[pt] A determinação de uma trajetória ótima não é uma tarefa simples, uma vez que ela é diretamente dependente dos limites de aceleração suportada por cada veículo. Essa pesquisa aborda um método de otimização baseado em algoritmos genéticos que identifica a trajetória que um carro deve percorrer para completar uma pista pré-definida no menor tempo. Considerando um modelo veicular de Partícula Orientada, o método otimiza os perfis de aceleração que levam o veículo a percorrer a trajetória de menor tempo. Adicionalmente, projeta-se um controlador fuzzy para emular o comportamento de um ser humano na direção do veículo ao longo da trajetória ótima. Para alimentar o controlador, foram testados dois métodos de geração de erro: o Erro Presente da Trajetória e o Erro Futuro da Trajetória (FBTE), que é a medida de posição do carro quanto a sua tendência de movimento. Resultados obtidos com controladores clássicos, como o PDD, são confrontados com os fornecidos pelo controlador fuzzy alimentado pelo procedimento de geração de Erro Futuro de Trajetória (FBTE). / [en] The definition of the minimum time trajectory in a track is not obvious, since it is directly dependent on the acceleration limits that the vehicle can withstand. This paper presents an optimization method based on Genetic Algorithms that identifies the path that a car must follow in order to complete a given circuit in minimum time. By considering an Oriented Particle model, the method optimizes the acceleration profiles that drive the vehicle along the trajectory in minimum time. In addition, a fuzzy controller is designed to emulate the behavior of a human driver controlling a high speed car along the optimized trajectory. Two different error generation procedures were tested as controller inputs: the Present Trajectory Error and the Future-based Trajectory Error (FBTE), which gives information on the car’s tendency of movement. Results obtained with other controllers in the same application, such as the PDD, are compared to those provided by the fuzzy controller fed by the FBTE procedure.

Este trabalho apresenta uma proposta para o controle da suspensão veicular utilizando o amortecedor magneto-reológico, sendo o controle proposto composto pela associação de duas estratégias de controle, o controle ótimo e o controle fuzzy. O Controle ótimo é utilizado para determinar a força a ser utilizada pelo amortecedor magneto-reológico, e o controle fuzzy é utilizado para determinar a corrente elétrica, a ser utilizada no amortecedor magento-reológico e é obtido considerando o modelo de Mandani. Para o controle fuzzy, são consideradas duas entradas, a velocidade de deslocamento do pistão do amortecedor e a força prevista pelo controle ótimo, e uma saída, a corrente elétrica [A]. Para demonstrar a eficiência do controle proposto são consideradas simulações computacionais, utilizando um modelo matemático não-linear de um quarto de veículo. A análise do desempenho do controle é realizada, considerando excitações provocadas por irregularidades na pista, as irregularidades são representadas por entradas tipo degrau, impulso e senoidal. As simulações computacionais são realizadas, utilizando o Matlab® e o Simulink. Os resultados das simulações demonstram que o controle proposto aumenta a segurança do veículo e melhora sua dirigibilidade, reduzindo o deslocamento vertical do conjunto eixo e roda e o espaço de trabalho do amortecedor, quando comparado como o sistema passivo. Também contribui com o conforto dos passageiros, reduzindo as oscilações da carroceria, mantendo os níveis de aceleração abaixo dos considerados desconfortáveis pela norma BS 6841, 1987. Para verificar o comportamento do controle proposto, diante de incertezas, são realizadas simulações computacionais, considerando a possibilidade de erros paramétricos. As simulações, considerando os erros paramétricos, demonstram que o controle ótimo, mesmo quando sujeito a incertezas, permanece sendo estável e ótimo. / This work presents a proposal for control of vehicular suspension using the magneto-rheological damper, the proposed control is composed by association of two control strategy, the optimal control and the fuzzy control. The optimal control is used to determine the power to be applied by the magneto-rheological damper, and the fuzzy control is used to determine the electric current to be used in the magneto-rheological damper and is obtained considering the Mandani's model. For the fuzzy control two inputs are considered, the velocity of the piston's damper and the force provided by the optimal control, and one output, the electric current [A]. To demonstrate the efficiency of the proposed control, computational simulations are considered using a nonlinear mathematical model for a quarter-car. The performance of the control is analyzed considering excitements