A evolução das técnicas de controle em sistemas distribuídos alcançou um nível onde os loops de comunicação analógica foram finalmente substituídos por protocolos de comunicação digital. Isto foi realizado através do desenvolvimento de uma nova tecnologia de comunicação de chão de fábrica conhecida como fieldbus. Entre os diferentes protocolos de fieldbus, está o Fieldbus Foundation. O desenvolvimento do protocolo Fieldbus Foundation dá-se, inclusive, com o desenvolvimento dos denominados Blocos Funcionais, estruturas que viabilizam a implementação de diferentes técnicas de controle ao sistema, entre elas técnicas de controle moderno. Este trabalho apresenta um Bloco Funcional para o protocolo Fieldbus Foundation, que realiza a estimação de estados de um sistema dinâmico SISO de terceira ordem. O bloco desenvolvido foi utilizado no controle de temperatura em um sistema térmico. / The evolution of the control techniques in distributed systems reached a level where analogical control loops technique were finally substituted by digital communication protocols. That was accomplish through the development of a new technology of factory floor communication well-known as fieldbus. Among the different fieldbus protocols, there is Fieldbus Foundation. Fieldbus Foundation evolution goes by the development of structures called Function Blocks that make the implementation of different control techniques possible, such as techniques of modern control. This work presents a Fieldbus Foundation Function Block that is a state estimator for a third order SISO dynamic system. The block is used in the temperature control of a termic system.

A evolução das técnicas de controle em sistemas distribuídos alcançou um nível onde os loops de comunicação analógica foram finalmente substituídos por protocolos de comunicação digital. Isto foi realizado através do desenvolvimento de uma nova tecnologia de comunicação de chão de fábrica conhecida como fieldbus. Entre os diferentes protocolos de fieldbus, está o Fieldbus Foundation. O desenvolvimento do protocolo Fieldbus Foundation dá-se, inclusive, com o desenvolvimento dos denominados Blocos Funcionais, estruturas que viabilizam a implementação de diferentes técnicas de controle ao sistema, entre elas técnicas de controle moderno. Este trabalho apresenta um Bloco Funcional para o protocolo Fieldbus Foundation, que realiza a estimação de estados de um sistema dinâmico SISO de terceira ordem. O bloco desenvolvido foi utilizado no controle de temperatura em um sistema térmico. / The evolution of the control techniques in distributed systems reached a level where analogical control loops technique were finally substituted by digital communication protocols. That was accomplish through the development of a new technology of factory floor communication well-known as fieldbus. Among the different fieldbus protocols, there is Fieldbus Foundation. Fieldbus Foundation evolution goes by the development of structures called Function Blocks that make the implementation of different control techniques possible, such as techniques of modern control. This work presents a Fieldbus Foundation Function Block that is a state estimator for a third order SISO dynamic system. The block is used in the temperature control of a termic system.

[pt] Quadricópteros vêm sendo o objeto de estudo de inúmeras pesquisas ao redor do mundo. Diversas técnicas de controle já foram desenvolvidas, cada uma com seus prós e contras, objetivando o aprimoramento do desempenho destes veículos aéreos na consecução de tarefas específicas. Este trabalho foca na comparação de características de desempenho de técnicas de controle aplicadas a quadricópteros. Este trabalho mostra o projeto de controles modernos aplicados à quadricópteros apresentando tais técnicas, iniciando com a realimentação de estados com polos dominantes, passando pelo controle Linear Quadratic Regulator (LQR). Por sua vez, visando otimizar o desempenho das técnicas de controle aqui estudadas, foram aplicadas técnicas de inteligência computacional para resolver um problema de otimização do LQR e para auxiliar no controle de forças dos rotores. Apresenta-se o projeto de um controle PID, que será usado como referência para as demais técnicas analisadas. O controle por realimentação de estados citado anteriormente obteve bons resultados. O tempo de assentamento foi o menor para o eixo Z, overshoots e o erro em regime permanente, os menores para os eixos X e Y. O controlador Fuzzy conseguiu fazer seu papel auxiliando a movimentação do quadricóptero. O GA otimizou o tempo de assentamento do LQR. Esse controle conseguiu alcançar os menores tempos de assentamento para os eixos X e Y, sendo mais rápido que a configuração original do LQR, escolhida por heurísticas. Com esse trabalho foi possível notar que os controladores modernos, realimentação de estado e LQR, tem um desempenho melhor que o controle PID de referência. / [en] Quadcopters are researched all over the world. A lot of techniques had been developed and many others a blistering, each one with their pros and cons. The focus of this work is the comparison between the performance of some techniques most used in quadcopters, qualifying these techniques. This work shows the designing process of a quadcopter controllers, starting with state feedback with dominant poles and going to the Linear Quadratic Regulator controller. Focusing on optimizing the performance of those control strategies, computational techniques were used to solve an LQR optimization problem and to help choose the best inputs for the rotors. This work presents a PID controller that will be used as a reference for comparison. The state feedback controller with the Fuzzy position control performed very well, being the fastest one to settle on the Z axis, having the least overshoots and the lowest steadystate errors for the X and Y axes. The Fuzzy controller did what was supposed to do, smoothing and enabling a precise movement for the quadcopter. The GA also did what was supposed to do and improved the settling time for the LQR controller. It showed that it was a nice way to tune the Q and R matrixes, allowing the controller to be the fastest one to settle in the X and Y axes. As a result of this work, the modern control techniques, state feedback and LQR, performance better than the classic PID controller, used as reference.