Algoritmos de busca do ponto de máxima potência (MPPT) são largamente utilizados para se obter a potência máxima fornecida em sistemas fotovoltaicos. Apesar de existirem diversas técnicas de MPPT, os métodos heurísticos de busca como o método da perturbação e observação (P&O) e o método da Condutância Incremental (InC) são os mais usuais por serem simples e confiáveis. Assim, é proposto uma lei de controle com realimentação da tensão de saída de um painel fotovoltaico (PV) de forma a manter o mesmo operando próximo ao ponto de máxima potência, possibilitando com isso uma melhora do desempenho do algoritmo de P&O e InC inclusive quando o painel PV é submetido a rápidas mudanças na irradiação solar. Além disso, devido às características não lineares dos painéis fotovoltaicos, a utilização de técnicas inteligentes que empregam controladores fuzzy para o controle da tensão terminal do PV, parece ser uma solução viável quando comparada aos controladores clássicos com PI e PID, principalmente, porque tais estruturas de controle proporcionam uma lenta resposta dinâmica e problemas de estabilidade relacionados às oscilações em torno do ponto de máxima potência, decorrente do funcionamento dos algoritmos P&O e InC. / Maximum power point tracking (MPPT) techniques are widely used to achieve the maximum output power of a photovoltaic (PV) system. Although there are many MPPT techniques, the heuristic search methods such as perturb and observe (P&O) and incremental conductance (InC) method are the most commonly used because they are simple and reliable in the pursuit of maximum power point. A control law with feedback of the output voltage of a photovoltaic (PV) panel is proposed, in order to maintain it working nearby the maximum power point, enabling an improvement in the performance of the algorithm for P&O and InC even when the PV array is subjected to rapid changes in solar irradiance. Moreover, due to the nonlinear characteristics of the photovoltaic panels, the technique that employ fuzzy logic control seems to be a viable option when compared with conventional proportional and integral or proportional, integral and derivative controllers, mainly because such control structures provide a slow dynamic response and stability issues related to oscillations around the maximum power point due to operation of P&O and InC algorithms.

Controle de processos é uma das muitas aplicações que aproveitam as vantagens do uso da teoria de conjuntos nebulosos. Nesse tipo de aplicação, o controlador é, geralmente, embutido no dispositivo controlado. Esta dissertação propõe uma arquitetura reconfigurável eficiente para controladores nebulosos embutidos. A arquitetura é parametrizável, de tal forma, que permite a configuração do controlador para que este possa ser usado na implementação de qualquer aplicação ou modelo nebuloso. Os parâmetros de configuração são: o número de variáveis de entrada (N); o número de variáveis de saída (M); o número de termos linguísticos (Q); e o número total de regras (P). A arquitetura proposta proporciona também a configuração das características que definem as regras e as funções de pertinência de cada variável de entrada e saída, permitindo a escalabilidade do projeto. A composição das premissas e consequentes das regras são configuráveis, de acordo com o controlador nebuloso objetivado. A arquitetura suporta funções de pertinência triangulares, mas pode ser estendida para aceitar outras formas, do tipo trapezoidal, sem grandes modificações. As características das funções de pertinência de cada termo linguístico, podem ser ajustadas de acordo com a definição do controlador nebuloso, permitindo o uso de triângulos. Virtualmente, não há limites máximos do número de regras ou de termos linguísticos empregados no modelo, bem como no número de variáveis de entrada e de saída. A macro-arquitetura do controlador proposto é composta por N blocos de fuzzificação, 1 bloco de inferência, M blocos de defuzzificação e N blocos referentes às características das funções de pertinência. Este último opera apenas durante a configuração do controlador. A função dos blocos de fuzzificação das variáveis de entrada é executada em paralelo, assim como, os cálculos realizados pelos blocos de defuzzificação das variáveis de saída. A paralelização das unidades de fuzzificação e defuzzificação permite acelerar o processo de obtenção da resposta final do controlador. Foram realizadas várias simulações para verificar o correto funcionamento do controlador, especificado em VHDL. Em um segundo momento, para avaliar o desempenho da arquitetura, o controlador foi sintetizado em FPGA e testado em seis aplicações para verificar sua