[pt] Este trabalho apresenta uma solução para o problema de posicionamento automático preciso de um corpo em um plano horizontal, atendendo à restrição de não gerar campo magnético significativo junto ao objeto a ser posicionado. A motivação do trabalho reside na necessidade, por parte do Laboratório de Supercondutividade Aplicada e Magnetismo (LSAM) do Departamento de Física, de um posicionador para experimentação em magnetocardiografia. Inicialmente são discutidas as tecnologias de automação aplicáveis ao problema, justificando-se a opção por um sistema pneumático de atuação. O sistema posicionar montado é então descrito em profundidade, abordando-se os aspectos relacionados à geometria do problema em questão, materiais, montagens mecânicas e o sistema de controle digital. A seguir é apresentada uma abordagem matemática para o problema de controle de posição em malha fechada, visando à definição de uma lei de controle aplicável ao caso em estudo. Alguns resultados analíticos são obtidos para controle de sistema caracterizados por atrito Coulombiano, ao mesmo tempo em que se desenvolve um modelo para simulação numérica da dinâmica de movimento do posicionador. Com base nestas duas ferramentas, é apresentada uma discussão sobre a aplicabilidade dos controladores da família PID ao caso específico considerado. Por fim, resultados reais obtidos com a lei de controle proposta são comparadores aos resultados simulados, mostrando-se a validade e a utilidade do modelo teórico. / [en] This thesis presents a solution or the problem of automatic precise positioning of na object in the horizontal plane, not generating any significative magnetic field in the region close to the object to be positioned. The study presented was developed as part of an effort to fulfill a necessity for a positioning system for magnetocardiography experimentation in the Magnetism and Applied Supercondutivity Laboratory of the Departament of Physics of this University. A discussion over applicable automation option is presents, along with a justification for a choice of a pneumatic actuating system. The whole precise positioning assembly is described in detail, including subjects such as movement geometry, material, mechanical structures and the digital control system. A mathematical study of the closed of the closed loop position control problem is then developed, aiming to define a control algorithm applicable to the problem. Algebraic analysis is used to describe the influence of Coulomb friction over the equations of motion of a proportional position control system, while a model for simulations experiments of the assembly´s positioning dynamics is developed. These tools are used as the basis for a discussion over the applicability of the PID controlers in the case in study. Moreover, the behavior of the proposed algorithm is recorded and compared to the results of the simulations, showing the correctness and the utility of the theoretical analysis.

[pt] Este trabalho situa-se numa das linhas de pesquisa da PUC-Rio de projeto de unidades flutuantes tais como, navios e plataformas semi-submersíveis. Nesta linha de pesquisa estão sendo desenvolvidos os programas gráficos MG (Mesh Generator) e o Sstab. O primeiro programa é um modelador geométrico por meio de seções transversais e gerador de malhas para modelos de estruturas flutuantes. O segundo programa é utilizado para a análise de estabilidade estática dos modelos gerados pelo MG. Este trabalho propõe um ambiente integrado de modelagem e de análise estática e dinâmica de estruturas flutuantes. O principal diferencial deste ambiente está no fato de possibilitar a geração automática de variantes de um determinado modelo padrão, a fim de atingir uma configuração desejada, seja no aspecto geométrico ou com relação a sua estabilidade estática. Este ambiente faz uso da linguagem Lua e é possível definir variáveis globais para serem utilizadas como parâmetros de modelagem que extraem, ou modificam, dados como comprimento, largura, altura etc. É possível parametrizar um modelo qualquer, em função de variáveis escolhidas pelo usuário, o que possibilita uma modelagem automática, com a variação de alguns destes parâmetros. Foram ainda desenvolvidas algumas ferramentas auxiliares que facilitam a modelagem de uma estrutura flutuante. Estas ferramentas verificam a consistência topológica de uma malha, gerar uma subdivisão gradativa das curvas cortadas e simplificar as novas malhas geradas. É possível também detectar se o modelo possui simetria num determinado plano e realizar, de forma automática, cortes do modelo final para diferentes calados. / [en] This work is related to the PUC-Rio research area of vessel´s designs such as ships and semi-sub platforms. In this research area two softwares have been developed: MG and Sstab. The first is a geometric modeler based on cross sections and also on a mesh generator; the second is a software for the analysis of static and dynamic stability of MG models. This work proposes an integrated environment for modeling, and static and dynamic analysis of vessels. The main advantage of the proposed environment is that it is