FSMS, abreviação de "Flexible Structure mounted Manipulator System", é um micro-manipulador (Mi-M) rígido montado serialmente na ponta de um macro-manipulator (Ma-M) flexível, de grande espaço de trabalho. Esta configuração é freqüentemente empregada para aumentar a capacidade de alcance do Mi-M, todavia, a flexibilidade do Ma-M interfere na precisão de posicionamento. O FSMS sub-atuado foi modelado através do método de modos assumidos e do Princípio Estendido de Hamilton. Apresentou-se uma lei de controle não-linear, baseada no modelo, capaz de amortecer ativamente o elo flexível. Foi descrita a montagem experimental de um Mi-M suportado por uma viga flexível engastada na parede, base estacionária, montado no Laboratório de Mecatrônica da Universidade de Taubaté (UNITAU). Apesar do modelo descrito ser estacionário, o seu estudo é bastante relevante do ponto de vista de operação de um FSMS genérico. Foram realizadas simulações no ambiente SIMULINK / MATLABÒ do modelo, sem e com o controle ativo. Comparou-as com a implementação em tempo real. Desta comparação, depreendeu-se facilmente que o modelo do FSMS corresponde ao sistema real e que o Mi-M é acionado, com movimento controlado, após absorver uma determinada perturbação, cancelando-a ativamente. O amortecimento é devido a forças e torques de interação inercial agindo entre o Mi-M e a viga flexível. As principais contribuições deste trabalho foram a implementação de uma metodologia para a geração automática, simbólica ou numérica, do modelo de robôs híbridos tipo FSMS e a obtenção das coordenadas modais, não-mensuráveis, por meio da manipulação algébrica das FT's dos sensores acelerômetro e estensômetro.

Neste trabalho, o estudo do controle de um manipulador robótico é abordado do ponto de vista da simulação computacional e da implementação prática do sistema de controle do robô, ora em contrução na Divisão de Engenharia Mecânica e Aeronáutica do ITA do ponto de vista da simulação, obtivemos o modelo dinâmico do manipulador robótico de seu sistema de acionamento. Diversas estratégias de controle foram consideradas, em particular estratégias adaptativas do tipo LPAC (Linear Perturbed Adaptive Control) e Torque Computado. A implementação do sistema de controle envolveu p desenvolvimento de software em tempo real na linguagem de programação "C", utilizando o hardware composto de microcomputador IBM-PC compatível e placas de aquisição AD/DA. É implementado em controlador PID adaptativo do tipo MRAC (Model Reference Adaptive Control). O Software desenvolvido pode ser utilizado no controle do robô completo com 3 graus de liberdade, assim que estiver completa a montagem mecânica do manipulador.

O objetivo deste trabalho é descrever o projeto, e implementação experimental, e o estuda da dinâmica para controle ativo de um Sistema robótico montado sobre uma estrutura flexível (FSMS). O sistema consiste de um manipulador cilíndrico de três graus de liberdade, e de uma viga flexível acoplada a sua extremidade. Um manipulador rígido de um grau de liberdade é acoplado à extremidade livre do elo flexível do macro manipulador. A modelagem dinâmica e a análise modal experimental no domínio da freqüência, são aplicadas para projetar o controle digital para o micro manipulador, com o objetivo de minimizar as vibrações mecânicas da estrutura flexível do macro manipulador, induzidas durante o movimento do micro manipulador.

