Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:04:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337448.pdf: 3498677 bytes, checksum: 97e277f0aa604ec567126cb8398c888c (MD5) Previous issue date: 2015 / Veículo subaquático autônomo (AUV, do inglês autonomous underwater vehicle) é uma classe de dispositivo robótico que se move sob a água, controlado pelo seu próprio sistema embarcado, acionado por um sistema de propulsão adequado e com fonte autônoma de energia. O Sistema de Controle de Missão (SCM) é o elemento do sistema embarcado de um veículo autônomo responsável em coordenar as ações realizadas pelos demais subsistemas, guiando o veículo durante todas as fases da missão, com base em um plano previamente elaborado e no comportamento discreto dos diversos componentes do veículo. Esta tese propõe uma arquitetura para o SCM baseado em dois componentes principais: uma estrutura de controle supervisório e um gerenciador de missão. O primeiro componente é baseado na Teoria de Controle Supervisório (TCS). A TCS é neste caso usada para a modelagem dos vários subsistemas e restrições relacionadas com a realização de missões de AUVs em ambientes não-estruturados, e para a síntese de supervisores responsáveis em garantir que especificações de segurança e operação sejam atendidas para qualquer missão do veículo. O segundo componente é responsável pela execução de um plano de missão, escolhendo a melhor sequência de eventos habilitada pelo controle supervisório segundo um critério de otimização baseado em algoritmos de planejamento e busca. Para validação da arquitetura proposta, o SCM é implementado empregando o ROS (robot operating system) com a estrutura de controle supervisório integrada mediante geração automática de código. O teste do SCM proposto é realizado em um ambiente para simulação do comportamento dinâmico contínuo e dirigido a eventos de todo o sistema embarcado de um AUV. Os resultados demonstram que o SCM proposto é capaz de garantir a realização de missões em ambientes não-estruturados, atendendo a critérios de segurança especificados pelos modelos formais da TCS. Ao mesmo tempo, o SCM permite o replanejamento de missões ao gerar um plano de missão alternativo possibilitando o tratamento de diversas situações não previstas no plano original. Além disso, a arquitetura proposta para o SCM combina ações deliberativas, que envolvem planejamento, com ações reativas sem necessidade de planejamento e com tempos de execuções relativamente pequenos.<br> / Abstract : Autonomous underwater vehicle (AUV) is a class of robotic device that moves beneath the water, it is controlled by its own embedded system, triggered by a suitable propulsion system and with an autonomous source of energy. The Mission Control System (MCS) is the element of the embedded system of an autonomous vehicle responsible for coordinating the actions conducted by several subsystems, driving the vehicle during all phases of the mission based on a previously elaborated plan and on the discrete behavior of the vehicle remaining components. This thesis proposes an MCS architecture based on two main components: a supervisory control structure and a mission manager. The supervisory structure is based on Supervisory Control Theory (SCT) and it is used for modelling the several subsystems and constraints related to the AUV missions in unstructured environments, as well as for the synthesis of supervisores responsible for ensuring that safety and operation specifications are met for any kind of vehicle mission. The second component, the mission manager, is responsabile for carrying out a mission plan, choosing the best sequence of events enabled by the supervisory control according to an optimization criterion based on planning and search algorithms. To validate the proposed architecture, the MCS is implemented using ROS (robot operating system) with the supervisory control models integrated through automatic code generation. The test of the MCS is performed in a simulation environment that emulates the whole AUV continous and event-driven dynamics. The results demonstrate that the proposed MCS is capable of performing missions in unstructured environments, meeting safety criteria specified by the formal models of the CST. In the meantime, the MCS allows the mission replanning by generating an alternative mission enabling the treatment of several situtations unforeseen in the original plan. Moreover, the proposed architecture for the MCS combines deliberative actions, related to planning, with reactive actions without planning and with relatively small execution times.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:07:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337435.pdf: 2132858 bytes, checksum: b0132fcf7ffec1eebcd5372ad488fa63 (MD5) Previous issue date: 2015 / O uso de agentes em aplicações com Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANTs) tem sido explorado nos últimos anos, principalmente como alternativa para dotar o veículo de autonomia na realização de suas missões. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo de comportamento autônomo para um VANT com o uso de um agente com arquitetura BDI, explorando sua capacidade de reagir rapidamente a mudanças em seu ambiente e de ter objetivos de longo prazo a serem cumpridos até se finalizar uma dada missão. O trabalho também busca avaliar a implementação do agente na plataforma de sistema embarcado de um VANT real, a aeronave do projeto ProVant, além de apresentar uma análise e comparação do sistema proposto, baseado em lógica de predicados, com uma abordagem usual empregando uma programação imperativa, organizada em uma sequencia de comandos e ações.<br> / Abstract : The use of agents in applications with Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has been explored in recent years, mainly as an alternative to provide autonomy to the vehicle in carrying out their missions.This study aims to develop and evaluate a model for a UAV with the use of an agent with BDI architecture, exploring its ability to reactquickly to changes in the environment and while still having goals tobe accomplished even finish a given mission. The proposed model was implemented and embedded in a real UAV system and then compared against a usual approach employing an imperative programming.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:10:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337443.pdf: 8928663 bytes, checksum: a2f8d703433ef22eb9652e65aba7d27a (MD5) Previous issue date: 2015 / A locomoção de robôs móveis apresenta desafios no controle da execução de trajetórias, principalmente quando o tipo de robô exibe não-holonomia, pois as restrições de movimento e atuação imprimem, entre outras, redução no conjunto factível de trajetórias. As principais soluções da literatura, aplicáveis e de desempenho comprovado, não apresentam uma forma automática para cálculo de parâmetros de controle que garantam requisitos de desempenho. Este trabalho desenvolve estruturas de locomoção compostas por controladores fuzzy baseados em modelos Takagi-Sugeno (TS-Fuzzy) que são capazes de representar o problema de rastreamento de trajetórias e solucioná-lo com qualidade equivalente às principais técnicas existentes e fornecem, ainda, capacidade de cálculo automático de ganhos que garantem requisitos de desempenho do sistema de controle, ou em caso de não haver solução, acusar inexistência de tais ganhos. Descreve-se uma solução completa de locomoção, composta pelos compensadores propostos e uma técnica de planejamento de locomoção capaz de gerar referências factíveis às limitações de Robôs Móveis Diferenciais (RMDs). Com esta solução foi possível a aplicação prática e a análise de desempenho das estruturas de controle descritas. Os desenvolvimentos teóricos são ilustrados através de aplicações experimentais e simuladas, baseadas na plataforma robótica Powerbot que representa um RMD de médio porte.<br> / Abstract : The challenges in locomotion control of non-holonomic mobile robots come from constraints related to sub actuation and trajectory feasibility. The main solutions found in the literature, with proved performance and applicability does not show an automatic method to compute control gains that guarantee global performance requirements. This work develops locomotion structures composed by Takagy-Sugeno fuzzy model based controllers. These structures are capable to represent and solve the trajectory-tracking problem with quality equivalent to the main existent techniques with the capability to compute the controller gains automatically, ensuring performance requirements to the compensator or even evince their absence in case of no solution. The document describes a full locomotion solution, composed by the developed controllers and a methodology of locomotion planning. The planning method is capable of generating feasible references over the locomotion and actuation constraints of the differential mobile robots (DMRs). This solution provides the practical application and performance analysis of the proposed control architectures. The theoretical achievements of this work are illustrated by experimental and simulated scenarios based on the Powerbot robotic platform, witch one represents a DMR of medium size.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:11:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337441.pdf: 2213867 bytes, checksum: 5f9d958b11e71e847d64f3cc6e2160db (MD5) Previous issue date: 2015 / O estágio de entrada da grande maioria dos equipamentos eletrônicos modernos consiste em um conversor CA-CC com baixo fator de potência e elevado conteúdo harmônico, o que é indesejável do ponto de vista da rede elétrica. Os conversores Boost com correção do fator de potência (CFP) são, atualmente, soluções consolidadas para atender as especificações de qualidade da rede elétrica. No entanto, o projeto de controladores para esses dispositivos é bastante complexo devido às não linearidades do modelo e também da lei de controle para garantir um fator de potência unitário. Neste contexto, a técnica do autocontrole da corrente se destaca dentre as demais estratégias de controle para conversores Boost com CFP pela sua simplicidade, por dispensar o sensoriamento da tensão de entrada e pelo baixo custo. Nesta dissertação, abordam-se os problemas de análise de estabilidade e desempenho, e síntese de controle para conversores Boost com CFP autocontrolado pela corrente utilizando uma formulação matemática baseada em desigualdades matriciais lineares (LMIs). Com este objetivo, utiliza-se a técnica do modelo médio para o conversor em malha aberta além de uma representação algébrico-diferencial do sistema em malha fechada para manipular mais facilmente a não linearidade inerente à lei de controle. Para o sistema em malha fechada, realiza-se uma análise de estabilidade local considerando uma incerteza na carga e obtendo estimativas da região de atração. Esta metodologia de análise é estendida para a síntese de controle (sintonia dos parâmetros do controlador) considerando incertezas na carga (variante no tempo) e uma perturbação na tensão de entrada levando em consideração robustez e critérios de desempenho baseados no ganho e na taxa de decaimento exponencial.