Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema de posicionamento dinâmico para uma pequena embarcação baseado em controle a estrutura variável com realimentação por visão computacional. Foram investigadas, na literatura, diversas técnicas desenvolvidas e escolheu-se o controle a estrutura variável devido, principalmente, ao modo de acionamento dos propulsores presentes no barco utilizado para os experimentos. Somando-se a isto, foi considerada importante a robustez que a técnica de controle escolhida apresenta, pois o modelo utilizado conta com incerteza em sua dinâmica. É apresentado ainda o projeto da superfície de deslizamento para realizar o controle a estrutura variável. Como instrumento de medição optou-se por utilizar técnicas de visão computacional em imagens capturadas a partir de uma webcam. A escolha por este tipo de sistema deve-se a alta precisão das medições aliada ao seu baixo custo. São apresentadas simulações e experimentos com controle a estrutura variável em tempo discreto utilizando a integral do erro da posição visando eliminar o erro em regime. Para realizar o controle que demanda o estado completo, são comparados quatro estimadores de estado realizados em tempo discreto: derivador aproximado; observador assintótico com uma frequência de amostragem igual a da câmera; observador assintótico com uma frequência de amostragem maior que a da câmera; e filtro de Kalman. / The design of a dynamic positioning system for a small boat based on variable strutucture control and visual-servoing is presented. Many control tecniques have been investigated and the variable structure control was chosen, mainly, due the operation mode of the motor drivers installed on the boat applied in the experiments. The robustness of this control technique was also considered since the available dynamic model of the boat is uncertain. The design of the sliding surface is shown as well. Computer vision techniques were used to measure the position of the boat from images taken with a webcam, this kind of measure system was chosen due to its high accuracy and low cost. Simulation and experimental results of discrete time variable structure control with integral action of the boats postion, included in order to eliminate steady state error, are shown. To develop this controller four state estimators, in discrete time, are compared: derivative of position; asymptotic observer at a high sampling rate; asymptotic observer at webcams sampling rate; and Kalman filter.

Orientador: Gilberto Pechoto de Melo / Resumo: No decorrer dos anos, alguns métodos de manutenção têm sido desenvolvidos para evitar que falhas em estruturas e maquinários possam ocorrer e desencadear paradas inesperadas ou desnecessárias. Os observadores de estado podem reconstruir os estados não medidos do sistema, desde que o mesmo seja observável, tornando possível, desta forma, estimar as medidas nos pontos de difícil acesso. A técnica dos observadores de estado consiste em desenvolver um modelo para o sistema em análise e comparar a estimativa da saída com a saída medida, a diferença entre os dois sinais presentes resulta em um resíduo que é utilizado para análise. Neste trabalho foi montado um banco de observadores associado a um modelo de trinca em placa de Kirchhoff de modo a acompanhar o progresso da mesma. Foram analisados quatro sistemas mecânicos contendo placas, sendo estes um sistema computacional de placa sobre elementos de molas e amortecimento, um sistema computacional de placa engastada livre com ausência ou presença de trinca, um sistema experimental de placa engastada livre com ausência ou presença de entalhe e um sistema experimental de placa engastada livre com ausência ou presença de massa extra. Novamente, o banco de observadores é utilizado para detecção da falha na estrutura. Os resultados obtidos através de simulações computacionais em uma viga engastada discretizada pela técnica dos elementos finitos e as análises experimentais realizadas foram bastante satisfatórios, validando a metodologia d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Submitted by Marcela Silva (marcela.mello@gmail.com) on 2016-05-12T19:03:23Z No. of bitstreams: 1 Tese_marcela.pdf: 269427 bytes, checksum: 3f2fde51654feb4197e850d65d6804b4 (MD5) / Rejected by Letícia Monteiro de Souza (leticia.dsouza@fgv.br), reason: Prezada Marcela, Seu trabalho foge das normas ABNT. Favor verificar dissertações de seus colegas para comparação. Atenciosamente, Letícia Monteiro 3799-3631 on 2016-05-12T19:53:33Z (GMT) / Submitted by Marcela Silva (marcela.mello@gmail.com) on 2016-05-12T22:43:53Z No. of bitstreams: 1 Tese_marcela_ABNT.pdf: 271028 bytes, checksum: 6a9f729f5a700f1b477de5a8363f4308 (MD5) / Rejected by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br), reason: Bom dia Marcela, Como seu trabalho é inglês o ABSTRACT vem antes do RESUMO, por favor, subir o texto está no meio da página. (3cm) Qualquer dúvida estou à disposição. Att. Suzi 3799-7876 on 2016-05-13T11:45:30Z (GMT) / Submitted by Marcela Silva (marcela.mello@gmail.com) on 2016-05-13T14:14:58Z No. of bitstreams: 1 Tese_marcela.pdf: 275312 bytes, checksum: c0d5c8742ae639688df60354f1a595cd (MD5) / Rejected by Letícia Monteiro de Souza (leticia.dsouza@fgv.br), reason: Prezada Marcela, Favor alterar seu trabalho de acordo com as normas ABNT: 1 - Favor colocar a página de resumo antes da página de abstract. Atenciosamente, Letícia Monteiro 3799-3631 on 2016-05-13T14:36:17Z (GMT) / Submitted by Marcela Silva (marcela.mello@gmail.com) on 2016-05-16T13:21:11Z No. of bitstreams: 1 Tese_marcela.pdf: 275312 bytes, checksum: c0d5c8742ae639688df60354f1a595cd (MD5) / Approved for entry into archive by Letícia Monteiro de Souza (leticia.dsouza@fgv.br) on 2016-05-16T13:22:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_marcela.pdf: 275312 bytes, checksum: c0d5c8742ae639688df60354f1a595cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-16T13:32:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_marcela.pdf: 275312 bytes, checksum: c0d5c8742ae639688df60354f1a595cd (MD5) Previous issue date: 2016-04-12 / Most social sciences and medical studies assume that being observed does not affect subjects' behavior. However, interviews may cause changes in individuals' behavior or may inhibit changes which would occur if they were not being observed. If being observed changes the behavior of the studied population, the sample ceases to be representative of the population. In this paper, I investigate whether individuals periodically interviewed in a longitudinal epidemiological research conducted in Pelotas, Brazil, are affected along relevant dimensions, in particular, education and health. I find only a significant effect on ENEM score. / Grande parte dos estudos em ciências sociais assume que ser observado não afeta o comportamento dos indivíduos. No entanto, entrevistas podem causar mudanças no comportamento dos indivíduos que não ocorreriam se eles não tivessem sido observados. Se ser observado muda o comportamento da população estudada, ela pode deixar de ser representativa da população como um todo. Neste trabalho, investiga-se se indivíduos periodicamente entrevistados em uma pesquisa epidemiológica conduzida em Pelotas, Brasil, são afetados em dimensões relevantes, em particular, educação e saúde. Os resultados mostram um efeito significativo apenas na nota do Enem.

Submitted by Glauber Assunção Moreira (glauber.a.moreira@gmail.com) on 2018-08-29T13:41:13Z No. of bitstreams: 3 CAPA DISSERTAÇÃO_MARIANA TERRA_2013_PDF.pdf: 116285 bytes, checksum: baf50ba711f37adf0644900f83a09dcf (MD5) AGRADECIMENTOS E SUMÁRIO DISSERTAÇÃO_MARIANA TERRA_2013_PDF.pdf: 140626 bytes, checksum: f472023f71796b7d89fcff7fb524591a (MD5) DISSERTAÇÃO_MARIANA TERRA_2013_PDF.pdf: 263168541 bytes, checksum: 0174e9dd540dc0aeb04c3aa988fe2dbe (MD5) / Approved for entry into archive by Ednaide Gondim Magalhães (ednaide@ufba.br) on 2018-08-30T13:47:38Z (GMT) No. of bitstreams: 3 CAPA DISSERTAÇÃO_MARIANA TERRA_2013_PDF.pdf: 116285 bytes, checksum: baf50ba711f37adf0644900f83a09dcf (MD5) AGRADECIMENTOS E SUMÁRIO DISSERTAÇÃO_MARIANA TERRA_2013_PDF.pdf: 140626 bytes, checksum: f472023f71796b7d89fcff7fb524591a (MD5) DISSERTAÇÃO_MARIANA TERRA_2013_PDF.pdf: 263168541 bytes, checksum: 0174e9dd540dc0aeb04c3aa988fe2dbe (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-30T13:47:38Z (GMT). No. of bitstreams: 3 CAPA DISSERTAÇÃO_MARIANA TERRA_2013_PDF.pdf: 116285 bytes, checksum: baf50ba711f37adf0644900f83a09dcf (MD5) AGRADECIMENTOS E SUMÁRIO DISSERTAÇÃO_MARIANA TERRA_2013_PDF.pdf: 140626 bytes, checksum: f472023f71796b7d89fcff7fb524591a (MD5) DISSERTAÇÃO_MARIANA TERRA_2013_PDF.pdf: 263168541 bytes, checksum: 0174e9dd540dc0aeb04c3aa988fe2dbe (MD5) / Esta dissertação destina-se ao lançamento de pressupostos que pretendem provocar revisões do campo da iluminação cênica enquanto área artística de saberes especializados, os quais têm sua fundamentação em conhecimentos técnicos do mundo conjugados à experiência integral do corpo vivido (soma). O