Made available in DSpace on 2016-12-12T17:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marco Aurelio.pdf: 890412 bytes, checksum: 7ab377cefbc58563669c23d1916f7ad0 (MD5) Previous issue date: 2003-08-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Many systems and techniques have been developed to control (operations), supervise and manage industrial automation system. Development like this occur with relation to information s transmission at the factory floor. In the physical industrial automation process occur the same, using new technologies and methods to transmission in fieldbus. Nowadays there is a lot of fieldbus, called Industrial Network (IN), containing a diversity of features. In this work, were considered the IN technologies, specifically from the diverses fieldbus systems meted in the market. This IN were characterized as for application, technology and acceptance of the existent technologies. When selecting an IN, an expert have to analyze the features that involve the IN selection. With this knowledge, is possible to evaluate and select the IN that answer all the requirements imposed by the application. How there is a lot of features, and how much more features are evaluated better is the result obtained, the Expert System (ES) development make easier the expert work, making available more time to the professional, that will can deep in the IN evaluated and selection, or go in for at another activities. With this research was possible to make an Expert System to Industrial Network installations selection, that use the forward chaining method, whose inference strategy begin with a group of well know facts, firing new facts through rules, that prearrang premissas to the new facts continuing this process until that the goal have been gained on or until that the rules don t have more premissas that prearrange the well know facts or derived. To the development of this Expert System followed the evaluation, acquisition, project, test, documentation and maintenance stages. The project stage result in the system prototype, that later enabled the finished system implantation. In the end, to validate the development program and the dissertation, many tests was made, where to this, dates were computed and, next, the program was executed where, after founded the solution, the results were evaluated. / Diversos sistemas e técnicas tem sido desenvolvidos para controlar (as operações), supervisionar e gerenciar os sistemas de automação industrial. Desenvolvimento semelhante tem ocorrido com relação a transmissão de informações no chão de fábrica. Na parte física do processo de automação industrial ocorre o mesmo, através de novas tecnologias e métodos para transmissão em redes de dados (fieldbus). Atualmente existem diversas redes de dados (fieldbus), denominadas Redes Industriais (RI), contendo diversas características. Para este trabalho, foram consideradas as tecnologias de RI, especificamente dos diversos sistemas de fieldbus encontrados no mercado. Estas RI foram caracterizadas quanto a sua aplicação, tecnologia e aceitação das tecnologias existentes. Ao selecionar uma RI, um especialista deve analisar as características que envolvem a seleção de uma Rede Industrial, pois a seleção incorreta pode ter um alto custo à empresa. Com o conhecimento de RI, é possível avaliar e selecionar a RI que atende a todas as exigências impostas pela sua aplicação. São muitas as características de RI, onde um número maior de características avaliadas melhora o resultado obtido. O desenvolvimento de um Sistema Especialista (SE) agiliza e facilita o trabalho do especialista. Com esta pesquisa foi possível elaborar um Sistema Especialista para seleção de instalações de Redes Industriais, o qual utiliza o método de encadeamento direto, cuja estratégia de inferência começa com um conjunto de fatos conhecidos, derivando novos fatos através de regras, as quais combinam premissas aos novos fatos, continuando este processo até que o objetivo seja alcançado ou até que as regras não tenham mais premissas que combinem os fatos conhecidos ou derivados. Para desenvolvimento deste Sistema Especialista seguiram-se as etapas de avaliação, aquisição, projeto, teste, documentação e manutenção. A etapa de projeto resultou na elaboração de um protótipo do sistema, o qual mais tarde possibilitou a implantação do sistema acabado. Ao final, para validar o desenvolvimento do programa e da dissertação, foram feitos vários testes com o programa, onde para estes, foram levantados dados para simular uma aplicação e, em seguida, foram inseridas diversas características desta aplicação, executado o programa, onde após encontrada a solução, foi feita a avaliação dos resultados.