possible to obtain automatically variants of a specific model in order to achieve a desired configuration, not only in relation to geometry but also concerning the static stability aspect. This environment uses the Lua programming language and it is possible to define global variables to be used as parameters which retrieve or modify modeling values such as length, width, height, and so on. Any model can be parameterized, as a function of user chosen variables, which allows an automatic modeling with the variation of those parameters. There has been also developed some auxiliary tools which help the modeling of floating structures. Those tools verify the topological consistency of a mesh, generate a gradual subdivision of intersected curves and simplify the new generated meshes. They are also able to detect if the model has symmetry in relation to a certain plane, and sections can be automatically obtained according to different draughts.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:17:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309733.pdf: 2519130 bytes, checksum: 7602e40a2e60c8ab13d918a214b4a9ec (MD5) / Em referência ao controle de inclinação de um triciclo estreito tratado em Faria (2010) e Roqueiro e Fossas (2010), um controlador por modo de deslizamento robusto baseado no ângulo de direção e a velocidade foi projetado seguindo metodologias atuais disponíveis no âmbito do controle por modo de deslizamento - a diagonalização e o controle vetorial unitário. Embora a dinâmica do triciclo tenha nove graus de liberdade, as leis de controle foram baseadas em um modelo simplificado de uma bicicleta de dois graus de liberdade. Numa primeira parte, uma lei de controle é projetada para o modelo da bicicleta, seguindo a abordagem da diagonalização. Em uma segunda parte, o modelo da bicicleta é aumentado com a inclusão da dinâmica dos atuadores, e uma nova lei de controle é projetada através da diagonalização e a metodologia do controle vetorial unitário. Em uma seção final, as leis de controle são validadas em simulação no modelo completo do triciclo com presença e ausência de perturbações de rugosidade na pista e vento lateral. / Along the lines of the tilt controlled narrow tricycle treated in Faria (2010) and Roqueiro e Fossas (2010), a robust sliding mode controller based on the steer angle and the speed has been designed by following two current methodologies available in the framework of sliding mode control - the decoupling approach and the unit vector control. The actual tricycle model has nine degrees of freedom, however, the control laws were based on a more simplified but representative two degrees of freedom model of a bicycle. In a first stage, a control law is designed for this bicycle model, by following the decoupling approach. In a second stage, the two degrees of freedom model is augmented to take the actuators dynamics into account and the sliding controls are defined via the decoupling and the unit vector methodologies. In a final section, control laws are validated in simulation on the complete model of the tricycle with the presence and absence of disturbances of ground and crosswind.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-20T04:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196289.pdf: 1217797 bytes, checksum: 058f79984900dcddcf5621df8ecc5cde (MD5) / O objetivo deste estudo é apresentar um modelo de simulação para avaliação do fluxo de transporte rodoviário de sondas de perfuração terrestre de poços de petróleo. O desenvolvimento mostra um breve histórico desde o início da exploração de petróleo no Brasil, em 1858, relata sobre o transporte de sondas terrestres por modal rodoviário terceirizado e identifica os métodos apropriados para uma análise logística utilizando a simulação. Entre os métodos de simulação analisados, foi adotada a modelagem de filas utilizando um sistema computacional de simulação visual, em face da facilidade de construção, qualidade de apresentação e análise dos resultados. Encerrando a fase de desenvolvimento, um estudo de caso é abordado, utilizando-se os dados obtidos nas operações de transporte de sondas de uma unidade de negócios de exploração e produção da PETROBRAS # Petróleo Brasileiro S.A., localizada na Bahia. A escolha do método é referendada com os resultados obtidos, pois representam a realidade desde que sejam consideradas as condições de contorno do problema e limitações do software usado para a modelagem. O modelo foi desenvolvido com técnicas avançadas de programação e animação, usando um sistema de simulação de nível internacional, em versão de treinamento. Os dados de programação de perfuração do ano de 2001 foram analisados com base estatística, obtendo-se indicadores de avaliação de custo, índice de utilização, nível de serviço e trade-off. O trabalho reúne documentos complementares nas seções de apêndices e anexos que facilitam o entendimento do texto. As conclusões apontam que o método selecionado é adequado para o desenvolvimento da avaliação proposta e, uma das recomendações é a aplicação da simulação para avaliação do fluxo de transporte rodoviário de sondas de perfuração terrestre de poços de petróleo, como ferramenta de logística para auxiliar nos processos de tomada de decisões.