Neste trabalho é proposto um modelo neural para ações de controle manual em tarefas de rastreamento. As tarefas de rastreamento aqui estudadas incluem aquelas em que é fornecido um preview explícito do sinal de referência (sinal explicitamente previsível) e aquelas em que a regularidade do sinal permite que o operador humano (OH) efetue uma predição em tempo real de seu valor futuro (sinal implicitamente previsível). Adicionalmente, é realizado um estudo sobre a previsibilidade de formas de onda. Foi comprovado que o fenômeno de melhoria do desempenho do OH obtido com o fornecimento de preview explícito também pode ser observado quando o OH está rastreando sinais implicitamente previsíveis. Além disso, verificou-se que o mesmo modelo é capaz de reproduzir as ações de controle manual nos dois casos. O estudo sugere que o aprendizado do OH na execução de uma tarefa de rastreamento pode ser dividido em duas partes: (1) um reconhecimento da dinâmica do processo que está sob seu controle seguido da (2) elaboração (quando possível) de um modelo dinâmico ou morfológico do sinal a ser rastreado. Os resultados também sugerem que o registro da atividade de um OH encarregado do controle de um determinado sistema dinâmico pode ser usado para treinar um controlador neural para desempenhar a mesma tarefa.

Dentre outras atividades, visão computacional ocupa-se com a extração de informação 3D a partir de imagens. Dois métodos usados para a extração de informação 3D são estereoscopia e estimação de fluxo óptico. Para obter-se informação de profundidade usando estes métodos, geralmente é necessário fazer-se a correspondência entre imagens, ou casamento de imagens. A abordagem usada no presente trabalho para resolver o problema de casamento de imagem pertence à categoria baseada em características locais salientes. As características escolhidas para o casamento de imagens são pontos de alto contraste. Os algoritmos de visão computacional costumam ter vários parâmetros a serem ajustados. Infelizmente, os valores dos parâmetros ajustados para um conjunto de imagens nem sempre resultam bom desempenho para outro. Esta tese enfoca a sensibilidade do algoritmo de visão computacional a variações paramétricas feitas por um operador. Robustez a estas variações paramétricas torna possível o uso de tal algoritmo sob várias circunstâncias, sem a necessidade do ajuste manual de tais parâmetros. Inicialmente este trabalho focaliza a avaliação de um algoritmo de rotulação relaxada para casamento de imagens. Informação de movimento da câmera é usada pra reduzir a complexidade, ambigüidade e o custo computacional do casamento de imagens. Imagens reais foram usadas para a avaliação de sensibilidade. A recuperação de profundidade a partir das equações de fluxo óptico é feita utilizando-se os resultados do algoritmo de casamento de imagens. Um banco de dados de imagens calibrado obtidos por um helicóptero durante vôo rasante é empregado para analisar o impacto de incertezas nos parâmetros de movimento na recuperação de profundidade.

Este trabalho é concernente à aplicação da teoria de controle linear robusto multivariável no desenvolvimento do projeto integrado dos sistemas de controle de vôo e propulsão para um helicóptero típico de alto desempenho com um único rotor principal, com a finalidade de melhorar suas características de manobrabilidade. Para efeito de projeto é considerado um modelo linearizado com 13 graus de liberdade, que caracteriza a dinâmica do veículo em malha aberta na condição de vôo pairado. O modelo inclui dinâmica de corpo rígido, dinâmicas de flapping, lead-lag e inflow do rotor principal, velocidade angular de rotação das pás e torque do motor. Pode ser mostrado que este tipo de aeronave é instável ao longo do envelope de vôo, e que os níveis de acoplamento entre os vários eixos são elevados. Em particular, as dinâmicas longitudinal e lateral são altamente acopladas, o que dificulta a separação dos eixos para projeto independente, como é usualmente feito no caso de projetos de sistemas de controle de vôo para aeronaves de asa fixa. A presença de dinâmicas não-modeladas e incertezas paramétricas devidas à imprecisão na identificação das derivadas de estabilidade e variação das mesmas com as condições de vôo, juntamente com distúrbios exógenos como rajadas de vento sugerem a utilização da teoria de otimização "H IND. infinito" em conjunto com técnicas analíticas baseadas no conceito de "valor singular estruturado", o que é comumente conhecido como -synthesis, no projeto das leis de controle. Os testes de desempenho e estabilidade foram executados nos domínios da freqüência e do tempo através da utilização do ambiente Simulink, especialmente preparado para simulação dos sistemas de controle de helicóptero. O resultado final é um sistema de controle de vôo e propulsão no domínio discreto, estável, robusto e que assegura propriedades aceitáveis de rastreamento, atenuação de distúrbios e desacoplamento em malha fechada.