O presente trabalho é o relato da tentativa de se implantar boas práticas de fabricação em pequenas propriedades produtoras de leite de cabra. Foram estudadas três propriedades no Estado de São Paulo, todas associadas à Associação Paulista de Caprinocultores. Foi feita uma visita inicial para o diagnóstico de situação de cada propriedade, onde os funcionários foram entrevistados, a fim de se determinar seu perfil sócio-econômico e educacional, e sua relação com o trabalho. Nesta mesma visita, a planilha de análise de boas práticas de fabricação foi preenchida. Na segunda e terceira visitas, foram coletadas amostras de leite e swab das mãos dos ordenhadores, no início, meio e final da ordenha. Estas amostras foram analisadas em laboratório para contagem de microrganismos aeróbios mesófilos e psicrotróficos, contagem de coliformes totais e fecais, contagem de Staphylococcus aureus coagulase positiva e presença ou ausência de Salmonella spp, no leite cru. Apenas as duas últimas análises foram feitas nas amostras de swab de mãos. A capacitação foi feita através de aula expositiva dialogada com uso de cartões ilustrados contendo textos curtos sobre os temas \"boas práticas de fabricação\" e \"modo ideal de ordenha\", e sugestões foram dadas para a melhoria do processo. As sugestões foram simples, de fácil aplicação e baratas, e foram aceitas tanto pelo ordenhador quanto pelo proprietário. Após 1 a 2 meses da capacitação foi feita nova coleta de amostras, nova observação do trabalho na ordenha e aplicação de novo questionário. Os valores das contagens de microrganismos em leite cru observadas no presente estudo estão de acordo com aqueles relatados na literatura em várias partes do mundo, inclusive no Brasil, e estão dentro do padrão esperado pela Portaria no 56 de 07/12/99 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Entretanto, estas contagens demonstraram não serem ferramentas sensíveis para a determinação da eficácia do processo de capacitação dos funcionários da ordenha. Com relação à determinação do perfil do ordenhador, as entrevistas foram gravadas e analisadas pelo método do Discurso do Sujeito Coletivo mostrando que os ordenhadores eram homens do campo, com prévia experiência em ordenha de animais, que gostavam do que faziam, gostariam de aprender mais, mas não tinham sugestões claras com relação à melhoria do seu fluxo de trabalho. Para os questionários e observação após a capacitação, verificou-se que nenhuma das sugestões feitas para melhoria da ordenha foi implantada, e as razões para que isso não ocorresse foram abordadas e discutidas, de maneira a se orientar veterinários e demais profissionais responsáveis pela higiene de locais produtores de alimentos sobre possíveis entraves a serem encontrados em programas de capacitação de funcionários desta área. / The present study was an attempt to apply good manufacturing practices to goat milking in small farms. Three farms located in the state of São Paulo were studied. All of them were associated to the Associação Paulista de Caprinocultores. An initial visit was made in order to evaluate the hygienic situation of the farm and of the milking procedure in relation to good manufacturing practices. Milkers were interviewed in order to determine their social, economical and educational profile, as well as their relationship with their jobs. A second and a third visit were used in the collection of milk and hand swab samples, in the beginning, middle and end of the milking procedure. These samples were analyzed for total aerobic counts, psychrotrophic counts, coliform counts, coagulase positive Staphylococcus aureus counts, and presence of Salmonella spp in raw milk. Hand swabs were analyzed in relation to Staphylococcus aureus counts and presence of Salmonella spp. After that, milkers were trained by means of a contentbased communicative approach using illustrated cards with short sentences on good manufacturing practices and ideal milking procedure. Cheap and easy to apply suggestions on the improvement of the milking procedure were produced and accepted both by the owner of the farm and the milkers. For the evaluation of the process a new collection of samples, as well as new observation of the milking procedure and application of a new questionnaire were performed one to two months after training,. In relation to the results of microbiological counts in raw milk, values were in accordance with those reported in the literature in several parts of the world, including in Brazil, and comply with the standards Brazilian regulations set by the Ministry of Agriculture. However, microbiological analyses did not prove to be sensitive tools in the determination of the efficiency of milker training. As for socio-economic-cultural profile of the milkers, interviews were recorded and analyzed according to the Discourse of the Collective Subject, showing that these workers were countrymen, with previous experience in the milking of animals, they liked their jobs and were willing to learn more about it. However, they did not have clear suggestions on the improvement of their work routine. In the questionnaires applied after training, it was observed that none of the suggestions on the improvement of the procedure that were agreed upon were established, and reasons for that are broadly discussed in the report, in order to aid veterinarians and other professionals responsible for the hygiene of food producing sites in the identification of possible drawbacks in training programs of food handlers.

A formulation of impedance control for redundant manipulators is developed as a particular case of an optimal control problem. This formulation allows the planning and design of an impedance controller that benets from the stability and eficiency of an optimal controller. Moreover, to circumvent the high computational costs of computing an optimal controller, a sub-optimal feedback controller based on the state-dependent Ricatti equation (SDRE) approach is developed. This approach is then compared with the quadratic programming (QP) control formulation, commonly used to resolve redundancy of robotic manipulators. Numerical simulations of a redundant planar 4-DOF serial link manipulator show that the SDRE control formulation offers superior performance over the control strategy based QP, in terms of stability, performance and required control effort. / Uma formulação do controle de impedância para manipuladores redundantes é desenvolvida como um caso particular de um problema de controle ótimo. Essa formulação permite o planejamento e projeto de um controlador de impedância que se beneficia da estabilidade e eficiência de um controlador ótimo. Para evitar lidar com os elevados custos computacionais de se computar um controlador ótimo, um controlador em malha fechada sub-ótimo, baseado na abordagem das equações de Ricatti dependentes de estado (SDRE), é desenvolvido. Essa abordagem é comparada com a formulação de um controlador baseado em programação quadrática (QP), usualmente utilizado para resolver problemas de redundância em manipuladores robóticos. Simulações numéricas de um manipulador serial plano de quatro graus de liberdade mostram que o controlador baseado em SDRE oferece performance superior em relação a um controlador baseado em programação quadrática, em termos de estabilidade, performance e esforço de controle requerido do atuador.