provoked by irregularities in the track, the irregularities are represented by entrances step type, pulse and sinusoidal. The computational simulations are performed using the Matlab® and the Simulink. The results of simulations show that the proposed control increases the vehicle security and improves the drive ability by reducing the vertical wheel displacement and the workspace to be used by the damper when compared to the passive system. It also helps with the comfort of passengers, reducing the bodywork oscillations, maintaining levels of accelerating below considered uncomfortable by standard BS 6841, 1987. To verify the behavior of the proposed control, in the face of uncertainty, computational simulations are carried out, considering the possibility of parametric errors. The simulations, show that the Optimal Control, even when subject to uncertainties, remains stable and optimal.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5430085 bytes, checksum: 2ce42198a2dd4ca16f3d08b584e0513c (MD5) Previous issue date: 2012-06-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The objective of this research was to develop a nonlinear controller, using the technique of fuzzy intelligent control, apply to networks pressurized water distribution sectored, automated and distributed pumping system in order to minimize energy consumption. The methodology used was based on the performance of several tests using an instrumented experimental network, where the control system can be tested and evaluated. The experimental system has pressure transducers and flow, variable speed driven, proportional control valves and water distribution lines, with different topologies that allow you to simulate dynamically different situations operational supply network, depending on the variation of demand water over time. The supervisory system built acquires the necessary data, provided by the network monitoring tools. The controller module of the supervisory system processes data in real time, tuning the instruments to carefully control the experimental network. We performed numerous tests with different operating conditions in order to extract rules and various combinations of control, to optimize the balance of pressures on the network and reduce energy consumption. The results obtained proved that it is more economical to operate the network with the two sets of pumping, for all ranges of consumption studied. Besides the economic aspect, which indicated an energy saving of around 12.17%, the controller gave better performance to achieve and balance the pressures of the network with the pumping action of two acting simultaneously. / O objetivo nesta pesquisa foi desenvolver um controlador não-linear, utilizando a técnica de controle inteligente fuzzy, aplicável a redes pressurizadas de distribuição de água setorizadas, automatizadas e com sistema de bombeamento distribuído, visando minimizar o consumo de energia elétrica. A metodologia empregada foi baseada na realização de diversos ensaios utilizando uma rede experimental instrumentalizada, onde o sistema de controle pode ser testado e avaliado. O sistema experimental possui transdutores de pressão e de vazão, conversores de frequência, válvulas com controle proporcional e ramais de distribuição de água, com topologias diferentes que permitem simular, dinamicamente, diversas situações operacionais da rede de abastecimento, em função da variação da demanda de água ao longo do tempo. O sistema supervisório construído adquire os dados necessários, fornecidos pelos instrumentos de monitoramento da rede. O módulo controlador do sistema supervisório processa os dados, em tempo real, sintonizando de forma criteriosa os instrumentos de controle da rede experimental. Foram realizados inúmeros ensaios com diferentes condições operacionais, visando extrair regras e combinações diversas de controle, para otimizar o equilíbrio das pressões na rede e reduzir o consumo energético. Os resultados obtidos comprovaram que é mais econômico operar a rede com os dois conjuntos de bombeamento, para todas as faixas de consumo estudadas. Além do aspecto econômico, que indicou uma economia de energia da ordem de 12,17%, o controlador proporcionou um melhor desempenho para atingir e equilibrar as pressões da rede com a ação dos dois bombeamentos atuando simultaneamente.