Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de um sistema de controle de navegação para um veículo autônomo utilizando lógica difusa. Atribui-se o nome de SNAT (Sistema de navegação-autônoma para um triciclo). O sistema é responsável pela automatização do processo de navegação de um veículo de testes monitorado e controlado de uma base remota mediante enlace de telemetria de dados. O usuário do sistema, pela tela principal da aplicação indica os pontos a seguir, cada um destes é referenciado pela sua latitude e longitude no mapa. Uma vez iniciada a navegação, o sistema de controle recebe periodicamente pacotes de dados da posição e direção do veículo; estes dados são processados pelo controlador difuso que gera os comandos para atuação sobre o veículo. O controlador difuso traduz as expressões qualitativas, comuns na comunicação humana em valores numéricos que representam a direção e a velocidade para manter ou corrigir a navegação do veículo de testes pelo rumo desejado. Nesta dissertação são apresentados diversos aspectos do desenvolvimento do controlador de navegação difusa, os mecanismos de comunicação e acionamento do veículo de uma base remota e os testes realizados que mostram os resultados do SNAT controlando automaticamente a navegação do veículo de testes. / This work had as a goal the development of a fuzzy logic based navigation control system for an autonomous vehicle. The developed control system was named SNAT (from the equivalent in portuguese of autonomous navigation system for a tricycle). The system controls and monitors the navigation of the vehicle from a remote base station using a telemetry data link. The user indicates, using a developed application, the navigation waypoints, referencing them by their latitude and longitude coordinates in a map. When the navigation starts, the system receives periodically data packets indicating the position and direction of the vehicle, these data are processed by the fuzzy control which returns commands to actuate over the vehicle. The fuzzy control translates qualitative expressions, common in human communication, into numerical values that represent the speed and the direction to keep the vehicle as near as possible to the desired navigation route. Many development aspects of the fuzzy controller and of the communication and actuation over the vehicle from the remote base are presented. Also are presented some results of the control system over navigation of the vehicle, which demonstrate that the system operates in a quite satisfactory manner.

Internet applications have varied Quality of Service (QoS) Requirements. Traditional applications such as FTP and email are throughput sensitive since their quality is primarily affected by the throughput they receive. There are delay sensitive applications such as streaming audio/video and IP telephony, whose quality is more affected by the delay. The current Internet however does not provide QoS support to the applications and treats the packets from all applications as primarily throughput sensitive. Delay sensitive applications can however sacrifice throughput for delay to obtain better quality. We present a Traffic Sensitive QoS controller (TSQ) which can be used in conjunction with many existing Active Queue Management (AQM) techniques at the router. The applications inform the TSQ enabled router about their delay sensitivity by embedding a delay hint in the packet header. The delay hint is a measure of an application's delay sensitivity. The TSQ router on receiving packets provides a lower queueing delay to packets from delay sensitive applications based on the delay hint. It also increases the drop probability of such applications thus decreasing their throughput and preventing any unfair advantage over throughput sensitive applications. We have also presented the quality metrics of some typical Internet applications in terms of delay and throughput. The applications are free to choose their delay hints based on the quality they receive. We evaluated TSQ in conjunction with the PI-controller AQM over the Network Simulator (NS-2). We have presented our results showing the improvement in QoS of applications due to the presence of TSQ.

The primary goal of this thesis is to evaluate vibration control of an all-clamped plate having an unknown disturbance. The vibration control is implemented using a piezoelectric actuator placed at an optimal location. The first part of this thesis considers a robust actuator placement with respect to varying spatial distributions of disturbances. The treatment here, is different from performance-based LQR approaches, since it is based on minimizing the effect of the disturbance distributions. The second part of this thesis addresses a more general case where the plate is under an unknown disturbance. An unknown disturbance is also characterized by the case where the disturbance signal moves randomly over the entire spatial domain. An optimal switching controller algorithm is developed, based on LQR performance, which switches between piezoelectric actuators employed for the vibration control of the plate. A single actuator is selected from the various actuator locations during each time interval, which leads to performance enhancement.

Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de um sistema de controle de navegação para um veículo autônomo utilizando lógica difusa. Atribui-se o nome de SNAT (Sistema de navegação-autônoma para um triciclo). O sistema é responsável pela automatização do processo de navegação de um veículo de testes monitorado e controlado de uma base remota mediante enlace de telemetria de dados. O usuário do sistema, pela tela principal da aplicação indica os pontos a seguir, cada um destes é referenciado pela sua latitude e longitude no mapa. Uma vez iniciada a navegação, o sistema de controle recebe periodicamente pacotes de dados da posição e direção do veículo; estes dados são processados pelo controlador difuso que gera os comandos para atuação sobre o veículo. O controlador difuso traduz as expressões qualitativas, comuns na comunicação humana em valores numéricos que representam a direção e a velocidade para manter ou corrigir a navegação do veículo de testes pelo rumo desejado. Nesta dissertação são apresentados diversos aspectos do desenvolvimento do controlador de navegação difusa, os mecanismos de comunicação e acionamento do veículo de uma base remota e os testes realizados que mostram os resultados do SNAT controlando automaticamente a navegação do veículo de testes. / This work had as a goal the development of a fuzzy logic based navigation control system for an autonomous vehicle. The developed control system was named SNAT (from the equivalent in portuguese of autonomous navigation system for a tricycle). The system controls and monitors the navigation of the vehicle from a remote base station using a telemetry data link. The user indicates, using a developed application, the navigation waypoints, referencing them by their latitude and longitude coordinates in a map. When the navigation starts, the system receives periodically data packets indicating the position and direction of the vehicle, these data are processed by the fuzzy control which returns commands to actuate over the vehicle. The fuzzy control translates qualitative expressions, common in human communication, into numerical values that represent the speed and the direction to keep the vehicle as near as possible to the desired navigation route. Many development aspects of the fuzzy controller and of the communication and actuation over the vehicle from the remote base are presented. Also are presented some results of the control system over navigation of the vehicle, which demonstrate that the system operates in a quite satisfactory manner.

Made available in DSpace on 2016-04-25T18:40:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 O papel do controller um estudo no contexto brasileiro.pdf: 790030 bytes, checksum: ad98e5535b9753684043a626dd022117 (MD5) Previous issue date: 2005-06-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Controllership has developed a new dimension on companies management. From an impending accounting or explanative character it has evolved to presenting prognostic models, completing simulations of future settings and identifying new business opportunities. During the 50 s, the controller was the person in charge, fundamentally, of preparing financial statements. Throughout recent years, as the companies organizations has increased, it has been created the need of a more adapted system to achieve an effective management, hence, the development of a differentiated function and the controller s shift to new tasks. In sight of changes, the necessity appeared more of deepened studies, enclosing the new profile of controller, especially in the Brazilian context. The objective of this work is contribute to the controllership s studies and to present the role of this new professional on current time. Exploratory research has been used as part of this work s realization, having as instrument the application of questionnaires sent to a determined segment and received by e-mail. The outcome of the research demonstrates the existence of a new controllership profile that demands professionals with a solid academic history, leadership spirit and flexibility to changes / A Controladoria tem uma nova dimensão na gestão das empresas. De um papel eminentemente contábil ou explicativo ela evoluiu para apresentar modelos preditivos, efetuando simulações de cenários futuros e identificando novas oportunidades de negócios. Na década de 50 o controller era a pessoa que estava encarregada primordialmente de preparar as demonstrações financeiras. Nos anos recentes, com o aumento da complexidade na organização das empresas, criou-se a necessidade de um sistema mais adequado para um controle gerencial efetivo, ocorrendo o desenvolvimento de uma função diferenciada. O controller então passou a ocupar outras tarefas. Em vista das mudanças, surgiu a carência de estudos mais aprofundados, abrangendo o novo papel do controller, especialmente, no contexto brasileiro. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é contribuir, através da pesquisa realizada, com os estudos da controladoria e discutir o papel deste novo profissional nos dias atuais. Para a realização deste trabalho foi utilizada a pesquisa exploratória, tendo como instrumento a aplicação de questionários enviados a uma amostra determinada e recebidos via e-mail. Os resultados da pesquisa mostram a existência de um novo perfil da controladoria que demandam profissionais com uma sólida formação acadêmica, espírito de liderança e flexibilidade para as mudanças

