Com o passar do tempo, nota-se um aumento gradativo da demanda por veículos mais econômicos e que disponham de itens capazes de aumentar o conforto e a segurança. Citase, como exemplo, o controle de cruzeiro (Cruise Control) que, atualmente presente em diversos veículos, é responsável por controlar a velocidade do veículo de maneira autônoma, sem a necessidade de intervenção do condutor no pedal de aceleração, resultando em um aumento de conforto ao reduzir o esforço para dirigir, além de prover efetividade para manter a velocidade do veículo em torno de um valor desejado. Neste contexto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um controlador de cruzeiro para operar em um veículo modelo Volkswagen Polo Sedan 2.0L 2004, o qual não possui este recurso em seu estado de fábrica. Para a implementação deste recurso, o trabalho faz uso de uma unidade de gerenciamento eletrônico (conhecida também por Electronic Control Unit - ECU) desenvolvida em 2013, no âmbito do projeto Otto II (PEREIRA, 2013), para controle do motor presente no respectivo veículo, viabilizando, desta forma, a validação do controle de cruzeiro por meio de testes utilizando o veículo em um dinamômetro inercial. Entretanto, previamente ao projeto do controlador de cruzeiro, o presente trabalho teve como foco o aperfeiçoamento do funcionamento desta ECU, visando a sua evolução no que diz respeito ao estado da arte de unidades de gerenciamento eletrônico de motores. Para isto, em sua primeira fase, o trabalho realizou diversas melhorias nas malhas de controle já existentes no firmware de 2013, tais como controle de marcha lenta, controle da borboleta eletrônica e controle de partida. Ao mesmo tempo, novos recursos foram implementados em firmware: controle de torque, controle da mistura ar/combustível em malha fechada (sonda lambda), segurança na comunicação entre blocos da ECU, identificação de marcha, suporte para diagnóstico via OBD-II, dentre outros. Além destas atividades envolvendo desenvolvimento de firmware, o trabalho, ainda em sua primeira fase, promoveu o desenvolvimento de uma nova ferramenta de software que, além de ser capaz de monitorar diversos parâmetros da ECU em tempo real, integra diversas funções, tais como função de computador de bordo alternativo, opção para controle do motor através da simulação do pedal de aceleração, opção para alteração da rotação de marcha lenta e função para automatização do ensaio de identificação do veículo (tarefa necessária para o projeto do controlador de cruzeiro). / Over time, there is a gradual increase of the demand for economical vehicles equipped with items capable of increasing the comfort and safety. As an example, the Cruise Control, which is already available in several vehicles, is responsible to control the vehicle speed in an autonomous manner, without the driver intervention on the throttle pedal. As a result, a greater comfort is achieved by reducing the effort to drive, besides providing effectiveness to keep the vehicle speed around a desired value. In this context, this project aims the development of a Cruise Control applied to a vehicle Volkswagen Polo Sedan 2.0L 2004, in which such resource is not available. To implement this resource, the project uses an electronic engine management unit (also known as Electronic Control Unit - ECU) developed in 2013 by the Otto II project (PEREIRA, 2013). This ECU is responsible to control the engine of the respective vehicle, which allows the Cruise Control validation through a set of tests performed with the vehicle on an inertial dynamometer. However, prior to the Cruise Control design, this project focused on the ECU operation enhancement, in order to achieve the state of the art in electronic engine management units. For this goal, the project, during its first phase, performed several improvements on the control algorithms already existing in the firmware developed in 2013, such as idle speed control, electronic throttle valve control and engine starting control. At the same time, new features were fully implemented in firmware: torque control, closed loop air/fuel ratio control (lambda control), safety for the communication among ECU blocks, gear identification, support to OBD-II diagnostic, among others. In addition to the firmware development activities, the project, still in its first phase, developed a new software tool capable of monitoring several ECU parameters in real time, besides providing many functions, such as alternative board computer, an option to control the engine by simulating the throttle pedal, an option to change the idle speed and a function to automate the system identification test (task required for the Cruise Control design).

