Orientador : Wu Shin-Ting / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T20:07:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batagelo_HarlenCosta_M.pdf: 608382 bytes, checksum: e61ed7585f24dc2d6939e44ac8117202 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Resumo: Em geral, estruturas espaciais e manipuladores robóticos leves têm uma característica similar e inerente que é a flexibilidade. Esta característica torna a dinâmica do sistema muito mais complexa e com maiores dificuldades para a análise de estabilidade e controle. Então, braços robóticos bastantes leves, com velocidade elevada e potencia limitada devem considerar o controle de vibração causada pela flexibilidade. Por este motivo, uma estratégia de controle é desejada não somente para o controle do modo rígido mas também que seja capaz de controlar os modos de vibração do braço robótico flexível. Também, redes neurais artificiais (RNA) são identificadas como uma subespecialidade de inteligência artificial. Constituem atualmente uma teoria para o estudo de fenômenos complexos e representam uma nova ferramenta na tecnologia de processamento de informação, por possuírem características como processamento paralelo, capacidade de aprendizagem, mapeamento não-linear e capacidade de generalização. Assim, neste estudo utilizam-se RNA na identificação e controle do braço robótico com elos flexíveis. Esta tese apresenta a modelagem dinâmica de braços robóticos com elos flexíveis, 1D no plano horizontal e 2D no plano vertical com ação da gravidade, respectivamente. Modelos dinâmicos reduzidos são obtidos pelo formalismo de Newton-Euler, e utiliza-se o método dos elementos finitos (MEF) na discretização dos deslocamentos elásticos baseado na teoria elementar da viga. Além disso, duas estratégias de controle têm sido desenvolvidas com a finalidade de eliminar as vibrações devido à flexibilidade do braço robótico com elos flexíveis. Primeiro, utilizase um controlador neural feedforward (NFF) na obtenção da dinâmica inversa do braço robótico flexível e o calculo do torque da junta. E segundo, para obter precisão no posicionamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Generally, space structures and lightweight robotic manipulator have an inherent and similar characteristic that is the flexibility. This character complicates the dynamics of this system and presents challenging problems in stability and control. Then, robotic arms to have high-speed movement with small power and less weight require control of vibration caused by flexibility. For this end, control strategy is desired not only to be able to control the motion of the rigid mode, but also to be able to control the vibration modes of the flexible robotic arms. Also, artificial neural networks (ANN) are identified as a subspecialty of artificial intelligence, constitute nowadays one theory of complex phenomena studies and represent a new tool for information process technology, through its characteristics like parallel process, learning capability, non linear mapping and generalization capability. So, in this study ANN are used to the identification and control of robotic arm with flexible links. This these presents the dynamic modeling of robotic arms with flexible links, 1D in horizontal plane and 2D in vertical plane with gravitational effects, respectively. Reduced dynamical models are obtained through the Newton-Euler formalism, and the finite elements method (FEM) is used in the elastic displacement discretization based on elementary beam theory. Moreover, two control strategies have been developed for suppressing the vibrations due to the flexibility of the robotic arm with flexible links. First, it is used a feedforward neural controller (NFF) which find the dynamic inverse of the arm to compute the joint torque. And second, to obtain positioning accuracy in the end effectors it is used a feedforward + feedback neural controller (NFF+FB) which compensate the gravity effects and others perturbations. The results obtained use the MATLAB - SIMULINK® package for dynamical systems simulation.

Devido a crescente complexidade dos sistemas integrados, tornou-se indispensável o desenvolvimento de ferramentas computacionais que auxiliem no projeto destes sistemas. Uma destas ferramentas é o simulador lógico, que é utilizado em verificações lógicas do projeto de sistemas e requer um grande esforço computacional. Nesta dissertação são revistas as técnicas de simulação lógica. São propostos algoritmos e estruturas de dados para um simulador lógico hierárquico capaz de manipular um grande número de eventos, mantendo um alto desempenho relativo ao tempo de execução. Apresentam-se os resultados de simulações lógicas que representam, com certa aproximação, simulações de sistemas digitais complexos.

Este trabalho tem por finalidade apresentar o desenvolvimento de um analisador lógico didático e de baixo custo, criado a partir de um microcomputador compatível com o IBM PC.

O objetivo deste trabalho é apresentar de maneira pragmática e formal, os conceitos do modelo relacional de dados necessários para descrever algumas metodologias para se projetar relações, tais como: decomposição, Algoritmo de Bersntein, Diagrama de Smith e a contribuição do próprio autor, nesta direção. A teoria que se apresentou aqui, sobre o modelo relacional, foi em parte expandida pelo autor para se analisar o modelo relacional não-normalizado, além de se mostrar, que os métodos de projeto aqui descritos, podem ser usados neste modelo. O autor contribui com um método (RDB) para projetar relações, que o mesmo acredita ser sensivelmente melhor que os métodos tradicionais já existentes.