O escopo desta dissertação é o desenvolvimento de uma metodologia para identificar os modelos de canais da matriz dinâmica que estejam degradando o desempenho de controladores preditivos, ou MPC (Model Predictive Control), baseado nas técnicas de auditoria e diagnóstico deste tipo de controlador propostas por BOTELHO et al. (2015) e BOTELHO; TRIERWEILER; FARENZENA (2016) e CLARO (2016). A metodologia desenvolvida contempla dois métodos distintos. O primeiro, chamado método direto compensado, tem como base o método direto de identificação em malha fechada (LJUNG, 1987)e compensa cada saída medida do processo de modo a se reter apenas a contribuição do canal que se deseja identificar. O segundo, chamado método do erro nominal, utiliza a definição de saída nominal do processo, proposta por BOTELHO et al. (2015), como métrica para se quantificar o quão próximo o modelo está do comportamento da planta através da minimização do erro nominal. Os métodos foram aplicados ao sistema de quatro tanques cilíndricos (JOHANSSON, 2000) para dois cenários distintos, sendo o primeiro um sistema 2x2 em fase não mínima contendo um MPC trabalhando com setpoint e o segundo um sistema 4x4 em fase mínima com o MPC atuando por faixas. Para o sistema 2x2, se avaliou a influência da localização do canal discrepante (dentro ou fora da diagonal principal da matriz dinâmica de transferência) na eficácia dos métodos. Para o sistema 4x4, o estudo foi voltado para a eficácia dos métodos frentes a controladores que atuam dentro de limites para as variáveis. Os modelos identificados foram comparados pela capacidade de identificar um modelo que capturasse o zero de transmissão da planta e o RGA dinâmico, par ao sistema 2x2, e pelas respostas degrau e diagrama de Bode para o sistema 4x4. O método direto compensado resultou em baixo erro relativo no valor do zero para a discrepância na diagonal principal da matriz dinâmica e alto valor quando a discrepância se encontrava fora da diagonal principal. O método do erro nominal, por sua vez, foi capaz de identificar um modelo cujo zero de transmissão possuía baixo erro relativo frente ao zero da planta em ambos os cenários. No cenário do controlador atuando por faixas, os métodos propostos obtiveram melhores estimativas dos modelos quando comparados com o método concorrente, uma vez que apresentou alto percentual de aderência das saídas simuladas com as saídas medidas. Em todos os cenários estudados, o método do erro nominal se mostrou capaz de identificar um modelo mais robusto, pois este apresentou RGA dinâmico compatível com a planta em todo o range de frequências analisado. / The objective of this dissertation is to develop a method to identify the model for the channel of the dynamic matrix that are affecting the performance of model predictive controllers (MPC), based on the assessment and diagnosis techniques for this type of controller proposed by BOTELHO et al. (2015) e BOTELHO; TRIERWEILER; FARENZENA (2016) and CLARO (2016). The proposed methodology includes two different methods. The first, called the compensated direct method, is based on the closed-loop direct identification method (LJUNG, 1987) and compensates each process measured output in order to retain only the contribution of the channel being identified. The second, called nominal error method, uses the definition of the process nominal output, proposed by BOTELHO et al. (2015), as a metric to quantify how close the model is to the actual plant behavior by minimizing the nominal error. The proposed methods were applied to the quadruple-tank system (JOHANSSON, 2000) for two distinct scenarios, the first being a nonminimum-phase 2x2 system containing a MPC working with setpoint and the second a minimum-phase 4x4 system with the MPC working by ranges. For the 2x2 system, the influence of the model mismatch location (inside or outside the main diagonal of the dynamic transfer matrix) on the effectiveness of the methods was evaluated. For the 4x4 system, the study was focused on the effectiveness of the methods with controllers that operate within limits for the variables. The identified models were compared by the capability of identifying a model with accurate plant transmission zero and dynamic RGA, for the 2x2 system, and by the step responses and Bode diagram for the 4x4 system. The compensated direct method resulted in low relative error in the value of the transmission zero for the model mismatch located in the main diagonal of the dynamic matrix and high relative error when the mismatch was outside the main diagonal. On the other hand, the nominal error method was able to identify a model whose transmission zero had low relative error against the plant zero in both scenarios. In the scenario of a controller working by range, the proposed methods obtained better estimates of the models when compared to the concurrent method, since it presented a high percentage of adherence of the simulated outputs with the measured outputs. In all the studied scenarios, the nominal error method was able to identify a more robust model, since it presented dynamic RGA compatible with the plant in the entire range of analyzed frequencies.