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-30T13:44:39Z No. of bitstreams: 1 RAFAEL BEZERRA CORREIA LIMA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2012..pdf: 4664268 bytes, checksum: f5a0acf8cf73f941fd6fc59ff1dcfbb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-30T13:44:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAFAEL BEZERRA CORREIA LIMA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2012..pdf: 4664268 bytes, checksum: f5a0acf8cf73f941fd6fc59ff1dcfbb2 (MD5) Previous issue date: 2012-08-10 / É proposta nessa dissertação a utilização de conceitos de subespaços na identificação de modelos multivariáveis de ordem reduzida com atrasos. A metodologia desenvolvida se baseia na estimativa da resposta ao degrau do sistema a partir de projeções dos seus sinais de entradas e saídas. O problema é dividido em duas etapas, primeiramente a estimação de modelos em malha aberta seguido do estudo de sistemas em malha fechada. Finalmente os conceitos estudados são postos em prática através de simulações numéricas e experimentações práticas em plantas reais. / It is proposed in this dissertation the use of concepts of subspaces in the identification of multivariable models of reduced order with time delays. The developed methodology is based on the estimation of the step response of the system from projections of its input signals and outputs. The problem is divided into two stages, first: estimating models in open loop, then followed by the study of closed loop systems. Finally, the concepts studied are implemented through numerical simulations and practical experiments in real plants.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-30T14:13:06Z No. of bitstreams: 1 RAFAEL BEZERRA CORREIA LIMA - TESE PPGEE 2016..pdf: 2324960 bytes, checksum: db1b63193864e8e19bcba191952df2b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-30T14:13:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAFAEL BEZERRA CORREIA LIMA - TESE PPGEE 2016..pdf: 2324960 bytes, checksum: db1b63193864e8e19bcba191952df2b9 (MD5) Previous issue date: 2016-09-20 / Nesse trabalho são apresentadas contribuições na área de identificação de sistemas representados em espaço de estados. E proposta uma metodologia completa para estimação de modelos que representem as principais dinâmicas de processos industriais. O fluxo natural das procedimentos de identificação consiste da coleta experimental dos dados, seguido pela escolha dos modelos candidatos e da utilização de um critério de ajuste que selecione o melhor modelo possível. Nesse sentido é proposta uma metodologia para estimativa de modelos em espaço de estados, utilizando excitações pulsadas. A abordagem desenvolvida combina algoritmos precisos e eficientes com experimentos rápidos, adequados a ambientes industriais. O projeto das excitações é realizado em tempo real, por meio de informações coletadas em um curto experimento inicial, baseado em uma única oscilação de uma estrutura realimentada por um relê. Esse mecanismo possibilita uma estimativa preliminar do atraso e da constante de tempo dominante do sistema. O método de identificação proposto é baseado na teoria de realizações de Kalman. É apresentada uma reformulação do problema de realizações clássico, para comportar sinais de entrada pulsados. Essa abordagem se mostra computacionalmente eficiente, assim como apresenta resultados semelhantes aos métodos de benehmark. A técnica possibilita também a estimativa de atrasos de transporte e a inserção de conhecimentos prévios por meio de um problema de otimização com restrições via LMI Linear Matrix Incqualities. Em muitos casos, somente as características principais do sistema são relevantes em um projeto de sistema de controle. Portanto é proposta uma técnica para obtenção de modelos de primeira ordem com atraso, a partir da redução de modelos balanceados em espaço de estados. Por fim, todas as contribuições discutidas nesse trabalho de tese são validadas em uma série de plantas experimentais em escala de laboratório. Plantas essas, projetadas e construídas com o intuito de emular o cotidiano operacional de instalações industriais reais. / This work Íntroduces contributions related to thc field of systems identification of state space models. It is proposed a complete methodology for modei estimation that encompasses the main dynamics of industrial processes. The natural flxix of the identification procedures rests on the the empirical collection of data followed by the choice of candidate modela and posterior use ot an adjusting criteria that drafts the best model amoug the contenders. In this sense. a uew methodology is proposed for models estimation in state spaces using pulsed excitation signal. The developed approach combines accurate and efhcient algorithms with quick experíments whose are suitable for the industrial environment. The excitatiou design is performed in real time by means of