Engenharia Elétrica

Tópicos Especiais

Processamento Digital de Sinais (TOE-36)

Ementa:

Estudo teórico, de projeto e de implementação de estruturas de processamento digital de sinais. Amostragem, quantização e reconstrução de sinais; projeto de filtros digitais no domínio do tempo e da freqüência; teoria e aplicação de transformadas discretas de Fourier e do da FFT. Revisão de alguns tópicos da teoria de sistemas lineares. Ações básicas de controle: controladores liga-desliga, proporcional,integral e derivativo. Projeto de controladores usando lugar das raízes e resposta em freqüência. Controladores em cascata. Pré-alimentação. Aplicações em Processos Industriais. Aplicações de computadores em controle de processos. Sistemas a dados amostrados. Relação entre localização de pólos e zeros e resposta temporal. Modelagem de um sistema de controle por computador. Projeto de controladores digitais no plano Z e no Espaço de Estados. Efeito da quantização de sinais. Seleção da frequência de amostragem.

Programa da Disciplina:

1. Sinais e sistemas de tempo discreto 
1.1. Introdução 
1.2. Sinais e seqüências de tempo discreto 
1.3. Sistemas lineares e invariantes no tempo 
1.4. Estabilidade e causalidade 
1.5. Equações à diferença linear com coeficientes constantes 
1.6. Representação no domínio da freqüência de sinais e sistemas de tempo discreto - T.F. 
1.7. Amostragem de sinais contínuos no tempo 
1.8. Quantização e reconstrução de sinais contínuos no tempo 
 
2. Transformada Z 
2.1. A Transformada Z 
2.2. A Transformada Z inversa 
2.3. Função de transferência 
 
3. A transformada discreta de Fourier - DFT 
3.1. Representação de seqüências periódicas - A série de Fourier Discreta 
3.2. Amostragem 
3.3. Representação de seqüência de duração finita - DFT 
3.4. Convolução linear usando a transformada discreta de Fourier 
 
4. Técnicas de projetos de filtros digitais - IIR e FIR 
4.1. Projetos de filtros digitais IIR a partir de filtros analógicos 
4.2. Projetos de filtros digitais IIR auxiliados por computador 
4.3. Propriedades dos filtros digitais FIR 
4.4. Projetos de filtros digitais FIR utilizando janelas 
4.5. Projetos de filtros digitais FIR auxiliados por computador 
4.6. Transformada rápida de Fourier - FET 
 
5. Revisão de controle de sistemas lineares 
5.1. Sistemas de malha aberta e malha fechada 
5.2. Função de transferência 
5.3. Localização dos pólos e zeros 
5.4. Ações básicas de controle 
5.5. Liga/Desliga 
5.6. Proporcional 
5.7. Integral e derivativo 
 
6. Controladores 
6.1. Projeto de controladores utilizando lugar geométrico das raízes (LGR) 
6.2. Projeto de controladores utilizando resposta em freqüência 
6.3. Controladores em cascata 
6.4. Aplicações de controladores de processos industriais 
 
7. Sistemas de controle 
7.1. Sistemas a dados amostrados 
7.2. Relação entre localização de pólos e zeros e resposta temporal 
7.3. Modelagem de um sistema de controle por computador 
7.4. Projeto de controladores digitais no plano - Z e no espaço de estados 
7.5. Efeito da quantização de sinais 
7.6. Seleção de freqüência de amostragem 

Bibliografia:

K. J. Astrom e Bjorn Wittenmark. "Computed Controlled Systems, Theory and Design". Prentice Hall. 1990.

A. V. Oppenheim. "Applications of Digital Processing". Prentice Hall. Englewood Cliffs. EUA. 1978.

R. H. Middleton e G. G. Goodwin. "Digital Control and Estimation, a Unified Approach". Prentice-Hall Series. 1990

D. Williamson. "Digital Control and Implementation". Prentice-Hall. 1991.


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