Begreppet controller har sitt ursprung i USA, där den började användas för drygt 100 år sedan. Till Sverige kom begreppet på 1970-talet. Controllerns uppgifter har förändrats under åren från att enbart vara inriktad mot bokföring till att ha en mer verksam roll i ledningsgruppen. I början förväntades controllern enbart vara en skicklig historiker. Rollen har sedan utvecklats till att controllern också förväntas vara en förutseende visionär. Controllerns placering i organisationen har diskuterats länge. Det har konstaterats att det inte finns någon känd plats i organisationen där controllern passar in. Syftet med uppsatsen är att bidra med kunskap huruvida controllerfunktionen skiljer sig åt i kommunala och privata företag. Uppsatsen består av en empirisk undersökning av fem företag, tre kommunala och två privata företag. Utgångspunkten har varit ur det hermeneutiska synsättet. Insamlingsmetoden består av en kvalitativ metod. Att den kvalitativa metoden använts beror på att det möjliggör en djupare förståelse av ämnet. Som slutledningsmetod är den abduktiva ansatsen använd i och med att studien växlar mellan empiri och teori. I den empiriska studien har det undersökts vart controllern är placerad och hur rapporteringen går tillväga. I teorin beskrivs olika placeringar av controllern och i empirin undersöks hur det ser ut i verkligheten. Uppsatsens fokus ligger på eventuella skillnader mellan privata och kommunala företag. Hur företagsvärlden och kommunernas ekonomiska styrning skiljer sig åt kan formuleras på flera sätt. I företagsvärlden är det inte ovanligt att målet är högsta möjliga avkastning på kapital. För kommuner däremot talas det snarare om än strävan mot social avkastning. Studien visar att det inte skiljer sig något nämnvärt hur controllerfunktionen ser ut i privata och kommunala företag. Snarare beror eventuella skillnader på företagets storlek.

Para acompanhar o atual crescimento de demanda energética mundial, novas topologias de geradores estão sendo pesquisadas, estando nesse nicho o Gerador a Relutância Chaveado. Para seu correto funcionamento é necessário que técnicas de controle sejam empregadas para garantir níveis estáveis de tensão gerada mediante variações de velocidade e/ou carga. Portanto, o objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia de um controlador fuzzy da tensão gerada para a máquina em questão. Uma simulação em Matlab Simulink é apresentada para um sistema de geração de energia utilizando um gerador a relutância chaveado integrada com a malha de controle fuzzy. Resultados da dinâmica do funcionamento do controlador fuzzy são apresentados. O Controlador fuzzy proposto apresentou bom desempenho ao manter a tensão gerada em níveis desejáveis frente a distúrbios de carga e de variação de velocidade no eixo do gerador. Trata-se de um controlador robusto e versátil que garante estabilidade de tensão gerada mesmo com a operação do sistema com velocidade variável e/ou variação de carga. / Due to the growing demand of electric power energy, the engineering has to evolve by producing new efficient techniques and low cost equipment. Therefore, new electric power generator topologies have been studied, mainly switched reluctance generators due to their simple structure, reliability and low cost of fabrication. In order for a good operation of a switched reluctance generator, control techniques have to be applied to guarantee stable voltage levels under variable speed and load conditions. Hence, the objective of this work is to present a methodology based on fuzzy voltage controller for switched reluctance machine. Simulations are achieved in Matlab/Simulink for a power energy generation system using a switched reluctance generator with a fuzzy control loop. Results of the dynamic response of such controller are presented. The fuzzy controller could obtain good performance maintaining voltage levels in desired range. Therefore, the proposed controller showed to be robust, versatile and guarantee the voltage stability under speed and load variations.

