Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 443096.pdf: 6133830 bytes, checksum: 908c7fe6bab5b7e729af71ec9803c982 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / The world we live today is very dependent of the technology advance and the Systemson- Chip (SoC) are one of the most important actors of this advance. As a consequence, the Moore's law has been outperformed due to this strong demand on the SoCs for growth, so that new silicon technologies has emerged along with new fault models that decreased the reliability of these devices. SoCs built using Very Deep Sub-Micron technology have a great number of interconnections, increasing the occurrence of Resistive-Open defects that occur on these interconnections up to the point where Resistive-Open defects have become the most important responsible for defective SoCs escaping the manufacturing tests. According to SIA Roadmap's projection, the area consumed by the SRAM on the SoC will be around 95% of the available area, knowing these memory have a great number of interconnections there is also a great probability of occurring Resistive-Open defects on the SRAM circuits which will compromise the overall SoC reliability. When found on SRAMs cells, these defects are able to cause dynamic and static functional faults according to its size, where static faults are sensitized by performing only one operation at the SRAM cell, while dynamic are sensitized by two or more operations. The most common manufacturing tests used to detect defective SoCs are today unable to detect dynamic faults caused by weak Resistive-Open defects. March test performs access on the memory with the intention of sensitizing the faults and detect them as consequence. Due to the higher number of operations necessary to sensitize dynamics faults, this test is not able to detect them properly. Another test is the Iddq test, which is able to detect the presence of defects by monitoring the overall current consumption of a SoC while it's being excited by a known vector of data on its inputs. The consumed current is compared to thresholds or to another similar device that is being excited on the same way. Iddq test is not able to distinguish the variations on current caused by process variations or defects presence. There is an other type of test using On-Chip Current Sensors (OCCS) with March tests that performs current monitoring on the circuits of the SoC and compare them with a threshold in order to set a ag when the monitored current gets higher or lower than a con gured thresholds. Because the mentioned test uses threshold, it is not able to detect Resistive-Open defects that could happen in any node, with any size, in the SRAM cell performing any operation. In this scenario the current consumption could be higher or lower than the defectless current consumption of a cell, making impossible to detect defects using thresholds. By all that, the objective of this dissertation is to propose a defect detection technique able to overcome the three mentioned limitations of preview explained tests. For that, OCCS are along with March test, but a Neighborhood Comparator Logic (NCL) has been included with the objective to perform the detections itself, removing from the OCCS the mission of nding defects. Now the OCCS is only responsible in converting the monitored current consumption signal to a one bit PWM digital signal. In this form, no threshold will be required because the NCL will obtain the reference of the correct current consumption (behavior reference) within the SRAM circuits, by comparing the neighboring cells and adopting the most common behavior as the reference one, so that it will detect those cells that behave di erently from the reference as defective ones. The neighborhood's cells are excited in a parallel form by the test processor, which performs a March test algorithm. The NCL, the OCCS and the March test, together, compose the proposed Resistive-Open detection technique, which has been validated on this work. As result, the proposed technique has shown being able to detect all of the 10 million defective cells of a 1Gbit SRAM containing the hardest defect to detect (small ones). No defective cell has escaped the simulated test and there was only 294,890 good cells being wasted, which represents 0.029% of the simulated SRAM cells. All of that, by costing only the equivalent to the area of 56 SRAM cells per monitored column and a manufacturing test that performs 5 operations per line of the SRAM. / O mundo de hoje ? cada vez mais dependente dos avan?os tecnol?gicos sendo os sistemas em chip (SoC, do ingl?s System-on-Chip) um dos principais alicerces desse avan?o. Para tanto que a lei de Moore, que previu que a capacidade computacional dos SoCs dobraria a cada ano, j? foi ultrapassada. Devido a essa forte demanda por crescimento novas