Modelagem

Relatório - Simulação Computacional de um Sistema Dinâmico

Alunos: Rafael Iury de Oliveira Fábio Oliveira

1) Introdução

A simulação e modelagem foi baseada em um sistema dinâmico de bombeamento de água. Tal sistema é composto por um reservatório, um tanque de água, uma bomba e um medidor de vazão.
O tanque tem capacidade de 2500 litros e a água é bombeada para dentro do mesmo a partir da base. Na outra base do tanque a tubulação é responsável por transferir água para o reservatório. A vazão de saída de água para o reservatório resulta em uma tensão 0 a 5 Volts, sendo possível obter os parâmetros para o cálculo.

2) Metodologia

Um arquivo identificado por data_long.dat foi utilizado para auxiliar na simulação do sistema, contendo valores de tempo, nível e vazão. O nível representa a entrada e a vazão representa a saída do sistema. A técnica de Transformada de Fourier foi utilizada para encontrar o modelo da planta em função da resposta em frequência, a partir dos dados de medição reais dos sinais de entrada e saída.

3) Resultados/Discussão

Primeiramente o arquivo data_long.dat foi carregado no software MATLAB e a matriz de dados deste arquivo foi separada em uma coluna para cada variável (tempo, nível e vazão).
Em seguida, os gráficos de entrada (Figura 1) e saída (Figura 2) do sistema foram plotados, identificados pelo nível e vazão, respectivamente, em função do tempo.

Figura 1 – Sinal de Entrada

Figuras 2 e 3 – Sinal de saída/Sinal de saída filtrado

Após a análise dos gráficos gerados é possível observar que se faz necessário o uso de um filtro para amenizar os erros causados pelos ruídos de medição (Figura 3). O filtro mais adequado se trata do Média Móvel, onde cada elemento é substituído pela média de alguns valores antes e depois do mesmo.
Para que os dados possam ser melhor analisados e o modelo seja obtido com maior precisão, faz-se necessário uma simulação dos mesmos resultados no domínio da