<br> / Abstract : The input stage of most modern electronic equipments consists of an AC-DC converter with low power factor and high harmonic contents, which is undesirable from the point of view of the grid power line. The Boost converters with power factor correction (PFC-Boost) are currently consolidated solutions to comply with the quality specifications of the power grid. However, the control design for PFC-Boost converters is very complex because of the nonlinearities of the model and of the control law (needed to ensure a unity power factor). In this context, the self-current control technique stands out among other control strategies because of its circuit simplicity, no input voltage sensing and low cost. In this master thesis, the stability and performance analysis, and control synthesis problems are addressed for current self-controlled PFC-Boost converters considering the linear matrix inequality (LMI) framework. To this end, the average modeling technique is applied to represent the open-loop dynamics while a differential-algebraic state-space representation is applied to deal with the nonlinear closed-loop dynamics. Moreover, a local stability analysis of the closed-loop system is assessed assuming load uncertainty while estimating the system domain of attraction. Then, the analysis results are extended for control design (i.e., controller tuning) considering a time-varying (and bounded) load and vanishing input voltage disturbances as well as performance specifications in terms of the system -gain and of an exponential decay rate.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:13:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337445.pdf: 1859632 bytes, checksum: d23aa3f633b333ba8fac44b9aae9a541 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho se insere na área de protocolos de tempo real, abordando especificamente o Sistema de Comunicação FlexRay, um protocolo de tempo real para usos automotivos. O objeto de estudo deste trabalho foram os mecanismos de escalonamento de fluxos de mensagens para o FlexRay, bem como as técnicas utilizadas na análise de tempo de resposta em sistemas que utilizam tal protocolo. O objetivo geral desta tese foi a elaboração e a avaliação de mecanismos para o escalonamento e análise de tempo de resposta de sistemas que utilizem o Sistema de Comunicação FlexRay. São apresentadas quatro propostas. As duas primeiras propostas estão relacionadas ao segmento Estático do FlexRay. Ambas demonstram a viabilidade de se definir a alocação de slots estáticos para cada nodo utilizando técnicas tradicionais para a análise de tempo de resposta considerando-se os requisitos temporais impostos pelo conjunto de fluxos de mensagens de cada nodo, e são métodos capazes de considerar conjuntos de fluxos com períodos que não são múltiplos de FC, sendo também capazes de considerar o caso em que a geração de mensagens nos fluxos não está sincronizada com o FC. São também apresentadas duas propostas que abordam a questão do escalonamento de fluxos de mensagens aperiódicos no Segmento Dinâmico do FlexRay. Foram apresentados dois mecanismos para métodos de arbitragem do DN que tiram vantagem da flexibilidade que fluxos aperiódicos possuem em relação a restrições de tempo real. Em ambos os mecanismos, os fluxos de mensagens aperiódicos de um sistema são associados com uma probabilidade de backoff, e um middleware de tempo real específico utiliza tal probabilidade de backoff para definir se uma mensagem gerada por um fluxo aperiódico irá competir ou não pelo barramento no ciclo de comunicação atual, influenciando nas chances que mensagens com prioridades mais baixas tem de serem transmitidas.<br> / Abstract : This work addresses the FlexRay Communication System, a digital serial bus for automotive applications designed to meet the demands of X-by-Wire systems. It provides flexibility, bandwidth and determinism by combining static and dynamic approaches for message transmission, incorporating the advantages of synchronous and asynchronous protocols. The area of interest of this work is scheduling mechanisms for FlexRay, being the overall objective of this thesis the development and evaluation of new techniques for scheduling and timing analysis for FlexRay. In this document four proposals are presented. Two proposals are related to FlexRay Static Segment. These two proposals demonstrate the feasibility of defining the static slot allocation for each node using traditional Response Time Analysis (RTA) techniques, and thus considering the timing requirements imposed by the set of message streams allocated to each node. The proposed techniques are able to deal with message stream sets where periods are not multiples of the FlexRay cycle duration, nor the messages