Sistemas de pouso automático vêm sendo utilizados com sucesso desde 1960. Seu emprego permite às companhias aéreas operar em condições de baixa visibilidade com extrema segurança e confiabilidade. Os impactos econômicos destas operações são relevantes, justificando os altos custos de desenvolvimento, manutenção e treinamento associados a tais sistemas. A função por eles desempenhada ée talvez a mais crítica das funções de controle automático presente em uma aeronave moderna, e por isso continua a ser um dos maiores desafios de engenharia de controle na indústria aeronáutica. Os requisitos aplicáveis de performance, segurança, confiabilidade e monitoramento por parte dos pilotos, associados à busca constante por baixos custos das companhias aéreas, resultam em um cenário de constante evolução tecnológica destes sistemas. Dentro deste contexto, o presente trabalho tem como objetivo apresentar um método de projetar um sistema de controle longitudinal automático para a fase de arredondamento de maneira simples, rápida e direta, para obter um sistema robusto e com boa performance. O modelo para simulação foi obtido a partir do conceito de derivadas aerodinâmicas de estabilidade. A estratégia de controle adotada emprega conceitos de controle moderno em uma arquitetura que permite avaliar facilmente diversas estruturas de controlador. Os ganhos do controlador são obtidos automaticamente por um algoritmo de otimização baseado na resposta temporal do sistema. A ênfase do trabalho de engenharia deste método está na escolha da estrutura do controlador e dos critérios de otimização. A trajetória de comando adotada se baseia numa trajetória fixa no espaço explicitamente definida como uma função da distância longitudinal percorrida. Este conceito reduz drasticamente a dispersão do ponto de toque e da velocidade vertical no pouso causada por variações nas condições atmosféricas e nas características da aeronave. A robustez do controlador resultante foi testada frente a diversos parâmetros que sabidamente influenciam a performance de um sistema de pouso automático na vida real.

Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver um anemômetro de fio quente para operar à corrente constante usando-se como elemento sensível, um termoresistor de platina, como braço da ponte de Wheatstone, para medir o fluxo de um fluido escoando em um tubo. Um protótipo do equipamento foi montado interligando as partes analógicas e digitais. Um circuito eletrônico microcontrolado foi construído para aquisição dinâmica de sinais, caracterizando a parte analógica. O sistema possui um condicionador analógico para o canal de entrada, possibilitando a leitura do sinal proveniente do transdutor anemométrico, controle de corrente do termoresistor de platina, controle da temperatura do elemento resistivo e ajuste de tensão para compatibilidade com a parte digital. A parte digital do sistema baseia-se no microcontrolador CY8C29466 com tecnologia PSoC - Programmable System on Chip da Cypress. Apresenta interface com o usuário através de teclado e mostrador de cristal liquido. A taxa de aquisição é de 10 amostras/s e o armazenamento dos dados é feito em memória EEPROM interna ao microcontrolador. Para a calibração do anemômetro de sinais foi adotado o procedimento de calibração dinâmica, tendo como referência um Becker graduado, uma balança de precisão de 0.1g e um cronômetro digital. Foi determinado o comportamento do condicionador através de ensaios dinâmicos, sendo apresentados gráficos de resultados de vazões em função dos valores de tensão provenientes da ponte de Wheatstone. Os dados resultantes de ensaios dinâmicos e simulações foram adquiridos por um osciloscópio digital, multímetro digital, software de simulação PROTEUS 7.1 e pelo sistema de aquisição desenvolvido. São mostrados gráficos comparativos dos sinais obtidos e simulados com ambos os equipamentos.

Este trabalho se dedica a estudar e comparar os métodos de controle robusto H? Loop Shaping e LQG/LTR a partir de um exemplo de aplicação aeronáutica. Por motivos que serão apresentados adiante o uso de controladores robustos é extremamente interessante no ramo aeronáutico por apresentar uma segurança a mais de projeto levando-se em consideração diversos fatores. O estudo aqui apresentado consiste em um projeto de sistema de Aumento de Controle (Control Augmentation System - CAS) latero-direcional para o caça F-16 objetivando evitar uma derrapagem durante um comando de rolagem da aeronave. Por se tratar de uma aeronave de alto desempenho e instável, as limitações que atrapalham o desempenho de um controlador se tornam mais visíveis facilitando assim a análise do caso.

