O mercado dinâmico e altamente competitivo faz com que as empresas se esforcem na busca pela qualidade, condição fundamental para uma organização que visa expandir seus negócios. Com isso, a Tecnologia de Informação, tornou-se um importante diferencial, pois auxilia no gerenciamento do negócio, agiliza e facilita a tomada de decisão. A medida que a empresa cresce, são adquiridas novas aplicações para atender novas demandas de negócios, muitas dessas aplicações nem sempre têm a mesma linguagem e plataforma de operação gerando, por sua vez, um emaranhado de aplicações distintas com fins específicos e sem comunicação umas com as outras. Neste cenário, surge a área de Integração de Aplicações Empresariais, termo do inglês Enterprise Application Integration (EAI), que busca proporcionar metodologias, técnicas e ferramentas para a concepção e a implementação de soluções de integração. Uma solução de integração tem o objetivo de orquestrar um conjunto de aplicações para mantê-las sincronizadas ou proporcionar novas funcionalidades que possam ser construídas a partir daquelas já existentes. Este trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo formal de simulação utilizando redes de Petri Temporizadas a partir de um modelo conceitual de reservas de viagem. O modelo conceitual utilizado como caso de estudo foi projetado utilizando a tecnologia Guaraná. Este trabalho busca encontrar o tempo mínimo e máximo que uma mensagem leva para ser processada na solução de integração antes que ela seja implementada e implantada. Com isso, é possível identificar níveis de qualidade de serviço sem que haja a necessidade de implementar a solução, baseando-se apenas, na estrutura atual do modelo conceitual. O modelo formal desenvolvido foi simulado em cenários críticos de operação, utilizando cargas de entrada diferentes usando a ferramenta CPN Tools. Neste trabalho são utilizadas técnicas formais de verificação presentes na literatura para demonstrar a equivalência entre o modelo conceitual e o modelo de simulação. / 105 f.

Este trabalho trata da modelagem matemática e da identificação experimental das características não lineares em um protótipo de atuador pneumático do tipo cabo autoguiado, assim como a simulação computacional e a validação experimental do modelo proposto. Prevê-se a aplicação deste servoposicionador pneumático de baixo custo numa estufa agrícola robotizada. Atuadores pneumáticos tem sido um novo sistema de atuação emergente para a robótica por vários motivos, entre eles a interação segura com o meio ambiente ou humano e a alta densidade de energia, mas que apresentam algumas características de comportamento dinâmico que dificultam seu controle, tais como a compressibilidade do ar, a relação não linear da vazão nos orifícios da servoválvula de controle e o atrito nos atuadores. Para a descrição do comportamento dinâmico do atuador pneumático é proposto um modelo matemático não linear de 5ª ordem que apresenta a combinação do modelo da servoválvula com a do cilindro do tipo cabo, incluindo-se as não linearidades da zona morta, da vazão nos orifícios da servoválvula, da dinâmica das pressões nas câmaras do cilindro e do atrito dinâmico. Os resultados comparativos das simulações computacionais e dos testes experimentais validam o modelo matemático proposto e ilustram as características do protótipo desenvolvido para o atuador pneumático de cabo autoguiado construído com materiais poliméricos. Os resultados do controle clássico de posição demonstram que o protótipo atende às necessidades de resposta dinâmica para aplicação no acionamento de estruturas robóticas para estufas agrícolas. Essa pesquisa tem o propósito de contribuir com o estudo dos atuadores pneumáticos visando à aplicação na mecanização da agricultura de precisão de baixo custo, bem como contribuir didaticamente com futuras pesquisas. / 115 f.

