Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:00:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 220697.pdf: 2915513 bytes, checksum: 316acaa62b949139582a35cfbeac8f84 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:21:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227373.pdf: 2908272 bytes, checksum: 8b5cd85c65cdfde6672ecc1964db25e3 (MD5) / Uma imagem fornece uma representação em duas dimensões de uma cena. Durante o processo de formação desta representação, todas as informações 3D são perdidas. Contudo, tais informações podem ser recuperadas, através da visão estéreo, se duas imagens de uma mesma cena, mas de perspectivas diferentes, estão disponíveis. No entanto, isto só é possível se o sistema estiver calibrado. Por isso, a calibração de câmeras é indispensável em diversas aplicações. Neste trabalho, realiza-se uma análise crítica das diversas técnicas de calibração existentes na literatura. Além disso, novos métodos de calibração de um sistema de visão binocular são propostos. Basicamente, as técnicas propostas consistem em, inicialmente, recuperar a geometria epipolar e realizar uma calibração projetiva. Em seguida, os pontos de um gabarito de uma única dimensão são utilizados para atualizar da calibração projetiva para a euclideana. Como é utilizado um gabarito de dimensões reduzidas e de fácil confecção, os métodos de calibração propostos são bastante flexíveis e de fácil execução. Para auxiliar a tarefa de calibração, novos algoritmos de correspondência de pontos e estimação da matriz fundamental também são propostos. Em especial, o algoritmo de estimação da matriz fundamental utiliza um conjunto de correspondências virtuais que definem um plano também virtual. Evidentemente, tal plano induz uma homografia entre as imagens estéreo. O paralaxe de correspondências que não satisfazem tal homografia permite estimar um dos epipolos do sistema e, portanto, caracterizar a matriz fundamental. A principal vantagem do método proposto é obter uma boa estimação utilizando uma parametrização com apenas cinco incógnitas. Experimentos em imagens reais e sintéticas validam as técnicas propostas, mostrando como seu desempenho varia quanto a quantidade de ruído e número de correspondências existentes.

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 2013-07-15T23:47:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 223564.pdf: 2412026 bytes, checksum: b038da49a58b919fd0e355539ddc5f2f (MD5) / Neste trabalho, é realizado o estudo e a implementação de estratégias de controle preditivo baseado em modelo para resolver o problema de seguimento de trajetórias de veículos autônomos. Para gerar as trajetórias, utilizaram-se estratégias de aproximação, que conduzem o veículo ao caminho a ser seguido de forma suave e estável. A arquitetura de controle do veículo autônomo considera o controle da cinemática e da dinâmica deste em uma estrutura cascata, dado que interessa controlar o veículo em condições onde somente o uso da sua cinemática não permite um bom desempenho. Para o controle da cinemática é realizado um estudo comparativo entre duas estratégias de controle preditivo linear, uma baseada no conceito de linearizações sucessivas e a outra no de coordenadas locais com trajetória de aproximação, visando determinar a que apresenta o melhor compromisso entre simplicidade-baixo custo computacional e comportamento. Baseado nos resultados de simulação, a segunda estratégia apresentou melhor desempenho e, portanto, foi escolhida para a implementação. Para o controle da dinâmica do veículo utilizou-se um algoritmo de controle preditivo descentralizado baseado no modelo linearizado. Os experimentos foram conduzidos em um veículo autônomo Mini-Baja utilizando uma plataforma embarcada para a execução dos algoritmos de controle.