As características de um sistema podem variar ao longo do seu envelope operacional. Este fato gera um grande desafio para projetos de controle realizados com base em uma planta de referência. Portanto, para projetar uma lei de controle que atenda aos requisitos de projeto em todo o envelope operacional do sistema, normalmente, recorre-se ao escalonamento de ganhos. Uma interessante alternativa é o Quantitative Feedback Theory (QFT), técnica de controle robusto que é, principalmente, caracterizada por considerar, desde o início do projeto, as incertezas de modelagem do sistema, causadas ou por variações nos próprios parâmetros do sistema ou por perturbações externas ao mesmo. O projeto por esta técnica de controle é realizado no domínio da freqüência e considera requisitos de rastreamento de performance, de atenuação de distúrbios, de estabilidade, entre outros. Neste trabalho aplica-se esta técnica de controle no projeto de um sistema automático de aproximação e pouso para uma aeronave de passageiros de médio peso. Foi escolhido um conjunto de diferentes pontos de operação dentro do envelope de vôo com o objetivo de projetar uma única lei de controle capaz de atender aos requisitos para todo o conjunto de pontos escolhidos. A validação do projeto ocorreu através da simulação de uma manobra automática de aproximação e pouso realizada para todos os pontos de operação e foi possível mostrar que o QFT é uma técnica promissora para projetos de controle em sistemas de comandos de vôo.

Este trabalho apresenta uma maneira prática de combinar as técnicas atuais de otimização multicritério com as de escalonamento de ganhos e aplicá-las a um caso prático de controle de vôo de movimento longitudinal de aeronave. Para o projeto foi considerado um modelo simplificado de aeronave e definido um controle baseado na realimentação da velocidade de arfagem, do ângulo de ataque e do fator de carga, além das respectivas características de período curto e fugóide, bem como da resposta a um degrau de referência que deviam ser atingidas para a qualidade de vôo desejada. A partir do estudo do envelope de vôo do modelo, definiu-se uma distribuição linear dos pontos de operação do escalonador no espaço do envelope. Em cada ponto de operação foram executados dois algoritmos de otimização: um baseado na Teoria de Jogos Multi-objetivos, do Prof. J. F. Nash e o outro num modelo de algoritmo genético de modo a obter os melhores ganhos para aquele ponto de operação. Depois foi aplicado um algoritmo de interpolação linear nos pontos do escalonador de maneira a obter os parâmetros do controlador para qualquer ponto de operação dentro dos limites do envelope de vôo. Ao fim foi efetivada uma validação da lei de controle escalonada gerada com a simulação e cálculo dos parâmetros de qualidade para pontos dentro do envelope de vôo. São apresentados ao longo do trabalho os resultados de uma aplicação prática, bem como boa parte dos algoritmos e modelos usados para implementação.

Neste trabalho são desenvolvidos modelos elementares de orifício, volume e trocador de calor, sendo os dois últimos, modelos dinâmicos destes elementos. Utilizando-se destes componentes, construída uma representação de válvulas e dutos, que, em conjunto com o trocador de calor compõem uma planta pneumática, representando o sistema de gerenciamento de ar de uma aeronave (e diversas de suas não-linearidades). Prossegue-se no desenvolvimento estabelecendo o ponto de operação sob o qual o sistema será analisado. São também apresentados os procedimentos de estabilização e linearização do modelo não-linear em torno do ponto de operação. Utilizando-se do sistema linear obtido, é projetado um controlador segundo a técnica LQG/LTR (Linear Quadratic Gaussian / Loop Transfer Recovery), resultando em um controlador de mesma ordem da planta utilizada em seu projeto. A ordem do controlador é então reduzida segundo critérios no domínio do tempo e da freqüência e são comparados o desempenho dos controladores de ordem completa e reduzida. O trabalho é finalizado com a análise do desempenho do controlador de ordem reduzida em casos de regulação e rastreamento.

