Didáticas em Cursos de Engenharia de Controle e Automação

Abstract

Atualmente, os cursos de engenharia possuem grande carga horária dedicada a estudos teóricos e, com base na aquisição destes conteúdos, um período muito curto do curso é dedicado ao reconhecimento prático e a aplicações dos conceitos investigados. Neste sentido, uma das metodologias para o ensino que introduz a contextualização prática ao estudante consiste na utilização de ferramentas didáticas para a realização de experimentos, tais como bancadas e equipamentos, os quais se tornam elementos chaves no processo de ensino-aprendizagem. Esta metodologia se aplica, principalmente, aos conteúdos relacionados a controle de processos, como por exemplo em sistemas dinâmicos, não lineares, com perturbações, presentes em cursos de engenharia que envolvem controle e automação. Dada a importância das ferramentas didáticas para compreender os conteúdos abordados de maneira teórica, este artigo relata o desenvolvimento de duas ferramentas didáticas para complementar o estudo teórico de sistemas de controle, a saber: um aeropêndulo e um pêndulo Furuta. Em geral, os sistemas de pêndulo invertido apresentam desafios tanto na etapa de modelagem quanto no projeto de controladores. Deste modo, os pêndulos apresentados neste artigo são ferramentas importantes para o ensino de conteúdos relacionados ao controle de sistemas. Uma vez que os protótipos dos sistemas propostos sejam validados por meio de experimentos de controle, os mesmos serão utilizados como ferramentas didáticas em componentes curriculares em cursos de engenharia como, por exemplo, em disciplinas de: sistemas de controle, sistemas realimentados, controle multivariável e controle não linear.