reconfigurabilidade e escalabilidade. Os resultados obtidos foram comparados com os do MATLAB em cada aplicação implementada, para comprovar precisão do controlador. / Process control is one of the many applications that benefits from fuzzy control. In this kind of application, the controller is usually embedded in the controlled device. This dissertation proposes a reconfigurable architecture for efficient embedded fuzzy controllers. The architecture is customizable, as it allows the controller configuration to be used to implement any fuzzy model. The configuration parameters are: the number of input variables (N); the number of output variables (M); the number of linguistic terms (Q); and the total number of rules (P). The proposed architecture also enables the configuration of the characteristics that define the rules and membership functions of each input and output variable, allowing for an optimal scalability of the project. The composition of the antecedent and consequent of the rules are configurable, according to the fuzzy model that is being implemented. A priori, the architecture supports triangular membership functions, but it can be extended to accommodate other forms, such as trapezium, without major modifications. The characteristics of the lines, forming the membership functions of the linguistic terms, can be adjusted according to the definition of the fuzzy model, allowing the use of non-isosceles and isosceles triangles. Virtually, there are no limits on the number of rules or linguistic terms used in the model, as well as the number of input and output variables. The macro-architecture of the proposed controller is composed of N fuzzification blocks, 1 inference block, M defuzzification blocks and N blocks to handle the characteristics of the membership functions. This block operates only during the controller setup. The work done by the fuzzification blocks of the input variables is executed in parallel, as well as the computation performed by the defuzzification blocks of the output variables. The duplication of the fuzzification and defuzzification blocks accelerates the process of yielding the final response of the controller. Several simulations were performed to verify the correct operation of the controller, which is specified in VHDL. In a second stage, to evaluate the controller performance, the architecture was synthesized into a FPGA and tested with six applications to verify the reconfigurability and scalability of the design. The results obtained were compared with the ones obtained from MATLAB for each of the implemented applications, to demonstrate the accuracy of the controller.

Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3802026 bytes, checksum: a4d2c7c653bac2c5343accc2b54bfc46 (MD5) Previous issue date: 2010-04-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents the project of fuzzy controllers for a X-Y coordinate table with two degrees of freedom. Both bases of the table moves horizontally, powered by tree-phases induction motors operated by frequency inverts. For detection position of bases, optical encoders were engaged to the axes of the engines to be obtained the angular displacement. A data acquisition board made the interface between a 1.4 GHz Pentium computer and the system. This board catches signals from the encoders and provides control signals to the frequency inverters. Fuzzy controllers, implemented im LabVIEM® software, determinate the control variables to power the engines. Step, sine and cosine reference were used to evaluate the system performance, in position control and following trajectory. Experimental results are presented. / No presente trabalho apresenta-se um projeto de controladores fuzzy para uma mesa de coordenadas X-Y com dois graus de liberdade. Ambas as bases que compõem a mesa se deslocam horizontalmente, sendo acionadas por motores de indução trifásicas alimentados através de inversores de frequência. Para a detecção de posição das bases, encoders ópticos foram acoplados aos eixos dos motores, a fim de serem obtidos os deslocamentos angulares desses últimos. Uma placa de aquisição de dados realizou a interface entre um computador Pentium 1,4 GHz e a planta, para captar os sinais provenientes dos encoders e fornecer os sinais de controle aos inversores de frequência. No ambiente de programação LabVIEW®, implementaram-se os controladores fuzzy, os quais determinam as variáveis de controle que acionam os motores. Sinais de referência do tipo degrau, senoidal e cosenoidal foram utilizados para a avaliação do desempenho do sistema, no controle de posição e acompanhamento de trajetória. Resultados experimentais são apresentados.