information collected in a snort mitíai experíment based in an single oscillation of a relay feedback. This mechanism allows a preliminary estimation of both delay and time constant prevalent in the system. The identification method proposed is based on Kalmairs realization theory. The thesis íntroduces a reformulation of the classic realization problem so it can admit pulsed input signals. This approaíth show itself as computationally efficient as well as provides similar results eompared to those obtained when perfonning the benchmark methods. Moreover, the technic allows the transport delay estimation and insertion of prior knowledge by means of an optimization problem with restrictions via linear matrix inequalities restrictions. In many cases only the characteristics of the main system are relevant in control systems design. Therefore a technique for the attainment first order models with time delay based on balanced state space models reduction. Lastly ali the contributions provided aíong the thesis are discussed and validated in a series of pilot scale plants. designed and built to emulate the operational cycle in real industrial plants.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sistemas estruturais em suas variadas aplicações incluindo-se veículos espaciais, automóveis e estruturas de engenharia civil tais como prédios, pontes e plataformas off-shore, acumulam dano durante suas vidas úteis. Em muitas situações, tal dano pode não ser visualmente observado. Do ponto de vista da segurança e da performance da estrutura, é desejável monitorar esta possível ocorrência, localizá-la e quantificá-la. Métodos de identificação de sistemas, que em geral, são classificados numa categoria de Técnicas de Avaliação Não-Destrutivas, podem ser utilizados para esta finalidade. Usando dados experimentais tais como frequências naturais, modos de vibração e deslocamentos estáticos, e um modelo analítico estrutural, parâmetros da estrutura podem ser identificados. As propriedades estruturais do modelo analítico são modificadas de modo a minimizar a diferença entre os dados obtidos por aquele modelo e a resposta medida. Isto pode ser definido como um problema inverso onde os parâmetros da estrutura são identificados. O problema inverso, descrito acima, foi resolvido usando métodos globais de otimização devido à provável presença de inúmeros mínimos locais e a não convexidade do espaço de projeto. Neste trabalho o método da Evolução Diferencial (Differential Evolution, DE) foi utilizado como ferramenta principal de otimização. Trata-se de uma meta-heurística inspirada numa população de soluções sucessivamente atualizada por operações aritméticas como mutações, recombinações e critérios de seleção dos melhores indivíduos até que um critério de convergência seja alcançado. O método da Evolução Diferencial foi desenvolvido como uma heurística para minimizar funções não diferenciáveis e foi aplicado a estruturas planas de treliças com diferentes níveis de danos. / Structural systems in a variety of applications including aerospace vehicles, automobiles and civil engineering structures such as tall buildings, bridges and offshore platforms, accumulate damage during their service life. In several situations, such damage may not be visually observable. From the standpoint of both safety and performance, it is desirable to monitor the occurrence, location and extent of such damage.System identification methods, which may be classified in a general category of nondestructive evaluation techniques, can be employed for this purpose. Using experimental data, such as eigenmodes, eigenvectors and static displacements, and an analytical structural model, parameters of the structures can be identified. The approach used in the present work is one where the structural properties of the analytical model are varied to minimize the difference between the analytically predicted and empirically measured response. This is an inverse problem where the structural parameters are identified. In this work a reduced number of vibration modes were used as the measured response. For the damage assessment problem a close analytical model of the structural system is available and the model of the damaged structure will be identified. Damage will be represented by a reduction in the elastic stiffness properties of the structure.The problem described above was solved using global methods of optimization due to the fact that depending on the number of variables or the location of damage the resulting design space is nonconvex presenting several local minima. In the present work, the Differential Evolution Optimization Technique (DE) was used. It is a metaheuristic inspired by a population of solutions that is successively updated by arithmetic operations such as mutation and recombination, until convergence. The approach was applied to simple truss structures with different levels of damage.