Este trabalho tem por objetivo propor, projetar e testar novas arquiteturas de circuitos visando o seu uso em projetos de microprocessadores difusos que processem as suas informações no modo analógico. Para isto duas topologias de uma máquina de inferência foram desenvolvidas e implementadas. A grande inovação obtida a partir de uma das propostas é o circuito fuzificador desenvolvido, que a partir da utilização de sinais de controle digitais é capaz de gerar funções de pertinência do tipo triangular, trapezoidal, "S" ou "Z". Nesta proposta, a partir de sinais externos de controle, tanto a inclinação, como a altura das funções geradas podem ser alteradas e, ainda, as funções podem ser deslocadas dentro do seu intervalo de existência, ou seja, dentro do seu universo de discurso. A célula principal deste circuito fuzificador foi desenvolvida baseada no princípio translinear aplicado a dispositivos CMOS. Uma segunda arquitetura de um circuito fuzificador também é apresentada e discutida. Tal arquitetura é baseada em circuitos do tipo espelho de corrente CMOS, sendo a mesma completamente modular. Nesta arquitetura, o circuito que merece mais destaque é o circuito que tem por função deslocar o sinal de corrente de entrada em intervalos pré-determinados. O mesmo foi denominado de circuito de escalonamento de correntes. Na literatura, até onde se saiba, não existe circuito com característica similar. Um módulo de inferência foi, também, desenvolvido realizando suas operação baseando-se no método proposto por Mandami, sendo que as mesmas são do tipo max e min. Todos os circuitos foram implementados em modo corrente, pois, além de necessitarem de menor área de silício, podem ser otimizados para operar em altas velocidades. Este trabalho ainda apresenta e discute uma topologia para um circuito defuzificador. As medidas realizadas nos protótipos, já na sua versão integrada, mostram que a proposta do trabalho é válida e viável, sendo que todos os valores obtidos se enquadram dentro dos parâmetros do projeto estabelecidos inicialmente. Os blocos foram implementados, por hardware analógico, usando tecnologia CMOS 0,8 mm da AMS - Austria Mikro Systeme International AG.

A escalada do preço do barril de petróleo e as crescentes preocupações ambientais com relação ao efeito estufa e aquecimento global estão motivando cada vez mais as companhias aéreas e as fabricantes de aeronaves a buscar soluções mais eficientes do ponto de vista de consumo de combustível. À medida que a aeronave consome combustível e torna-se mais leve, as posiçõoes de equilíbrio de profundor e da manete de potência mudam. Procura-se então reduzir a posição da manete de forma a minimizar a rotação do motor e, desta forma, consumir menos combustível. Para manter altitude e velocidade constantes torna-se necessário mudar a posição do profundor de forma coordenada à mudança da manete. O mesmo procedimento deve ser realizado quando a aeronave é submetida a distúrbios atmosféricos e deve retornar à posição de equilíbrio na qual se encontrava inicialmente. O principal objetivo do trabalho é portanto efetuar um estudo sobre como utilizar os controles de voo primários do avião para otimizar o consumo de combustível de uma aeronave durante a fase de cruzeiro. Em especial compara-se o controlador utilizado tradicionalmente baseado em Seguradores de Altitude e Velocidade com aquele que utiliza o algoritmo TECS (Total Energy Control System), cujo uso já foi bastante explorado nas fases de descida e arredondamento em outros estudos acadêmicos. De forma a tornar este projeto mais próximo das aplicaçõoes presentes nas fabricantes de aeronaves, alguns requisitos tais como limites aceitáveis para variações de altitude e velocidade, limites físicos dos ganhos dos controladores, valores mínimos de margens de fase e de ganho das malhas de controle, foram estabelecidos. O modelo de aeronave utilizado foi linearizado de forma a permitir a determinação dos ganhos dos controladores, realizada através de algoritmos de otimizaçãao aplicados em modelos lineares. A seguir, um escalonamento de ganhos permite a aplicação dos controladores em uma vasta gama de pontos distintos do envelope de operação da aeronave. Por fim, uma simulação não-linear com o modelo completo da aeronave permite verificar a respostado sistema a perturbações como turbulência e realizar uma comparação entre os dois controladores adotados. Simulações em atmosfera tranquila mostraram que o comportamento da aeronave é muito parecido para ambos os controladores. Mesmo as simulações realizadas considerando distúrbios atmosféricos tais como tesoura de vento e turbulência não evidenciaram nenhuma grande vantagem de um controlador com relação ao outro do ponto de vista de consumo de combustível. Desta forma a substituição do controlador utilizado atualmente pelo TECS não é justificável.

