Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira / Banca: Liu Hsu / Banca: José Paulo Fernandes Garcia / Resumo: Propõem-se novas condições, em termos de Desigualdades Lineares Matriciais (em inglês, Linear Matrix Inequalities, LMI), para a resolução do seguinte problema, classificado como síntese Estritamente Real Positiva (ERP): dada uma planta linear invariante no tempo, com o número de saídas maior ou igual ao número de entradas, encontre uma matriz constante de realimentação da saída K e uma matriz constante em série com a saída F para que o sistema controlado seja ERP. Então, com base neste resultado, um novo projeto baseado em LMI para o Controle com Estrutura Variável (CEV) com realimentação da saída de plantas dinâmicas incertas é apresentado. O método considera as seguintes especificações do projeto: distúrbios casados ou não-linearidades da planta, restrições na saída, taxa de decaimento e, finalmente, incertezas da planta não casadas. O método é aplicado em alguns exemplos. As contribuições principais desta dissertação são: a generalização do método de projeto para plantas com o mesmo número de entradas e saídas e a proposta de um novo método de projeto para plantas com o número de saídas maior que o número de entradas. / Abstract: We propose new Linear Matrix Inequalities (LMI) conditions for the following problem, called Strictly Positive Real (SPR) synthesis: given a linear time-invariant plant, with the number of outputs greater or equal to the number of inputs, find a constant output feedback matrix K and a constant output tandem matrix F for the controlled system to be SPR. Then, taking into account this result, a new LMI based design for output Variable Structure Control (VSC) of uncertain dynamic plants is presented. The method considers the following design specifications: matched disturbances or nonlinearities of the plant, output constraints, decay rate and, finally, unmatched plant uncertainties. The method is applied in some examples. This dissertation presents a more general design method for the case where the plant has the same number of inputs and outputs and it proposes a new design method for the case where the plant has more outputs than inputs. / Mestre

Com o objetivo de identificar espécies de plantas que possam ser utilizadas em estratégias de controle de nematóides, seja em esquemas de rotação de culturas ou, isoladamente, como planta antagonista, foram avaliadas as reações de oito espécies de plantas medicinais em relação a Meloidogyne incógnita raça 2, Meloidogyne javanica e Pratylenchus brachyurus. O estudo constou de três ensaios, um para cada espécie de nematóide, cada qual compreendendo nove tratamentos, ou seja, as oito espécies de plantas medicinais mais a testemunha ou padrão suscetível. As parcelas foram representadas por um vaso contendo uma planta, com cinco repetições. Cada planta foi inoculada com uma média de 5000 ovos para as espécies de Meloidogyne e 600 espécimes para Pratylenchus brachyurus. As reações das plantas foram avaliadas após aproximadamente 60 dias da inoculação, de acordo com o índice de massas de ovos e fator de reprodução no caso dos nematóides das galhas e fator de reprodução no caso de Pratylenchus. As espécies Achillea millefolium (mil-folhas), Bryophyllum calycinum (folha-da-fortuna) e Arctium lappa (bardana) foram consideradas resistentes às 3 espécies de nematóides estudadas apresentando-se, portanto, como instrumento útil ao controle destes parasitos, prestando-se à ocupação de áreas infestadas por esses nematóides. / not available

