Atualmente, as doenças relacionadas ao aparelho circulatório respondem por 27% da mortalidade anual no Brasil. Para agravar ainda mais esta situação, o número escasso de doadores de órgãos e falhas no sistema de captação faz um grande número de pacientes não resistir à espera. Desta forma, o desenvolvimento e a utilização de dispositivos de assistência cardíaca durante uma cirurgia, ou na forma implantável como os dispositivos de assistência uni- e bi-ventricular são muito importantes. Dentro do grupo de bombas de sangue existem dispositivos que o elemento responsável direto pelo bombeamento é um motor elétrico sem escovas, ou do inglês "Brushless DC". Para funcionar corretamente, este motor necessita da realimentação da posição instantânea do rotor. Geralmente, esta é obtida por um conjunto de sensores "Hall" e então um controlador eletrônico faz a comutação correta das bobinas do estator de modo que o rotor avance para o passo seguinte. Porém, a falha de um ou mais destes sensores provoca a interrupção do funcionamento do motor.Este trabalho apresenta o estudo de uma técnica para o acionamento de motores "Brushless DC" sem a utilização de sensores de posicionamento. A determinação dos instantes de comutação é feita através da força contra-eletromotriz induzida nas bobinas do estator. A avaliação desta técnica é feita, em um primeiro momento, com o uso do simulador elétrico "PSPICE" e, posteriormente, através de um circuito eletrônico de teste. Os resultados obtidos no simulador mostraram que é possível determinar corretamente os instantes de comutação. Os resultados experimentais obtidos mostraram que o motor funciona adequadamente em uma determinada faixa de rotações. A partir destes resultados, também é sugerida a aplicação desta técnica como um sistema de redundância dos sensores "Hall" visando uma maior segurança

O campo magnético terrestre (campo geomagnético) varia com o tempo, dando origem às diversas formas de variações temporais. O estudo das variações do campo magnético terrestre - particularmente, das pulsações geomagnéticas - pode revelar informações importantes sobre as condições do clima espacial, ou seja, sobre os processos físicos em ocorrência no interior da magnetosfera terrestre e no plasma do vento solar.As pulsações geomagnéticas são estudadas intensivamente, pois esta é uma das maneiras mais eficazes para compreensão tanto dos fenômenos que ocorrem na ionosfera e magnetosfera interna terrestres, como da própria interação entre o campo magnético interplanetário e o campo geomagnético, principalmente na região frontal (diurna) da magnetosfera.Um sistema de medidas de pulsações geomagnéticas é proposto e implementado neste trabalho. O sistema proposto é um sistema autônomo, micro-controlado, que utiliza energia solar para alimentar os seus módulos eletrônicos. Esse sistema é constituído por sensores, e por subsistemas para: tratamento analógico dos sinais (filtros e amplificadores); digitalização/transmissão dos dados; armazenamento dos dados; e redução e pré-processamento dos dados. Neste trabalho são apresentados os resultados dos testes de offset, nível de ruído, estabilidade térmica, linearidade e teste funcional completo. Os resultados alcançados nesses testes mostram que o sistema satisfaz às condições requeridas para um sistema de tratamento e coleta para observação de pulsações geomagnéticas.

Automatic landings have been performed routinely for many years. However the design of flare and landing control systems with a suitable performance and a high level of reliability remains a very difficult task. In the present scenario, the increasing in the landing capacity of airports is mandatory by limiting the time each aircraft occupies the runway. To limit the occupancy time, the reduction of touchdown zone is essential since landings too close of the exit could result in a missed exit and therefore in a decreasing of landing rate. Give this context, the present work aims to propose an autoland flare law development for a 50 seat regional jet using Linear Quadratic Regulator technique. An accurate flare path, good rejection to turbulence, simplicity in implementation and, moreover, improved longitudinal touchdown dispersion are some of desirable features of design. In development of autoland control system, full feedback was used as control law configuration. Simulations were performed with non-linear model of the aircraft based on the equations of rigid body movement. The gains of LQR flare law were obtained though global optimization using Genetic Algorithms. The robustness of resulting close-loop system was tested with respect to ground-effect, wind shear and out-of-trim conditions. The performance of LQR flare law was compared with Model-Following design. Steady wind and turbulence models were used as disturbances for stochastic evaluation of the methods. The explicit flare trajectory defined in space, not in time, resulted on the improved touch down dispersion achieved by LQR design.

Neste trabalho será abordado o uso da técnica de controle robusto LQC/LTR, bem como dos controladores LQR e LGG aplicados aos modos Látero-direcionais e flexíveis. O principal objetivo da implementação do controlador é amortecer os modos flexíveis e estabilizar os modos látero-direcionais do bombardeiro B-1. Esta aeronave será usada por ser a única que tem as suas derivadas de estabilidade dos modos flexíveis disponíveis, além de ser tema de muitos trabalhos já publicados.