Submitted by Rosina Valeria Lanzellotti Mattiussi Teixeira (rosina.teixeira@unisantos.br) on 2018-08-11T13:10:56Z No. of bitstreams: 1 Marcela Figueiredo de Souza Oliveira.pdf: 1064840 bytes, checksum: 44910bd33fcf219cc3f391c466f86112 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-11T13:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcela Figueiredo de Souza Oliveira.pdf: 1064840 bytes, checksum: 44910bd33fcf219cc3f391c466f86112 (MD5) Previous issue date: 2018-06-07 / Universidade Católica de Santos - Católica de Santos / As condições socioculturais e econômicas possuem destaque nos processos biológicos dos seres humanos ao longo da vida, influenciando diretamente em seu estado de saúde. Estudos comprovam que populações vulneráveis socialmente possuem um maior risco de adoecer e nas últimas décadas, esforços foram tomados para a diminuição destes impactos. Contudo, a saúde é um direito interligado a condições socioeconômicas, culturais e ambientais. Desta forma, para promover um impacto positivo nas condições de vida da população e alcançar novas perspectivas em saúde pública, é necessário fazer a ruptura dos modelos disciplinares dominantes por meio da intersetorialidade como instrumento efetivo na promoção à saúde, envolvendo o fortalecimento da capacidade individual e coletiva para lidar com a multiplicidade dos condicionantes da saúde. A promoção deve ir além da aplicação normativa, pois não basta apenas conhecer o funcionamento das doenças e encontrar mecanismos para seu controle. Contemporâneo a isso, está o debate conceitual sobre os determinantes sociais da saúde (DSS), que compartilha o entendimento de que as intervenções curativas são insuficientes para assegurar saúde e qualidade de vida para a população e que políticas públicas efetivas constituem um meio de garantir à população o acesso à saúde como ferramenta na redução das iniquidades sociais. O objetivo principal deste trabalho é analisar as repercussões do Projeto Restaurante Escola - Santos como oportunidade de carreira e na mudança de vida e suas articulações na promoção à saúde para jovens em situação de vulnerabilidade social. O método utilizado na análise consistiu em um estudo de caso de caráter qualitativo realizado com 25 egressos do projeto. Os dados foram coletados por meio de entrevista semiestruturada, guiadas por um roteiro e precedidas da assinatura do termo de consentimento livre e esclarecido. Para a delimitação do número de participantes, foi utilizado como critério a saturação dos dados que foram analisados através do método de análise de conteúdo/enunciados. As conclusões obtidas dentro da dissertação mostram que o projeto social Restaurante Escola, além de ser um qualificador de mão de obra que proporciona uma perspectiva profissional com elevado percentual de inserção no mercado, exerce principalmente uma iniciativa efetiva no enfrentamento das vulnerabilidades sociais com redução significativa das iniquidades e agravantes dos DSS. / Socio-cultural and economic conditions are prominent in the human biological processes of life, directly influencing your health state. Several studies show that populations socially vulnerable have a higher risk to become ill, and in the last decade's efforts have been made to reduce these impacts. However, health is interlinked with several socioeconomic, cultural and environmental conditions. Thus, in order to promote a positive impact on the living population conditions and to reach new perspectives in public health, it is necessary to break the dominant disciplinary models through intersectionality as an effective instrument in health promotion, involving the individual strengthening and to address the multiplicity of health determinants. The promotion must go beyond the normative application since it is not enough to know the functioning of the diseases and find mechanisms for its control. Contemporary to this has the conceptual debate on the social determinants of health (SDH), which shares the view that curative interventions are insufficient to ensure health and quality of life for the population and that effective public policies are a way to ensure the access to health, acting as a tool to reduce social inequities. The main objective of this work is to analyze the repercussions of the Restaurante Escola Project - Santos as a career opportunity and a way to life change and its articulations in health promotion for young people in a situation of social vulnerability. The method used in this analysis consisted of a qualitative case study carried out with 25 project graduates. The data were collected through a semi-structured interview, guided by a script and preceded by the signing a consent form. For the number of participants delimitation, the saturation of the data that were analyzed using the content/statement analysis method was used as a criterion. The conclusions obtained within the dissertation show that the Restaurante Escola social project, besides being a labor qualifier that provides a professional perspective with a high percentage of insertion in the market, mainly exerts an effective initiative in the confrontation of the social vulnerabilities with a significant reduction of the iniquities and aggravating of the SDH.