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-20T11:20:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227346.pdf: 1266542 bytes, checksum: 024bef5b204e7abba3e5328642db3926 (MD5) / A necessidade do ser humano por novos meios de comunicação, tanto entre seus semelhantes, quanto na relação do homem com a máquina, nos traz novos desafios. Este trabalho avalia o "kit" da Microsoft de reconhecimento de fala. Esta ferramenta propõe facilidades para projetos que necessitam utilizar o reconhecimento de voz. Neste estudo são abordados vários conceitos, podendo assim o leitor ter uma boa conceituação sobre os tópicos descritos. Os principais assuntos relacionados na revisão bibliográfica são o reconhecimento de padrões, inteligência artificial e a voz. Finalmente apresenta-se o Microsoft Speech SDK e suas características. Após são apresentadas as avaliações e conclusões obtidas sobre o uso da ferramenta utilizada. The human being need for new communication means so much among its fellow creatures as in the relationship man machine this brings us new challenges. This work evaluates the kit of Microsoft of speech recognition. This tool proposes means for projects that need to use the voice recognition. In this study several concepts are approached, being able to not like this the reader to have a good concept on the described topics. The main subjects related in the bibliographical revision are the recognition of patterns, artificial intelligence and the voice. Finally it introduces it Microsoft Speech SDK and its characteristics. After healthy presented the evaluations and conclusions obtained on the use of the used tool.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-20T13:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 199739.pdf: 3449809 bytes, checksum: 6e82438f97587dba76702e034ce3308d (MD5) / Sistemas de controle difuso representam uma metodologia formal para a estruturação de estratégias de controle a partir de conhecimento heurístico. Da mesma forma que apresentam-se como de compreensão mais fácil, em relação aos métodos lineares de controle, exigem do engenheiro/operador de uma planta industrial conhecimentos de conjuntos difusos, pouco disseminados, limitando a aplicação em ampla escala. Este trabalho visa fornecer os conceitos matemáticos de conjuntos difusos de forma ampla e clara, bem como propor uma estratégia de controle de temperatura para unidades de processamento em batelada. Explicitam-se também métodos de ajuste para a definição de uma técnica viável para aplicação final. As técnicas de ajuste foram aplicadas em um sistema em batelada típico, um tanque de mistura, considerando processos com e sem reação química. Como reação química foi utilizada a reação de polimerização do Estireno em suspensão. O alvo do controlador foi definido como a temperatura do sistema, a partir da manipulação das correntes quente e fria alimentadas à camisa do tanque de mistura. Dois controladores difusos foram implementados, um para cada corrente, a partir das medidas do desvio da temperatura do valor desejado e da variação da temperatura ao longo do tempo. Para a experimentação foi desenvolvido um sistema de controle completo, envolvendo desde a especificação do hardware até o software de controle. Os resultados indicam que a forma mais simples de implementar um sistema de controle difuso para reatores tipo batelada envolve o acoplamento entre as informações que produzem as ações de controle para aquecimento e resfriamento. O acoplamento foi definido com base no conhecimento heurístico sobre processos desta natureza. Para permitir um ajuste rápido foi implementado um algoritmo para manipulação, em grupo, dos parâmetros dos conjuntos difusos, com bons resultados. Análises sobre a influência de diversos parâmetros de ajuste foram realizadas com aplicações experimentais.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T09:13:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:26:27Z : No. of bitstreams: 1 183123.pdf: 3586765 bytes, checksum: 0b1b6068cb2b9b4e67aa9ac0146417fe (MD5) / Este trabalho tem como objetivo projetar leis de controle de robôs móveis não-holonômicos com acionamento diferencial. Descreve-se aqui as propriedades estruturais dos robôs móveis, bem como a descrição dos tipos de rodas, as restrições de movimento associadas a cada uma delas e a caracterização de robôs móveis em cinco classes distintas. O controle de robôs móveis com acionamento diferencial pode ser dividido em controle da cinemática seguido pelo controle da parte dinâmica do sistema Por isso são apresentados, neste trabalho, quatro diferentes malhas de controle para a cinemática e uma única malha de controle para a dinâmica, baseada em redes neurais artificiais. Serão apresentadas, durante este trabalho, duas classes de tarefas para robôs móveis, a saber: rastreamento de trajetória de referência e convergência a um ponto. Para a primeira categoria foram utilizados dois controladores para a cinemática do sistema, sendo um descrito em coordenadas cartesianas e o outro