generation is synchronized with the FlexRay cycle. They are also presented two proposals addressing the scheduling of aperiodic message streams in FlexRay Dynamic Segment. Both mechanisms use a probabilistic approach that takes advantage of the flexibility of aperiodic message streams regarding real-time constraints. In the proposed methods, a real-time middleware in each network node manages the transmission of messages generated by aperiodic streams in Dynamic Segment. Whenever a RT-middleware senses that aperiodic messages may be indefinitely postponed, it enters backoff mode. In backoff mode, a RT-middleware randomly defines whether an aperiodic message that is waiting to be transmitted will be sent to the bus in the current FC or if that message will be postponed to another FC, affecting the transmission chances of messages generated by streams with lower priorities have of being transmitted.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:12:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338229.pdf: 4836338 bytes, checksum: b4b5a740942ae75779da285d1344247e (MD5) Previous issue date: 2015 / Existe um consenso nos diferentes agentes do setor elétrico (geradores, distribuidores, comercializadores, etc.) sobre a necessidade de executar mudanças profundas no atual Sistema Elétrico de Potência (SEP). A visão desse SEP moderno é conhecida como ?Smart Grid? e é definida pelo Electric Power Research Institute (EPRI) como um SEP completamente automático que permite o fluxo bidirecional de eletricidade e informação entre clientes e fornecedores do serviço de energia elétrica. Nesse panorama, a modernização dos sistemas de automação das subestações de energia elétrica é fundamental para a materialização do smart grid. A norma internacional IEC 61850 padroniza o modelo de informação e os serviços de comunicação para sistemas de automação utilizados no SEP, particularmente em subestações, onde a sua implantação tem apresentado vantagens tanto na fase de projeto quanto na fase operação. Através de uma abordagem de sistemas de tempo real, este trabalho estuda o barramento de processos definido pela norma, destacando o tempo de transmissão fim a fim das mensagens como o principal índice de desempenho do sistema de comunicação. O estudo foi dividido em duas etapas: inicialmente foram desenvolvidos modelos de simulação para cada um dos dispositivos que compõem o barramento de processos. Estes modelos foram integrados em uma plataforma de simulação que permite visualizar e estimar o comportamento temporal das mensagens especificadas pela norma supracitada (GOOSE e Sample Values). Na segunda etapa, foi realizado um estudo de mercado com o objetivo de adquirir equipamentos para conformar a infraestrutura básica de um laboratório que viabilize a formação de engenheiros na área de automação de sistemas elétricos. Com a aquisição desses equipamentos e com a ajuda de uma ferramenta de geração de mensagens (desenvolvida também como parte deste trabalho) foi possível estabelecer relações entre os resultados do sistema simulado e o comportamento do sistema real.<br> / Abstract : Within the different electric power agents (generators, distributors, suppliers, etc.), there is a general agreement about the need to perform deep changes in the current Electric Power System (EPS). The concept of this modern EPS is termed "Smart Grid" and is defined by the Electric Power Research Institute (EPRI) as a fully automatic EPS that allows bidirectional flow of electricity and information between customers and suppliers of electrical services. In this scenario, the modernization of automation systems used in electrical substations is crucial for the realization of the smart grid. The international standard IEC 61850 standardizes the information model and the communication services for automation systems used in EPS, particularly in substations, where it has shown advantages both in the design phase and in the operational phase. Using a real-time systems approach, this work studies the process bus defined by this standard, highlighting the transmission end-to-end time of the messages as the main performance metric of the communication system. The study was divided in two stages: in the initial stage, simulation models were developed for each of the devices that constitute the process bus. These models were integrated into a simulation platform that allows the user to observe and estimate the temporal behavior of the messages specified by the standard (GOOSE and Sample Values). In the second stage, a market study was carried out in order to acquire equipment for creating the basic infrastructure of a laboratory for the qualification of engineers in the field of electrical systems automation. With the purchase of these devices and with the help of a message generation tool (also developed as part of this work) it was possible to establish relationships between the results of the simulated system and the real system behavior.