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2016-10-31 / Provisioning cloud applications usually is a complex task as it involves the deployment and configuration of several components (e.g., load balancer, application server, database) and cloud services (computing, storage, CDN, etc.) also known as application blueprints or topologies. The Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications (TOSCA) is a recent standard that has focused on standardizing the way cloud applications are structured and managed to favor interoperability. In this work we describe an approach that facilitates the evaluation of different application topologies by enabling cloud users to easily provision and evaluate different TOSCA topology options based on performance and cost metrics. We show the technical feasibility of the approach based on a case study with the WordPress blogging application where various topologies were automatically provisioned and evaluated in order to gain insights into the best (w.r.t.performance) options. Key-words: Cloud Computing. Provisioning. Topology Evaluation. TOSCA. / Provisionamento de aplicações em nuvem geralmente é uma tarefa complexa, uma vez que envolve a implantação e configuração de vários componentes (ex: balanceador de carga, servidor de aplicações, banco de dados) e serviços de nuvem (computação, armazenamento, CDN, etc.), também conhecido como blueprints ou topologias. Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications (TOSCA) é um padrão recente que tem se concentrado em padronizar a forma com que as aplicações em nuvem são estruturadas e gerenciadas para favorecer interoperabilidade. Neste trabalho descrevemos uma abordagem que facilita a avaliação de diferentes topologias de aplicações, permitindo que os usuários de nuvem facilmente provisionem e avaliem diferentes opções de topologias TOSCA baseado em métricas de desempenho e de custo. Nós mostramos a viabilidade técnica da abordagem com base em um estudo de caso com a aplicação de blog WordPress onde várias topologias foram provisionadas automaticamente e avaliadas, a fim de obter informações sobre as melhores opções. Palavras-chaves: Computação em Nuvem. Provisionamento. Avaliação de Topologias . TOSCA.

Made available in DSpace on 2019-03-29T23:13:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-14 / This work presents VisMobile, an interactive rendering system for mobile devices, using the OpenGL ES API (Open Graphics Library for Embedded Systems). Visibility algorithms are presented and implemented to provide a real time processing of a 3D application, in situations where the camera walks through the environment. Different combinations of visibility algorithms and spatial data structures were then tested on VisMobile. By varying the 3D graphical environments, the mobile devices and the execution platforms, those differents combinations were tested systematically. The results show that interactive frames per second around 30fps can be obtained with success using the mobile phone N82. keywords: interactive rendering, mobile devices, visibility algorithms, spatial data structure, performance analysis. / Este trabalho apresenta VisMobile, um sistema para renderização interativa em dispositivos móveis utilizando a API OpenGL ES (Biblioteca Gráfica para Sistemas Embarcados). Algoritmos de visibilidade e estrutura de particionamento espacial são apresentados e implementados, de modo a propiciar o processamento em tempo real de aplicações gráficas 3D, em situações nas quais a câmera se locomove pelo ambiente. Diferentes combinações de algoritmos de visibilidade e estruturas de dados espaciais foram então testadas no VisMobile. Variando-se os ambientes gráficos 3D, os dispositivos móveis e as plataformas de execução, essas diferentes combinações foram testadas sistematicamente. Os resultados mostram que taxas interativas em torno de 30q/s podem ser obtidas com sucesso utilizando-se o celular N82. palavras-chave: renderização interativa, dispositivos móveis, algoritmos de visibilidade, estruturas de particionamento espacial, análise de desempenho

