Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246645.pdf: 1214911 bytes, checksum: 7e33bf379856a93d9378e80eca2ac03b (MD5) / A explosão do espaço de estados associada ao teste para detecção do conflito é um dos principais problemas que impedem a aplicação da Teoria de Controle Supervisório de Sistemas a Eventos Discretos a sistemas industriais reais. O conflito é uma propriedade global dos sistemas concorrentes sendo que, para sua detecção, deve-se verificar não-bloqueio da composição dos subsistemas que estão sendo verificados. Esta tese trata do problema de detecção de conflito de forma eficiente. Neste trabalho, propõe-se um novo teste de não-conflito baseado em abstrações dos supervisores, obtidas pela operação de projeção natural. Apresentam-se dois conjuntos de condições sobre as abstrações para os quais o teste de não-conflito pode ser aplicado, com resultado equivalente àquele do teste sobre os supervisores originais. No primeiro conjunto de condições os eventos compartilhados são mantidos nas abstrações e a projeção deve possuir a propriedade do observador. O segundo conjunto de condições sobre as abstrações leva em conta propriedades estruturais dos supervisores originais para derivar o conjunto de eventos a serem mantidos nas abstrações, além da propriedade do observador sobre a projeção obtida. As duas abordagens podem ser utilizadas em conjunto para obter abstrações possivelmente melhores, de forma a obter maior redução do espaço de estados na verificação de não-conflito. Apresenta-se ainda um algoritmo para verificação da propriedade do observador. Esta propriedade é utilizada exaustivamente nos resultados apresentados e sua verificação torna-se de grande interesse para a aplicação dos resultados obtidos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:41:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232772.pdf: 3375197 bytes, checksum: 78d64528621fb5b649b8887e7b884d5d (MD5) / Esta tese apresenta um modelo para sistemas a eventos discretos no qual a planta consiste de um Sistema de Transiçao de Estados equipado com uma colecao de dados. A coleçao de dados introduz variaveis cujos valores sao atualizados por opera¸coes comandadas pelas transicoes discretas do Sistema de Transicao de Estados. As especificacoes de comportamentos desejaveis consistem de predicados relacionados as ocorrencias dos eventos. O supervisor, baseado na sequencia de eventos ocorrida no passado, controla a evolucao do sistema atraves da habilitaçao de eventos. A decisao da habilitacao de eventos decorre da avaliaçao de predicados computados a partir da especificacao de comportamentos desejaveis. Um metodo para a sintese de supervisores atendendo uma especificaçao atraves de um controle minimamente restritivo e apresentado. As principais caracteristicas do framework apresentado sao a possibilidade da captura de comportamentos nao-regulares e a construçao de modelos parametrizados os quais conduzem a solucoes genericas para uma dada classe de problemas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 223069.pdf: 924466 bytes, checksum: fa2de3558cff968262ee894547c09a14 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T01:53:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192946.pdf: 1168323 bytes, checksum: 98b20b68cf370c64af8423423aeae24e (MD5) / Este trabalho introduz um novo modelo para controle supervisório de Sistemas a Eventos Discretos, onde o sistema é representado por uma linguagem prefixo fechada e uma estrutura de controle dependente das cadeias com marcação dinâmica associada. Este modelo mostra-se apropriado para modelagem e controle de sistemas num alto nível de abstração. Baseado nesta abordagem propõe-se um novo modelo para controle supervisório hierárquico por agregação de estados. O modelo consiste de dois níveis de hierarquia, um baixo nível representado pelo modelo clássico de Ramadge-Wonham e um alto nível obtido pela agregação dos seus estados. Neste modelo, os eventos do alto nível são um subconjunto dos eventos de baixo nível, mas para síntese do controlador, este nível será dotado de estruturas de controle avançadas. Posteriormente, o modelo de controle hierárquico por agregação de estados foi utilizado para integração com o controle modular clássico. Apresenta-se uma combinação das arquiteturas mencionadas, e são dadas condições necessárias e suficientes para que supervisores projetados individualmente sobre a planta, quando atuando conjuntamente, levem a uma solução consistente e não bloqueante.