Submitted by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-11-12T13:26:59Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1771439 bytes, checksum: 5a0ce436783e1a04419dc8a73bf4c204 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-12T13:26:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1771439 bytes, checksum: 5a0ce436783e1a04419dc8a73bf4c204 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents the designs and results obtained through simulation and experimental testing of conventional controllers P, PI and PID implemented by personal computers applied to an electropneumatic servomechanism for control of force. The system consists of a double acting pneumatic cylinder, which is responsible for applying the force on a mechanical subsystem consisting of a spiral spring, representing the means of working. The proportional electropneumatic flow valve, being the element controlling the flow of compressed air to be released into the pneumatic air cylinder which results in controlled force application; a load cell converts the force applied by the cylinder onto the medium into an electrical signal. The control signal to be applied on the electropneumatic proportional flow valve comes from a signal input and output plate installed on the computer, which is controlled by an algorithm implemented in the computing environment LabVIEW®, wherein the mentioned controllers are inserted, the mathematical representative model of the servomechanism was obtained by applying the parametric identification technique Box-Jenkins (BJ) which results in a family of four models, one of which is chosen to represent the system. The adjustment of the controllers is done by using the critical gain method of Ziegler and Nichols so that the response from the system meets the performance specifications imposed on it. Simulated and experimental results of the system are presented under the inserted controllers, which are analyzed according to relevant theory to the study of conventional controllers; it appears then that the PID controller is best suited for use in its electropneumatic servomechanism. / Neste trabalho apresenta-se os projetos e resultados obtidos através de simulações e ensaios experimentais de controladores convencionais P, PI e PID implementado por computador pessoal aplicado em um servomecanismo eletropneumático para controle de força. O sistema é constituído por um cilindro pneumático de dupla ação, sendo este responsável pela aplicação da força sobre um subsistema mecânico constituído por uma mola helicoidal, representando o meio de trabalho. A válvula eletropneumática proporcional de vazão, sendo o elemento de controle da vazão de ar comprimido a ser liberada para o cilindro pneumático que resulta na aplicação da força controlada; uma célula de carga converte a força aplicada pelo cilindro sobre o meio em sinal elétrico. O sinal de controle a ser aplicado na válvula eletropneumática proporcional de vazão é proveniente de uma placa de entrada e saída de sinais instalada no computador, sendo esta comandada por um algoritmo implementado no ambiente computacional LabVIEW®, no qual os referidos controladores estão inseridos. O modelo matemático representativo do servomecanismo foi obtido aplicando-se a técnica de identificação paramétrica Box-Jenkins (BJ) da qual resulta uma família de quatro modelos, dos quais um é escolhido para representar o sistema. O ajuste dos controladores é feito utilizando-se a técnica do ganho crítico de Ziegler e Nichols, de modo que a resposta do sistema atenda as especificações de desempenho impostas ao mesmo. Resultados simulados e experimentais do sistema são apresentados sob ação dos controladores inseridos, que são analisados de acordo com a teoria pertinente ao estudo dos controladores convencionais; verifica-se então que o controlador PID é o mais adequado para utilização no respectivo servomecanismo.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Trentini Preuss.pdf: 21875240 bytes, checksum: 6532e8b2a654ef7c408e92a74eb7cdfe (MD5) Previous issue date: 2012-11-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the modeling and control of a testbed implemented linear positioning servopneumatic system. Practical results show that the controlled system reaches steady state errors less than 0.3 mm for a step signal with 0.25 s of settling time, 30 mm for polynomial tracking error and high load variation robustness for the three proposed controllers. The applicability of these systems in industrial environments have become usual in the last years. Their mainly advantages are the low cost, maintenance facility, and security, besides they are clean, renewable and abundant. However, their mainly disadvantages are the nonlinearities due to friction and air compressibility, which difficults their modeling and control. For these reasons, electrical and hydraulical systems are most used instead of servopneumatic ones. Aiming industrial applications, it is proposed a system compound by a rod pneumatic actuator, an electronic pressure valve which controls the active actuator chamber, a manual pressure valve which keeps the pressure in