objetivo é propor ligações intencionais do sujeito observador à sua própria percepção visual, no sentido de acessar estados criativos de olhar. No âmbito desta pesquisa, entende-se que tanto o profissional da iluminação cênica quanto pessoas não especializadas da área são realizadores e co-criadores da aparência visual do que está em seu campo de visão e, portanto, iluminadores de seu próprio olhar. Abrem-se, com isso, as comportas das convencionais burilações do status de artista e espectador, obra de arte e cotidiano. Por uma abordagem somático-performativa de experiência artística e também de construção estrutural da escrita, considera-se a integração interno-externo da percepção visual como aquilo que estabelece outros parâmetros para compreender a iluminação cênica a partir de princípios que reorganizam seus saberes fundamentais: a luz, o olhar e o aspecto visível das coisas do mundo. O campo passa a ser entendido como uma multiplicidade variada e infinita de possibilidades artístico-criativas, não mais se limitando exclusivamente a suprir necessidades plástico-visuais de espetáculos cênicos. O texto é uma narração autobiográfica em que relato os percursos, crises, desvios e descobertas que levaram a tais afirmações; tratase, portanto, de uma obra em processo contínuo. Ferramentas metodológicas de imagens somático-performativas auxiliam na articulação e movimentação vívida das ideias dispostas. Este é um trabalho multirreferencial de autores, conceitos e obras artísticas. Os principais conceitos que apoiam as discussões são: performatividade, imagem somático-performativa, observador e espectador emancipado. Outros conceitos ainda aparecem como pilares de temas específicos, como é o caso de co-evolução entre luz e cena e olho variável. Os autores que fundamentam o trabalho para falar de iluminação cênica são Roberto Camargo e Richard Palmer. Para dar consistência às proposições lançadas auxiliam-me Ciane Fernandes, Richard Schechner, Eve Sedgwick, Andrew Parker, Jacques Rancière, Jonathan Crary, Jacques Aumont, Alva Nöe, Vilém Flusser e Italo Calvino, dentre outros que aparecem pulverizados ao longo da travessia. / This dissertation is intended to launch assumptions that pretend to provoke revisions of the field of stage lighting as an artistic specialized area that has its foundation in expertise about the technical knowledge of the world combined to fully experience of the living body (soma). The goal is to propose the observer's intentional connections to their own visual perception, been able to access states of creative look. Within this research it is understood that both the professional stage lighting artist and the inexperienced people in this specific area are achievers and co-creators of the visual appearance of what is in their field of vision, and therefore the lighting doers of their own look. From that the floodgates of convencional rummage through status of artist and spectator, artwork and everyday life get opened. By a somatic-performative approach to artistic experience and also structural construction of writing, the integration of the internal-external visual perception are considered the settings for other parameters to understand the stage lighting from principles that reorganize their fundamental knowledgement: light, the look and appearance of visible things of the world. The field becames understood as multiple variations and infinite possibilities of artistic creations, no longer limited solely to meet the plastic-visual needs of scenic spectacles. The text is an autobiographical narration of the routes, crises, detours and discoveries that led to such claims, so it is a work in continual process. Methodological tools of somatic-perforative images helps the articulation and vivid movement of the arranged ideas. This is a work of multi-referential authors, concepts and artworks. The main concepts that support the discussions are: performativity, somatic-performative image, observer and emancipated spectator. Other concepts also appear as pillars of specific topics, such as co-evolution between light and live scene and the variable eye. The authors that give the foundation to speak about stage lighting are Roberto Camargo and Richard Palmer. To give consistency to the propositions presented the ones that help me are Ciane Fernandes, Richard Schechner, Eve Sedgwick, Andrew Parker, Jacques Rancière, Jonathan Crary, Jacques Aumont, Alva Noë, Vilém Flusser and Italo Calvino, and yet some others that appear sprayed over the crossing.