tecnologias surgiram e junto novos modelos de falhas passaram a afetar a con abilidade dos SoCs. Os SoCs produzidos nas tecnologias mais avan?adas (VDSM - Very Deep Sub-Micron), devido a sua alta integra??o de transistores em uma ?rea pequena, passaram a apresentar um grande n?mero de interconex?es fazendo com que os defeitos do tipo Resistive-Open, que ocorrem nessas interconex?es, se tornassem os maiores respons?veis por SoCs com defeitos escaparem os testes de manufaturas. Ainda, segundo proje??es da SIA Roadmap, a ?rea consumida pela SRAM ser? em torno de 95% da ?rea utilizada por um SoC. E sabendo que essas mem?rias possuem in?meras interconex?es, existe uma grande probabilidade de ocorrer defeitos do tipo Resistive-Open em seus circuitos. Esses defeitos s?o capazes de causar falhas funcionais do tipo est?ticas ou din?micas, de acordo com a sua intensidade. As falhas est?ticas s?o sensibilizadas com apenas uma opera??o e as din?micas necessitam de duas ou mais opera??es para que sejam sensibilizadas. Os testes de manufatura mais utilizados para aferir a sa?de dos SoCs durante o processo de manufatura s?o hoje ine cientes frente aos defeitos do tipo Resistive-Open. O mais comum deles ? o March Test, que efetua opera??es de escrita e leitura na mem?ria com o objetivo de sensibilizar falhas e por m detect?-las, entretanto ? ine ciente para detectar as falhas do tipo din?micas porque ? necess?rio efetuar mais opera??es que o tempo dispon?vel permite para que essas falhas sejam sensibilizadas. Outro teste utilizado durante a manufatura chama-se teste de corrente quiescente (teste de Iddq), este monitora a corrente consumida do SoC como um todo durante a inje??o de vetores nos sinais de entrada, o consumo de corrente do chip ? comparado com limiares ou outro chip id?ntico sob o mesmo teste para detectar defeitos, entretanto n?o ? poss?vel distinguir entre varia??es inseridas, nos sinais monitorados, pelos defeitos ou pelos corners, que s?o varia??es nas caracter?sticas dos transistores fruto do processo de manufatura. E, por m, o ?ltimo teste que ? apresentado ? uma mistura dos dois testes anteriores, utiliza sensores de correntes e algoritmos de opera??es como em March Test onde que o defeito ? detectado pelos sensores de corrente embutidos quando a corrente monitorada ultrapassa dado limiar, embora esse teste tenha condi??es de detectar defeitos que causam falhas din?micas e de n?o sofrerem in u?ncia dos corners, ele ? ine caz ao detectar defeitos do tipo Resistive-Open que possam ocorrer em qualquer local, com qualquer tamanho de imped?ncia em uma SRAM executando qualquer opera??o, porque os defeitos do tipo Resistive-Open ora aumentam o consumo de corrente e ora o diminui de acordo com essas tr?s caracter?sticas citadas. Compara??es por limiares n?o t?m condi??es de contornar esta di culdade. Com tudo isso, o objetivo desta disserta??o de mestrado ? propor uma t?cnica de detec ??o de defeitos que seja capaz de vencer as tr?s limita??es dos testes convencionais de manufatura apontadas. Para a tarefa, sensores de corrente s?o utilizados associadamente com March Test, entretanto com o acr?scimo de uma L?gica Comparadora de Vizinhan?a (LCV) que tomar? para si a fun??o de detectar defeitos, deixando os sensores apenas encarregados em transformar a corrente anal?gica em um sinal digital e que tem a capacidade de eliminar a necessidade do uso de limiares, junto com as demais limita??es apontadas. A LCV monitora o comportamento de uma vizinhan?a c?lulas e, comparando-os entre si, acusa aquela ou aquelas c?lulas que se comportarem diferentemente das suas vizinhas como defeituosas, desta maneira a refer?ncia de comportamento correto ? obtida da pr?- pria vizinhan?a durante a execu??o do teste de manufatura, eliminando a necessidade de conhecimento pr?vio do tipo de dist?rbio causado pelos defeitos do tipo Resistive-Open, trazendo facilidade na hora de projetar o sistema de detec??o de defeitos e adicionado o poder de detectar qualquer defeito que gere altera??es no sinal de corrente consumida das c?lulas da SRAM. Neste contexto, o sensor de corrente tem apenas a fun??o de gerar o sinal digital, que ? de 1 bit para cada sinal monitorado (V dd e Gnd) e modulado em largura de pulso (PWM), assim a LCV tamb?m tem sua complexidade diminu?da, pois ? constitu?da por apenas portas l?gicas. A LCV e os sensores de corrente s?o utilizados durante o teste de manufatura, as compara??es que ocorrem na vizinhan?a s?o efetuadas paralelamente nas c?lulas da mem ?ria, ent?o o teste de manufatura necessita efetuar opera??es de acesso para excitar semelhantemente todas as c?lulas que participam da mesma vizinhan?a. O March Test ? um teste que efetua opera??es desta natureza e, portanto, ? utilizado para controlar a execu??o do teste e recolher os dados proveniente da LCV, que cont?m o resultado da detec??o efetuada