the passive actuator chamber approximately stable, a linear positioning sensor and a control and data acquisition system. The presented mathematical modeling results in a piecewise-affine model with three nonlinear bands, being two depicted by a 10a order model, and the other by a 8a order model. The unknown model constants are identified by Least Squares method through testbed experiments. The mathematical model validation shows that the reliability between the one and the real system is greater than 89%. Aiming the inherent nonlinearities effects reduction, three adaptive control approaches are implemented, being Proportional-Integral-Derivative (PID), State Feedback with Integrator (SFI) and Generalised Minimum Variance (GMV). The proposed system is submited to five practical experiments in order to evaluate its steady state and tracking error, settling time and load variation robustness. / Este trabalho apresenta a modelagem matemática e o controle de um sistema servopneumático de posicionamento linear implementado em bancada. Os resultados práticos mostram que o sistema controlado alcança erros de regime de até 0,3 mm para resposta ao degrau com tempo de acomodação de 0,25 s, erros inferiores a 30 mm para seguimento de trajetória, e elevada robustez a variações de carga para os três controladores propostos. A aplicabilidade destes sistemas em ambientes industriais tem se tornado frequente com o passar dos anos. Suas principais vantagens são o baixo custo, a facilidade de manutenção e a segurança, além de ser uma forma de energia limpa, renovável e abundante. Entretanto, estes sistemas apresentam como principais limitações não-linearidades relativas ao atrito e à compressibilidade do ar, o que dificulta sua modelagem matemática e controle. Por estes motivos, sistemas elétricos e hidráulicos são muitas vezes utilizados em detrimento a sistemas servopneumáticos. Visando aplicações industriais, é proposto um sistema composto por um atuador pneumático com haste, uma válvula eletrônica de pressão que controla a pressão na câmara de avanço do atuador, uma válvula de pressão manual que mantém uma pressão aproximadamente constante na câmara de retorno do atuador, um sensor de posição linear e um sistema de aquisição e controle. A modelagem matemática apresentada resulta em um modelo piecewise-affine com três faixas não-lineares, sendo duas representadas por um modelo de 10a ordem e uma representada por um modelo de 8a ordem. As constantes desconhecidas do modelo são identificadas pelo método dos Mínimos Quadrados através de experimentos em bancada. A validação do modelo matemático proposto mostra que a acertividade entre este e o sistema real é superior a 89%. Visando a redução dos efeitos das não-linearidades inerentes a estes sistemas, três abordagens de controle adaptativo são implementadas, sendo estes Proporcional-Integral-Derivativo (PID), Realimentação de Estados com Integrador (REI) e Variância Mínima Generalizado (GMV). O sistema é submetido a cinco testes distintos em bancada a fim de avaliar seu erro em regime e de seguimento de trajetória, tempo de acomodação e robustez a variações de carga.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sandro Mauro Ferrari.pdf: 886020 bytes, checksum: ec94448f4bc16637ece24e7e52e125c9 (MD5) Previous issue date: 2006-07-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work are developed two on-line identification methods for three-phase induction motors based on discrete models obtained when we consider continuous systems excited by sinusoidal signals. The first method uses the discrete model of the homopolar machine in the stationary frame to estimate the stator resistance and the stator dispersion inductance and the discrete model of the linear system existent among the stator flux and current in the rotor frame to estimate all the electric parameters of the motor. The second method, besides this last model, presupposes to estimate the stator resistance with DC excitation added to the supply voltage of the motor and the knowledge of the motor class, in order to estimate the other electric parameters through classical methods of least squares parameters estimation. The two methods presuppose the estimate of the rotor frame signals from measurements of stator currents in the stationary frame and measurement of the rotor angular velocity. Simulation and experimental results illustrate the proposed methods. / Neste trabalho são desenvolvidos dois métodos on-line para identificação do motor de indução trifásico baseados em modelos discretos obtidos ao se considerar sistemas contínuos excitados por sinais senoidais. O primeiro método utiliza o modelo discreto da máquina homopolar no referencial estacionário para estimar a resistência estatórica e a indutância de dispersão de estator e o modelo discreto da relação linear existente entre o fluxo estatórico e a corrente estatórica no referencial que gira com o rotor para a obtenção dos demais parâmetros elétricos. No segundo método, além deste último modelo, pressupõe-se a estimação da resistência de estator através do acréscimo de excitação C.C. à tensão bifásica de alimentação do motor. A obtenção dos demais parâmetros elétricos é realizada através de métodos clássicos de Mínimos Quadrados, sendo necessário o conhecimento da classe do motor. Os dois métodos pressupõem a estimação dos sinais no referencial que gira com o rotor a partir das medidas de correntes de estator no referencial estacionário e da medição da rotação do motor. Resultados de simulação e experimentais ilustram a metodologia proposta.