Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 460448.pdf: 5951570 bytes, checksum: afed14c2ca9f2963cc42ed8d5fb7baaa (MD5) Previous issue date: 2014-01-16 / The use of equipment "lower body negative pressure box" (LBNP) is a instrument of great importance to the scientific community health sciences. Initially used for simulation of orthostatic stress in space agencies studies on the physiological performance, today it has a range of applications to be study. In mid-2002, a LBNP Box was developed at the Center for Microgravity Laboratory, but it became outdate and out of use.This work was done to modernize pneumatic, electrical, electronic systems and the application interface. The realized retrofit enables the equipment for research use in the area of Aerospace Medicine on orthostatic intolerance of the cardiovascular system. Auniversal process controller with PID control technique was used with a classical tuning control proposed in the first method of Ziegler and Nichols. / O uso do equipamento lowerbody negative pressureBox (LBNP- caixa de press?o negativa) ? de grande import?ncia para a comunidade cient?fica das ci?ncias da sa?de. Inicialmente utilizado para simula??o de estresse ortost?tico em estudos sobre o comportamento fisiol?gico pelas ag?ncias espaciais, hoje j? tem sua gama de aplica??es para estudo. Em meados de 2002 uma LBNP foi desenvolvida no Laborat?rio do Centro de Microgravidade, por?m ela ficou desatualizada e inoperante. O presente foi realizado para modernizar ossistemas pneum?tico, el?trico, eletr?nico assim como o aplicativo de interface. O retrofit realizado deixou o equipamento em condi??es para o uso em pesquisas na ?rea de Medicina Aeroespacial sobre intoler?ncia ortost?tica do sistema cardiovascular. Um controlador universal de processos com controle do tipo PID utilizando t?cnica de controle cl?ssico de sintonia proposto no primeiro m?todo de Ziegler e Nichols.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 395024.pdf: 4205635 bytes, checksum: 4ff717d6f44bb5107e794fe791c50d37 (MD5) Previous issue date: 2007-07-30 / A evolu??o dos componentes eletr?nicos de pot?ncia das ?ltimas d?cadas, seguida de diferentes estrat?gias de controle desenvolvidas para conversores de pot?ncia est? resultando em diferentes aplica??es dos conversores de pot?ncia. Uma fam?lia destes conversores ? utilizada como parte do projeto de uma Fonte Ininterrupta de Energia comercial. Esta disserta??o apresenta uma estrat?gia alternativa para controlar uma Fonte Ininterrupta de Energia ou do Ingl?s UPS Uninterruptible Power Supply. Um controle com Modelo Interno Senoidal ? utilizado para realimenta??o da tens?o de sa?da, enquanto uma Realimenta??o Linear da Vari?vel de Estado corrente do Indutor, ? utilizada para melhorar as caracter?sticas din?micas do UPS. Os resultados obtidos s?o comparados com um controlador PID cl?ssico, sendo ambos os controles aplicados a um UPS comercial.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 458176.pdf: 1398476 bytes, checksum: 6e569958bcd1acf711ee0ad6ae85de51 (MD5) Previous issue date: 2014-03-14 / This work addresses discrete time optimal controllers, in particular: the Proximate Time Optimal Servomecanism (PTOS) and the Dynamically Damped Proximate Time Optimal Servomecanism (DDPTOS). Lyapunov theory is used to ensure the stability of the controllers by casting the problem in terms of Linear Matrix Inequalities (LMI). Considering this, there are two main objectives of this work: shown the discrete formulation of the DDPTOS and; relaxed constraints of the classic proof of stability of these controllers, allowing an extension of these techniques to damped systems. Initially, the stability of the closed-loop system is assessed by casting the PTOS nonlinearities in a sector-bounded framework, leading to a set