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jonas Pereira.pdf: 2090818 bytes, checksum: 6f58a1c98d27175efd6557f8716db9f4 (MD5) Previous issue date: 2003-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In Mobile Robotics, many tasks require accuracy, overcoat with relation to the end position and orientation of the robots. This problem is closely tied to the path planning, wich, from of the information of the starting posture (position and orientation), the expectation is that the robot, from among innumerables possibles pathes, chooses the more convenient and achieves the desired end posture. However this posture, due to the some inexact robot s kinematic parameters, not always it is possible to be reached in open-loop, resulting in odometry errors. Therefore, in this work, a description is done about the structural properties of mobile robots, types of wheels, restrictions motion associated to each wheel and the characterization of the mobile robots in five distincts classes. Afterwards, this problem concentrates in a class: that of Khepera s robots. One method of evaluation and correction for the systematic odometry errors is presented. Several results of simulation and experiments for situations of interesting are presented with the intention to validate the study. / Em Robótica Móvel, muitas tarefas requerem precisão, sobretudo com relação à posição e à orientação final dos robôs. Este problema está intimamente ligado ao planejamento de trajetória, que, a partir da informação da postura (posição e orientação) inicial, espera-se que o robô, dentre os inúmeros caminhos possíveis, escolha o mais conveniente e atinja a postura final desejada. Entretanto esta postura, devido à inexatidão de alguns parâmetros cinemáticos do robô, nem sempre é possível de ser alcançada em malha aberta, resultando em erros de odometria. Por isso, neste trabalho, é feita uma descrição das propriedades estruturais dos robôs móveis, dos tipos de rodas, das restrições de movimento associadas a cada roda e a caracterização dos robôs móveis em cinco classes distintas. Em seguida, o problema se concentra em uma classe: a dos robôs Khepera. Um método de avaliação e correção para os erros sistemáticos de odometria é apresentado. Diversos resultados de simulação e experimentais para situações de interesse, são apresentados com o intuito de validar o estudo.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stefano Romeu Zeplin.pdf: 1038072 bytes, checksum: 77fd8afffaeb9e705456a7a90e109dd1 (MD5) Previous issue date: 2004-04-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In recent years, there has been a major adoption of digital signal processors (DSPs) technology in a variety of embedded control applications. Typical industrial applications include high-performance servo drivers in applications like machine tools and robotics. Beyond the processing power, modern automation technology is characterized by increasing decentralization of data processing. But, the necessity of communication between the different systems has also led to the development of medias more efficient as Controller Area Network (CAN Network), that was initially created by Robert Bosch in the mid-1980s for automotive applications as a method for enabling robust serial communication. In this work, the development of the communication between embedded systems based in the two layers of CAN network is argued. For in such a way, a CAN network using DSPs was developed and, for validation of the work, an application of the network in Automatic Guidance Vehicles (AGVs) was developed. Where some of its more elementary functions, which had been emulated in the net formed for DSPs, through the development of specific libraries had been selected. / Nos últimos anos, cresceu a adoção da tecnologia dos processadores digitais de sinais (DSPs) em uma variedade de aplicações de controle embarcado. Além do poder deprocessamento, a tecnologia de automação moderna é caracterizada também pelo crescimento da descentralização do processamento de dados. Mas, a necessidade de comunicação entre os diferentes sistemas tem levado também ao desenvolvimento de meios de comunicação mais eficientes, como a Rede CAN (Controller Área Network), que foi inicialmente criada pela empresa Bosch, no meado dos anos 80, como um sistema para propiciar uma comunicação serial robusta para aplicações automotivas. Neste trabalho discute-se o desenvolvimento da comunicação entre sistemas embarcados baseados nas duas camadas da rede CAN. Para tanto, foi desenvolvida uma rede CAN utilizando-se DSPs, onde o modelo utilizado já tem um controlador CAN incorporado, e, para validação do trabalho, foi desenvolvida uma aplicação da rede para utilização em um Veículo Guiado Automaticamente (Automatic Guidance Vehicles - AGV). Para essa aplicação foram selecionadas algumas funções mais elementares de um AGV, as quais foram emuladas na rede formada por DSPs através do desenvolvimento de bibliotecas específicas.