em cada vizinhan?a. A LCV, o sensor de corrente e o March Test juntos comp?em a t?cnica de detec??o de defeitos proposta nesta disserta??o, e foram validados quanto as suas fun??es para comprovar que operam como projetados. Por m, a t?cnica proposta se mostrou capaz de detectar as 10 milh?es de c?lulas defeituosas (com o defeito mais dif?cil de detectar que causa falha funcional din?mica) em uma SRAM de 1Gbit, sem deixar passar nenhuma c?lula defeituosa pelo teste de manufatura, junto a isso, 294.890 c?lulas boas foram desperdi?adas, isto-?, foram dadas como defeituosas enquanto n?o tinham defeitos, o que representa apenas 0,029% de desperd?cio. Tudo isso, ao custo de ?rea equivalente a ?rea consumida por 56 c?lulas de mem?ria, por coluna monitorada, e ao custo de um teste de manufatura que executa apenas 5 opera??es em cada linha da SRAM.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 444651.pdf: 12436643 bytes, checksum: 55eac64fc740807199185f2d82272612 (MD5) Previous issue date: 2010-08-27 / Nowadays, it is possible to observe a growing number of embedded systems in applications ranging from simple consumer to safety critical uses. To cope with the actual situation, new test methodologies, fault tolerance techniques, as well as new paradigms that are capable of guaranteeing the robustness and reliability of the systems, have been developed. Therefore, it can be said that robustness and reliability represent two of the most important challenges for the design of integrated circuits and systems. Further, it is important to highlight that the environment hostility where embedded systems can be found has significantly increased due to different types of interference caused by several kind of sources. In this context, Electromagnetic Interference (EMI), that can interfere or degrade the proper behavior of the circuit, represents one of the principal problems when aiming for reliable and robust embedded systems. Therefore, it is necessary to introduce design techniques directly aimed to achieve Electromagnetic Compatibility (EMC), thus eliminating or reducing the effects of EMI to acceptable levels. This work proposes a new hardware-based fault injection platform able to inject Power Supply Disturbances (PSD) into integrated circuits and systems according to the IEC 61000-4-29 normative. The developed platform can be used as a support mechanism during the development of PSD-tolerant embedded systems. Moreover, it is important to note that the new fault injection platform represents a viable and easy-to-configure alternative that can be used to evaluate the robustness and reliability of embedded systems. / O crescente n?mero de sistemas computacionais embarcados nos mais diversos segmentos de nossa sociedade, desde simples bens de consumo at? aplica??es cr?ticas, intensificou o desenvolvimento de novas metodologias de teste, de t?cnicas de toler?ncia a falhas, bem como de novos paradigmas de implementa??o, capazes de garantirem a confiabilidade e a robustez desejada para os mesmos. Assim, caracter?sticas como confiabilidade e robustez de circuitos integrados e sistemas representam dois dos mais importantes desafios no projeto dos mesmos. Sistemas computacionais embarcados encontram-se inseridos em ambientes cada vez mais hostis devido a diferentes tipos de interfer?ncia gerados pelas mais variadas fontes. Neste contexto, a interfer?ncia eletromagn?tica (Electromagnetic Interference - EMI) representa um dos mais cr?ticos problemas no que diz respeito a confiabilidade e robustez em circuitos integrados e sistemas, podendo comprometer ou degradar o funcionamento dos mesmos. Assim, para eliminar ou reduzir esses efeitos ? n?veis aceit?veis, ? necess?rio introduzir o uso de t?cnicas de projeto visando ? compatibilidade eletromagn?tica (Electromagnetic Compatibility - EMC). Este trabalho prop?e uma nova plataforma de inje??o de falhas baseada em hardware, capaz de injetar ru?do eletromagn?tico conduzido nas linhas de alimenta??o (Power Supply Disturbances PSD) de circuitos integrados e sistemas de acordo com a norma IEC 61000-4-29. Desta forma, a plataforma desenvolvida serve como mecanismo de suporte ao desenvolvimento de circuitos e sistemas tolerantes ao ru?do eletromagn?tico conduzido, representando uma alternativa vi?vel para a avalia??o da confiabilidade e robustez de sistemas embarcados.