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-21T15:01:16Z No. of bitstreams: 1 MOISÉS TAVARES DA SILVA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2014..pdf: 2264297 bytes, checksum: 0373ed53c40783016694166232616bf6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-21T15:01:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MOISÉS TAVARES DA SILVA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2014..pdf: 2264297 bytes, checksum: 0373ed53c40783016694166232616bf6 (MD5) Previous issue date: 2014-09 / Neste trabalho utiliza-se um método do Relé sob condições de não-linearidade e perturbação estática para identificação de modelos não-lineares do tipo Hammstein e Wiener. Este método do relé modificado garante uma saída simétrica do relé quando um estado estacionário cíclico é obtido, independente da perturbação estática, enquanto o método do relé original mostra uma saída assimétrica para processos não-lineares. Para modelos do tipo Wiener, é proposto um sinal de excitação que incorpora as vantagens do método do relé modificado e além disso, obtém as características da baixa frequência da excitação a partir da utilização de um pulso retangular. Para identificação de modelos do tipo Hammterin, inicialmente, o método do relé modificado é aplicado e assim os dados da resposta em frequência do subsistema dinâmico linear são obtidos. em seguida, um sinal triangular é utilizado para identificar a função estática não-linear da entrada. A principal dificuldade na identificação de modelos Hammstein e Wiener é a indisponibilidade do sinal intermediário. Dessa forma, são apresentados procedimentos para obtenção do sinal intermediário a partir do método do relé sob condições de não-linearidade. As técnicas de identificação apresentadas ao longo da dissertação são avaliadas em casos simulados e experimentais para verificar o desempenho de cada uma. / In this work is used a method of the relay feedback under conditions of non-linearity and static disturbance for identification of Hammerstein and Wiener-type nonlinear process. The relay feedback approach used guarantees a symmetrical output relay when a cyclic steady state is obtained, regardless of static disturbance, while the original method shows an asymmetric output relay in such conditions. For Wiener-type process is proposed an exitation signal that incorporates the advantages of the modified method relay feedback and in addition, characteristics of the obtained low frequency excitation from the use of a rectangular pulse. for identification of Hummerstein-type process, initially the method of modified relay is applied and so the data of frequency response of the linear dynamic subsystem are obtained. Then, a triangular signal is used to identify the static nonlinear function. The principal difficulty in the identification of Hammerstein and Wiener process is the unavailability of intermediate signal. Therefore, procedures for obtaining intermediate signal are presented from the relay feedback under conditions of non-linearity. The identification techniques presented throughout in this work are evaluated simulated and experimental cases to verify the performance of each

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sistemas estruturais em suas variadas aplicações incluindo-se veículos espaciais, automóveis e estruturas de engenharia civil tais como prédios, pontes e plataformas off-shore, acumulam dano durante suas vidas úteis. Em muitas situações, tal dano pode não ser visualmente observado. Do ponto de vista da segurança e da performance da estrutura, é desejável monitorar esta possível ocorrência, localizá-la e quantificá-la. Métodos de identificação de sistemas, que em geral, são classificados numa categoria de Técnicas de Avaliação Não-Destrutivas, podem ser utilizados para esta finalidade. Usando dados experimentais tais como frequências naturais, modos de vibração e deslocamentos estáticos, e um modelo analítico estrutural, parâmetros da estrutura podem ser identificados. As propriedades estruturais do modelo analítico são modificadas de modo a minimizar a diferença entre os dados obtidos por aquele modelo e a resposta medida. Isto pode ser definido como um problema inverso onde os parâmetros da estrutura são identificados. O problema inverso, descrito acima, foi resolvido usando métodos globais de otimização devido à provável presença de inúmeros mínimos locais e a não convexidade do espaço de projeto. Neste trabalho o método da Evolução Diferencial (Differential Evolution, DE) foi utilizado como ferramenta principal de otimização. Trata-se de uma meta-heurística inspirada numa população de soluções sucessivamente atualizada por operações aritméticas como mutações, recombinações