of LMI conditions to be satisfied by the controller parameters. Then, a similar formulation is applied to the discrete DDPTOS, where a linear parametric varying model is used to represent the nonlinearity that adds damping to the system. As a result, a polytopic approach is taken on the limits of the varying parameter given by this representation. The two proposed approaches are validated through experiments in a physical system consisting of a damped servomechanism. / Este trabalho aborda controladores de tempo ?timo no dom?nio discreto, sendo eles: Proximate Time Optimal Servomecanism (PTOS) e Dynamically Damped Proximate Time Optimal Servomecanism (DDPTOS). Para garantir a estabilidade destes controladores ? utilizado a Teoria de Lyapunov e como solu??o a formula??o por desigualdade linear matricial (em ingl?s, linear matrix inequalities - LMI). Considerando isso, s?o dois os objetivos principais deste trabalho: apresentar a formula??o discreta para o controlador DDPTOS e; relaxar as restri??es da prova cl?ssica de estabilidade destes controladores, possibilitando a extens?o da t?cnica para sistema com atrito. Inicialmente, a prova de estabilidade do sistemas em malha fechada ? avaliada enquadrando a fun??o n?o-linear do controlador PTOS dentro de um setor delimitado, conduzindo a um conjunto de restri??es LMIs a ser satisfeita pelos par?metros do controlador. Em seguida, uma formula??o similar ? aplicada no controlador discreto DDPTOS, onde a sua principal diferen?a ? a utiliza??o do modelo de sistemas lineares com depend?ncia param?trica para representar a n?olinearidade que adiciona amortecimento ao sistema. Como consequ?ncia, forma-se um politopo com os limites obtidos atrav?s desta representa??o. As duas abordagens propostas s?o validadas atrav?s de exemplos de simula??o e experimento em um sistema f?sico composto por um servomecanismo com atrito.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 462067.pdf: 5781718 bytes, checksum: 98ad211f1afb89ab6c60f9a262f8501f (MD5) Previous issue date: 2014-08-19 / This document addresses the application of resonant and repetitive controllers designed with the aid of Linear Matrix Inequalities (LMI) to active roller guides for high speed elevators. The active roller guides are used to reject lateral vibrations arising from irregularities in the alignment guides. The development of the controllers is based on a linear mathematical model in state space that represents the dynamics of the system in two orthogonal planes. A computational model was constructed and used to conduct computer simulations with the proposed controllers. The efficiency of the proposed controllers will be illustrated through simulation examples. This document was achieved in cooperation with Hewlett-Packard Brasil Ltda. using incentives of Brazilian Informatics Law (Law no 8.2.48 of 1991). / Este trabalho apresenta a aplica??o de controladores ressonantes e repetitivos em conjunto com a formula??o baseada em desigualdades matriciais lineares (do ingl?s, Linear Matrix Inequalities - LMI ), para controlar um sistema de roletes de guias ativos para elevadores de alta velocidade. Esses roletes de guias t?m como fun??o rejeitar vibra??es laterais provenientes das irregularidades nas guias de alinhamento. O desenvolvimento dos controladores ? baseado no uso de um modelo matem?tico linear em espa?o de estados que representa a din?mica do sistema em dois planos ortogonais. Um modelo computacional foi constru?do e utilizado para a realiza??o de simula??es computacionais com os controladores propostos. A efici?ncia dos controladores propostos ser? ilustrada atrav?s de exemplos de simula??o. O presente trabalho foi alcan?ado em coopera??o com a Hewlett- Packard Brasil Ltda. e com recursos provenientes da Lei de Inform?tica (Lei no 8.248, de 1991).