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcilioPOF_DISSERT.pdf: 1988448 bytes, checksum: 9c294724be9e1293cb0dc0afa9195c2e (MD5) Previous issue date: 2011-09-02 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work proposes the design, the performance evaluation and a methodology for tuning the initial MFs parameters of output of a function based Takagi-Sugeno-Kang Fuzzy-PI controller to neutralize the pH in a stirred-tank reactor. The controller is designed to perform pH neutralization of industrial plants, mainly in units found in oil refineries where it is strongly required to mitigate uncertainties and nonlinearities. In addition, it adjusts the changes in pH regulating process, avoiding or reducing the need for retuning to maintain the desired performance. Based on the Hammerstein model, the system emulates a real plant that fits the changes in pH neutralization process of avoiding or reducing the need to retune. The controller performance is evaluated by overshoots, stabilization times, indices Integral of the Absolute Error (IAE) and Integral of the Absolute Value of the Error-weighted Time (ITAE), and using a metric developed by that takes into account both the error information and the control signal. The Fuzzy-PI controller is compared with PI and gain schedule PI controllers previously used in the testing plant, whose results can be found in the literature. / Prop?em-se neste trabalho a concep??o, a avalia??o do desempenho e uma metodologia para sintonia dos par?metros iniciais das fun??es de pertin?ncia de sa?da de um controlador Fuzzy- PI, tipo Takagi-Sugeno-Kang, para o acompanhamento de refer?ncias de pH em um tanque reator com agita??o cont?nua. O controlador ? projetado para executar a neutraliza??o do pH em plantas industriais, principalmente em unidades encontradas em refinarias de petr?leo. O sistema emula, com base no modelo de Hammerstein, uma planta real que se ajusta ?s mudan?as no processo de neutraliza??o do pH, evitando ou reduzindo a necessidade de ressintonia. O desempenho do controlador ? avaliado pelos overshoots, pelos tempos de acomoda??o, pelos ?ndices Integral do valor absoluto do erro (IAE) e Integral do valor absoluto do erro com pondera??o do tempo (ITAE), e atrav?s de um ?ndice desenvolvido por Goodhart que leva em considera??o tanto informa??es do erro quanto do sinal de controle. O controlador Fuzzy-PI ? comparado com controladores PI e PI Escalonado utilizados previamente na planta de teste, cujos resultados est?o dispon?veis na literatura.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JobsonFS_DISSERT.pdf: 3147277 bytes, checksum: 9416518f7f32bb71bac0fdf3eb8002f3 (MD5) Previous issue date: 2012-06-08 / The present work shows the development and construction of a robot manipulator with two rotary joints and two degrees of freedom, driven by three-phase induction motors. The positions of the arm and base are made, for comparison, by a fuzzy controller and a PID controller implemented in LabVIEW? programming environment. The robot manipulator moves in an area equivalent to a quarter of a sphere. Experimental results have shown that the fuzzy controller has superior performance to PID controller when tracking single and multiple step trajectories, for the cases of load and no load / O presente trabalho mostra o desenvolvimento e constru??o de um manipulador rob?tico de juntas rotativas com dois graus de liberdade, acionado por motores de indu??o trif?sicos. Os posicionamentos do bra?o e da base s?o realizados, para efeito de compara??o, por um controlador fuzzy e por um controlador PID, implementados no ambiente de programa??o LabVIEW?. O rob? desenvolvido permite movimenta??o numa ?rea espacial equivalente a um quarto de esfera. Resultados experimentais demonstraram que o controlador fuzzy apresenta desempenho superior ao do controlador PID quando o manipulador rob?tico executa trajet?rias dos tipos degrau vari?vel e degrau unit?rio com carga e sem carga

Propõe-se um controlador difuso Takagi-Sugeno com índice de desempenho H \'INFINITO\' para regulagem da marcha lenta em motores de ciclo Otto. Obtém-se uma representação difusa do motor de ciclo Otto operando em marcha lenta. Esse modelo é utilizado para a síntese do controlador. O controlador difuso com desempenho H \'INFINITO\' é projetado para rejeitar o efeito de distúrbios de cargas externas sobre a rotação do motor em regime de marcha lenta. As ações de controle, posição da borboleta de aceleração e ponto de ignição, são limitadas a uma faixa de operação específica para a marcha lenta. O controlador projetado apresenta ação de controle por realimentação de estados. Os ganhos de realimentação para cada regra do controlador difuso são obtidos a partir de um problema de otimização formulado através de LMIs. / It is proposed an Otto cicle engine idle speed H \'INFINITE\' Takagi-Sugeno fuzzy control. It is presented an Otto cicle engine idle speed fuzzy model. This model is then used to control design. The H \'INFINITE\' fuzzy control is designed to reject external load disturbance effect at idle speed engine rotation. A specifc idle speed operation range is defined to both actions control, throttle plate position and spark advance. A state feedback control is designed. A LMI optmization problem is used to find the state feedback gains at each fuzzy control rule.