Uma das fases de vôo mais críticas para aeronaves comerciais é a decolagem devido à carga de trabalho do piloto. Esse problema vem sendo contornado com a utilização da tecnologia fly-by-wire nos sistemas de comandos de vôo e piloto automático, pois possibilitam o aumento da eficiência das aeronaves, melhoram a qualidade de vôo e diminuem a carga de trabalho do piloto. Este trabalho descreve o desenvolvimento de leis de controle para as fases de arredondamento e subida de um sistema de piloto automático de decolagem. As metodologias utilizadas nos projetos das leis de controle são o regulador linear quadrático (LQR) e a integral do tempo multiplicado pelo valor absoluto do erro (ITAE), ambas baseadas na otimização de uma função de custo. Os resultados são analisados no domínio do tempo e da freqüência. No domínio do tempo são utilizadas simulações lineares e não lineares para avaliar o sobre-sinal, o tempo de subida e assentamento. No domínio da freqüência a carta de Nichols é utilizada para avaliar as margens de fase e ganho e o diagrama valor singular é utilizado para avaliar a resposta em freqüência do sistema multivariável. Os projetos também são submetidos a análises de qualidade de vôo utilizando o parâmetro de antecipação de controle, a freqüência natural e a taxa de amortecimento dos pólos de período curto e phugoidal.

No permanente esforço de aumentar a segurança de voo, estudos sobre os fatores humanos envolvidos na interação entre pilotos e sistemas de voo automático têm se tornado primordial nas duas últimas décadas. O entendimento de como ocorre a interação entre homem e máquina no ambiente automatizado da cabine das aeronaves de última geração tem como foco principal o gerenciamento da trajetória da aeronave e do seu estado de energia, visando assim a mitigação de eventos indesejáveis. Esses estudos salientam a preocupação quanto ao excesso de confiança que pilotos têm delegado ao sistema de voo automático gerando dependência do mesmo, baixo estado de vigilância, confusão entre os modos disponíveis, e degradação da habilidade dos pilotos em realizar o voo manualmente. Diferentes modelos de treinamento, bem como diferentes políticas operacionais exercem o papel principal na determinação das doutrinas operacionais quanto ao uso do sistema de voo automático, objetivando a eficácia nas operações das empresas aéreas. Alguns especialistas apontam para a necessidade de rever certos modelos de instrução, os quais necessitam dar maior ênfase em conhecimentos e habilidades específicos que os pilotos precisam desenvolver para melhor utilizar e interagir com a aeronave e seus equipamentos automatizados embarcados. O escopo deste estudo é analisar a percepção dos pilotos das aeronaves A320, A330 e B777 quanto ao uso do sistema de voo automático na fase de aproximação para o pouso, e dentro deste contexto, identificar os principais fatores envolvidos no gerenciamento da aeronave e as sugestões de possibilidades de melhor aproveitamento do sistema. O estudo, de base descritiva, utilizou um questionário com perguntas do tipo Likert, que foi respondido por 279 pilotos, para o levantamento da percepção deles quanto ao uso do sistema de voo automático daquelas aeronaves. Os resultados mostram que os pilotos têm consciência das vulnerabilidades existentes no sistema de voo automático e apontam para a necessidade de despender maior atenção no treinamento sobre o seu uso e suas características. A relevância deste estudo reside na oportunidade de levar esta discussão para vários setores envolvidos com a operação aérea, contribuindo para aumentar o alerta situacional sobre a questão, além de propor futuros estudos relacionados à melhoria do modelo de instrução dos pilotos.

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma lei de controle longitudinal e látero-direcional para uma aeronave militar em procedimento de pouso, na etapa de aproximação. Primeiramente foi feita uma revisão dos principais fundamentos teóricos envolvidos, tais como a dinâmica do movimento da aeronave, o conceito de sistemas de comando de voo e controle de voo, as técnicas utilizadas no projeto dos controladores, e por fim as etapas de um pouso e os sistemas de navegação que auxiliam o mesmo. Um modelo não-linear da aeronave militar F-16 é utilizado. Para o projeto dos controladores é feita uma linearização em torno de uma condição típica de aproximação. É também verificada a posição dos pólos das duas dinâmicas (longitudinal e látero-direcional) para diferentes ângulos de aproximação, a fim de verificar se o controlador projetado pode ser aplicado para outras situações de pouso. Na etapa do projeto dos controladores primeiramente é exibida a estrutura dos sistemas de controle utilizados, um Sistema de Aumento de Estabilidade longitudinal, um Sistema de Aumento de Estabilidade látero-direcional, um Piloto Automático de aproximação longitudinal e um Piloto Automático de aproximação lateral. Em seguida são expostos os requisitos de projeto para cada um deles e só então são calculados os ganhos. O cálculo dos ganhos foi realizado por diferentes métodos algorítmicos com e sem restrições. Buscou-se através deles minimizar diferentes índices de desempenho. Na validação do projeto foi verificado se os controladores projetados atendem aos requisitos de qualidade de voo, margem de estabilidade e desempenho robusto através de técnicas como o lugar das raízes, diagramas de Nichols e análise dos valores singulares. Por último, foram feitas simulações no tempo com o modelo não-linear para uma atmosfera tranqüila e com a presença de distúrbios, a fim de comprovar o desempenho satisfatório também nestas condições.