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriano de Andrade Bresolin.pdf: 5155408 bytes, checksum: 11b8c2a49d4c4655d5f5529b4673512e (MD5) Previous issue date: 2003-08-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The global world is dropping barriers through the information, began for the commercial and economical barrier, and in a future not very distant we can drop the barriers of the languages, in other words, people speaking in different languages, communicating through prepared digital equipments to translate the different pronounced linguistic expressions instantly for the same ones. This is the horizon to be reached by the voice recognition. In this new universe there would not be more the linguistic barrier among all the people, facilitating the communication and the businesses, simplifying the command of the industrial machines and above all, improving the human being life as a completely. Besides, this tool can facilitate the life of deficient physical. The voice command can have access the infinity of services and employments could help like this to drop the barrier of the prejudice. This study seeks to research, to describe and to apply the concepts and the theory involved in the process of the voice recognition, of this the acquisition to the recognition of the speech signal. The goal is to develop a system that is capable to command any electric equipment through voice commands. The objective of this dissertation is to give a litte step more the in the materialization of a process that was part of the science fiction films in the years 70 and 80 and it can become reality in the begin of the century XXI, "The Speech Recognition by Machines . XII / O mundo globalizado vem derrubando barreiras através da informação. Iniciou-se pelas barreiras comercial e econômica, e num futuro não muito distante poderão ser derrubadas as barreiras dos idiomas, ou seja, pessoas falando em idiomas diferentes, comunicando-se através de equipamentos digitais preparados para traduzir instantaneamente as diferentes expressões lingüísticas pronunciadas pelos mesmos. Esse é o horizonte a ser alcançado pelo reconhecimento de voz. Nesse novo universo não haveria mais a barreira lingüística entre as pessoas, facilitando a comunicação e os negócios, simplificando o comando de máquinas no ambiente industrial e, acima de tudo melhorando a vida do ser humano como um todo. Além disso, esta ferramenta facilitaria a vida de deficientes físicos, à medida que, com o comando de voz os mesmos teriam acesso a uma infinidade de serviços e empregos, podendo assim ajudar a derrubar a barreira do preconceito. Este estudo procura pesquisar, descrever e aplicar os conceitos e a teoria envolvida no processo do reconhecimento de voz, deste a aquisição até o reconhecimento do sinal da fala. A meta é desenvolver um sistema que seja capaz de comandar um equipamento elétrico qualquer através de comandos de voz.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelo Luis Pagliosa.pdf: 1725265 bytes, checksum: d01cb2eed64463999696ddaef3a82724 (MD5) Previous issue date: 2003-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation presents an hybrid computational model that combines fuzzy system techniques and artificial neural networks. Its objective is the automatic generation of membership functions, in particular, triangle forms, aiming at a dynamic modelling of a system. The model is named Neo-Fuzzy-Neuron Modify by Kohonen (NFN-MK), since it starts using Kohonen network to obtain the central vertices in triangular curves. A set of these curves are used to model a variable of the real system. NFN-MK is based on the Neo-Fuzzy- Neuron (NFN) model originally proposed by Yamakawa, where a network is adapted in order to associate fuzzy, "if-then"rules allowing elicitation and extraction of knowledge in linguistic form. The NFN-MK model is tested by simulation of real systems. They are here represented by classical mathematical functions, chosen due their importance in the system identification field. Finally, a comparison of the results obtained by NFN-MK is carried out against other models such as analytical results, traditional neural networks, and correlated studies of neurofuzzy systems applied to