O transporte pneumático de sólidos constitui uma aplicação comum em processos industriais petroquímicos, de mineração, de alimentos e agrícola. Entretanto, devido a limitações de ordem prática, a maioria das aplicações existente envolve o transporte de 1 a 400 toneladas por hora, através de distâncias de até 1000 m. Entre estas limitações, o consumo de potência provavelmente é a mais severa. Um sistema de transporte seguro e que apresente uma redução no consumo de potência pode ser implementado com técnicas não convencionais de controle. Este trabalho descreve a implementação de um controlador difuso em um circuito experimental de 45 mm de diâmetro interno utilizado para transportar sementes de Setaria Itálica ao longo de 21 metros. Informações obtidas com um estudo prévio de identificação de regimes gás - sólido através de redes neurais auto-organizáveis foram utilizadas no projeto do controlador. Os resultados mostraram uma redução significativa de 41%, em média, no consumo de potência requerida para o transporte de uma mesma carga de sólido. / The pneumatic conveying of solids in a gas stream is a recurrent process in petrochemical industries as well as in agricultural, food and mining. However, due to practical limitations the majority of existing systems have capacities ranging from 1 to 400 tones per hour over distances less than 1000 m, mainly because of a high power consumption per transported unit mass. A safe circuit with reduced power consumption can be designed using non-conventional control techniques. This work describes a fuzzy controller implementation for a 45 mm i.d. pneumatic conveying system used to transport Setaria Italica seeds over a distance of 21 m. Data obtained in a previous study about gas-solid flow regime identification through a self-organizing neural network were used in the controller design. The results show that reduction in power consumption can reach 41% when compared with classical non controller transport.

Submitted by Adriely Bruce (adriely_bruce@hotmail.com) on 2016-12-16T13:13:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Câmara Sales.pdf: 3202633 bytes, checksum: b132b1fefafdda85faf38c42f7092ae2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-22T15:15:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Câmara Sales.pdf: 3202633 bytes, checksum: b132b1fefafdda85faf38c42f7092ae2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-22T15:16:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Câmara Sales.pdf: 3202633 bytes, checksum: b132b1fefafdda85faf38c42f7092ae2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T15:16:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Câmara Sales.pdf: 3202633 bytes, checksum: b132b1fefafdda85faf38c42f7092ae2 (MD5) Previous issue date: 2014-07-26 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Nowadays kind quadrotor helicopters are becoming popular in developing research in unmanned aerial vehicles UAV, for its ability to planar and vertical landing in hard to reach places. The control of most of these vehicles is based on physical or experimental dynamic models, and may have a high cost due to the time of project development. In this work is presented the stability control using fuzzy logic, which eliminates the need for a dynamic model for the controller design. Using the least amount of linguistic rules in order to enable the implementation of the controller in embedded systems with low computational capacity. / Hoje em dia os helicópteros do tipo quadrotor estão se tornando populares no desenvolvimento de pesquisas em veículos aéreos não tripulados VANT, pela sua capacidade de pouso vertical e de planar em locais de difícil acesso. O controle da maioria destes veículos é baseado em modelos dinâmicos físicos ou experimentais, podendo apresentar um alto custo devido ao tempo de desenvolvimento do projeto. Neste trabalho é apresentado o controle de estabilidade de um quadrotor utilizando lógica fuzzy, que dispensa a necessidade de um modelo dinâmico para o projeto do controlador. Utilizando a menor quantidade de regras linguísticas com o intuito de viabilizar a implementação do controlador em sistemas embarcados de baixa capacidade computacional simplificando o desenvolvimento do controlador de estabilidade do sistema proposto.