O parasitoide de ovos, Telenomus podisi Ashmead (Hymenoptera: Platygastridae) é um importante agente de controle natural de percevejos e seu sucesso de parasitismo está relacionado ao comportamento de busca de posturas. Este estudo teve como objetivos avaliar a influência do hospedeiro de origem no comportamento de busca e parasitismo de T. podisi, bem como a aprendizagem e memória do parasitoide. Foram avaliadas as respostas quimiotáxicas (olfatômetro tipo “Y”) de fêmeas acasaladas de T. podisi, com 48 horas de idade, oriundas de ovos de Tibraca limbativentris Stål (percevejo-do-colmo) coletados em lavouras de arroz, ou emergidas a partir de ovos de Euschistus heros (Fabricius) (percevejo-marrom) (Hemiptera: Pentatomidae) provenientes de uma criação de laboratório, tanto ao feromônio sexual de T. limbativentris, como a voláteis de ovos. Além disso, foi averiguado o sucesso de parasitismo em ambos pentatomídeos e a capacidade de aprendizagem e tempo de retenção da memória deste parasitoide ao extrato de capim-limão. Fêmeas oriundas de ovos dos dois heterópteros responderam mais ao feromônio sexual do que ao hexano (controle). No entanto, não houve diferença quimiotáxica significativa ao feromônio, para parasitoides oriundos de ambos hospedeiros. Fêmeas procedentes do percevejo-marrom foram mais responsivas aos voláteis de ovos não lavados do hospedeiro de origem do que aos do percevejo-do-colmo, nas mesmas condições. As provenientes de T. limbativentris, não distinguiram entre os voláteis das posturas das duas espécies de pentatomídeos. Telenomus podisi, oriundos de E. heros, não parasitaram ovos de T. limbativentris, entretanto, parasitoides provenientes deste percevejo parasitaram ovos de E. heros. Além disso, a presença do capim-limão, durante toda a fase imatura, alterou a orientação quimiotáxica de T. podisi, desencadeando aprendizagem nestes organismos, a qual se manteve por até 72 horas. O conhecimento da interferência dos fatores que intermediam a comunicação hospedeiro-parasitoide poderá auxiliar em programas de controle biológico, possibilitando maior adequação e confiabilidade na utilização desta ferramenta com o uso de T. podisi. / Parasitism success in the egg parasitoid Telenomus podisi Ashmead (Hymenoptera: Platygastridae), an important natural control agent for stink bug eggs, depends on its host-searching behavior. This study aimed to assess the influence of parasitoid host origin, learning, and memory on T. podisi search behavior and parasitism. Chemotaxic responses to the T. limbativentris sex pheromone and to egg volatiles were tested in a Y-tube olfactometer for mated, 48-hour old T. podisi females, reared from eggs of Tibraca limbativentris Stål (Rice-stalk-stink-bug) (RSSB) collected in rice plantations, or from eggs of Euschistus heros (Fabricius) (Neotropical-brown-stink-bug) (NBSB) (Hemiptera: Pentatomidae). Parasitism success was quantified in both pentatomids, and learning capacity and memory retention time of the parasitoid were tested with lemongrass extract. Females reared from eggs of the two stink bug species responded more strongly to the sex pheromone than to hexane (control), but there was no significant chemotaxic difference in pheromone response between parasitoids reared in different hosts. Females reared from the NBSB were more responsive to unwashed egg volatiles of their host of origin than to those of the RSSB under the same conditions. Females reared from T. limbativentris did not distinguish between egg volatiles of the two pentatomid species. Telenomus podisi reared from E. heros did not parasitize T. limbativentris eggs, but those reared from T. limbativentris did parasitize E. heros eggs. The presence of lemongrass throughout the immature phase altered the chemotaxic orientation of T. podisi and prompted learning in these organisms that lasted for up to 72 hours. Understanding how the factors that mediate host-parasitoid communication are interrelated can help biological control programs establish more effective and reliable tools with T. podisi.

Este trabalho versa sobre o projeto e implementação de um controlador de força/torque para um manipulador robótico industrial. Uma proposta de cunho prático, considerando-se as características da planta, foi implementada no manipulador industrial Puma 560 com um sensor de força/torque de seis eixos montado em seu pulso. Considerando-se a inacessibilidade do controle de posicionamento do Puma 560 e a não modificação do projeto original do robô, foi implementada uma malha externa de controle de força/torque sobreposta à malha interna de controle de posição do controlador original. Uma das contribuições deste trabalho foi o desenvolvimento de um simulador geral de manipuladores robóticos de elos seriais rígidos, no ambiente do MATLAB/SIMULINKâ. O simulador desenvolvido, por generalidade, difere dos simuladores usuais que utilizam MATLAB/SIMULINKâ, devido sua flexibilidade advinda da possibilidade de se simular qualquer manipulador dessa categoria e da facilidade de utilização devido à interface desenvolvida para o usuário. O mesmo foi amplamente usado neste trabalho, tanto para o projeto e sintonia dos ganhos do controlador externo de força/torque, quanto para simulações. Finalizando, o trabalho objetiva contribuir no esclarecimento de uma metodologia para aplicação destes controladores em manipuladores em contato com o "ambiente".

Este trabalho apresenta um estudo de arquiteturas de comandos de vôo fly by wire enfocando nos efeitos dinâmicos de atrasos e processos de conversão de dados advindos da inserção de computadores digitais na malha de controle. São analisados os efeitos da dinâmica de ordem elevada no sistema, formada por atrasos de processamento, sensores, conversores e filtros. A influência de cada um desses elementos no comando é avaliada por meio de análises de sensibilidade. Sugere-se, de forma a conferir maior segurança ao sistema, que o projeto de leis de controle para comando de vôo leve em conta dinâmicas associadas inerentes à abordagem fly by wire. Objetivando a implementação prática de uma estrutura de emulação de malhas de controle fly by wire, é especificado um sistema para a simulação de arquiteturas fly by wire em tempo real sustentado na plataforma x PC Target da Mathworks. O sistema concebido admite a introdução de modelos de sensores, atuadores, filtros, conversores e barramentos e permite, ainda, sua substituição por elementos de hardware equivalentes.