Orientador: Flavio Vasconcelos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:47:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_ManuelaSouza_M.pdf: 3717840 bytes, checksum: 1a32cacbced30083293d8c9bba042e0c (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Devido à crescente importância econômica de biosistemas é imprescindível a introdução de estratégias de monitoração e controle de forma a garantir altos rendimentos, reprodutibilidade, confiabilidade e redução nos custos. A aplicação de controladores juzzy nestes sistemas tem crescido consideravelmente devido a sua capacidade de adaptação às não-linearidades do processo, uma vez que os controladores convencionais possuem ação limitada. O alto valor agregado da bromelina e sua crescente demanda em aplicações farmacêuticas e industriais justificam a necessidade de utilização de controladores avançados que proporcionem condições operacionais adequadas para a recuperação e purificação desta enzima. O controle da temperatura no processo de precipitação de bromelina é fundamental para a redução da desnaturação da enzima e, conseqüentemente, melhora na. qualidade final do produto obtido. Neste trabalho foi desenvolvida uma automação, baseada em instrumentos inteligentes Fieldbus, para monitoramento das variáveis de um sistema para extração de bromelina. Foi realizado um estudo comparativo do desempenho dos controladores convencional e avançado (controlador fuzzy), aplicados na manutenção da temperatura interna de um tanque de precipitação da bromelina. O 10 método de Ziegler-Nichols foi utilizado para a sintonia dos controladores convencionais. Os parâmetros para o controlador PID foram: Kc = 35 %fOC, 'ti = 28 s e 'td = 7 s; e para o controlador PI: Kc = 35 %/oC e 'td = 31 s. O software MATLAB foi utilizado para o desenvolvimento e sintonia do controlador fuzzy, b<).seada em mudança no conjunto universo, na base de regras e na disposição das funções de pertinência do controlador. Na análise comparativa entre os tipos de controladores utilizados no sistema foi observado um melhor desempenho do controlador juzzy, apresentando: menor valor do critério do erro IT AE, menor tempo de subida e melhor desempenho da variável manipulada, uma recuperação da atividade proteolítica da enzima 80 % maior e uma redução de 58 % no consumo de energia elétrica, quando comparado com controladores convencionais / Abstract: The use of fuzzy controllers in bioprocesses has increased greatly in the last few years. In conventional controllers, assumptions and simplifications are often made to build a precise mathematical model that may be far from the real situation. In contrast, fuzzy controllers are an attractive technique for the control of plants that are ill-defined or non-linear systems. The high commercial value of the bromelain and its increasing demand in pharmaceutical and industrial applications justify the necessity of control to provide adequate operational conditions. Temperature control is crucial to avoid the irreversible protein denaturation and consequently to improve the precipitation yield. This work focus on the development of a comparative study between conventional and fuzzy controllers applied to a bromelain recover process from pineapple juice through the precipitation process with a1cohol at a low temperature, using Fieldbus network architeture. The Ziegler Nichols method was used to tuning conventional controllers. The parameters K: = 35 %/oC, 'ti = 28 s e 'td = 7 s was used to PID controller and K: = 35 %/oC e 'td = 31 s was used to PI controller. To tuning the fuzzy controller was tested different uni verse of discourse, base of rules and support sets of membership functions. The experimental results show the effectiveness of fuzzy controller in comparison with the conventional controllers. The fuzzy-PI controller presented reduced error parameter (ITr / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

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In Intelligent Transportation Systems, Advanced Vehicle Control and Safety System are one of the most important researches around the world. AVCSS is a technique applied on vehicle and is composed by sensor, computer, communication, and control. In order to keep driver safe, the technique covered Collision Avoidance, Longitudinal Automated Control, Lateral Automated Control, Automated Parking, etc, and Collision Avoidance, Longitudinal Automated Control, Lateral Automated Control are most important. This thesis implemented the Lateral Automated Control by using a CCD camera to extract the road environment. And I presented and analyzed lane detection about structured road and unstructured road. The structured road stands for its obvious lane mark such as general road and freeway; and the unstructured road stands for its unobvious lane mark or without lane mark such as country road and campus road. Because of the characteristic of lane mark, the structured road is easier to detect, and there were less research about unstructured road around the world. So this thesis focused on the unstructured lane detection, and implemented multi-system on DSP (Digital Signal Process). Finally, we applied intelligent control system to vehicle and successfully guided the vehicle in structure and unstructured road.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:57:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3123506 bytes, checksum: 243f3e4e3248e64433561a39646c765d (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, an Artificial-Immune-System based anomaly detection system applied to Water Supply System is presented. At normal working, the pressure level into the system is controlled by a Fuzzy Control System. As the Water Supply System is composed of pressure sensors, valves, pumps, and other devices, faults in these devices causing abnormal disturbances can occur. An algorithm of Artificial-Immune-System, namely, the Negative Selection Algorithm, is the base of the proposed anomaly detection system. The Negative Selection Algorithm verifies abnormal system conditions based on the normal system conditions. Experimental results show that the proposed system is effective in order to detect anomaly. / Neste trabalho é apresentado um método de detecção automática de falhas, baseado em Sistemas Imunológicos Artificias, aplicado em um sistema de abastecimento de água. Este processo utiliza um Sistema de Controle Fuzzy para manter o nível de pressão estabilizado em seu princípio de operação normal do sistema. Esta plataforma de abastecimento de água é composta por sensores de pressão, válvulas, bombas e outros dispositivos. Falhas nos componentes que compõem a plataforma poderão ocorrer causando perturbações em seu funcionamento. Um algoritmo, extraído dos Sistemas Imunológicos Artificiais, denominado de Algoritmo de Seleção Negativa, é a base de detecção de falhas proposto neste trabalho. Este algoritmo verifica condições de operação anormais baseado nas condições de funcionamento normal do sistema. Resultados das simulações e experimentos acerca da utilização deste algoritmo foram obtidos comprovando a eficiência dessa técnica.