Aeroportos no centro de cidades, em regiões montanhosas ou com obstáculos próximos à pista exigem ângulos de trajetória de aproximação mais íngremes que o usual. Os motivos para essa adequação são a necessidade de cumprimento das restrições quanto à emissão de ruídos ou até mesmo as limitações físicas impostas pelo relevo ou pelos obstáculos que rodeiam os aeroportos. A proposta deste trabalho é projetar um piloto automático de aproximação para uma aeronave executiva a jato em condição de steep approach (descida íngreme). Ao longo do texto, os fundamentos teóricos são apresentados e a estrutura do controlador é definida. Um modelo linearizado da aeronave em configuração de pouso é utilizado e o cálculo dos ganhos é realizado através da metodologia LQ (Linear Quadrática), ponderando-se os estados e o erro de estado estacionário. O desvio em relação ao estado estacionário é ponderado no tempo de forma a penalizar desvios grandes nos últimos instantes. Consideram-se ainda os valores de amortecimento dos pólos do sistema em malha fechada no cálculo do índice de desempenho. O sistema com o controlador projetado é avaliado em condições de distúrbios atmosféricos e quanto à qualidade de voo e estabilidade segundo critérios presentes na literatura. São incluídos os atrasos e saturações dos atuadores tanto no cálculo dos ganhos do sistema quanto nas simulações.

A Organização de Aviação Civil Internacional (ICAO) recomendou a utilização da língua inglesa como padrão internacional nas comunicações ar-solo em 1951. Em 1998, sugeriu a realização de um estudo para a implantação de um teste de proficiência linguística para pilotos e controladores, pois havia, naquela época, alta ocorrência de incidentes e acidentes aeronáuticos gerados pela deficiente utilização da língua inglesa (CUSHING, 1994). Em 2004, foi publicado o Manual de Requisitos para Implementação de Proficiência Linguística da ICAO. Como país signatário, o Brasil buscou atender a essas recomendações emanadas pela ICAO e, para isso, a partir de 2003, o Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA) passou a adotar diversas medidas de capacitação e avaliação, visando à elevação do nível de proficiência na língua inglesa para os profissionais diretamente ligados às atividades de controle de tráfego aéreo (DECEA, 2011). Assim sendo, em 2007, o DECEA realizou pela primeira vez o Exame de Proficiência em Língua Inglesa do Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro (EPLIS), para avaliar os controladores de tráfego aéreo (ATCo). Nestes anos que se passaram, foram avaliados centenas de ATCo, tendo sido implementadas diversas modificações no exame buscando aperfeiçoá-lo continuamente. Apesar destas medidas de aperfeiçoamento, até a presente data, não havia sido traçado um perfil dos ATCo quanto à sua capacitação em língua inglesa focada na aviação. Desta forma, este trabalho propõe-se a traçar um perfil dos ATCo do Primeiro Grupo de Comunicações e Controle (1 GCC), no tocante a sua capacitação em língua inglesa, possibilitando delinear e subsidiar um adequado programa de capacitação, que poderá contribuir para o aprimoramento da segurança operacional do serviço de controle de tráfego aéreo prestado pelo 1 GCC. Baseado na abordagem do ESP (English for Specific Purpose) que foca nas necessidades-alvo de utilização da língua, o estudo possibilitou identificar as necessidades comunicativas específicas dos ATCo, recomendando ações a serem adotadas para o aprimoramento do programa de capacitação em língua inglesa. Sugere, também, a replicação deste trabalho nas diversas organizações integrantes do Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro (SISCEAB) e a realização de um estudo mais aprofundado para a comparação analítica dos currículos de formação e pós-formação dos ATCo no tocante à língua inglesa.