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 446580.pdf: 3601669 bytes, checksum: 881d3e7054c94775a8688fe24f29c16f (MD5) Previous issue date: 2013-01-23 / Recent studies show that in flights the crew members suffer with the physiological effects resulting from the gravitational force and its variations. To demonstrate the effects caused by this force, human centrifuges are used in pilot training. With the goal of monitoring and controlling data sent by a human centrifuge, the development of a measurement and data acquisition system was proposed. The centrifuge used in the Project was recently developed at the Microgravity Centre/FENG PUCRS with a low cost budget, being powered by exercise and having good mobility when compared to the other conventional models of centrifuges. The proposed system, which is the central theme of this dissertation, was divided into four stages: capture, transmission, display and storage of the data acquired during tests with the human centrifuge. These data comprise the ones from the centrifuge itself, as well as the ones from the volunteers involved in the tests. The capture and transmission stages are performed by boards developed in the project and transmission software. The other two stages are performed only by software. Each one comprising of: control of physiological data, of data generated by the centrifuge, of video data and environmental data monitoring. This system allows tests performed in the human centrifuge to have more accurate results and to be able to provide greater security for the individual submitted to simulated hypergravity. / Os estudos recentes mostram que em voos aeroespaciais os tripulantes sofrem com os efeitos fisiol?gicos resultantes da for?a gravitacional. Para demonstrar os efeitos causados por essa for?a, s?o utilizadas centr?fugas humana. Com o objetivo de monitorar e controlar os dados emitidos por uma centr?fuga humana ? proposto o desenvolvimento de um sistema de mensura??o e aquisi??o de seus dados. A centr?fuga utilizada no projeto foi desenvolvida recentemente no Centro de Microgravidade PUCRS com um or?amento de baixo custo, possuindo boa mobilidade comparada a outros modelos convencionais de centr?fugas. O sistema proposto para controla-la ? dividido em quatro etapas de aquisi??o de dados: capta??o, transmiss?o, exibi??o e armazenamento. As etapas de capta??o e transmiss?o s?o realizadas atrav?s de placas desenvolvidas no projeto e software de transmiss?o. J? as outras duas etapas s?o realizadas apenas por software. Cada uma delas compreende: controle dos dados fisiol?gicos, de dados gerados pela centr?fuga, de dados de v?deo e o controle dos dados do ambiente. Esse sistema permite que os testes realizados na centr?fuga humana tenham resultados mais precisos e ofere?am uma maior seguran?a para o indiv?duo submetido ? hipergravidade, atrav?s do controle eficaz de seus dados fisiol?gicos.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 452831.pdf: 4042565 bytes, checksum: 5767bd96616a703ddf72b745e82d59b2 (MD5) Previous issue date: 2013-08-23 / This thesis describes the development of an instrument in the analysis and research of human balance. The instrument operates by providing data quantifying the selective head movements performed during measurement of the vestibular-ocular reflex (VOR). The VOR acts to stabilize the eye, to ensure a clear view during head movements. One of the techniques used in the evaluation of the vestibular system aims to observe the VOR in response to selective movements of the head. The algorithm developed for this study uses digital signal processing of three-dimensional data acquired by a sensor Kinect for Windows from Microsoft, and the detection of colored marks affixed to the quantification device of VOR in predetermined locations and with specific distances between the marks. The developed application allows the acquisition and display, graphically and synchronized, of the acquired data during the quantification of the stimuli used during the measurement of VOR. These graphs are corresponding to the three possible directions of rotation of the head where the VOR responds: horizontal (yaw), vertical (pitch) and torsional (roll). The application was developed with the C# programming language. Tests to evaluate the robustness and accuracy of the instrument were conducted through a device developed in this thesis, which performs mechanically, by means of a servomotor controlled movements, the movement of the marks. These movements were programmed to simulate the selective movements of head at different amplitudes and velocities. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um instrumento de auxilio ? an?lise e pesquisa do equil?brio humano. O instrumento atua fornecendo dados da quantifica??o dos movimentos seletivos de cabe?a exercidos durante a medi??o do reflexo vest?bulo-ocular (RVO). O RVO atua na estabiliza??o do olhar para assegurar uma vis?o clara durante os movimentos da cabe?a. Uma das t?cnicas utilizadas na avalia??o do sistema vestibular visa observar o RVO em resposta a movimentos seletivos da cabe?a. O algoritmo desenvolvido para este trabalho utiliza o processamento digital de dados tridimensionais adquiridos atrav?s de um sensor Kinect for Windows da Microsoft, e a detec??o de marcas coloridas afixadas no dispositivo de quantifica??o do RVO em locais pr?