Este trabalho tem por objetivo apresentar o projeto de uma rotina para determinação automática de rota para planejamento de missões aéreas de combate. É descrito o processo de planejamento de uma missão aérea de combate e é apresentado um modelo do teatro de operações. A partir disso, uma proposta de solução é desenvolvida. Um protótipo da rotina, construído para demonstrar os principais requisitos e permitir a avaliação da solução proposta, é também apresentado.

O presente trabalho apresenta um compensador neural ao controle por torque computado do robô ITA-IEMP. A compensação implementada consiste na correção do modelo dinâmico deste robô, usado no controlador por torque computado. Para isto foram utilizadas redes neurais para alterar o sinal de erro de posição injetado no controlador por torque computado, de tal forma que para cada sinal de erro de posição existe uma rede neural associada alterando este sinal. A implementação computacional realizada foi em linguagem de comandos do MATLAB, com execução deste programa de dentro do próprio ambiente MATLAB para WINDOWS 95.

A qualidade do ar no estado de São Paulo é acompanhada pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) por meio de uma rede de monitoramento das concentrações de CO, SO2, NOx, O3 e material particulado, com o objetivo primordial de proteger a saúde humana. Falhas nesse acompanhamento podem reduzir a disponibilidade da rede e comprometer as estratégias da CETESB associadas à preservação da qualidade ambiental, entre elas a qualificação de municípios quanto ao grau de saturação da qualidade do ar. Este trabalho realiza um estudo analítico sobre a disponibilidade rede automática de monitoramento e seus reflexos no licenciamento ambiental realizado pela CETESB, bem como discute a possibilidade de melhoria da informação prestada à sociedade baseada no aumento dessa disponibilidade. Encontrou-se entre 1998 a 2008 valores de disponibilidade média próximos a 80%, sendo que esse nível possivelmente influiu na qualificação de alguns municípios, classificados como saturado quando o plausível seria em vias de saturação, ou classificados como em vias de saturação ao invés de não saturado. Os reflexos dessa qualificação poderão ser observados no licenciamento ambiental de fontes de poluentes atmosféricos pela necessidade da compensação das emissões em municípios qualificados como saturado ou em vias de saturação. A disponibilidade média encontrada decorre predominantemente de falhas dos monitores de SO2, NOx e MP10 e de falhas de infraestrutura da rede automática, razão pela qual aperfeiçoar o programa de manutenção dos monitores e implantar um programa para os equipamentos de infraestrutura são algumas das recomendações que objetivam aumentar a disponibilidade para cerca de 88% e minimizar sua interferência na qualificação dos municípios quanto ao grau de saturação da qualidade do ar.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um robô não convencional de doze graus de liberdade para alinhamento e nivelamento automático de seções de fuselagens. Para o desenvolvimento do robô é apresentada e aplicada, no projeto mecânico e elétrico/eletrônico, uma metodologia de projeto que define a seqüência seguida para a elaboração do projeto. Para o desenvolvimento do software de controle e geração de trajetória do robô, foi desenvolvido um modelo matemático de sua cinemática utilizando coordenadas homogêneas. Para a validação do software de controle e geração de trajetória foi proposta uma seqüência de procedimentos com suporte metrológico. Os resultados dos ensaios foram analisados e considerados adequados para a utilização deste robô no processo de alinhamento e nivelamento automático de seções de fuselagem.