O escopo desta dissertação é o desenvolvimento de um método para detectar os modelos da matriz dinâmica que estejam degradando o desempenho de controladores preditivos baseados em modelos. O método proposto se baseia na análise de correlação cruzada entre o erro nominal do controlador em malha fechada e a uma estimativa da contribuição de cada canal para o cálculo da saída, filtrada pela função de sensibilidade do controlador. Esse método pode ser empregado na auditoria de controladores com variáveis controladas em setpoints e/ou com variáveis que operem entre faixas, como é usual de se encontrar na indústria. Esta dissertação apresenta os resultados da aplicação bem sucedida do método no sistema de quatro tanques (JOHANSSON, 2000), para o qual três cenários foram avaliados. No primeiro cenário, o método localizou corretamente discrepâncias de ganho e de dinâmica de modelos de um controlador preditivo baseado em modelos (Model-based Predictive Controller, ou controlador MPC). No segundo, o método foi utilizado para avaliar a influência de uma variável externa para melhorar o desempenho de um controlador afetado por distúrbios não medidos. No terceiro cenário, o método localizou canais com modelos nulos que deveriam ser incluídos na matriz de controle de um controlador MPC de estrutura descentralizada. Os resultados deste estudo de caso foram comparados com aqueles obtidos pelo método proposto por BADWE, GUDI e PATWARDHAN (2009), constatando-se que o método proposto é mais robusto que o método usado na comparação, não demandando ajustes de parâmetros por parte do usuário para fornecer bons resultados. A dissertação inclui também um estudo de caso da aplicação industrial do método na auditoria de desempenho de um controlador preditivo linear de estrutura descentralizada, com doze variáveis controladas, oito manipuladas e quatro distúrbios não medidos, aplicado a um sistema de fracionamento de propeno e propano em uma indústria petroquímica. A auditoria permitiu reduzir o escopo de revisão do controlador a dezenove canais da matriz, sendo que quatorze destes correspondiam a canais com modelos nulos que deveriam ser incluídos na matriz. A eficácia do método foi comprovada repetindo-se a avaliação da qualidade de modelo para todas as variáveis controladas. / The scope of this dissertation is the development of a method to detect the models of the dynamic matrix that are affecting the performance of model-based predictive controllers. The proposed method is based on the cross correlation analysis between the nominal controller error and an estimate of the contribution of each channel to the controller output, filtered by the controller nominal sensitivity function. The method can be used in the performance assessment of controllers employing variables controlled at the setpoint and/or those controlled within ranges. This dissertation presents the results of the successful application of the method to the quadruple-tank process (JOHANSSON, 2000), for which three scenarios were evaluated. In the first scenario, the method correctly located gain and dynamic mismatches on a model-based predictive controller (MPC controller). In the second one, the method was used to evaluate the influence of an external variable to improve the performance of a controller affected by unmeasured disturbances. In the third scenario, the method located null models that should be included in the dynamic matrix of a decentralized MPC controller. The results of the three scenarios were compared with the ones obtained through the method proposed by BADWE, GUDI e PATWARDHAN (2009). The proposed method was considered more robust than the reference one for not requiring parameters estimation performed by the user to provide good results. This dissertation also includes a case study about the application of the method on the performance assessment of an industrial linear predictive controller of decentralized structure. The controller has twelve controlled variables, eight manipulated variables, and four unmeasured disturbances and is applied to a propylene-propane fractionation system of a petrochemical industry. The performance assessment allowed reducing the scope of the controller revision to nineteen channels of the models matrix, fourteen of which were null models that should be included in the controller. The efficacy of the proposed method was confirmed by repeating the model quality evaluation for all the controlled variables.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e simulação de um Controlador Supervisório Inteligente para sistemas híbridos de energia de pequeno porte. O controlador utiliza técnicas de inteligência artificial, baseadas em redes neurais artificiais e lógica neuro-fuzzy, para realizar previsões de velocidade de vento e demanda de curto prazo, permitindo a tomada de decisões otimizadas de despacho para o sistema híbrido de energia. Os principais objetivos do controlador são: o atendimento à carga, a maximização na utilização da fonte renovável eólica e a redução da participação do gerador diesel, assim como são tomados procedimentos adequados para preservar a vida útil da bateria. Um modelo computacional foi criado para calcular o balanço energético de qualquer sistema híbrido a partir de séries de dados medidos de demanda e velocidade de vento. A avaliação do desempenho do controlador foi realizada comparando-se os resultados obtidos com dois outros algoritmos comumente usados para controle de sistemas híbridos. Também foi feita uma análise econômica simplificada usando a figura de mérito do custo de ciclo de vida (CCV) para destacar as vantagens do novo controlador supervisório inteligente para sistemas híbridos. / This work presents the development and simulation results of an Intelligent Supervisory Controller for hybrid power systems. The controller uses artificial intelligence techniques, based on artificial neural networks and neuro-fuzzy logic, to forecast both wind power and load, and to take optimal dispatch decisions for hybrid power systems. The main controller objectives are: supply the load, priorize wind power and minimize diesel contribution while following appropriate procedures to preserve batteries life. A simulation tool has been created to compute the energy balance of any hybrid system using measured load and wind speed time series. The performance analysis was carried out by comparing the simulation results against two other common hybrid systems\' control algorithms. Also, a simplified life cycle cost analysis (CCV) has been executed in order to point out the economic advantages of the new intelligent supervisory controller for hybrid power systems.