O presente trabalho trata do estudo de uma técnica de controle de sistemas aplicada ao problema do vôo em seguimento de terreno de uma aeronave de grande porte. O problema em si surgiu devido à invenção do radar e do míssil terra-ar, criando a necessidade da aeronave se esconder, voando baixo e usando o relevo como escudo. Muitos equipamentos e aeronaves foram desenvolvidos para realizar a tarefa, sendo alguns apresentados neste texto. Existem critérios de QDV - qualidade de vôo - específicos para o vôo em seguimento de terreno, a maioria criados na década de 1960, sendo eles considerados como requisitos neste estudo. Os métodos tradicionalmente utilizados para realizar a tarefa são apresentados, sendo feita uma revisão da bibliográfica existente. O modelo de aeronave usado é o Boeing 747-100, tendo os seus coeficientes de estabilidade e controle levantados e o modelo matemático construído no Matlab/Simulink, sendo então linearizado para a aplicação da técnica de controle em estudo. Os requisitos para o sistema de controle projetado são então explicitados, sendo extraídos, basicamente, dos critérios de qualidade que são apresentados neste trabalho. A técnica de controle aplicada ao problema é uma malha interna que usa uma estrutura de controle de dois graus de liberdade de Kreisselmeier, criando um CAS - sistema de aumento de controle - de aceleração normal, e uma malha externa de controle de altitude que usa um controlador do tipo avanço de fase. Alguns critérios de QDV são aplicados ao sistema controlado, tendo apresentado bons resultados para condições de vôo favoráveis (baixa massa e alta velocidade), enquanto que em condições menos favoráveis (maior massa e menor velocidade) os resultados dos testes de QDV variaram de aceitáveis até insatisfatórios. Um terreno também é gerado para realizar o teste de performance na tarefa de seguimento de terreno, sendo que os resultados atingidos são bastante bons, conseguindo o sistema seguir a trajetória de referência para todos os casos, exceto no de maior massa e menor velocidade.

As the field of autonomous robotics grows and its applications broaden up, an enormous amount of sensors and actuators, sometimes redundant, have been added to mobile robots. These now fully equipped entities are expected to perceive and act in their surrounding world in a human-like fashion, through perception, reasoning, planning and decision making processes. The higher complexity level of the resulting system and the nature of the environments where autonomous robots are usually expected to operate - continuous, partially unknown and usually unpredictable - demand the application of techniques to deal with this overload of data. In humans, that face the same problem when sounds, images and smells are presented to their sensors in a daily scene, a natural filter is applied: Attention. Although there are many computational models that apply attentive systems to Robotics, they usually are restricted to two classes of systems: a) those that have complex biologically-based attentional visual systems and b) those that have simpler attentional mechanisms with a larger variety of sensors. In order to evaluate an attentional system that operates with other robotics sensors than visual ones, this work presents a biologically inspired computational attentional model that can handle both top-down and bottom-up attention and that is able to learn how to re-distribute its limited resources over time and space. Experiments performed on a high fidelity simulator demonstrates the feasibility of the proposed attentional model and its capability on performing decision making and learning processes over attentional modulated data. The proposed system promotes a significant reduction on the original state space (96%) that was created over multiple sensory systems.

Este trabalho trata do controle robusto de uma planta-piloto industrial multivariável utilizando a técnica LQG/LTR. Essa planta, que se encontra devidamente instalada em laboratório, foi fabricada pela empresa Yokogawa, e seu modelo matemático utilizado no projeto do controlador foi obtido através da técnica de identi_cação de sistema do tipo caixa cinza, que é explanada de forma pragmática neste trabalho. O modelo representa a planta com duas variáveis de entrada e duas variáveis de saída, sendo, assim, um sistema quadrado. Busca-se fazer o controle de nível em dois tanques simultaneamente, adotando-se como requisitos de projeto barreiras de estabilidade e desempenho robustos tratáveis com a técnica LQG/LTR, não deixando de observar as limitações físicas do aparato. Após a fase de projeto, implementa-se o controlador discretizado em um PC que está interligado através de rede Ethernet/protocolo OPC com o PLC da planta. Em tempo real, o sistema controlado deve conduzir as variáveis controladas às trajetórias de referência, bem como satisfazer os requisitos de estabilidade e desempenho robusto na presença de distúrbios paramétricos.