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T14:22:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203339.pdf: 864558 bytes, checksum: 93609ff7c9baf50459183138f7ac7445 (MD5) / Esta Tese apresenta uma nova metodologia para o tratamento eficiente de múltiplas especificações e múltiplas tarefas no controle supervisório de sistemas a eventos discretos (SEDs) compostos. A abordagem modular local desenvolvida no mestrado do autor reduz a complexidade da síntese de supervisores explorando a arquitetura modular das especificações e da planta em sistemas compostos. No presente trabalho, essa abordagem é consolidada pela aplicação bem sucedida a uma célula de manufatura real. Para viabilizar a implementação física do sistema de controle, propõe-se uma estrutura genérica que preserva a característica modular dos supervisores e da planta. Além disso, introduz-se um modelo para SEDs que distingue múltiplas classes de tarefas. Os principais resultados da teoria de controle supervisório são estendidos para lidar com esse modelo, de forma a permitir a síntese automática de supervisores que, além de respeitar o comportamento especificado, garantem a vivacidade de múltiplos objetivos de controle. Investiga-se também a reversibilidade como condição para evitar bloqueio de vária tarefas. Finalmente, os resultados de controle multitarefa são combinados com a abordagem modular local. A clareza das soluções e a eficiência computacional proporcionadas pela metodologia proposta são elucidadas na síntese de supervisores reduzidos para um sistema flexível de manufatura.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T07:02:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 229644.pdf: 760800 bytes, checksum: 766a700cc22abf3684e63ce6870a109b (MD5) / Sistemas a Eventos Discretos têm sido fonte de muitos estudos nos últimos anos já que podem modelar um grande número de sistemas reais. No entanto, apesar das teorias que tratam de lógicas de controle para resolução dos problemas, como a Teoria de Controle Supervisório (TCS) de Ramadge e Wonham, ainda não foram feitos muitos avanços no sentido da implementação destes sistemas para processos considerados de médio/grande porte. Algumas extensões da TCS, como o Controle Modular Local, propõem novas técnicas que reduzem tanto os esforços computacionais gastos na síntese quanto a memória necessária para a implementação das estruturas do sistema de controle. Mesmo assim pode ser necessário distribuir a implementação deste sistema em mais de um dispositivo de controle para viabilizar sua utilização. Neste trabalho é estudada uma metodologia de distribuição do sistema de controle supervisório que abrange aspectos de comunicação e sincronização. Neste trabalho são levantadas questões práticas e propostas contribuições teóricas à teoria de distribuição utilizada. Esta metodologia é aplicada na resolução de um problema de controle real considerando-se três configurações de distribuição distintas, cada uma delas atendendo a uma gama de problemas específicos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T01:23:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:49:13Z : No. of bitstreams: 1 182424.pdf: 2318642 bytes, checksum: 2b9aecae2131c57a980ac23993504d24 (MD5)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-08T19:08:46Z No. of bitstreams: 1 2016_BernardoCascãoPireseAlbuquerque.pdf: 2964758 bytes, checksum: ed01664e0d784eef4a2021027c196fb5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-03-24T17:32:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_BernardoCascãoPireseAlbuquerque.pdf: 2964758 bytes, checksum: ed01664e0d784eef4a2021027c196fb5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T17:32:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_BernardoCascãoPireseAlbuquerque.pdf: 2964758 bytes, checksum: ed01664e0d784eef4a2021027c196fb5 (MD5) / O solo é um material granular que tem seu comportamento macroscópico dependente da das propriedades dos grãos que o compõem e da forma com que esses grãos interagem com os demais ao seu redor. Portanto pode-se dizer que o solo se comporta de forma discreta. Por esse motivo a abordagem contínua geralmente utilizada não é capaz de prever algumas de suas respostas a determinadas solicitações, principalmente nos