Este trabalho apresenta uma comparação entre as estratégias de controle por torque calculado e controle repetitivo aplicadas a manipuladores robóticos. O objetivo no uso desses controladores é para que o manipulador siga referência de trajetória periódica no espaço das juntas. O desenvolvimento e implementação dos controladores são focados no manipulador WAM (Whole Arm Manipulator) da Barrett Technology®Inc. Neste trabalho, também são apresentadas uma formulação do modelo não linear do manipulador e as sínteses dos controladores por torque calculado e repetitivo aplicados ao modelo do manipulador linearizado por realimentação. O controlador por torque calculado é apresentado e sintetizado na sua forma clássica. Para o controlador repetitivo, a síntese parte do princípio do modelo interno com a adição de uma estrutura repetitiva e uma realimentação proporcional e derivativa do erro de seguimento de referência O projeto dos ganhos do controlador repetitivo é feito através de um problema de otimização convexa com restrições na forma de inequações matriciais lineares (ou no inglês: Linear Matrix Inequalities - LMI). A formulação do problema de otimização parte da teoria de estabilidade segundo Lyapunov com um funcional Lyapunov-Krasoviskii, adição de um custo quadrático, para ajuste de desempenho, e de um critério de desempenho transitório dado pela taxa de decaimento exponencial da norma dos estados. É apresentada a comparação entre as estratégias de controle e a validação do controlador repetitivo proposto aplicado ao caso com linearização perfeita e ao caso com o modelo não linear do manipulador. No primeiro caso, é feita a simulação do modelo linear do manipulador com adição de um torque de atrito na junta. No segundo caso, é utilizado o sistema ROS (Robot Operating System) com o programa Gazebo simulando o manipulador WAM considerando erros de linearização, isto é, incertezas paramétricas. / This work presents a comparison between the strategies of computed-torque control and repetitive control applied to robotic manipulators. The main objective in use these controllers with the manipulator is to tracking periodic trajectory in joint space. The development and implementation of controllers are focused on the Whole Arm Manipulator (WAM) of the Barrett Technology®Inc. Also featured are a non-linear model formulation of the manipulator and the synthesis of controllers for computed-torque control and repetitive control applied to the manipulator model linearized by state feedback. The computed-torque controller is presented in its classic form. For the repetitive controller, the synthesis is based on the internal model principle with the addition of a repetitive structure and a proportional-derivative reference tracking error feedback. The design of the repetitive controller gains is done through a convex optimization problem with linear matrix inequalities (LMI) constraints. The formulation of the optimization problem is based on the Lyapunov stability theory using a Lyapunov-Krasoviskii functional, addition of a quadratic cost for performance adjustment and a transient performance criteria given by the exponential decay rate of the states norm. A comparison between the control strategies and the validation of the repetitive controller applied to the case with perfect linearization and the case with the non-linear model of the manipulator are presented. In the first case, is made simulations of the linear model of the manipulator in MATLAB program, with the addition of a disturbance modeling the friction torque at the joint. In the second case, is used the Robot Operating System (ROS) with Gazebo program simulating the WAM nonlinear model. In this case, a possible mismatch between the model used for the feedback linearization and the real system is taken into account.