A utilidade, comodidade e facilidade presentes no uso de dispositivos eletrônicos mó- veis, como celulares, tablets e notebooks, fez com que o mercado destes aparelhos expandisse. Além das vantagens citadas, estes dispositivos também fornecem aos seus usuários a possibilidade de mobilidade durante seu uso, pois são alimentados por baterias recarreg áveis. Deste modo, a funcionalidade destes aparelhos está diretamente ligada a suas baterias, o que torna importante o estudo do tempo de vida das mesmas. Uma alternativa para tal estudo é o emprego da modelagem matemática. Na literatura técnica há várias categorias de modelos matemáticos utilizados para realizar essa predição, entre eles estão os modelos analíticos, que são caracterizados por equações fundamentadas em leis físicas ou empíricas, possuem compreensão e implementações computacionais acessíveis, além de serem considerados de boa acurácia, podendo ser adaptados a diferentes tipos de baterias. Neste sentido, a presente pesquisa tem por objetivo avaliar cinco modelos analíticos, o modelo Linear, a Lei de Peukert, a Lei de Peukert Estendida, o modelo Ki- BaM e o modelo de Rakhmatov e Vrudhula, utilizando a teoria Estatística, estabelecendo critérios e considerando diferentes conjuntos de dados para a estimação dos parâmetros empíricos dos modelos. Critérios para a validação também foram estabelecidos. Além disto, investigou-se qual a metodologia mais indicada para a estimação dos parâmetros do modelo KiBaM, e qual a medida de tendência central é mais adequada para determinar a imprecisão nal dos modelos a partir dos erros obtidos para os per s de descarga utilizados na validação. Para validar os modelos, os tempos de vida simulados foram comparados com os tempos de vida obtidos de uma plataforma de teste, considerando oito baterias novas de Lítio Íon Polímero (Li-Po) modelo PL-383562-2C. Por m, é observado que a Lei de Peukert e o modelo de Rakhmatov e Vrudhula possuem maior acurácia que os demais quando seus parâmetros empíricos são estimados pelo método dos Mínimos Quadrados não linear, observa-se também que os modelos obtiveram melhores resultados quando seus parâmetros empíricos foram estimados com conjuntos de 4 e 6 dados, e que todos os modelos apresentaram boa acurácia, pois todos os erros foram inferiores a 5%. / 99 f.

O desenvolvimento tecnológico permite que diferentes dispositivos eletrônicos sejam capazes de executar cada vez mais um número maior de tarefas. Dentre estes dispositivos estão os dispositivos móveis, que pela utilização de uma bateria, agregam mobilidade e comodidade na execução de diferentes serviços, otimizando o tempo do usuário. Desta forma, o funcionamento do dispositivo está ligado diretamente ao tempo de vida da bateria, nesse contexto é importante o estudo acerca do desempenho e do comportamento da bateria frente a diferentes cenários de descarga. A predição do tempo de vida de baterias pode ser realizada através da modelagem matemática, que permite realizar a simulação de um processo de descarga real através de modelos matemáticos. Estes modelos são classificados em categorias: os modelos eletroquímicos, os modelos elétricos, os modelos analíticos, os modelos estocásticos, os modelos via teoria de identificação de sistemas e os modelos híbridos. Este trabalho é realizado utilizando a categoria de modelos híbridos. Estes modelos são constituídos através da união de pelo menos dois modelos pertencentes a categorias diferentes, conseguindo agregar as vantagens dos modelos utilizados nesta união. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é realizar a modelagem matemática do tempo de vida de baterias utilizando os modelos híbridos encontrados na literatura técnica, realizando uma análise comparativa entre o nível de acurácia dos mesmos. São usados perfis de descarga constantes e os dados experimentais são obtidos de uma plataforma de testes, considerando baterias de Lítio Íon Polímero. Nos dados experimentais é realizado um tratamento estatístico, a fim de identificar a presença de valores outliers e médias experimentais diferentes estatisiticamente. As simulações computacionais são realizadas no software MatLab e as validações dos modelos híbridos ocorre através da comparação dos resultados das simulações com os dados obtidos da plataforma de testes. Após as validações, constatou-se que todos os modelos híbridos utilizados neste trabalho são acurados, apresentando erro médio inferior a 5%, independente da presença de valores outliers. Por fim, comparando os valores dos erros, é concluído que o modelo híbrido proposto por Zhang é o modelo mais acurado, seguido pelo modelo híbrido de Kim e de Gomes. Também foi possível observar que os menores erros foram encontrados na presença de valores outliers. / 99 f.