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:21:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337900.pdf: 1272450 bytes, checksum: 9c72137fd16e935bed3d2f3677290b3a (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho propõe-se uma técnica para estimação conjunta das variáveis de estado e parâmetros de sistemas dinâmicos. A estimação baseia-se em um observador chaveado cujo ganho e lei de chaveamento são determinados através da resolução de um problema LMI. O método não requer nenhuma representação específica no espaço do estado para que seja aplicado e no caso onde nenhum parâmetro precisa ser estimado o método reduz-se a um observador Luenberger padrão. Considera-se a classe de sistemas afins e os parâmetros do modelo a serem estimados são supostamente limitados por um politopo conhecido. Sob certas condições, que são verificados através da resolução de um problema LMI, garante-se que os erros de estimação de parâmetro e de variáveis de estados convergem para zero. Quando essas condições de convergência do erro de estimação de parâmetros não são verificadas, propõe-se condições alternativas para a estimação robusta de estados.<br> / Abstract : In this work it is proposed a technique for joint estimation of the state variables and parameters of dynamic systems. The estimation is based on a switched observer whose gain and switching rule are determined by solving an LMI problem. The method does not require a specific state space representation of the system to be applied and the case where no parameter need to be estimated the method reduces to a standard Luenberger observer. The class of affine systems is considered and the parameters of the model to be estimated are supposed to be bounded by a given polytope. Under certain conditions, that are checked by solving an LMI problem, the state variable and parameter estimation errors are guaranteed to converge to zero. When the conditions for the convergence to zero of the parameter estimation error are not met, we propose alternative conditions for robust state estimation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2012-10-26T08:51:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303356.pdf: 3566227 bytes, checksum: 8f1f75f1fcdcf746c471b25658f476a3 (MD5) / O método de elevação via gas-lift contínuo trata-se de um método muito utilizado pela indústria de petróleo, inclusive no Brasil onde é responsável por mais de 70% da produção. Essa grande utilização justifica a necessidade de ampliar os estudos e portanto do desenvolvimento de um modelo que consiga descrever os comportamentos dinâmicos e de regime permanente. Além disso, quando o poço opera com baixas vazão de injeção de gás podem ocorrer dois fenômenos oscilatórios característicos desse método de elevação, o Heading e o Density Wave, que também precisam ser descritos pelo modelo. O objetivo deste trabalho é então desenvolver um modelo fenomenológico simplificado que consiga descrever todos esses comportamentos. Para isso são aplicados os princípios de conservação de massa e de quantidade de movimento, como efeito de simplificação não foi considerado o princípio de conservação de energia, adotando-se uma temperatura constante para todo o comprimento do poço. Para validação dos resultados utilizou-se um simulador comercial, cujos dados foram confrontados aos do modelo. Como possíveis aplicações foi apresentada uma nova estratégia de controle e um exemplo de otimização do produção de óleo. / Gas-lift is an artificial lift method widely used by the petroleum industry, especially in Brazil where it is responsible for more than 70% of the total oil production. This widespread use justifies the need to expand the studies and therefore the development of a model that can describe its dynamic and steady-state behavior. Moreover, when the well operates with low gas injection flow rates two oscillatory phenomena, heading and density wave, characteristic of this elevation method, may happen and must be described by the model. The objective of this work is then to develop a simplified phenomenological model that can describe all these behaviors. For this purpose the mass and momentum conservation laws are applied. In order to obtain a simple but representative model the energy conservation law was not considered adopting a constant temperature throughout the length of the well. To validate the model results a commercial simulator was used. Examples of the model application in the area of control and optimization are presented. A new control strategy for heading and density wave phenomena is developed and simulated and the simulation results obtained with the optimization of the oil production of a group of wells is presented.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:11:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301673.pdf: 2311887 bytes, checksum: 893c7f2b5f88975ca31c13bb67d6549c (MD5) / Ao longo das últimas décadas, Sistemas Multi-Robôs (SMR) têm sido aplicados a diversas áreas com o intuito de aumentar a eficiência e a robustez na execução das tarefas a serem desempenhadas por eles. Problemas de planejamento de trajetória e de tarefas são alguns dos principais desafios desta área, destacando-se que a separação entre estes níveis de planejamento permite que o problema de controle seja abordado em diferentes níveis de abstração. Neste trabalho, é tratado o problema de planejamento de tarefas na coordenação de SMRs, utilizando métodos baseados em estruturas de jogos. Especificamente, é analisada a aplicabilidade desta teoria na geração de controladores que garantam segurança na execução das aplicações, evitando comportamentos de colisão entre robôs ou com outros objetos do espaço de trabalho. Além