A formulation of impedance control for redundant manipulators is developed as a particular case of an optimal control problem. This formulation allows the planning and design of an impedance controller that benets from the stability and eficiency of an optimal controller. Moreover, to circumvent the high computational costs of computing an optimal controller, a sub-optimal feedback controller based on the state-dependent Ricatti equation (SDRE) approach is developed. This approach is then compared with the quadratic programming (QP) control formulation, commonly used to resolve redundancy of robotic manipulators. Numerical simulations of a redundant planar 4-DOF serial link manipulator show that the SDRE control formulation offers superior performance over the control strategy based QP, in terms of stability, performance and required control effort. / Uma formulação do controle de impedância para manipuladores redundantes é desenvolvida como um caso particular de um problema de controle ótimo. Essa formulação permite o planejamento e projeto de um controlador de impedância que se beneficia da estabilidade e eficiência de um controlador ótimo. Para evitar lidar com os elevados custos computacionais de se computar um controlador ótimo, um controlador em malha fechada sub-ótimo, baseado na abordagem das equações de Ricatti dependentes de estado (SDRE), é desenvolvido. Essa abordagem é comparada com a formulação de um controlador baseado em programação quadrática (QP), usualmente utilizado para resolver problemas de redundância em manipuladores robóticos. Simulações numéricas de um manipulador serial plano de quatro graus de liberdade mostram que o controlador baseado em SDRE oferece performance superior em relação a um controlador baseado em programação quadrática, em termos de estabilidade, performance e esforço de controle requerido do atuador.

Orientador: Prof. Dr. Luiz de Siqueira Martins Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2014.

Manipuladores robóticos têm ganhado cada vez mais importância em operações espaciais por poderem substituir humanos na realização de tarefas perigosas ou demasiadamente demoradas e repetitivas. Em destaque tem-se os manipuladores de base livre, por poderem ser acoplados a satélites ou estações espaciais e representarem um grande desafio para engenheiros de controle. Tais robôs possuem dois modos de operação: com base livre controlada e com base livre flutuante. No primeiro modo a base do manipulador tem atitude e translação controladas por jatos propulsores ou rodas de reação, de modo que o comportamento do robô se aproxima de um manipulador de base fixa. Porém, há um considerável consumo de combustível e energia elétrica, além de novos distúrbios que são inseridos no sistema. No segundo modo, considerado neste trabalho de mestrado, os controles da base são desligados durante a operação e ela pode mover-se livremente em resposta aos movimentos do braço. Embora tenha-se notável economia de combustível e energia elétrica, o acoplamento dinâmico entre base e braço deve ser considerado tanto na modelagem como no projeto do controlador. Para modelar o robô espacial considerado neste projeto foi aplicado o método do Manipulador Dinamicamente Equivalente, que mapeia um manipulador de base livre flutuante através de um robô sub-atuado de base fixa. Dessa forma é possível utilizar sobre robôs espaciais técnicas de controle já desenvolvidas para manipuladores terrestres. Este trabalho trata da análise de controladores robustos e adaptativo aplicados sobre um manipulador planar de base livre flutuante com dois braços para realizar a tarefa de seguimento de trajetórias definidas no espaço de tarefa. Os sistemas de controle considerados foram: Regulador Linear Quadrático Recursivo Robusto (RLQR), controlador H-infinito robusto e controlador adaptativo com modos deslizantes. Os resultados mostraram que os controladores apresentaram desempenhos distintos mas ainda assim foram capazes de realizar a tarefa de seguir trajetórias no espaço de trabalho com erros de acompanhamento bastante pequenos. Foi elaborada também uma comparação quantitativa através de índices de desempenho considerando integral de torques e norma L2 de erros de acompanhamento. / Robotic manipulators gained greater importance in space operations by being able to replace humans in dangerous or very long and repetitive tasks. Free-floating manipulators are highlighted, because they can be coupled to satellites or space stations and represent a great challenge to control engineers. These robots have two operation modes: controlled base and free-floating base. In the first mode, the base has its attitude and translation controlled by propulsion jets or reaction wheels, so that the robot behavior is similar to a fixed-base manipulator. However, there is considerable fuel and electrical energy consumption, besides additional disturbances inserted in the system. In the second mode, which is considered in this work, the base is not controlled during operation and is able to move freely in response to movements of the arm. Even though there is a remarkable fuel and electrical energy saving, the dynamic coupling between base and arm must be taken into account during modelling and controller design. To model the space manipulator considered in this work the Dynamically Equivalent Manipulator method was used, which maps a free-floating manipulator into a underactuated fixed-base manipulator. Thus, it is possible to apply known control techniques for terrestrial manipulators on free-floating ones. This work discusses robust and adaptive controllers applied on a planar dual-arm free-floating space manipulator in order to track trajectories defined in the workspace. The considered control systems are: Robust Recursive Linear Quadratic Regulator, Robust H-infinity and Adaptive Sliding Modes. Results showed that the controllers had distinct performances but were still able to perform trajectory tracking in workspace with very small tracking errors. A quantitative comparison was also elaborated with performance indexes considering integral of torques and L2 norm of tracking errors.