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)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224159.pdf: 3070709 bytes, checksum: 003cf3306437dbd7f2c8960140c6f00e (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um simulador protótipo e a aplicação de controle preditivo baseado em modelo para o processo de destilação de uma planta piloto. Esta planta piloto foi projetada e implementada pelo Departamento de Engenharia Química desta universidade, numa parceria com o Departamento de Automação e Sistemas. O simulador desenvolvido, implementado no software comercial HYSYS, permite ao usuário implementar diversas estratégias e configurações de controle considerando controladores PID e controladores preditivos multivariáveis. Para a validação da metodologia se implementaram e compararam distintas estratégias de controle de coluna de destilação de uso industrial, baseadas em controladores PID. Também se implementou um controle multivariável com controlador preditivo de matriz dinâmica (DMC) e controlador preditivo generalizado (GPC). As simulações mostram concordância entre seus resultados e os resultados encontrados na revisão bibliográfica sobre as estratégias utilizadas para o controle de colunas de destilação. Além do mais, a partir da revisão bibliográfica e simulações realizadas, mostra-se que o uso dos controladores preditivos em plantas de destilação resolve vários dos problemas que este tipo de processo apresenta na prática. This work presents the development of a prototype simulator and the application of model based predictive control for a distillation process of a pilot plant. This plant has been projected and implemented by the Department of Chemical Engineering in partnership with the Department of Automation and Systems, both of this university. The simulator, based on the industrial software HYSYS, allows the users to implement several control strategies and configurations considering PID and multivariable predictive controllers. For the validation of the methodology, different control strategies for an industrial distillation column, based on PID controllers, are implemented and compared. There are also implemented multivariable predictive controllers based on: dynamic matrix control (DMC) and generalized predictive controller (GPC). The simulations show similar results as those found in the literature about the strategies used for the control in distillation columns. Besides, from the bibliographic review and simulations developed, it is shown that the use of predictive controllers in distillation plants solves several of the problems presents in practice for this sort of process.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:09:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228511.pdf: 2735715 bytes, checksum: bab4d7ec52ce170d392d0a81d8dc2ed4 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:24:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321411.pdf: 2326949 bytes, checksum: 2832593a47a75b2e614eaa517d9ad962 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho objetiva a preparação de um arranjo experimental para o estudo da eletroporação de célula única. Quando a membrana celular é submetida a um campo elétrico externo suficientemente intenso, poros de escala nanométrica se formam na membrana, aumentando sua permeabilidade. Esse fenômeno é chamado de eletroporação. Apesar da eletroporação ser usada em uma série de processos, a dinâmica da abertura e crescimento dos poros ainda não é totalmente conhecida, e não há um modelo matemático confiável que permita a simulação quantitativa do fenômeno. Experimentos da eletroporação podem ser feitos em células em suspensão (tradicional), aplicando-se campos elétricos com eletrodos de placas paralelas, ou em células únicas, com o auxílio de eletrodos capilares repletos com eletrólito (EFC). A última opção possui a vantagem de permitir a obtenção de dados mais consistentes para a modelagem do fenômeno, uma vez que as medições são referentes aos efeitos em uma única célula e não uma combinação dos eventos que ocorrem nas diversas células (de tamanhos diferentes). Além disso, possibilita a eletroporação de células ou regiões específicas de tecidos in vivo. Neste trabalho, um modelo matemático foi adaptado para arranjos experimentais de eletroporação de célula única com EFCs. O modelo adaptado permitiu a avaliação qualitativa do número de poros criados e suas dimensões em diferentes regiões da membrana celular. Quanto maior a intensidade do estímulo elétrico, maior é o número de poros, e menor é o raio destes poros. O aprimoramento do modelo depende da obtenção de dados experimentais. Também foi preparado um arranjo experimental físico para a realização de experimentos de eletroporação de célula única com eletrodos do tipo EFC, que inclui o desenvolvimento de um nanoamperímetro. O conjunto permitiu: a caracterização da impedância dos eletrodos EFC produzidos no laboratório como praticamente resistivos de 0 a 10kHz; e a identificação do posicionamento do eletrodo em relação à membrana ou tecido a partir de medições de variações da impedância. Aproximando-se de uma célula única, o eletrodo atinge o posicionamento adequado com um deslocamento de alguns micrômetros, enquanto quando o alvo é um tecido muscular, o deslocamento é de algumas centenas de micrômetros. Estes resultados indicam que com