disso, também é analisado o aspecto da obtenção de estratégias que sejam tolerantes a falta. Foram propostos princípios de modelagem, considerando o método proposto em Piterman et al. (2006), a partir dos quais várias aplicações foram modeladas. Uma vez modeladas as aplicações, foram obtidas estratégias de coordenação para cada um dos casos e, a partir dos coordenadores gerados, foram realizados experimentos e analisadas a aplicabilidade de estruturas de jogos no problema de coordenação de SMRs. / Over last decades, Multi-Robot Systems (MRS) have been applied in several areas in order to increase the efficiency and robustness in tasks execution. Path and tasks planning problems are among the main challenges in this area, pointing out that the separation between these levels of planning allows the control problem be approached at different levels of abstraction. This work is concerned with the problem of tasks planning in the coordination of MRS, using methods based on games# structures. Specifically, it is analyzed the applicability of this theory in the generation of controllers that ensure safety in the execution of applications, avoiding behaviors as collision with other robots or objects in the workspace. Furthermore, it is also analyzed obtaining aspects of fault tolerant strategies. Modeling principles have been proposed, considering the method proposed in Piterman et al.(2006), from which several applications have been modeled. Once modeled the applications, were obtained coordinating strategies for each case, and from the generated coordinators, experiments were performed and it was analyzed the applicability of game structures in the problem of coordinating MRS.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2013-03-04T18:20:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303922.pdf: 1113382 bytes, checksum: 76eb7b32ce6915fa5c6e043c7c089aac (MD5) / O ensino reflexivo deve ser aplicado em todas as disciplinas do curso de engenharia, mas no laboratório se faz necessário um maior cuidado, pois muitos experimentos são executados na forma de uma folha tarefa, que deve ser seguida para reproduzir o resultado desejado pelo professor. Muitas vezes o aluno realiza experimentos com pouca significação cognitiva para ele. Para conseguir o ensino reflexivo é necessário que professores e alunos desenvolvam suas atividades de forma reflexiva. Com relação ao aluno, ele deve ter condições cognitivas de entender o conteúdo e fazer reflexões sobre este conteúdo. Mas para que o aluno possa entender alguns conteúdos abstratos de engenharia e tenha condições de fazer um processo reflexivo sobre estes conteúdos, ele teria que estar no estágio cognitivo adequado à sua idade. Diversos estudos mostraram que grande parcela da população adulta nunca atinge o estágio cognitivo adequado. Este problema ocorre devido a falhas no processo de educação e pode ser corrigido. O laboratório de engenharia, se for utilizado de forma reflexiva, pode auxiliar o aluno a atingir o estágio cognitivo adequado. Para conseguir o ensino reflexivo, o professor deve preparar sua aula de forma reflexiva. Para conseguir isto, ele deve buscar o remembramento de diversos segmentos do conhecimento. A proposta da tese é mostrar a importância do ensino reflexivo no laboratório de engenharia, reforçando a necessidade de respeitar os níveis cognitivos dos alunos e de utilizar uma metodologia adequada para auxiliá-los a desenvolverem a própria estrutura cognitiva para que possam atingir reflexões abstratas, sendo que a novidade da tese é a proposição de uma metodologia para o professor analisar e preparar sua aula de forma reflexiva, incluindo a proposta de uma nova taxonomia do domínio psicomotor. / In the engineering courses, all disciplines should be worked in a reflexive way, however more attention should be given to the laboratory experiments, since they are usually done using scripts that must be followed to reproduce desired results. In this situation the laboratory experiment may be executed by the student with small cognitive gain to him. In order to achieve the reflexive teaching, professors and students must be aware of their role in the teaching-learning process. The student must be prepared to understand the contents and to reflect about these contents. For the student be able to learn some engineering contents, which are very abstract, and make a reflective process on these contents, he must be at an cognitive stage appropriate to their age. Several studies show that a large proportion of the adult population never reaches an appropriate cognitive stage. This problem occurs due to failures in the education process and can be overcome. These students can be educated to overcome these gaps so as to achieve the appropriate cognitive stage. To achieve the reflective teaching, the teacher should prepare their class reflectively. To accomplish this, he should seek the conection of various areas of knowledge. The novelty of this work is to propose a new methodology for helping teacher to prepare their classes in a reflexive way, including a new psychomotor domain taxonomy, reinforcing the need to respect the cognitive levels of the students and showing the need to utilize an adequate methodology to help students to develop their own cognitive structure in order to reach abstract reflections.