De pêndulo a helicóptero, laboratório cria experimentos de controle

Protótipos ajudam alunos a entender a teoria de controle, usada na engenharia para estudar sistemas dinâmicos

Por - Editorias: Universidade
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Bruno Augusto Angélico mostra o Helicóptero CO 2 graus de liberdade - Foto: Marcos Santos/USP Imagens
Professor Bruno Augusto Angélico mostra o helicóptero com dois graus de liberdade – Foto: Marcos Santos/USP Imagens

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No cotidiano, estamos em contato frequente com o que os profissionais da área de exatas chamam de sistemas dinâmicos. Eles podem ser descritos como sistemas que evoluem ao longo do tempo – pode parecer uma ideia simples, mas o conceito é bastante útil quando se quer falar sobre comportamentos complexos que alguns sistemas podem apresentar, por exemplo, uma aeronave que precisa reagir de forma adequada a diversas variáveis, como mudanças de velocidade e altitude e manobras do piloto durante o voo.

Para tratar do comportamento desses sistemas, existe a chamada Teoria de Controle, que tem dado grandes contribuições tecnológicas em várias áreas. No ano passado, a Escola Politécnica (Poli) da USP criou um laboratório dedicado ao tema, que ajuda os alunos de engenharia a entender na prática o que é apresentado em sala de aula. No Laboratório de Controle Aplicado (LCA) existe, até mesmo, um protótipo de helicóptero, a partir do qual foi criado um controlador capaz de estabilizá-lo. O sistema permite compreender técnicas avançadas de controle que podem ser aplicadas em situações reais.

A proposta do laboratório é construir sistemas como esse, conhecidos como plantas de controle, fazer  modelos matemáticos para encontrar as equações que regem sua dinâmica e, a partir dessas equações, fazer o modelo do controlador.

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Fernando dos Santos Barbosa demonstra o dispositivo Bola e Roda - Foto: Marcos Santos-USP Imagens
Fernando dos Santos Barbosa demonstra o dispositivo Bola e Roda – Foto: Marcos Santos-USP Imagens

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O fundador do LCA é o professor Bruno Augusto Angélico. Como o laboratório é relativamente novo dentro da Poli, ele decidiu criar um canal no Youtube como forma de divulgar o que está sendo feito e atrair novos alunos que queiram desenvolver pesquisas aplicadas na área de controle.

A ideia surgiu durante uma conversa com Fernando Barbosa e Gabriel das Neves, alunos de pós-graduação que estavam desenvolvendo projetos no local. “É um trabalho legal e percebemos que não há tantas universidades no Brasil que fazem sistemas como esse”, diz o professor. De acordo com Angélico, os estudantes são parte fundamental do projeto, pois são eles os responsáveis por montar os sistemas apresentados na internet.

Os vídeos começaram a ser publicados em setembro de 2016. As primeiras produções foram para mostrar as plantas do laboratório e agora haverá uma segunda rodada ensinando como construí-las e fazer os cálculos para projetar o controlador. Angélico afirma que a recepção das pessoas com o canal foi satisfatória. “Estamos recebendo elogios de colegas de trabalho e apareceram novos alunos que me procuraram para fazer iniciação científica”, comemora.

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Gabriel Pereira das Neves demonstra o pêndulo invertido Translacional - Foto: Marcos Santos/USP Imagens
Gabriel Pereira das Neves demonstra o pêndulo invertido translacional – Foto: Marcos Santos/USP Imagens

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Recentemente, Angélico e seus alunos participaram do Congresso Brasileiro de Automática, em Vitória (ES), no qual os projetos foram bem aceitos. Segundo Angélico, uma das vantagens é que os protótipos feitos em laboratório são mais econômicos do que os comerciais. “É complicado ter recurso para comprar plantas como essas. Uma das missões do laboratório é desenvolver protótipos de baixo custo, mas com todas as funcionalidades de um sistema comercial.”

Por enquanto, o Laboratório de Controle Aplicado é restrito aos alunos de pós-graduação e iniciação científica, mas há a intenção de levar os projetos para os alunos de graduação, para que os sistemas sejam feitos também em sala de aula.
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Helicóptero com 2 graus de liberdade - Foto: Marcos Santos/USP Imagens
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Levitador Magnético - Foto: Marcos Santos/USP Imagens
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Levitador Magnético - Foto: Marcos Santos/USP Imagens
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Giroscópio - Foto: Marcos Santos/USP Imagens
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Equipamento bola e roda - Foto: Marcos Santos/USP Imagens
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Robô Auto-equilibrado - Foto: Marcos Santos/USP Imagens
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O LCA pertence ao Laboratório de Automação e Controle do Departamento de Engenharia de Telecomunicações e Controle da Poli.

Com informações da Assessoria de Imprensa da Poli

Mais informações: http://sites.usp.br/lca/

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