Resumo: O projeto de aeronaves convencionais, em geral, apresentam uma série de dificuldades de se realizar de maneira eficiente um amplo número de missões, uma vez que para atender esses requisitos estas aeronaves deveriam ser capazes de realizar grandes alterações em sua geometria. Surge então um novo conceito de projeto de aeronaves, as chamadas aeronaves adaptativas, as quais são capazes de alterar sua geometria, de modo a adaptar a aeronave a um dado tipo de missão. Este novo conceito se tornou ainda mais atrativo com os avanços tecnológicos promovidos pelo estudo de novos materiais, os chamados materiais inteligentes, que apresentam alta densidade de energia, vantagem que leva a uma redução de peso nos mecanismos atuados desta maneira. Este trabalho apresenta um novo modelo adaptativa, utilizando fios atuadores de ligas de memória de forma para realizar uma rotação relativa entre duas seções de um aerofólio, este mecanismo possibilitaria a variação da linha de arqueamento de uma seção aeronáutica. Neste trabalho uma modelagem matemática para se descrever o comportamento deste sistema é apresentada, bem como um modelo aerodinâmico para se verificar o comportamento do sistema em funcionamento. Um controlador do tipo nebuloso é ainda projetado para se controlar a forma do perfil, e ensaios experimentais são conduzidos para se verificar a modelagem termo-mecânica apresentada. / Abstract: Conventional airplane design, in general, has a large difficulty to attend in an efficient way several mission requirements, once that to attend these requirements the airplane has to perform great shape changes in its structure. Motivated by this problem a new concept in airplane design arise, one called morphing airplanes, which are air vehicles capable of changing its shape to adapt it self to a defined mission. This new concept became even more attractive with the development of active smart material, which can be a high power density actuator, reducing the weight of such morphing mechanism. This work proposes a novel model for morphing wings, using a pair of shape memory alloy wires to create a rotation between two wing sections, this mechanism allows the airfoil to change its camber line. A mathematical model is derived to describe the thermo-mechanical structure behavior, and also an aerodynamic model is investigated. A fuzzy controller is designed to control the system shape, and some experimental tests are used to verify the thermo-mechanical modeling proposed. / Orientador: Vicente Lopes Junior / Coorientador: Carlos de Marqui Junior / Banca: Gustavo Luiz Chagas Manhães de Abreu / Banca: Álvaro Martins Abdalla / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuizAC_TESE.pdf: 1792266 bytes, checksum: ec666aacc6a6bc6fc6e042bf7f0ce339 (MD5) Previous issue date: 2013-11-05 / In this work, the Markov chain will be the tool used in the modeling and analysis of convergence of the genetic algorithm, both the standard version as for the other versions that allows the genetic algorithm. In addition, we intend to compare the performance of the standard version with the fuzzy version, believing that this version gives the genetic algorithm a great ability to find a global optimum, own the global optimization algorithms. The choice of this algorithm is due to the fact that it has become, over the past thirty yares, one of the more importan tool used to find a solution of de optimization problem. This choice is due to its effectiveness in finding a good quality solution to the problem, considering that the knowledge of a good quality solution becomes acceptable given that there may not be another algorithm able to get the optimal solution for many of these problems. However, this algorithm can be set, taking into account, that it is not only dependent on how the problem is represented as but also some of the operators are defined, to the standard version of this, when the parameters are kept fixed, to their versions with variables parameters. Therefore to achieve good performance with the aforementioned algorithm is necessary that it has an adequate criterion in the choice of its parameters, especially the rate of mutation and crossover rate or even the size of the population. It is important to remember that those implementations in which parameters are kept fixed throughout the execution, the modeling algorithm by Markov chain results