-determinados e com dist?ncias espec?ficas entre as marcas. O aplicativo desenvolvido permite a aquisi??o e exibi??o, de forma gr?fica e sincronizada, dos dados adquiridos durante a quantifica??o dos est?mulos utilizados durante a medi??o do RVO. Estes gr?ficos s?o correspondentes aos tr?s poss?veis sentidos de rota??o de cabe?a aos quais o RVO responde: horizontal (yaw), vertical (pitch) e de tor??o (roll). O aplicativo foi desenvolvido com a linguagem de programa??o C#. Os testes para avaliar a robustez e precis?o do instrumento foram realizados atrav?s de um dispositivo desenvolvido nesta tese, que desempenha de forma mec?nica, atrav?s de movimentos controlados de um servomotor, o movimento das marcas. Estes movimentos foram programados de forma a simular os movimentos seletivos de cabe?a em diferentes amplitudes e velocidades.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 452976.pdf: 2671050 bytes, checksum: 99da8d60647852afabf102b73646c3cf (MD5) Previous issue date: 2013-08-31 / This work proposes the study and implementation of resonant controllers applied to photovoltaic panels grid-tied by a Zeta converter. This converter is designed to synthesize a rectified sinusoidal waveform current with low-harmonic content. Operating in discontinuous conduction mode, the Zeta Converter is connected to a full-bridge inverter so that one semi-cycle of the output current is inverted for every cycle of the power grid voltage, allowing the connection of PV panels to the power grid. The assembly formed by PV panel and inverter is known as Module-Integrated Inverter (MII). By aiming the project of resonant controllers, an analysis of the Zeta converter is presented, including its state-space model proposed in previous works. Furthermore, fundamental robust control concepts involved on the resonant controllers project are presented. In order to determine the gains of the resonant controllers, a formulation based on Linear Matrix Inequalities (LMIs) that guarantees the stability and performance of the closed-loop system is presented. A state-observer is also designed, reducing the number of variables that must be measured. Finally, the developed control strategy is validated through computational simulations and laboratorial tests on a prototype specially developed to this purpose. The results obtained by the experimental results validated the purpose, confirming the viability of using resonant controllers for this application, in order to synthesize a sinusoidal current waveform with low-harmonic content, synchronized with the power grid. / Este trabalho prop?e o estudo e a aplica??o de controladores ressonantes desenvolvidos para um Conversor Zeta, o qual foi concebido para sintetizar ? sua sa?da uma forma de onda de corrente senoidal retificada, com baixo conte?do harm?nico, visando desta forma o aproveitamento da energia gerada a partir de pain?is solares fotovoltaicos (PV). Operando no modo de condu??o descont?nuo, o conversor Zeta ? conectado em cascata a um inversor em ponte completa, visando inverter um dos semiciclos da sua corrente de sa?da a cada ciclo da tens?o da rede, permitindo assim a conex?o dos pain?is PV ? rede el?trica da concession?ria de energia. O conjunto formado por painel PV e inversor ? conhecido como Inversor M?dulo-Integrado. Visando o projeto dos controladores ressonantes, apresenta-se uma an?lise do Conversor Zeta, incluindo o modelo de espa?o de estados proposto em trabalhos anteriores. Em seguida, apresentam-se conceitos fundamentais de controle robusto envolvidos no projeto dos controladores ressonantes. Para determina??o dos ganhos dos controladores ressonantes, apresenta-se uma formula??o baseada em desigualdades matriciais lineares (LMIs). Um observador de estados tamb?m ? projetado, visando diminuir o n?mero de vari?veis a serem medidas. Logo depois, a metodologia de controle ? apresentada, acompanhada do projeto do observador de estados. Por fim, a estrat?gia de controle desenvolvida ? validada atrav?s de simula??es computacionais e atrav?s de ensaios laboratoriais em um prot?tipo especialmente elaborado para este fim. Os resultados obtidos experimentalmente validaram a proposta, resultando na s?ntese de uma forma de onda senoidal de corrente, com baixo conte?do harm?nico, sincronizada com a rede el?trica da concession?ria.