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 462535.pdf: 2831098 bytes, checksum: 68e2e14cae00038d54ccc16f10fe2911 (MD5) Previous issue date: 2014-08-21 / Auto guided vehicles are robots capable of moving in an intelligent way in order to accomplish different tasks. Nowadays, researches not only aiming industry operation, but also vehicles that may act in hostile environments, either complex or even with more skills and strenght than a human being are being developed everywhere in the world. These vehicles need not only a smart way of displacement, but also need sensors capable of sensing changes in the environment and locate the device with success. This work develops an Omni-Directional vehicle - a vehicle capable of displacement in an XY plane without changing its original orientation and also capable of rotating about its own axis - going from the development of its mathematical model to the control strategy of the trajectory, going through sensoring via Visual Servoing and inertial sensors fused with a Kalman Filter. Also, a prototype was used in experiments for comparison with simulations performed in a virtual environment. / Ve?culos auto guiados s?o rob?s capazes de se deslocar de maneira inteligente afim de cumprir diversas tarefas. Atualmente, pesquisas voltadas n?o somente para a opera??o em ind?strias, mas tamb?m para ve?culos que possam atuar em ambientes in?spitos, complexos ou mesmo com mais agilidade e for?a que um ser humano est?o sendo desenvolvidas em toda a parte do mundo. Esses ve?culos necessitam n?o s? de uma maneira inteligente de se locomover, mas precisam tamb?m de sensores capazes de perceber mudan?as no ambiente e realizar sua localiza??o com sucesso. Este trabalho desenvolve um ve?culo Omni-Direcional - ve?culo capaz de se movimentar em um plano XY mantendo sua orienta??o inicial e tamb?m capaz de rotacionar em seu pr?prio eixo - tratando desde seu modelamento matem?tico, at? o controle de sua trajet?ria, passando pelo sensoriamento utilizando um sensor de vis?o e um sensor inercial com um Filtro de Kalman Extendido para realizar a fus?o destas informa??es. Ser? aplicado um controlador n?o-linear de tempo ?timo denominado PTOS em cada um de seus graus de liberdade. Para isso, um prot?tipo foi utilizado para ensaios reais e compara??o com simula??es feitas em um ambiente virtual.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 462536.pdf: 1936978 bytes, checksum: 551a99d3e7495bc45e9ce1dea5d91aea (MD5) Previous issue date: 2014-08-20 / With the popularization of the use of Unmanned Aerial Vehicles (UAV s) grows the need to use more sophisticated, robust and effective controllers in order to enhance its flight performance. This work aims the development of a non-linear control to be applied on a quadrotor aircraft, reducing flight time and improving system stability. The most commonly control technique used consist of a linear control law known as Proportional Integrate Derivative (PID), which provides stability and displacement for this class of system. However, this technique has certain limitations in performance by not considering construction parameters such as actuator s saturation and inertial moments, associated with the mass distribution of the system. Given this scenario, it is proposed the implementation of a control law, based on a formulation of optimal response time named Proximate Time Optimal Servomechanism (PTOS) to be applied on the degrees of freedom for rotation and translation of the vehicle. Furthermore, it is proposed a new approach to operate on a bidirectional displacement of a geo-referenced trajectory control system, based on the concept of optimal time, such as PTOS. Firstly it is presented the system dynamics, then a linearization, for purpose of control design, is achieved so that the proposed controllers are developed. / Com a populariza??o do uso de Ve?culos A?reos N?o Tripulados (VANT s) cresce a necessidade do uso de controladores mais sofisticados, mais robustos e mais eficazes, de forma a aprimorar sua performance de voo. Este trabalho tem como objetivo a implementa??o de uma t?cnica de controle n?o linear para ser aplicada em VANT s do tipo quadc?ptero, reduzindo o tempo de voo e aprimorando a estabilidade do sistema. A t?cnica de controle comumente usada consiste em uma lei de controle linear conhecida como PID (Proporcional Integrador Derivador) que, embora proporcione estabilidade e deslocamento para essa classe de sistema, esta t?cnica apresenta certas limita??es de desempenho e performance por n?o considerar par?metros construtivos, tais como a satura??o do pr?prio atuador e momentos inerciais associados ? distribui??o de massa no sistema. Neste cen?rio, ? proposto a implementa??o de uma lei de controle, baseada em uma formula??o de tempo de resposta quase ?timo denominada Proximate Time Optimal Servomechanism (PTOS), a ser aplicada nos graus de liberdade relativos a rota??o e transla??o do ve?culo. N?o obstante, ? proposta uma t?cnica de controle bidirecional para atuar no controle da trajet?ria georreferenciada do sistema, alicer?ada no conceito de tempo ?timo, tal como PTOS. Como metodologia, primeiramente ? apresentado o modelo da din?mica do sistema, tal como uma representa??o linear para fins de projeto de controle, para que ent?o sejam desenvolvidos os controladores propostos. O desenvolvimento ? validado offline, via simula??es dos algor?timos.