As condições dos grãos durante o período de colheita não são propícias ao armazenamento dos mesmos, pois estes apresentam índices elevados de umidade e impurezas, que podem ocasionar perdas significativas caso não sejam realizados os procedimentos de limpeza e secagem dos mesmos antes de armazená-los. Dentre as medidas preventivas contra a perda de grãos póscolheita, a principal é a secagem, que consiste em retirar o excesso de água presente nos grãos sem alterar suas propriedades físicas, químicas e biológicas. Este trabalho tem como objetivo modelar matemática e computacionalmente o escoamento de grãos em um secador de calhas com fluxo misto, utilizando-se para isso o método dos elementos discretos (MED), a fim de investigar os efeitos que as propriedades físicas e morfológicas dos grãos exercem sobre seu escoamento. A fim de validar os parâmetros inseridos no modelo, inicialmente foram realizados experimentos e estes foram replicados com a utilização do método dos elementos discretos em simulações computacionais 3D e quasi-2D (com espessuras de 4 a 7 partículas na dimensão reduzida). Posteriormente, os resultados das simulações foram confrontados com resultados de experimentais. Os resultados indicam que o método dos elementos discretos foi capaz de simular corretamente o escoamento de grãos nos aparatos experimentais, tanto para simulações 3D, quanto para simulações quasi-2D, apresentando uma pequena divergência entre os dados experimentais e os dados das simulações, contudo, pode-se observar que entre os ambientes 3D e quasi-2D com espessura de 7 partículas os resultados são praticamente idênticos. A partir desta constatação, um ambiente de simulação quasi-2D com espessura de 7 partículas, replicando a geometria interna de um secador de fluxo misto foi desenvolvido, utilizando fronteiras periódicas em todos os eixos. Os resultados apresentam concordância com os dados apresentados na literatura por autores que realizaram experimentos de escoamento de grãos em geometrias de secadores de fluxo misto. Além disso, pode-se constatar que o fluxo de grãos apresenta escoamento consideravelmente mais lento nas regiões abaixo das calhas de entrada e saída de ar. Desta forma, pode-se concluir que a utilização de simulações quasi-2D com esta espessura podem ser utilizadas para simular experimentos com acurácia similar à obtida em simulações 3D. / 90 f.

O uso de aplicações é importante para dar suporte aos processos de negócios das empresas. No entanto, a maior parte destas aplicações não foram projetadas para trabalhar de forma colaborativa. Uma solução de integração orquestra um grupo de aplicações, permitindo a reutilização de dados e funcionalidades presentes nas mesmas. O desempenho de uma solução de integração depende da configuração correta do número de threads no motor de execução fornecido pelas plataformas de integração. Essa configuração tem impacto direto no desempenho das soluções de integração e é normalmente realizada a partir do conhecimento empírico dos engenheiros de software. Este número correto de threads pode ser encontrado por meio de modelos de simulação. Este trabalho apresenta uma metodologia e uma ferramenta para auxiliar na geração de modelos de simulação, com o objetivo de encontrar o número correto de threads para executar uma solução de integração e assim contribuir com a melhoria do desempenho das soluções. Também foram realizados diversos experimentos com um caso de estudo, para avaliar e validar o modelo de simulação gerado. / 83 f.

A maioria das culturas de grãos, após colheita, possui umidade elevada, suficiente para danificálos, sendo assim, estes devem ser submetidos ao processo de secagem. A matemática aplicada e computacional é uma das ferramentas utilizadas para modelar o fenômeno de transferência de energia e massa intrínsecas a esta dinâmica. Para melhor compreendê-lo, foi realizado o estudo teórico e experimental da secagem de grãos de milho em camada fina. Assim desenvolvendo experimentos para compreender o comportamento da dinâmica de secagem do produto, bem como a perda de massa de água (umidade) do grão, em analisar a influência da velocidade e temperatura do ar de secagem. Para realizar este estudo, foram desenvolvidos experimentos metodológicos para reproduzir algumas condições encontradas apenas em grãos colhidos na lavoura. No desenvolvimento experimental as condições de temperatura e umidade do ar são conservadas estáveis e contínuas, assim garantindo uma melhor execução do processo de secagem descrito pelo modelo. Foi desenvolvido um modelo matemático de dois compartimentos para estudar a perda de umidade dos grãos de milho em camada fina no secador de fluxo cruzado. Além disso, visou-se determinar a variação do volume e da área de superfície dos grãos de milho através da implementação dos métodos de processamento de imagem digital. O modelo matemático apresentou altos valores do coeficiente de correlação (R2) e baixos valores do somatório do quadrado do erro (SSE), devido a precisão nas execuções experimentais e também na determinação dos parâmetros do modelo. O resultado do estudo da implementação dos métodos de processamento de imagem resultou na confirmação de que o grão perde dimensões proporcionalmente em todas as direções, não sofrendo deformação em sua forma. O modelo matemático de dois compartimentos descreveu com eficiência e precisão o comportamento da perda de umidade do grão de milho após os períodos expostos ao processo de secagem, onde os estudos metodológicos realizados demonstraram alta precisão em sua execução. / 108 f.