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema de posicionamento dinâmico para uma pequena embarcação baseado em controle a estrutura variável com realimentação por visão computacional. Foram investigadas, na literatura, diversas técnicas desenvolvidas e escolheu-se o controle a estrutura variável devido, principalmente, ao modo de acionamento dos propulsores presentes no barco utilizado para os experimentos. Somando-se a isto, foi considerada importante a robustez que a técnica de controle escolhida apresenta, pois o modelo utilizado conta com incerteza em sua dinâmica. É apresentado ainda o projeto da superfície de deslizamento para realizar o controle a estrutura variável. Como instrumento de medição optou-se por utilizar técnicas de visão computacional em imagens capturadas a partir de uma webcam. A escolha por este tipo de sistema deve-se a alta precisão das medições aliada ao seu baixo custo. São apresentadas simulações e experimentos com controle a estrutura variável em tempo discreto utilizando a integral do erro da posição visando eliminar o erro em regime. Para realizar o controle que demanda o estado completo, são comparados quatro estimadores de estado realizados em tempo discreto: derivador aproximado; observador assintótico com uma frequência de amostragem igual a da câmera; observador assintótico com uma frequência de amostragem maior que a da câmera; e filtro de Kalman. / The design of a dynamic positioning system for a small boat based on variable strutucture control and visual-servoing is presented. Many control tecniques have been investigated and the variable structure control was chosen, mainly, due the operation mode of the motor drivers installed on the boat applied in the experiments. The robustness of this control technique was also considered since the available dynamic model of the boat is uncertain. The design of the sliding surface is shown as well. Computer vision techniques were used to measure the position of the boat from images taken with a webcam, this kind of measure system was chosen due to its high accuracy and low cost. Simulation and experimental results of discrete time variable structure control with integral action of the boats postion, included in order to eliminate steady state error, are shown. To develop this controller four state estimators, in discrete time, are compared: derivative of position; asymptotic observer at a high sampling rate; asymptotic observer at webcams sampling rate; and Kalman filter.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This master thesis proposes a control method of scalar direct torque control and a technique of current control to maximize the aerodynamic efficiency of wind energy conversion systems (WECS) using permanent magnets synchronous generators (PMSG) with non-salient poles. The maximum power point tracking (MPPT) is possible to apply optimum torque to the generator by just controlling the static converter. Two topologies are addressed: The first one is a boost converter, widely used in WECS, where the MPPT method is implemented by the controlling the boost inductor current; and the second is a three phase AC boost converter where the scalar direct torque control is proposed. Aims to reduce the mechanic speed sensor a work with sensorless algorithms, is proposed. First an observer in the continuous time domain in coordinates αβ is developed containing two observers: a current sliding mode whose function is to determine the electromotive force (EMF) and EMF observer which aims to determine the rotor speed based on the direct method of Lyapunov. After, in the discrete time domain, sliding mode observers of speed and rotor position are described. Simulation and experimental results are presented to validate the theoretical analysis and demonstrate the good performance of the techniques to drive PMSG. / Esta dissertação propõe um método de controle escalar direto de conjugado e uma técnica de controle de corrente para maximização da eficiência aerodinâmica de sistemas de conversão de energia eólica (WECS) que utilizam geradores síncronos de ímãs permanente (PMSG) com polos não salientes. O rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT), impõe o conjugado ótimo ao gerador apenas por meio do controle do conversor estático. Duas topologias são abordadas: conversor boost, amplamente utilizado em WECS, em que o método de MPPT é implementado por meio do controle da corrente do indutor boost, e um conversor boost trifásico CA, com controle escalar direto de torque. Buscando reduzir os sensores mecânicos do sistema, estimadores para obtenção da velocidade e da posição rotórica são propostos. Primeiramente um observador no domínio de tempo contínuo em coordenadas αβ é desenvolvido, contendo dois observadores: um de corrente por modos deslizantes, cuja função é determinar a força eletromotriz (EMF) e um observador de EMF, baseado no método direto de Lyapunov, com objetivo de determinar a velocidade rotórica. Posteriormente são descritos observadores por modos deslizantes no domínio de tempo discreto de velocidade e posição rotórica. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para validar a análise teórica e demonstrar o desempenho das técnicas de controle e estimação propostas.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo - Marcelo.pdf: 35082 bytes, checksum: 4b67fc6c6bb142fc1549439cfd8a186b (MD5) Previous issue date: 2013-12-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work is an analysis about of a current vector control by means of a sliding mode observer to find the rotor flux position. For the system modeling, the motor is analyzed from phase inductances until the complete voltage equation in rotor flux frame, which uses rotational transforms. The models are developed on the stationary frame ab as well as on the synchronous frame dq. The observer uses the stationary model while the vector control uses the synchronous model. To accomplish a deeper analysis, the finite element method technique is used to simulate the physical and magnetic behavior of the motor. Considering the 2D restriction while simulating the model, the results are very good. Both vector control and observer were implemented in a commercial inverter and, by means of layer programming, the code could be easily ported between two different microcontroller manufacturers. Tests of applying steady state torque and torque steps were applied to the inverter in order to check the overall system controllers performances. The torque step tests, which forces the dynamic portion to show up in the model equations, were very good to check the good performance of the models of both simulation and real implementation. At end of this work, comparisons between the results of simulation and implementation are held. Such differences are explained and the system itself has proven to have good performance, where the theory could be checked by practice. / Este trabalho apresenta um estudo aplicado e implementado de um controle vetorial de correntes usando um observador de posição de fluxos de rotor via modos deslizantes. Para a modelagem do sistema controlado, foi analisado o modelo do motor desde as indutâncias por fase até o uso de transformadas para obter o modelo das tensões tanto em referencial estacionário άβ quanto em referencial síncrono dq. Para a realização do observador, usou-se o modelo em referencial estacionário e para o controle vetorial, o modelo em referencial síncrono. Para uma análise teórica mais detalhada do comportamento físico-magnético do motor, efetuou-se o uso da técnica de elementos finitos em 2D obtiveram-se resultados bastante satisfatórios. Tanto o controle vetorial quanto o observador foram implementados em um inversor comercial com o uso de metodologias de escrita de código em layers facilitou a portabilidade do código embarcado de um fabricante de microcontroladores para outro. Testes em regime de torque como em degraus de torque foram executados para comprovar o desempenho dos controladores tanto em regimes permanentes de corrente e velocidade bem como durante seus transitórios. O ensaio de transitório, onde forçou-se que os termos de dinâmicas das equações do modelos sejam significativos, pôde-se verificar o desempenho satisfatório do modelo tanto em simulação quanto em casos reais. Comparações entre os resultados de simulação e de implementação foram feitas para explicar eventuais discrepâncias, e o sistema se mostrou bastante atrativo com a comprovação dos resultados teóricos.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Sergio Dainez - resumo.pdf: 31972 bytes, checksum: 94a24928564b90b196513e814cfe09a3 (MD5) Previous issue date: 2010-06-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the resonant linear compressor the piston is drive by a linear actuator and a resonant mechanical spring directly in the reciprocating motion, this is a mass spring resonant system, eliminating bearing and crank of the conventional reciprocating compressors, and the friction loss has a significant reduction. The maximum displacement of the piston is regulating by the equilibration between the power supply by the actuator and the power transfer to the gas compression process. This type of the compressor is design to work at the resonant frequency of the mass spring system, in this condition the efficiency is maximum. Then the control must drive the linear actuator in the maximum displacement of the piston and adjust the drive frequency at the system resonant frequency. For enable of this process is necessary that piston position is known with precision, however the installation of a sensor have same difficulty, since the refrigeration compressor is hermetic system, and it have high pressure and temperature, with wide range of variation. This work develop the implementation of a full order linear observer to estimate the displacement and the velocity of the piston of the resonant linear compressor, and a control