descrito por meio de coordenadas polares. Para a tarefa de convergência a um ponto escolheu-se um controlador com realimentação suave invariante no tempo e outro com lei de controle descontínua, baseado na técnica de modos deslizantes. Uma vez que os parâmetros do modelo dinâmico do robô podem variar com o tempo e que são de difícil medição, desenvolveu-se uma estratégia de controle baseada em redes neurais artificiais. Neste trabalho utilizou-se um algoritmo de ajuste online dos pesos da rede neural e apresentou-se, também, a prova de estabilidade deste controlador tendo por base a teoria de Lyapunov. Resultados provenientes de simulação e de experimentos práticos foram apresentados com o intuito de validar os esquemas de controle propostos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T14:32:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Sistemas de conversão texto-fala têm como objetivo a transformação de um texto com vocabulário irrestrito em uma mensagem falada. Esse processo consiste de duas etapas básicas. Na primeira, técnicas de processamento lingüístico realizam a extração de uma representação simbólica dos parâmetros acústicos a partir do texto de entrada. A representação simbólica é transformada em sinal de fala através de técnicas de processamento de sinais. Um dos métodos de síntese de fala é o de concatenação de segmentos de fala previamente gravados. No entanto, para conferir maior naturalidade à fala sintetizada, faz-se necessário alterar de forma dinâmica os parâmetros prosódicos (pitch, duração e energia) dos segmentos durante a operação de síntese. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma técnica baseada em análise/ressíntese LPC com excitação residual para alteração de parâmetros prosódicos. O objetivo é aplicá-la a um sistema de conversão texto-fala baseado em síntese concatenativa para a língua portuguesa falada no Brasil. Nesta técnica, simples operações de cópia e corte são realizadas no sinal de resíduo, permitindo a alteração do pitch. A alteração da duração é efetuada eliminando ou copiando quadros inteiros de análise. Essa técnica apresenta uma carga computacional reduzida, possibilitando a implementação em tempo real. Análises objetivas e testes perceptuais preliminares mostraram um bom desempenho da técnica.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:49:13Z : No. of bitstreams: 1 161355.pdf: 7563220 bytes, checksum: 16ab3b734ce42d60f30ccaee8d8652b5 (MD5) / O objetivo deste trabalho é o estudo de um processo de termoformagem de uma indústria e o desenvolvimento de um sistema de controle e monitoração para o mesmo. Foi efetuada a identificação de várias estratégias de controle e automação. A estratégia selecionada, foi a utilização de um controlador lógico-programável (CLP) para o controle direto e a coleta de dados do sistema, estando este equipamento acoplado a um computador responsável pela monitoração e interface com o processo. Com o intuito de simular o processo industrial, desenvolveu-se um sistema de aquecimento e de transporte da manta plástica, controlado e monitorado pelo sistema de controle concebido neste trabalho, utilizando-se de rotina PID do CLP e sua entradas analógicas para o controle do túnel de aquecimento, e de lógica de relés para o controle do sistema de transporte. O software de monitoração foi desenvolvido por meio de Programação Orientada a Objetos em C++. Desenvolveu-se também rotinas de comunicação de dados com o CLP, as quais foram desenvolvidas em forma de uma DLL (Direct Link Library).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-19T12:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:42:22Z : No. of bitstreams: 1 185849.pdf: 2852821 bytes, checksum: 82a471b69b395ceb66646d339920a9a7 (MD5) / Num contexto da aplicação prática de um Sistema de Produção, o conceito dos tempos pré-determinados produtivos e improdutivos é relevante e comparável ao conceito de JIT. Dessa maneira, existe a preocupação central de se enfatizar a importância da variável tempo para a gestão dos sistemas de produção, partindo-se da problemática da sincronização do fluxo de materiais ao longo do tempo e do espaço e da relação entre as atividades em que os recursos humanos são envolvidos. Neste cenário, ressalta-se a relevância do tacto na gestão da produção em diferentes aspectos. Nuances relativas à flexibilidade são destacadas. Os pontos conceituais que marcam a lógica da utilização do conceito de tacto, a partir da sincronização da produção, permitem identificar os limites de aplicação da sistemática, pois tanto os tempos quanto os recursos humanos propriamente ditos estão diretamente relacionados ao gerenciamento dos sistemas produtivos tendo como eixo central a ótica da "função processo". Adicionalmente, a análise da viabilidade da alocação de tempos improdutivos mais longos que os usuais, mas que implicarão numa melhor distribuição das atividades e, consequentemente, numa estabilidade maior do sistema de produção, ajudando na melhoria da distribuição dos recursos, tendo como pano de fundo uma parte de uma linha de montagem de uma indústria automobilística, também tem papel fundamental.