casos de carregamentos cíclicos ou quando se sai do regime de pequenas deformações. Além disso, existe uma grande dificuldade de estudar em escala tridimensional, no laboratório, o comportamento de cada um dos grãos que compõem uma dada amostra. Nesse contexto justifica-se a utilização do Método dos Elementos Discretos (DEM) para que se possa realizar simulações numéricas de ensaios convencionais da Geotecnia e entender como as propriedades e comportamento na escala dos grãos influenciam seus correspondentes na escala global. Como parte do processo de entendimento da influência dos grãos no comportamento macroscópico é necessário, em primeiro lugar, calibrar os parâmetros do modelo numérico para que as simulações reflitam a realidade. Mais do que isso, é necessário saber qual conjunto de parâmetros das partículas irá levar a amostra a um dado comportamento previamente estipulado. Essa pesquisa foi focada na influência do atrito interparticular nas propriedades globais do meio, em especial no atrito macroscópico. Para isso ensaios oedométricos e triaxiais em estado plano de deformações foram simulados numericamente com o software de código aberto Yade. Observou-se que o atrito microscópico influencia o comportamento tensão-deformação do meio, em que um aumento do atrito interparticular leva a um aumento do módulo de Young e do atrito macroscópicos e a uma diminuição do coeficiente de Poisson global da amostra. Curvas e equações que mostram a relação entre esses parâmetros foram determinadas e um modelo do comportamento tensão-deformação foi proposto para solos compactos. O estado plano de deformações foi utilizado com o objetivo de minimizar o custo computacional do DEM, contudo a conjunção desse estado com o DEM apresentou uma desvantagem em termos de liberdade de rearranjo das partículas, que possuem dificuldade bastante maior de movimentação quando comparado a casos triaxiais. Por fim, o Método dos Elementos Discretos mostrou-se capaz de representar materiais granulares de forma realista. / Soil is a granular material which has its macroscopic behavior dependent on the properties of the grains that compose it and on the way that these grains interact with their neighbors. Therefore, it can be said that the soil behaves in a discrete manner. For this reason, the commonly used continuous approach is not able to predict some soil’s responses in all the possible events, especially in the presence of cyclic loading or when it leaves the small strain regime. Furthermore, there is great difficulty studying the behavior of each of the grains that compose a given sample in three-dimensional laboratory tests. In this context it is appropriate to use the Discrete Element Method (DEM) in order to perform numerical simulations of conventional geotechnical tests and understand how the properties and behavior at the grain scale influence on the sample’s global scale response. As part of the process of understanding the influence of grains in the macroscopic behavior it first necessary to calibrate the numerical model parameters so that the virtual simulations behave as the laboratory tests. Furthermore, it is necessary to know which set of particle parameters will lead the virtual sample to a given previously stipulated behavior. This research was focused on the influence of interparticle friction in the overall properties of the soil, mainly in its macroscopic friction angle. For this, oedometric and triaxial tests were numerically simulated in plane strain state with the aid of the open source software Yade. It has been observed that that the microscopic friction angle influences soil’s stress-strain behavior, in which an increase in interparticle friction leads to an increase of macroscopic Young's modulus and friction angle and to a decrease in the Poisson's ratio of the sample. Curves and equations that show the relationship between these parameters were determined and a model for the stress-strain behavior of compact soils was proposed. The plane strain state was used to minimize the computational cost of the DEM, but the conjunction of this state with the DEM presented a disadvantage in terms particles rearrangement freedom, which have greater difficulty in moving inside the packing when compared to triaxial simulations. Finally, the Discrete Element Method proved to be able to realistically represent granular material behavior.