in a homogeneous chain and when it allows the variation of parameters during the execution, the Markov chain that models becomes be non - homogeneous. Therefore, in an attempt to improve the algorithm performance, few studies have tried to make the setting of the parameters through strategies that capture the intrinsic characteristics of the problem. These characteristics are extracted from the present state of execution, in order to identify and preserve a pattern related to a solution of good quality and at the same time that standard discarding of low quality. Strategies for feature extraction can either use precise techniques as fuzzy techniques, in the latter case being made through a fuzzy controller. A Markov chain is used for modeling and convergence analysis of the algorithm, both in its standard version as for the other. In order to evaluate the performance of a non-homogeneous algorithm tests will be applied to compare the standard fuzzy algorithm with the genetic algorithm, and the rate of change adjusted by a fuzzy controller. To do so, pick up optimization problems whose number of solutions varies exponentially with the number of variables / Neste trabalho, a cadeia de Markov ser? a ferramenta usada na modelagem e na an?lise de converg?ncia do algoritmo gen?tico, tanto para sua vers?o padr?o quanto para as demais vers?es que o algoritmo gen?tico permite. Al?m disso, pretende-se comparar o desempenho da vers?o padr?o com a vers?o nebulosa, por acreditar que esta vers?o d? ao algoritmo gen?tico uma grande capacidade para encontrar um ?timo global, pr?prio dos algoritmos de otimiza??o global. A escolha deste algoritmo deve-se tamb?m ao fato do mesmo ter se tornado, nos ?ltimos anos, uma das ferramentas mais usadas para achar uma solu??o do problema de otimiza??o. Esta escolha deve-se ? sua comprovada efic?cia na busca de uma solu??o de boa qualidade para o problema, considerando que o conhecimento de uma solu??o de boa qualidade torna-se aceit?vel tendo em vista que pode n?o existir um outro algorimo capaz de obter a solu??o ?tima, para muitos desses problemas. Entretanto, esse algoritmo pode ser definido, levando em conta que o mesmo ? dependente n?o apenas da forma como o problema ? representado, mas tamb?m como s?o definidos alguns dos operadores, desde sua vers?o padr?o, quando os par?metros s?o mantidos fixos, at? suas vers?es com par?metros vari?veis. Por isso, para se alcan?ar um bom desempenho com o aludido algoritmo ? necess?rio que o mesmo tenha um adequado crit?rio na escolha de seus par?metros, principalmente da taxa de muta??o e da taxa de cruzamento ou, at? mesmo, do tamanho da popula??o. ? importante lembrar que as implementa??es em que par?metros s?o mantidos fixos durante toda a execu??o, a modelagem do algoritmo por cadeia de Markov resulta numa cadeia homog?nea, e quando permite a varia??o de par?metros ao longo da execu??o, a cadeia de Markov que o modela passa a ser do tipo n?o-homog?nea. Portanto, na tentativa de melhorar o desempenho do algoritmo, alguns trabalhos t?m procurado realizar o ajuste dos par?metros atrav?s de estrat?gias que captem caracter?sticas intr?nsecas ao problema. Essas caracter?sticas s?o extra?das do estado presente de execu??o, com o fim de identificar e preservar algum padr?o relacionado a uma solu??o de boa qualidade e, ao mesmo tempo, descartando aquele padr?o de baixa qualidade. As estrat?gias de extra??o das caracter?sticas tanto podem usar t?cnicas precisas quanto t?cnicas nebulosas, sendo neste ?ltimo caso feita atrav?s de um controlador nebuloso. Com o fim de avaliar empiriccamente o desempenho de um algoritmo n?o-homog?neo, apresenta-se testes onde se compara o algoritmo gen?tico padr?o com o algoritmo gen?tico nebuloso, sendo a taxa de muta??o ajustada por um controlador nebuloso. Para isso, escolhe-se problemas de otimiza??o cujo n?mero de solu??es varia exponencialmente com o n?mero de vari?veis

Thesis starts with brief overview of the present role of pneumatic actuators. Further research is carried out in modelling and control of pneumatic actuators. A basic overview of thermodynamic laws is presented. These laws are used to assemble a mathematical model of the pneumatic drive. Subsequently the identification of model parameters is shown. A controller is propřed using fuzzy PID algorithms. Results are compared with the conventional PID controller.