Neste trabalho, a automação de um sistema de pulverização a taxa variada com injeção direta é apresentado. A automação do sistema de pulverização montado em uma bancada laboratorial estática foi baseado em um controlador programável com capacidade de tempo real. Os sistemas de pulverização com injeção direta possibilitam o uso de diferentes agroquímicos em uma mesma aplicação, e adicionalmente reduzem os impactos toxicológico e ambiental relacionados com o preparo e descarte da mistura de agroquímico e água. A automação deste sistema envolve o desenvolvimento de placas de interface, a modelagem do pulverizador e o controle das vazões. Um ambiente de simulação baseado no LabVIEW permitiu que os códigos fonte e as rotinas desenvolvidas fossem utilizadas diretamente no controlador programável, exigindo pouca ou nenhuma modificação. Para regular a vazão de injeção do agroquímico, que é dada por uma bomba de pistão, é utilizado um controlador proporcional-integral (PI). Já para regular a vazão da mistura de agroquímico e água, que é dada por uma válvula de controle proporcional de três vias, são implementados dois controladores: um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) e um controlador adaptativo do tipo PID fuzzy por escalonamento de ganho. O desempenho dos controladores implementados são analisados via os resultados do erro de aplicação e das vazões. / In this work, the automation of a direct injection sprayer system for variable rate application of agrochemicals is presented. The automation of the sprayer system assembled on a laboratory static bench is based on a programmable controller with real time capabilities. Variable rate sprayer with direct injection systems allow multiple agrochemical application and additionally reduces the toxicologic and environmental risks associated with the carrier-agrochemical mix preparation and discard. The automation of this system comprises the development of interface boards, the sprayer modeling and the control of flow rates. Using a simulation environment based on LabVIEW, the developed source code and routines could be implemented directly in the programmable controller, requiring few or no changes. For the injection flow rate, which is set by a piston pump, a proportional-integral (PI) controller is used. And, to regulate the carrier-agrochemical mix flow rate, which is set by a three-way proportional control valve, two controllers are used: a proportional-integral-derivative (PID) controller and a fuzzy gain scheduling of PID controller. The performance of the implemented controllers is analyzed via the flow rates and the application error results.

Cette thèse présente tout d'abord un méthode d’exploration mono-robot, ensuite une stratégie coopérative décentralisée d'exploration pour un groupe de robots équipés de range finders. Une carte 2-D de la zone explorée est construite sous la forme de figure en pixels et est étendue par les robots en utilisant un planner local qui décide automatiquement entre l'information gagnée et le coût d'exploration. La carte est construite en utilisant la méthode des moindres carrés pour réduire les erreurs des données des capteurs. En divisant la tâche globale en sous-tâches, un contrôleur intelligent permet de réduire la complexité. Cependant, la fusion de différents comportements avec des objectifs différents peut entraîner des contradictions et modifier ainsi la stabilité du système. Par conséquent, la question de mécanisme de coordination de comportements est essentielle pour réaliser un mouvement sécurisé sans collisions. Une méthode intégrée par la coordination des comportements et de commande par fusion est proposée dans le présent travail. Une nouvelle approche basée sur cinq comportements de base pour la navigation de robots mobiles est discutée. Player/Stage est un projet de logiciel open-source pour la recherche sur la robotique. Ses composants comprennent le serveur de réseau et les simulateurs de robot pour plusieurs types de plates-formes de robots. Nous utilisons principalement simulation sous Player/Stage pour tester nos algorithmes en mono-agents/multi-agents , en cartographie et en navigation. Les résultats obtenus montrent que les solutions proposées sont efficaces et peuvent être utilisées dans des robots réels. / In this Ph. D., we will present firstly a single robot exploration method, then a decentralized cooperative exploration strategy for a team of mobile robots equipped with a range finders. A two dimensional map of the explored area is built in the form of a pixel figure. This is expanded by the robots by using a randomized local planner that authomatically realizes a decision between information gain and navigation cost. In our work, the map is reconstructed using a least-mean square method to reduce the errors of the sensor data. In dividing the overall task into subtasks, the intelligent controller allows reducing the robots task complexity. But the fusion of different behaviors with different objectives may cause contradiction in the procedure and alter the stability of the system. Therefore, the issue of behavior coordination mechanisms is crucial in order to realize the non-collision safety-ensured movements. A method integrated by behavior coordination and command fusion is proposed. A new approach with five basic behaviors for mobile robot navigation is discussed.Player/ Stage is an open-source software project for research in robotics and sensor systems. Its components include the Player network server and the Stage robot platform simulators providing a hardware abstraction layer to several popular robot platforms. Player is one of the most popular robot interfaces in research. We mainly use Player/Stage simulation to test our algorithms in mono-agent/multi-agent exploration, map reconstruction and robot navigation. Obtained results show that the proposed approaches are effective and can be applied in real robots.