Este trabalho descreve as etapas para confecção e posterior caracterização e análise das propriedades térmicas, elétricas e mecânicas do filme de grafite depositado em substratos flexíveis, papel A4, papel vegetal e polipropileno. O estudo baseia-se no efeito piezoresistivo. O experimento utiliza o método da viga engastada, através do processo de esfoliação mecânica do grafite. Os dados obtidos, a partir de testes, antes e após a aplicação do processo de recozimento térmico, foram realizados com auxílio de uma bancada experimental. Os resultados obtidos são descritos por modelos matemáticos e, são condizentes com trabalhos mostrados na literatura, consolidando a viabilidade do uso de grafite em sensores piezoresistivos, apresentando coeficientes e fator de sensibilidades concordantes com os valores reportados. / 200 f.

Sistemas de localização e rastreamento de objetos e pessoas a partir da utilização de sistema de posicionamento global (GPS) estão disponíveis nas mais diversas áreas e aplicações. Em muitos casos estes sistemas sofrem diversos problemas em relação, principalmente, a falhas nas informações relacionadas a precisão e periodicidade das coordenadas transmitidas. As coordenadas GPS coletadas de um dispositivo, por exemplo de um carro, deveriam ser sempre localizadas em uma via. No entanto, em decorrência de problemas de comunicação ou de falta de precisão da informação reportada, muitas vezes as posições observadas são deslocadas da sua posição real. Uma das formas de contornar este problema é aplicar modelos matemáticos que permitem realizar o reposicionamento de rotas. Estes algoritmos recebem o nome de Map Matching, o objetivo deste trabalho e realizar o estudo, aplicação e desenvolvimento de técnicas de Map Matching aplicados ao problema de reposicionamento de coordenadas GPS em sistemas de localização e apresentação da rota em um mapa. Os modelos avaliados foram o modelo Ponto-a-Ponto, Ponto-a-Curva, Ponto-a-Curva Greenfeld, sendo ainda proposto uma extensão do modelo Ponto-a-Curva denominado Ponto-a-Curva Modificado. Todos os modelos foram implementados na ferramenta de simulação especialmente desenvolvida para este trabalho e foram realizadas uma série de simulações computacionais. Os resultados foram analisados a partir da definição de critérios específicos necessários para dar conta de um problema de posicionamento de veículos em uma via terrestre. / 128 f.

Este trabalho científico apresenta o estudo da modelagem matemática de propulsores eletromecânicos das aeronaves tipo multirrotor, uma vez que estes são responsáveis pela estabilidade dessas aeronaves. Esses veículos aéreos de pequeno porte se caracterizam pela ausência física de um controlador. Atualmente, essas naves vêm sendo utilizadas em diversas áreas, para fiscalizar, inspecionar e/ou monitorar através de imagens aéreas e filmagens. Portanto, investiga-se principalmente a estacionariedade das séries temporais da corrente e da velocidade angular do propulsor eletromecânico de forma a obter um modelo matemático não espúrio. Para isso, o estudo visa aprofundar o conhecimento de testes de raiz unitária, os quais são aplicados nos dados coletados das grandezas supracitadas. A metodologia proposta consiste no estudo do sistema de propulsão implementado numa plataforma de testes para a coleta de dados. Posteriormente é realizada a aplicação dos testes de estacionariedade sobre os dados coletados e efetuado o cálculo das funções de autocorrelação e autocorrelação parcial para determinação da estrutura e ordem do modelo. Em seguida é feita a estimação de parâmetros e validação do modelo através da simulação dos dados da plataforma e a análise residual. Após estimados os parâmetros do modelo ARIMAX, foi validado o mesmo pela análise residual e também pelo cálculo do erro, obtendo assim um resultado satisfatório. Com este trabalho auxilia-se a comunidade científica que projeta e desenvolve naves do tipo multirrotor, uma vez que os modelos obtidos dos propulsores eletromecânicos são mais consistentes. / 88 f.