system identification. This work ends with a comparison of the results obtained by NFN-MK with analytical results, and those obtained by using traditional neural networks and other system identification neurofuzzy methods. / Esta dissertação propõe um modelo computacional que combina técnica de Sistemas Fuzzy (SF) e Redes Neurais Artificiais (RNA´s), com o objetivo de realizar a identificação desistemas, os quais são modelados pela descoberta de curvas de pertinência e pesos de conexões no modelo proposto. O modelo proposto chamado de Neo Fuzzy Neuron Modificadopela rede de Kohonen (NFN-MK) foi reestruturado a partir do modelo do Neo Fuzzy Neuron (NFN), proposto originalmente por Yamakawa. O modelo NFN é construído sob uma topologia neural que associa as regras do tipo Se Então , sendo estas do tipo fuzzy. A virtude do modelo de Yamakawa é combinar o conhecimento apresentado nos SF´s com a habilidade de aprendizagem e generalização das RNA´s. A partir deste modelo, o NFN-MK introduz a rede de Kohonen em um estágio inicial da aprendizagem, a fim de encontrar os vértices iniciais das curvas triangulares de pertinência do modelo proposto. A partir da definição inicial dos vértices dos triângulos nas curvas de pertinência, inicia-se um processo de aprendizagem, análogo ao backpropagation clássico, a fim de ajustar os pesos de cada conexão da topologia neural proposta. Ao final da aprendizagem, o NFN-MK é submetido a experimentos na identificação de três sistemas. Estes sistemas são representados com curvas matemáticas clássicas, a fim de comparar a eficiência do modelo proposto a outros resultados como: o próprio valor analítico das funções, RNA´s clássicas e outros modelos neurofuzzy de trabalhos correlatos.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cesar Silvestre.pdf: 2134551 bytes, checksum: 05af274ad4d4fb0958bb261dd17e5004 (MD5) Previous issue date: 2003-02-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação trata do problema de uma aplicação de automação inteligente no processo de controle de qualidade de água para tanques de água doces, tais como aqueles utilizados pelos psicultores e aquaristas(ou aquariofilista). Para esta implementação montou-se um tanque de água doce e um conjunto de equipamentos de controle (hardware e software) para se medir e corrigir a qualidade da água (essencialmente pH e temperatura0 necessários para a criação de peixes e plantas ornamentais. Estes animais e plantas são bastantes sensíveis a qualidade da água necessitando um bom controle de temperatura e pH. A proposta portanto é utilizar-se de técnicas de Inteligência Artificial, especificamente da Lógica Difusa associada a automação e controle, com o objetivo de realizar o monitoramento e correção dos parâmetros que influenciam este ambiente aquático. Com a Lógica difusa procurou-se representar o conhecimento do especialista em criação de peixes e plantas, de forma a dar a resposta necessária para o controle eficiente do tanque de água doce. O sistema aqui analisado encontra-se dentro de uma classe de problemas de difícil solução devido ao fato dos processos biológicos serem pouco definidos, ou definido de maneira vaga e as equações físico-químicas que regem o sistema serem de grande complexidade. Através da Lógica Difusa procurou-se facilitar a resolução deste problema uma vez que, co o uso desta não necessita-se de uma modelagem matemática completa e precisa através de funções ou equações diferenciais que caracterizam o comportamento do sistema. A montagem prática do sistema contempla uma implementação em hardware e software. O hardware dói dividido em duas placas: a placa controladora do sistema e placa de aquisição de sinais e acionamento. Estas duas placas funcionam integradas com o propósito de realizar o controle inteligente do tanque de água doce. A placa controladora é responsável pelo processamento digital das informações e a placa de aquisição e acionamento é responsável pelo tratamento da informação de entrada (sensores) e saída da placa, ou seja, comandos de acionamento dos dispositivos de aquecimento, arrefecimento e injeção de CO2. O software foi programado em linguagem de baixo nível (assembly) e inserido no microcomputador que irá realizar todo o processamento das informações do sistema. Neste programa foram armazenados todas as curvas de pertinência necessárias para o funcionamento do algoritimo da Lógica Difusa. O teste prático do sistema de controle difuso foi realizado em um aquário de água doce de pequenas dimensões, o que se mostrou bastante adequado a esse tipo de aplicação. Entre os benefícios obtidos com a montagem e teste do sistema difuso observou-se que o pH e temperatura da água ficaram mais estáveis, houve um aumento significativo no crescimento das plantas e a redução da taxa de mortalidade dos peixes foi acentuada, o que prova que o uso da Inteligência Artificial é bastante válido neste tipo de aplicação.