Este trabalho trata do projeto de um sistema de aumento de estabilidade látero-direcional para uma aeronave de transporte regional de forma que este seja transparente ao piloto. Inicialmente ée definida a arquitetura do sistema, através de análises de segurança. Em seguida ée avaliado o impacto que o sistema de estabilidade causa no sistema de comando do leme da aeronave, e determina-se a melhor maneira de realizar a interface. A especificação dos atuadores do sistema ée feita com base em simulações que revelam a resposta da aeronave a condições de falhas do sistema. Após a especificação do batente dos atuadores, o desempenho do sistema ée verificado através de simulações da resposta da aeronave a pertubações e comandos do piloto.

This work develops a systematic design procedure for flight control laws design which allows: the use of best practices; compatibility with current fly-by-wire implementation; and integration with aircraft and systems design. Such procedure is based on a two-degree-of-freedom control structure, the first degree of freedom defining input to output characteristics and the second coping with disturbance rejection, noise rejection and robustness. The procedure uses a frequency domain based uncertainty description for treating robustness. A case study comprising a primary longitudinal flight control law design for a business aircraft is defined to evaluate the procedure. Results show the adequacy of the procedure: to coalesce many different requirements into simpler ones; evidence compromises between different requirements; design robust control laws given a set of reasonable requirements.

Atualmente, a competição entre empresas tem sido substituída pela competição entre cadeias de suprimentos, formadas por várias empresas. Um fator chave para garantir a rápida resposta da cadeia de suprimentos é a integração de sistemas. Esta integração deve acontecer não apenas entre os elos da cadeia, mas também dentro de cada empresa entre o chão de fábrica e o gerenciamento da produção. Desta forma, para obter sucesso num ambiente globalizado, torna-se necessário integrar o chão de fábrica a aplicativos MES (Manufacturing Execution System), ERP (Enterprise Resource Planning) e SCM (Supply Chain Management), possibilitando assim o compartilhamento de dados de produção entre empresas de uma mesma cadeia e garantindo a transparência das informações. Neste contexto, a proposta deste trabalho é aplicar o conceito de monitoramento remoto para o monitoramento da execução de pedidos de manufatura em máquinas CNC. Como resultado, a solução proposta proporciona a integração entre empresas, garantindo a transparência dos dados e informações sobre a produção.

Um projeto de lei de controle de voo é composto de várias fases. Cada fase, embora independente uma da outra, deve ser facilmente acessada e rapidamente modificada quando sua retomada for necessária. O sucesso de um projeto de controle de voo depende não apenas da flexibilidade das partes envolvidas no processo, mas da redução, em estágios futuros do desenvolvimento, de situações que demandem algum reprojeto (isto é, retorno a fases anteriores). Cada etapa passada que precisa ser refeita aumenta significativamente os custos do projeto. Entretanto, muitas características da aeronave não podem ser precisadas no momento exato de sua concepção, aumentando os riscos de reprojetos. Considerando a diversidade de critérios para avaliação das qualidades de pilotagem e o fato de que, frequentemente, projetistas utilizam esses critérios extrapolando suas definições originais, este trabalho sugere, dentre os critérios disponíveis, a adoção do critério de largura de banda e do critério C* para análise do maior número de topologias de controle possível. As avaliações são feitas em malha aberta e em malha fechada, considerando as variações das condições de voo, do CG e do atraso de tempo na malha de controle da aeronave. A contribuição deste trabalho está na proposta de opções que possam auxiliar na análise do projeto do sistema de controle como um todo em fases iniciais do desenvolvimento.

Estratégias de controle preditivo permitem tratar restrições físicas e operacionais do processo, bem como realizar compromissos entre as diversas grandezas envolvidas mediante o uso de índices de desempenho. O desempenho de controladores preditivos pode ser comprometido por descasamentos entre o modelo nominal de projeto e a planta real, causados, por exemplo, por falhas ou incertezas de modelo. Tais descasamentos podem causar não-factibilidade do problema de otimização. Este trabalho propõe uma estratégia de controle preditivo reconfigurável para acomodação de falhas com propriedades de factibilidade recursiva do problema de otimização e estabilidade robusta de malha de controle. Tal abordagem de controle reconfigurável envolve duas etapas: uma primeira na qual é realizada a comutação entre um controlador nominal e um controlador robusto apropriado quando ocorrem falhas; e uma segunda etapa em que o polítopo de incerteza de controlador robusto é atualizado em tempo real. Adicionalmente, uma extensão para a abordagem de controle preditivo robusto é apresentada de modo a contemplar o tratamento de restrições assimétricas na variável de saída. Resultados numéricos ilustram as características das técnicas propostas.