Nesta tese e apresentado um metodo para se projetar controladores estabilizantes para uma classe de sistemas discretos com parametros variantes no tempo e de horizonte infinito, sendo estas variacoes limitadas por valores inferiores e superiores. O procedimento proposto utiliza o conceito de custo garantido para avaliar o indice de desempenho do sistema e o metodo direto de Lyapunov para as consideracoes de estabilidade. Assim recorre-se a tecnica de estabilizacao ja conhecida para sistemas com incertezas. Sistemas com incertezas sao aqueles nas quais as variacoes parametricas, embora nao conhecidas, existem dentro de limites conhecidos. A lei de controle de custo garantido e dada em termos deuma matriz positiva definida, denominada matriz de Lyapunov, calculada de forma que a estabilidade do sistema seja garantida via uma diferenca de Lyapunov negativa. A matriz de Lyapunov permite a determinacao de um limite superior para um indice (custo) de desempenho quadratico escolhido pelo projetista. Este limite e denominado custo garantido. Como a otimalidade de um sistema perde sua utilidade na presenca de incertezas, a abordagem pelo conceito de custo garantido oferece um substituto para a otimalidade do sistema. Ja que a otimalidade de um sistema com respeito a um indicede desempenho quadratico em problemas de horizonte infinito tambem perde sua utilidade na presenca de variacao no tempo, mesmo sendo ela conhecida, a abordagem pelo conceito de custo garantido e usada nesta tese para sistemas discretos no tempo com variacao parametrica. Duas classes especiais de sistemas discretos, variantesno tempo e com horizonte infinito sao consideradas. Estas classes sao descritas como tendo variacoes parametricas estruturais por natureza (satisfazendo "matching assumptions"), ou nao estruturais por natureza (nao satisfazendo "matching assumption"). Os controladores desenvolvidos nesta tese sao dados em termos da solucao de uma equacao de Riccati entre duas equacoes apresentadas. Estes resultados estao na forma de dois teoremas e dois corolarios. Os teoremas apresentados podem ser utilizados para sistemas onde existem variacoes na matriz da dinamica do sistema e na matriz de entrada do sistema, sendo que os corolarios podem ser utilizados para sistemas onde existe variacao apenas na matriz da dinamica do sistema. Estes ultimos se destacam pois caso seja necessario controlar um sistema continuo no tempo e uma discretizacao conforme apresentado nesta tese seja realizada, o projeto do controlador torna-se extremamente simplificado. Alem disto, caso o sistema apresnte variacoes parametricas estruturais por natureza (satisfazendo "matching assumptions") o controlador e otimo para qualquer faixa de variacao. Adicionalmente, esta tese apresenta um observador assintotico de estados ja que o controlador de custo garantido utiliza a realimentacao de estados. Assim, pelo principio da dualidade, um observador pode ser projetado atraves de uma condicao suficiente de estabilidade para sistemas "one-way" conectados e variantes no tempo. Tal condicao equivale ao principio da separacao usado para sistemas invariantes no tempo. Desta forma o conceito de controle de custo garantido pode ser utilizado em sistemas discretos e variantes no tempo com horizonte infinito mesmoque nem todos os estados possam ser medidos.

Idéias de redes neuronais tem sido utilizadas com grande sucesso em aplicações onde o processo a ser controlado é de elevada complexidade e requer, por exemplo, que o sislema de acionamento seja dotado de capacidade de adaptação baseado em aprendizado. Este trabalho tem o objetivo de apresentar algumas aplicações de modelos artificiais de redes neuronais no controle de sistemas dinâmicos, utilizado um modelo de rede neuronal para encontrar o modelo dinâmico inverso de um sistema inversível, o mesmo é empregado como um compensador feedforward. Os pesos que representam a intensidade de conexão das sinapses são ajustados através de mecanismo de aprendizado que busca minimizar o erro entre os sinais de referência e a saída. A fase de treinamento, na qual os pesos são ajustados, é feita off-line. Após o seu treinamento a rede apresenta uma grande rapidez de resposta que depende apenas do número de camadas e do tempo de propagação através dos neurônios. A rede neuronal proposta é de aplicação geral, desde que o número de neurônios e sinapses seja suficiente, bastando que se processe um programa de treinamento adequado a cada caso específico.