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 453332.pdf: 3256943 bytes, checksum: 802e693c7d7f8218ab7cad817e183d79 (MD5) Previous issue date: 2013-04-10 / With the evolution of CMOS technology, density and proximity between routing lines of integrated circuits (ICs) have increased substantially in the recent years. Slight variations in the manufacturing process, as the undesired connection between adjacent tracks and variations in threshold voltage due to changes in the lithographic process can cause the IC to behave anomalously. In this context, the development of new test methodologies, which are capable of providing high capacity fault detection in order to identify defects, becomes essential. Specifically when manufacturing ICs using technologies below 65nm, the use of test methodologies that aim at detecting delay faults is crucial, thus the production process does not cause a change in the resulting logic circuit's behaviour, but only a change in the circuit's timing. Thereby, this master thesis proposes the development of a methodology for the injection of delay faults in order to extract the delay fault coverage and to analyse the efficiency of existing methodologies for complex ICs. The proposed approach aims at guiding the insertion of delay faults into specific points of the IC. Such insertion points are results of the probabilistic variation in the manufacturing process of large-scale integrated circuits and can be used in modelling delay faults arising from such variations. Through the specification, implementation, validation and assessment of an emulation tool in the Field-Programmable Gate Array (FPGA) it will be possible to understand the degree of robustness of complex integrated systems against delay faults, extract the fault coverage and evaluate the efficiency of both test methodologies and techniques for fault tolerance. / Com a evolu??o da tecnologia CMOS, a densidade e a proximidade entre as linhas de roteamento dos Circuitos Integrados (CIs) foram incrementadas substancialmente nos ?ltimos anos. Pequenas varia??es no processo de fabrica??o, como liga??es indesejadas entre trilhas adjacentes e varia??es no limiar de tens?o dos transistores devido a altera??es no processo de litografia podem causar um comportamento an?malo no CI. Assim, o desenvolvimento de novas metodologias de teste capazes de proverem uma elevada capacidade de detec??o de falhas, oriundas a partir dos mais variados tipos de defeitos de manufatura tornaram-se essenciais nos dias de hoje. Especificamente diante de CIs fabricados a partir de tecnologias abaixo de 65nm, torna-se fundamental o uso de metodologias de teste que visam a detec??o de falhas de atraso, pois as varia??es no processo de produ??o n?o manifestam uma altera??o l?gica no comportamento do circuito resultante, e sim uma altera??o na temporiza??o do circuito. Neste contexto, esta disserta??o de mestrado prop?e o desenvolvimento de uma metodologia de inje??o de falhas de atraso com a finalidade de extrair a cobertura de falhas e analisar a efici?ncia de metodologias de teste desenvolvidas para CIs complexos. A metodologia proposta visa nortear a inser??o de falhas de atraso em pontos espec?ficos do CI. Esses pontos de inser??o s?o resultados do estudo de varia??es probabil?stica do processo de fabrica??o de CIs em larga escala e podem ser utilizados na modelagem de falhas de atraso decorrentes dessas varia??es. Atrav?s da especifica??o, implementa??o, valida??o e avalia??o de uma ferramenta de emula??o em Field Programmable Gate Array (FPGA), ser? poss?vel avaliar a robustez de sistemas integrados complexos frente a falhas de atraso, extrair a cobertura de falhas e avaliar a efici?ncia tanto de metodologias de teste quanto de t?cnicas de toler?ncia a falhas.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 458176.pdf: 1398476 bytes, checksum: 6e569958bcd1acf711ee0ad6ae85de51 (MD5) Previous issue date: 2014-03-14 / This work addresses discrete time optimal controllers, in particular: the Proximate Time Optimal Servomecanism (PTOS) and the Dynamically Damped Proximate Time Optimal Servomecanism (DDPTOS). Lyapunov theory is used to ensure the stability of the controllers by casting the problem in terms of Linear Matrix Inequalities (LMI). Considering this, there are two main objectives of this work: shown the discrete formulation of the DDPTOS and; relaxed constraints of the classic proof of stability of these controllers, allowing an extension of these techniques to damped systems. Initially, the stability of the closed-loop system is assessed by casting the PTOS nonlinearities in a sector-bounded framework, leading to a set of LMI conditions to be satisfied by the controller parameters. Then, a similar formulation is applied to the discrete DDPTOS, where a linear parametric varying model is used to represent the nonlinearity that adds damping to the system. As a result, a polytopic approach is taken on the limits of the varying parameter given by this representation. The two proposed approaches are validated through experiments in a physical system consisting of a damped servomechanism. / Este trabalho aborda controladores de tempo ?timo no dom?nio discreto, sendo eles: Proximate Time Optimal Servomecanism (PTOS) e Dynamically Damped Proximate Time Optimal Servomecanism (DDPTOS). Para garantir a estabilidade destes