Made available in DSpace on 2019-03-29T23:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-02-21 / Rendering engines are specialized softwares, built on graphics libraries, whose responsibility is to generate realistic tridimensional scenes, containing a robust description of the geometry, color, texture and visual effects (reflections, shadows, shading, etc.). The computer representation of light rays from the real world is not a trivial task. Actually, it is an extremely costly process and generally unfeasible to be done in real time. A quite robust and realistic technique for rendering, normally, static scenes is ray tracing. Although there are other rendering algorithms at GPU level, they target speed at the expense of quality, generating undesirable visual artifacts to achieve interactive rates (approximately 30 frames per second) in dynamic scenes. This thesis presents VTracer, a hybrid rendering engine capable of generating realistic visual effects at interactive rates, through a new solution for reflection synthesis which combines Screen Space Reflection (SSR) in screen space with ray tracing in GPU (into two versions, one using the OptiX library and one entirely developed in CUDA), and for shadow synthesis using shadow maps and/or ray tracing. In particular, for the ray tracer in CUDA, a Linear Bounding Volume Hierarchy (LBVH) was used as the accelerator data structure. Moreover, VTracer has been successfully integrated into the Bullet Physics engine to generate also realistic visual effects in dynamic simulations of rigid and deformable bodies. The results show that it is possible to combine rasterization and ray tracing for the synthesis of realistic hybrid visual effects (shadows and, particularly, reflections) at interactive rates, both in static scenes containing flat and curved objects (concave and convex, with or without normal maps), as in dynamic scenes, whether these objects are rigid or deformable. In order to verify and validate the proposal, several systematic and varied case studies were conducted focusing on the performance analysis of VTracer in terms of quality, frame rates and scalability. Two metrics were applied for the objective quality analysis, which proved the level of realism of all the images synthesized in the tests. In addition, the tests showed that VTracer is capable of generating hybrid reflections and shadows at interactive rates and with good scalability as the levels of geometric complexity and movement of objects' vertices increase, even in high-cost scenes such as the dynamic ones with deformable objects. Finally, it is possible to conclude that, for the majority of the test cases investigated, the VTracer module in OptiX was more recommended for static scenes and, the one in CUDA, for dynamic ones. With regards to the application of this work, there are many possibilities envisioned, for example, the creation of a plugin that would allow the generation of the VTracer's visual effects in commercial game engines. Keywords: Rendering engine. Shadows. Reflections. Rasterization. Ray Tracing. Realism. Interactive FPS. Static and Dynamic Scenes. Rigid and deformable bodies. / Motores de renderização são softwares especializados, construídos sobre bibliotecas gráficas, cuja responsabilidade é gerar cenas tridimensionais realistas, contendo uma descrição robusta da geometria, cor, textura e efeitos visuais (reflexos, sombras, tonalização, etc.). A representação por computador dos raios de luz do mundo real não é uma tarefa trivial. Na realidade, é um processo extremamente custoso e geralmente inviável de ser feito em tempo real. Uma técnica bastante realista para a renderização, normalmente, de cenas estáticas é o ray tracing. Embora existam outros algoritmos de renderização em nível de GPU, estes objetivam a velocidade em detrimento da qualidade, gerando artefatos visuais indesejáveis para atingir taxas interativas (aproximadamente, 30 quadros por segundo) em cenas dinâmicas. Esta tese apresenta VTracer, um motor de renderização híbrido capaz de gerar efeitos visuais realistas a taxas interativas, através de uma nova solução para a síntese de reflexos que combina Screen Space Reflection (SSR) em espaço de tela com ray tracing em GPU (em duas versões, uma usando a biblioteca OptiX e outra integralmente em CUDA) e, para a síntese de sombras, usando shadow maps e/ou ray tracing. Em particular, para o ray tracer em CUDA, uma Linear Bounding Volume Hierarchy (LBVH) foi usada como estrutura de dados aceleradora. Além disso, VTracer foi integrado com sucesso ao motor da Física Bullet, para também gerar efeitos visuais realistas em simulações dinâmicas de corpos rígidos e deformáveis. Os resultados mostram que é possível combinar rasterização e ray tracing para a síntese de efeitos visuais realistas (sombras e, particularmente, reflexos) a taxas interativas, tanto em cenas estáticas contendo objetos planos e curvos (côncavos e convexos, com ou sem normal maps), quanto em cenas dinâmicas, sejam estes objetos rígidos ou deformáveis. Para verificação e validação da proposta, estudos de caso variados e sistemáticos foram conduzidos, focados na análise de desempenho do VTracer quanto à qualidade, taxas de quadros por segundo e escalabilidade. Duas métricas foram aplicadas para a análise objetiva da qualidade, as quais comprovaram o nível de realismo de todas as imagens sintetizadas nos testes. Adicionalmente, os testes mostraram que VTracer é capaz de gerar reflexos híbridos e sombras a taxas interativas e com boa escalabilidade, à medida que os níveis de complexidade geométrica e de movimento dos vértices dos objetos aumentam, mesmo em cenas de alto custo computacional, como as dinâmicas com objetos deformáveis. Finalmente, é possível concluir que, para a maior parte dos casos de teste investigados, o módulo do VTracer em OptiX foi mais recomendado para cenas estáticas e, o em CUDA, para dinâmicas. Com relação à aplicação deste trabalho, há várias possibilidades vislumbradas, por exemplo, a criação de um plugin que possibilitasse a geração dos efeitos visuais do VTracer em motores de jogos comerciais. Palavras-chave: Motor de renderização. Sombras. Reflexos. Rasterização. Ray tracing. Realismo. FPS interativo. Cenas estáticas e dinâmicas. Corpos rígidos e deformáveis.