e critérios de seleção dos melhores indivíduos até que um critério de convergência seja alcançado. O método da Evolução Diferencial foi desenvolvido como uma heurística para minimizar funções não diferenciáveis e foi aplicado a estruturas planas de treliças com diferentes níveis de danos. / Structural systems in a variety of applications including aerospace vehicles, automobiles and civil engineering structures such as tall buildings, bridges and offshore platforms, accumulate damage during their service life. In several situations, such damage may not be visually observable. From the standpoint of both safety and performance, it is desirable to monitor the occurrence, location and extent of such damage.System identification methods, which may be classified in a general category of nondestructive evaluation techniques, can be employed for this purpose. Using experimental data, such as eigenmodes, eigenvectors and static displacements, and an analytical structural model, parameters of the structures can be identified. The approach used in the present work is one where the structural properties of the analytical model are varied to minimize the difference between the analytically predicted and empirically measured response. This is an inverse problem where the structural parameters are identified. In this work a reduced number of vibration modes were used as the measured response. For the damage assessment problem a close analytical model of the structural system is available and the model of the damaged structure will be identified. Damage will be represented by a reduction in the elastic stiffness properties of the structure.The problem described above was solved using global methods of optimization due to the fact that depending on the number of variables or the location of damage the resulting design space is nonconvex presenting several local minima. In the present work, the Differential Evolution Optimization Technique (DE) was used. It is a metaheuristic inspired by a population of solutions that is successively updated by arithmetic operations such as mutation and recombination, until convergence. The approach was applied to simple truss structures with different levels of damage.

A utilização de Redes Neurais Artificias para fins de identificação e controle de sistemas dinâmicos têm recebido atenção especial de muitos pesquisadores, principalmente no que se refere a sistemas não lineares. Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a utilização de um tipo em particular de Rede Neural Artificial, uma Perceptron Multicamadas com Atraso de Tempo, na estimação de estados da etapa fermentativa do processo de Reichstein para produção de vitamina C. A aplicação de Redes Neurais Artificiais a este processo pode ser justificada pela existência de problemas associados à esta etapa, como variáveis de estado não mensuráveis e com incertezas de medida e não linearidade do processo fermentativo, além da dificuldade em se obter um modelo convencional que contemple todas as fases do processo. É estudado também a eficácia do algoritmo de Levenberg-Marquadt, na aceleração do treinamento da Rede Neural Artificial, além de uma comparação do desempenho de estimação de estados das Redes Neurais Artificiais estudadas com o filtro estendido de Kalman, baseado em um modelo não estruturado do processo fermentativo. A análise do desempenho das Redes Neurais Artificiais estudadas é avaliada em termos de uma figura de mérito baseada no erro médio quadrático sendo feitas considerações quanto ao tipo da função de ativação e o número de unidades da camada oculta. Os dados utilizados para treinamento e avaliação da Redes Neurais Artificiais foram obtidos de um conjunto de ensaios interpolados para o intervalo de amostragem desejado. / ldentification and Control of dynamic systems using Artificial Neural Networks has been widely investigated by many researchers in the last few years, with special attention to the application of these in nonlinear systems. ls this works, a study on the utilization of a particular type of Artificial Neural Networks, a Time Delay Multi Layer Perceptron, in the state estimation of the fermentative phase of the Reichstein process of the C vitamin production. The use of Artificial Neural Networks can be justified by the presence of problems, such as uncertain and unmeasurable state variables and process non-linearity, and by the fact that a conventional model that works on all phases of the fermentative processes is very difficult to obtain. The efficiency of the Levenberg Marquadt algorithm on the acceleration of the training process is also studied. Also, a comparison is performed between the studied Artificial Neural Networks and an extended Kalman filter based on a non-structured model for this fermentative process. The analysis of lhe Artificial Neural Networks is carried out using lhe mean square errors taking into consideration lhe activation function and the number of units presents in the hidden layer. A set of batch experimental runs, interpolated to the desired time interval, is used for training and validating the Artificial Neural Networks.