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leo Shirmer.pdf: 2979885 bytes, checksum: af597a0ee7bc2ab3d93b50df0e86fb27 (MD5) Previous issue date: 2005-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The work approaches the modeling of the articulated robotic manipulator with six degrees of freedom, conceived for educational ends. It s presented the structure, the robotic anatomy and components, as systems of transmission, actuators and sensors used in manipulating robots. The arm and base structure of the Robothron manipulator are described. The forward kinematics modeling by Sheth-Uicker and also Denavit-Hartenbergnotations are studied. The Robothron workspace simulations graphs are presented to validate the forward kinematics equations. The inverse kinematic manipulator is studied and simulation are presented. The diferential kinematic present the manipulator Jacobian and its singularities. The of the static forces and moments analysis are used to determinate the joints transmission parameters systems for shoulder and elbow. The dynamic analysis studies three manipulators configurations and the joints torques equations to the Robothron shoulder and the elbow are determined. / O trabalho aborda a modelagem do manipulador robótico articulado de seis graus de liberdade, concebido para fins educacionais. São apresentadas a estrutura, a anatomia e os componentes robóticos, como sistemas de transmissão, atuadores e sensores utilizados em robôs manipuladores. São descritas a estrutura da base e do antebraço do Robothron. É estudada a modelagem por cinemática direta através das notações de Sheth-Uicker e também a de Denavit-Hartenberg. São apresentadas simulações e os gráficos do espaço de trabalho do Robothron para validar as equações da cinemática direta. A cinemática inversa deste manipulador é estudada e acompanhada de simulações. A cinemática diferencial apresenta o Jacobiano do manipulador e suas singularidades. No capítulo referente a análise das forças estáticas e momentos, são determinados os parâmetros dos sistemas de transmissão para as articulações do ombro e do cotovelo. A análise dinâmica estuda três configurações de manipuladores, são determinadas as equações dos torques nas articulações do ombro e do cotovelo do Robothron.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EDUARDO MALDAUN BARRETO.pdf: 3234972 bytes, checksum: 1d2d2b79d8a4946c00677b6193158089 (MD5) Previous issue date: 2011-12-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work present a study of a three level NPC (Neutral Point Clamped), with ZVS (Zero Voltage Switching) and PWM (Pulse Width Modulation) control strategy, using a FPGA (Field Programmable Gate Array) for digital control and switches activation. First, a theoretical study is done, where the main waveforms and operation stages are presented. After, a quantitative study is done in order to implement the NPC inverter. Based on the calculations, the mathematical models for each inverter section are extracted to implement the digital control. The project data is then compiled and simulated on Orcad Pspice and Simulink software. Finally, an 1.5 kW, 800 V input voltage, 127 V or 220 V output voltage, and 200 kHz switching frequency is implemented and the experimental results are compared with theoretical and simulated results / Este trabalho apresenta o estudo de um inversor NPC (Neutral Point Clamped) a três níveis com comutação suave ZVS (Zero Voltage Switching) e controle PWM (Pulse Width Modulation), fazendo o uso de uma lógica programável do tipo FPGA (Field Programmable Gate Array) para controle e acionamento das chaves. Inicialmente é feito um estudo qualitativo do inversor, onde as principais formas de onda e etapas de operação são apresentadas, a seguir são estudados os aspectos quantitativos para, desta forma, efetuar o projeto do inversor. Com o inversor definido, todos os modelos matemáticos de todos os circuitos necessários para se realizar o controle digital do inversor são apresentados, assim como o projeto de um controlador digital. Utilizando os dados de projeto do inversor NPC ZVS PWM e controle, os resultados de simulações feitas nos programas Orcad Pspice e Simulink são obtidos. Por fim, um protótipo de 1,5 kW, 800 V de tensão de entrada, 127 V ou 220 V de tensão de saída e 200 kHz de frequência de comutação é montado e os resultados experimentais são avaliados e comparados com os previamente obtidos numericamente e por simulação.