este arranjo experimental, será possível a eletroporação de células e tecidos em cultura, e assim, permitir a obtenção de dados relativos ao número e às dimensões dos poros formados <br> / This work aims to develop an experimental set-up for the study of singlecell electroporation. Whenever cell membrane is submitted to a sufficiently intense electric field, nanoscale pores are formed, increasing membrane permeability. The phenomena is termed electroporation. In spite of being used in several processes, dynamics of pore creation and development is not yet known, and there is no trustful mathematical model that allows quantitative numerical simulations of electroporation. Electroporation experiments may be traditionally performed in cell suspensions (bulk electroporation), by applying electric fields through parallel plates, or in a single-cell set-up, with electrophysiology capillary electrodes (EFC). The latter set-up has the advantage to provide more consistent data to feed mathematical model development, once the measurements relate to the effects on a single-cell, while the results obtained by bulk electroporation are a combination of the effects of the events occurred on several cells of different size. Besides, it allows the electroporation of specific cells or tissue regions textitin vivo. In this work, a mathematical model was adapted to single-cell electroporation set-ups with an EFC. The model enabled qualitative analysis of pore creation and dimensions in different regions of cell membrane. The greater the intensity of the electrical stimulus, the greater the number of pores created, and smaller are the radii of the pores. Upgrading the model depends on the collection of experimental data. An experimental set-up was prepared for single-cell electroporation with EFC type electrodes, which include the development of a nanoampere ammeter. This set-up permited: the characterization of the impedance of EFC electrodes made in the laboratory as practically resistive from 0 to 10kHz; the identification of the position of the electrode tip with respect to the cell membrane or tissue through impedance variations measurements. When approaching a single cell, the electrode reaches the appropriated proximity within a displacement of a few unities of micrometer, while when the target is muscular tissue, the displacement is of some hundreds of micrometers. These results indicate that, with this experimental set-up, it will be possible to electroporate cells grown in cultures and tissues, and thus to provide the gathering of information related to pore creation and pore dimensions. Keywords: Electroporation. Electropermeabilization. SCEP. Mathematical Models. Cell Membrane.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:28:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321410.pdf: 11607513 bytes, checksum: 57b57e639b99bcbe25da618bfcb004fe (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho refere-se ao estudo da influência dos tirantes de fixação do estator no desempenho das máquinas de indução trifásicas. São destacadas duas formas de fixação do pacote do estator: com tirantes externos e com tirantes embutidos ao pacote. O estudo é dividido em sete casos distintos: tirantes totalmente externos, tirantes 25% embutidos, tirantes 50% embutidos, tirantes embutidos e soldados, tirantes embutidos e fresados, tirantes embutidos fresados e interrompidos e tirantes embutidos soldados e interrompidos. Tais casos são analisados analiticamente e numericamente em elementos finitos 2D e 3D através de programas computacionais. É explorada também a análise prática das perdas nos tirantes de fixação do estator, além de serem apresentados os resultados obtidos para cada caso estudado, confrontando-os analítica e numericamente com o intuito de concluir o quanto as perdas nos tirantes de fixação do estator afetarão o desempenho das máquinas de indução trifásicas <br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T17:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197734.pdf: 2895650 bytes, checksum: ed1cb62d0899b0a0ae0233646c932c8a (MD5) / o objetivo deste trabalho é contribuir com o estudo dos motores síncronos de relutância com barreiras de fluxo e partida assíncrona, através da abordagem do princípio de funcionamento destes motores, as considerações de projeto (dificuldades construtivas e cuidados). Faz-se uso da técnica de elementos finitos como ferramenta de projeto destes motores aplicada na análise comparativa de diversas topologias, através da determinação das indutâncias de eixo direto e em quadratura, e na obtenção das curvas de velocidade, torque e corrente, desde a partida até a velocidade síncrona. Também são avaliadas algumas aplicações interessantes para estes motores. O desempenho deste tipo de motor é verificado em testes com protótipos e comparado com o do motor de indução. Também são feitas medições das indutâncias de eixo direto e em quadratura, a fim de verificar os valores reais e compará-los com os valores de projeto. Em geral, sabe-se que este tipo de motor apresenta valores de rendimento, fator de potência e torque abaixo daqueles do motor de indução equivalente. Entretanto, devido à robustez e baixo custo, estes motores podem ser utilizados em aplicações que requeiram velocidade constante ao longo de um processo, sem a necessidade de um controle eletrônico.