controladores ? utilizado a Teoria de Lyapunov e como solu??o a formula??o por desigualdade linear matricial (em ingl?s, linear matrix inequalities - LMI). Considerando isso, s?o dois os objetivos principais deste trabalho: apresentar a formula??o discreta para o controlador DDPTOS e; relaxar as restri??es da prova cl?ssica de estabilidade destes controladores, possibilitando a extens?o da t?cnica para sistema com atrito. Inicialmente, a prova de estabilidade do sistemas em malha fechada ? avaliada enquadrando a fun??o n?o-linear do controlador PTOS dentro de um setor delimitado, conduzindo a um conjunto de restri??es LMIs a ser satisfeita pelos par?metros do controlador. Em seguida, uma formula??o similar ? aplicada no controlador discreto DDPTOS, onde a sua principal diferen?a ? a utiliza??o do modelo de sistemas lineares com depend?ncia param?trica para representar a n?olinearidade que adiciona amortecimento ao sistema. Como consequ?ncia, forma-se um politopo com os limites obtidos atrav?s desta representa??o. As duas abordagens propostas s?o validadas atrav?s de exemplos de simula??o e experimento em um sistema f?sico composto por um servomecanismo com atrito.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 459163.pdf: 4581609 bytes, checksum: 9c2157ae4d5d0fdce6a15da19b6c7c45 (MD5) Previous issue date: 2014-03-20 / Among the protocols for quality control of magnetic resonance equipment is to evaluate the stability of the sequence EPI (Echo-Planar Imaging), this used in imaging method called functional magnetic resonance imaging. Nowadays, static and homogeneous test devices are recommended for this review. This work proposes the development of a dynamic test device for quality control of the stability of EPI sequences. The test device consists of an acrylic box, where two brackets are inserted, through which passes a tube in which a liquid circulates signal producing. At certain times during acquisition, is injected through a fuel injection pump, a solution of copper sulfate and gadolinium in order to produce variations in signal intensity in the region of the hose, over time. To validate the device, images were acquired in a magnetic resonance with 3.0 T during the period of a month, on Monday morning and evening and on Tuesday morning in order to evaluate machine wear. For each acquisition were evaluated: (1) the standard deviation of average normalized signal intensity in the region of the images corresponding to the homogeneous region of the liquid; (2) the average normalized signal intensity at baseline and injection in the image region corresponding to the hose; (3) the difference between the mean of baseline and injection; (4) the signal to noise ratio in the region of the images corresponding to the homogeneous region. As a result there was an increase in the standard deviation in the homogeneous region of the liquid from the acquisitions made on Monday evening. There was also wide variation in the difference between the baseline and injection line, and in one day this went from approximately 0.3 to 0.6 after five acquisitions and on another day of approximately 0.7 to 0.5 after a single acquisition. The test has been validated for use in 3.0 T equipment and that additional tests are needed to verify the reproducibility of the results / Dentre os protocolos de controle da qualidade de equipamentos de resson?ncia magn?tica est? a avalia??o da estabilidade da sequ?ncia EPI (Echo-Planar Imaging), esta utilizada no m?todo de imageamento denominado resson?ncia magn?tica funcional. Atualmente, dispositivos de teste est?ticos e homog?neos s?o recomendados para esta avalia??o. Este trabalho prop?e o desenvolvimento e valida??o de um dispositivo de teste din?mico para avaliar a estabilidade de sequ?ncias EPI. O dispositivo de teste consiste em uma caixa de acr?lico, onde s?o inseridos dois suportes, atrav?s dos quais passa uma mangueira, na qual circula um l?quido produtor de sinal. Em determinados momentos durante a aquisi??o, ? injetada, por meio de uma bomba injetora, uma solu??o de sulfato de cobre e gadol?nio com o objetivo de produzir varia??es na intensidade de sinal, na regi?o da mangueira, ao longo do tempo. Para validar o dispositivo, foram adquiridas imagens em um equipamento de resson?ncia magn?tica de 3,0 T, durante o per?odo de um m?s, nas segundas-feiras pela manh? e pela noite e nas ter?as-feiras pela manh? para avaliar o desgaste do equipamento. Para cada aquisi??o foram avaliados: (1) o desvio padr?o da m?dia de intensidade de sinal normalizada na regi?o das imagens correspondente ? regi?o homog?nea do l?quido; (2) a m?dia de intensidade de sinal normalizada nas linhas de base e de inje??o na regi?o da imagem correspondente ? mangueira; (3) a diferen?a entre as m?dias das linhas de base e de inje??o; (4) a raz?o sinal-ru?do na regi?o das imagens correspondente ? regi?o homog?nea. Como resultado houve um aumento no desvio padr?o na regi?o homog?nea do l?quido nas aquisi??es realizadas nas segundas-feiras ? noite. Houve ainda grande varia??o na diferen?a entre a linha de base e a linha inje??o, sendo que em um dia esta passou de aproximadamente 0,3 para 0,6 ap?s cinco aquisi??es e em outro dia de aproximadamente 0,7 para 0,5 ap?s uma ?nica aquisi??o. O dispositivo de teste foi validado para utiliza??o em equipamentos de 3,0 T sendo que testes adicionais s?o necess?rios para verificar a reprodutibilidade dos resultados obtidos.