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAFAEL LUIS KLEIN.pdf: 5183881 bytes, checksum: c72755a48cf9cf0f75f8a8c73a4fe23c (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study is about the design and implementation of a programmable ac electronic load with power regeneration capability. This equipment can be used in burn-in tests and at the development of switching power supplies. The main advantages of this kind of emulator is the power consumption reduction, lower volume compared to conventional loads, no cooling additional costs, peak load reduction, agility and easiness of non-linear and linear current load profile configuration. The emulator is composed by a current controlled rectifier, which drains from the equipment under test the desired current profile, and a current controlled inverter connected to the grid, which is responsible for power regenerating. Initially, a study for applications of the emulator is shown, where standards and tests requirements are analyzed. Afterward, the power structure of the emulator is shown. After that, the high frequencies filters are analyzed and designed, the circuit mathematical models are obtained, then a control project methodology based on frequency is shown. Simulation results complement the study and prove the applied methodology. Finally, a 4.5kVA prototype is developed and tested. The experimental results are analyzed and discussed. / Este estudo trata do projeto e implementação de uma carga eletrônica ca programável com regeneração de energia. Este equipamento pode ser empregado nos testes de Burn-in ou ensaios de desenvolvimento de fontes chaveadas. Dentre as principais vantagens na utilização do emulador, destacam-se: redução do consumo de energia elétrica, redução da área ocupada pelos dispositivos de testes com cargas convencionais, redução dos custos de instalação e de consumo de energia dos sistemas de refrigeração, redução dos picos de demanda de potência, facilidade e agilidade na configuração dos mais variados tipos de cargas lineares e nãolineares. O emulador é formado por um retificador controlado em corrente, responsável por drenar do EST o perfil de corrente desejado, e um inversor controlado em corrente, responsável pela injeção de corrente na rede elétrica, em contra-fase com a tensão, caracterizando a regeneração de energia. Inicialmente é apresentado um estudo das aplicações para o emulador, onde são analisadas as normas vigentes para testes de equipamentos com carga. Em seguida são apresentadas as estruturas de potência do emulador. Após isto são analisados e projetados os filtros de alta frequência, obtidos os modelos matemáticos dos circuitos necessários para o projeto dos controladores, assim como é apresentada uma metodologia de projeto de controle baseado na resposta em frequência. Resultados de simulação complementam o estudo e comprovam a metodologia apresentada. Para finalizar, um protótipo de 4,5kVA é desenvolvido e ensaiado, onde os resultados experimentais são analisados e discutidos.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Horacio B Polli.pdf: 1930439 bytes, checksum: e2cdd47fd6b93e6b07a2e903760c35a4 (MD5) Previous issue date: 2012-11-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work is shown the study of the modeling and control of a two-phase induction machine with a Scott-T conection in the stator. The proposal is to use this type of motor in setups that uses single-phase induction machines where better efficiency and variable speed are desirable, for example, in appliances. The mathematical model of the motor is dissed and a transformation is presented in order to obtain a symmetrical model of the motor. Following, the indirect vector control and a slide mode observer are discussed. Simulation and experimental results are obtained, and the proposed control technique is analyzed. / Neste trabalho é apresentado um estudo do modelamento e controle de um motor de indução bifásico com uma conexão Scott-T no estator. A proposta é utilizar esse tipo de motor em plataformas que utilizem motores monofásicos e se deseja a melhoria de eficiência e o uso de velocidade variável, como por exemplo, eletrodomésticos. O modelo matemático do motor é discutido e em seguida é apresentada uma transformação que faz com que o motor, a principio assimétrico, se torne simétrico. O controle vetorial indireto é discutido em sequência, assim como o observador de modos deslizantes para estimação de velocidade. Através de resultados de simulação e experimentais a técnica de controle proposta é analisada.