Foi desenvolvida uma função de guiagem longitudinal integrando o controle de trajetória e velocidade para um Sistema de Controle Automático de Vôo (AFCS) a ser instalada em aviões do tipo commuter de última geração. A lei de controle básica enfoca as fases finais de aproximação, tais como captura e trilhamento dos sinais do localizador e rampa de planeio para aproximações com piloto automático sob condições meteorológicos adversas. Os sinais de desvio de trajetória de vôo e desvio da velocidade de referência de aproximação são usados na realimentação, gerando comandos para as superfícies de controle e comando de torque para motores. Os resultados da simulação em computador digital da dinâmica da aeronave e das leis de controle são apresentados, para a fase de vôo de aproximação, para demonstrar a eficácia da integração do piloto automático e comando de motor.

O processo de produção de software possui, genericamente, as fases de definição, de desenvolvimento e de verificação, entrega e manutenção. Dentro da fase de definição encontra-se a atividade de Análise de Requisitos de Software, que interliga os subsídios de software a nível de sistema de projeto de softwate.Tal análise compõe-se das etapas de reconhecimento do problema, avaliação e síntese, modelamento, epecificação e revisão. Todas essas etapas interdependentes e concorrentes. Enquanto a etapa de modelamento tende à informalidade, a etapa de especificação deve ser formal. Surge, assim. a seguinte questão: É possível gerar automaticamente uma especificação formal a partir de um dado modelo informal de um sistema? Tentando responder essa questão, este trabalho de pesquisa descreve mecanismos de mapeamento automático de Diagrmas de Fluxo de Dados para a linguagem de especificação formal LOTOS (Language Of Temporal Ordering Specification), ressaltando as vantagens da utilização desses mecanismos no processo de produção de software.

Este trabalho apresenta o projeto de sistema de controle com a metodologia de escalonamento de ganhos para modelos lineares com parâmetro variando no tempo. A idéia base desta metodologia é projetar controladores lineares invariantes no tempo para valores fixos distintos de parâmetro e posteiormente interpolar estes compensadores resultando na realidade em um compensador global para o modelo. Apresenta-se uma exposição da metodologia de escalonamento de ganhos padrão que, para garantir resultados satisfatórios, impõe condições sobre a variação da dinâmica do modelo no tempo. No entanto, dá-se maior ênfase a uma abordagem mais recente que mostra como tornar irrelevante para o projeto, o modo de variação da dinâmica do modelo no tempo. Neste contexto demonstra-se maior preocupação com a estabilidade de sistemas de controle projetados com a metodologia de escalonamento de ganhos. Para o projeto dos controladores a parâmetro fixo é empregada a tecnica TFL/LTR (TargetFeedback Loop/Loop Transfer Recovery). Com a tecnica TFL/LTR usa-se duas estruturas de controladores. Uma é a tradicional estrutura LQG/LTR (Linear Quadratic Gaussian/Loop Transfer Recovery), que é usada na abordagem mais recente da metodologia de escalonamento de ganhos e a outra, que não tem nome específico, é apresentada na referência 5 e neste trabalho denominar-se-á a estrutura #2. O uso desta última estrutura de controlador no âmbito do projeto com a metodologia de escalonamento de ganhos é uma contribuição desta tese. Em relação a estrutura LQG/LTR a estrutura #2 requer menores valores de ganhos para atingir os mesmos resultados. No uso de cada uma das estruturas de controladores salienta-se as dificuldades na verificação da estabilidade do processo de recuperação inerente à técnica TFL/LTR. O modelo do VLS (Veículo Lançador de Satélites) é usado como exemplo de aplicação da metodologia de escalonamento de ganhos.