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 462067.pdf: 5781718 bytes, checksum: 98ad211f1afb89ab6c60f9a262f8501f (MD5) Previous issue date: 2014-08-19 / This document addresses the application of resonant and repetitive controllers designed with the aid of Linear Matrix Inequalities (LMI) to active roller guides for high speed elevators. The active roller guides are used to reject lateral vibrations arising from irregularities in the alignment guides. The development of the controllers is based on a linear mathematical model in state space that represents the dynamics of the system in two orthogonal planes. A computational model was constructed and used to conduct computer simulations with the proposed controllers. The efficiency of the proposed controllers will be illustrated through simulation examples. This document was achieved in cooperation with Hewlett-Packard Brasil Ltda. using incentives of Brazilian Informatics Law (Law no 8.2.48 of 1991). / Este trabalho apresenta a aplica??o de controladores ressonantes e repetitivos em conjunto com a formula??o baseada em desigualdades matriciais lineares (do ingl?s, Linear Matrix Inequalities - LMI ), para controlar um sistema de roletes de guias ativos para elevadores de alta velocidade. Esses roletes de guias t?m como fun??o rejeitar vibra??es laterais provenientes das irregularidades nas guias de alinhamento. O desenvolvimento dos controladores ? baseado no uso de um modelo matem?tico linear em espa?o de estados que representa a din?mica do sistema em dois planos ortogonais. Um modelo computacional foi constru?do e utilizado para a realiza??o de simula??es computacionais com os controladores propostos. A efici?ncia dos controladores propostos ser? ilustrada atrav?s de exemplos de simula??o. O presente trabalho foi alcan?ado em coopera??o com a Hewlett- Packard Brasil Ltda. e com recursos provenientes da Lei de Inform?tica (Lei no 8.248, de 1991).

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 462535.pdf: 2831098 bytes, checksum: 68e2e14cae00038d54ccc16f10fe2911 (MD5) Previous issue date: 2014-08-21 / Auto guided vehicles are robots capable of moving in an intelligent way in order to accomplish different tasks. Nowadays, researches not only aiming industry operation, but also vehicles that may act in hostile environments, either complex or even with more skills and strenght than a human being are being developed everywhere in the world. These vehicles need not only a smart way of displacement, but also need sensors capable of sensing changes in the environment and locate the device with success. This work develops an Omni-Directional vehicle - a vehicle capable of displacement in an XY plane without changing its original orientation and also capable of rotating about its own axis - going from the development of its mathematical model to the control strategy of the trajectory, going through sensoring via Visual Servoing and inertial sensors fused with a Kalman Filter. Also, a prototype was used in experiments for comparison with simulations performed in a virtual environment. / Ve?culos auto guiados s?o rob?s capazes de se deslocar de maneira inteligente afim de cumprir diversas tarefas. Atualmente, pesquisas voltadas n?o somente para a opera??o em ind?strias, mas tamb?m para ve?culos que possam atuar em ambientes in?spitos, complexos ou mesmo com mais agilidade e for?a que um ser humano est?o sendo desenvolvidas em toda a parte do mundo. Esses ve?culos necessitam n?o s? de uma maneira inteligente de se locomover, mas precisam tamb?m de sensores capazes de perceber mudan?as no ambiente e realizar sua localiza??o com sucesso. Este trabalho desenvolve um ve?culo Omni-Direcional - ve?culo capaz de se movimentar em um plano XY mantendo sua orienta??o inicial e tamb?m capaz de rotacionar em seu pr?prio eixo - tratando desde seu modelamento matem?tico, at? o controle de sua trajet?ria, passando pelo sensoriamento utilizando um sensor de vis?o e um sensor inercial com um Filtro de Kalman Extendido para realizar a fus?o destas informa??es. Ser? aplicado um controlador n?o-linear de tempo ?timo denominado PTOS em cada um de seus graus de liberdade. Para isso, um prot?tipo foi utilizado para ensaios reais e compara??o com simula??es feitas em um ambiente virtual.