Ce travail présente un modèle d'information, conçu de manière à permettre l'évaluation des produits, basé sur l'approche de la Conception pour la fabrication. Le modéle proposé concerne la représentation des piéces mécaniques , et il doit être utilisé en parallèle avec un système de Conception assisté par ordinateur, L'adequation du modèle d'information, ainsi que l'application de certains sujets spécifiques de la Conception pour la fabrication sont abordées.Un schéma de modèle d'information des produits et de la fabrication, basé sur la Technologie a base de caractéristiques a été developpé. Le modèle géométrique de pièces est basé sur l'approche des Bases de caractéristiques de forme et sur la méthode de Synthèse d'élements wolumetriques. Les sujets liés à la Conception pour la fabrication- nottement la Technologie de groupe, le Choix des procedés de fabrication des piéces et l'application des consignes de fabrication- ont eté mis en ocuvre, à partir des téchniques de la Modelisation de la connaissence. Les procédés liés à la sélection des procédes ont été utilises, afin d'aider les projecteurs à obtenir une définition approché du procedé de fabrication de lá pièce, avant de l'active de planification du processus. Le modéle d'information est sencé d1être capable de génére une base suffisante pour établir une analyse liée a la Planification des processus. Il est important de remarquer que ce travail fait partie d'un effort de mis en ocuvre de L'ingeniere concourante, ainsi que de son approximantion des domanines du projet et de la fabrication. Cet objectif est atendu par le biais d'utilisation d'un outil d'informatque adequat à l'aide des projecteurs dans la tâche de l'évalution du projet des pièces (par rapport aux besoins de fabrication). / Este trabalho introduz um modelo de representação da informação concebido para permirtir a avalição de produto baseado nas abordagens providas pelo Projecto Orientado à Fabricação. Esse modelo concentra-se no domínio das peças mecânicas e é suposto que venha a operar conjuntamente com um sistema de desenho assistido por computador. Tanto a adequação do modelo de representação da informação, quanto a aplicação de tópicos específicos em Projecto Orientado à Fabricação são discutidas. Um esquema de representação da informação sobre o produto e a fabricação baseado na Tecnologia de Características foi desenvolvido. O modelo geométrico da peça é baseado na abordagem da utilização de bases de formas características e no método de síntese de volumes elementares. Um protótipo de modelo de representação da informação foi implementado baseado no paradigma de programação orientada a objectos. A adequação do modelo de representação da informação é examinada considerando-se a necessidade de viabilizar a análise das peças mecânicas baseada no Projecto Orientado à Fabricação. Os tópicos ralacionados com o Projecto Orientado à Fabricação- nomeadamente a Tecnologia de Grupo, a slecção de processos de fabricação das peças e a aplicação de recomendações para a fabricação- foram implementadas, utilizando-se técnicas de engenharia de conhecimento. Os procedimentos relacionados com a selecção de processos foram incluídos para auxiliar os prejectíticas a obterem uma definição aproximada do processo de fabricação da peça precedendo a actividade de planeamento do processo. Espera-se que este modelo de representação da informação também seja capaz de prover uma base razoavel para o estabelecimento da análise relcionada com o planeamento de processos. Observa-se que este trabalho insere-se no esforço de implementação da engenharia concorrente através da tentativa de aproximar as áreas de projecto e fabricação. Este objectivo é alcançado pela utilização de uma ferramenta computacional adequada para assistência aos projectistas na tarefa de avalição do pejecto da peça (face aos requisisto de fabricação). / This work introduces an information model conceived to enable product evaluation based on the design for manufacture approach. It concentrates on the mechanical parts domain and it is supposed to operate coupled wiht a computer-aided drafting system. Both the information model adequacy and the application of specific desing for manufacture topics are discussed. A product and manufacturing information representation scheme based on the Features Technology was developed. The geometric part model is based on the desing by features approach and the synthesis of volumetric elements method. It was implemented an information model protoype based on the object-oriented programming paradigm. The information model adequacy is examined considering the need for enabling mechanical part analysis based on the design for manufacture.The desing for manufacture related topics- namely concerning Group Technology, part manufacturin process selection and manufacturin rules application- were impelmented using knowledge engineering tecniques. The process selection procedure was included to help designers obtaining a coarse definition on part manufacturing process preceding the process palnning activity. This information model is also expected to provide a regular basis for the process planning reasoning. It must be noticed this work is embedded in the concurrent enginerring implementation effort by attempting to bridge the gap between desing and manufacture. This obective is achieved by using and adequate software tool which assist designers in the part design evaluation task (inface of manufaturing requiremenst).

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010