system able to drive the compressor in the maximum piston displacement and in the resonant frequency, and only measured a current of the linear actuator, without sensor inside de compressor. For this a nonlinear model of the compressor and a linear model with variable coefficients for the observer are develop, also a simulator of the system is develop, where the compressor model is controlled by the displacement and the velocity signals calculate by observer, demonstrated the feasibility of the proposed technique in the present work. / Nos compressores lineares ressonantes o pistão é acionado por um atuador linear e molas diretamente no sentido do seu movimento alternativo, formando um sistema massa-mola ressonante, eliminando assim os mancais mecânicos e o sistema biela e manivela dos compressores convencionais, reduzindo de forma significativa as perdas por atrito. A amplitude do deslocamento do pistão é regulada pelo equilíbrio da potência fornecida pelo atuador e a potência transferida para o processo de compressão do gás. Estes compressores são projetados para funcionar na frequência de ressonância do sistema massa-mola, nesta condição a eficiência do sistema é máxima. Assim, o controle deve acionar o atuador linear na máxima amplitude de deslocamento do pistão e ajustar a frequência de acionamento na frequência de ressonância do sistema. Para viabilizar este processo é necessário que o curso do pistão seja conhecido com precisão, porém a instalação de um sensor apresenta dificuldades, pois os compressores de refrigeração são herméticos e estão sujeitos a pressões e temperaturas elevadas e com grande faixa de variação. Este trabalho propõe a implementação de um observador de estados de ordem plena, para estimar o deslocamento e a velocidade do pistão do compressor linear ressonante, e um sistema de controle capaz de acionar o compressor no deslocamento máximo e na frequência de ressonância, medindo somente a corrente no atuador linear, sem a necessidade de sensores instalados dentro do compressor. Para isto desenvolve-se um modelo não linear do compressor e um modelo linear equivalente de coeficientes variáveis para o projeto do observador, também é desenvolvido um simulador do sistema, onde o modelo do compressor é controlado pelos sinais de deslocamento e velocidade calculados pelo observador, demonstrando a viabilidade da técnica proposta no presente trabalho.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarceloRBGV_TESE.pdf: 4018928 bytes, checksum: 7940c018115fd94c74a5dbbd7d3f7fb6 (MD5) Previous issue date: 2014-06-27 / The industries are getting more and more rigorous, when security is in question, no matter is to avoid financial damages due to accidents and low productivity, or when it s related to the environment protection. It was thinking about great world accidents around the world involving aircrafts and industrial process (nuclear, petrochemical and so on) that we decided to invest in systems that could detect fault and diagnosis (FDD) them. The FDD systems can avoid eventual fault helping man on the maintenance and exchange of defective equipments. Nowadays, the issues that involve detection, isolation, diagnose and the controlling of tolerance fault are gathering strength in the academic and industrial environment. It is based on this fact, in this work, we discuss the importance of techniques that can assist in the development of systems for Fault Detection and Diagnosis (FDD) and propose a hybrid method for FDD in dynamic systems. We present a brief history to contextualize the techniques used in working environments. The detection of fault in the proposed system is based on state observers in conjunction with other statistical techniques. The principal idea is to use the observer himself, in addition to serving as an analytical redundancy, in allowing the creation of a residue. This residue is used in FDD. A signature database assists in the identification of system faults, which based on the signatures derived from trend analysis of the residue signal and its difference, performs the classification of the faults based purely on a decision tree. This FDD system is tested and validated in two plants: a simulated plant with coupled tanks and didactic plant with industrial instrumentation. All collected results of those tests will be discussed / As ind?strias est?o cada vez mais rigorosas quando o assunto ? seguran?a, tanto para evitar preju?zos financeiros com acidentes e baixa produtividade, quanto para preservar o meio ambiente. Diante dos grandes acidentes em todo o mundo envolvendo aeronaves e processos industriais (nucleares, petroqu?micos etc) procurou-se investir em sistemas que pudessem detectar e diagnosticar falhas (FDD-Fault Detection and Diagnosis). Os sistemas FDD podem evitar eventuais falhas auxiliando o homem na manuten??o e troca de equipamentos defeituosos. Nos dias de hoje os assuntos que envolvem detec??o, isolamento, identifica??o e diagn?stico de falhas est?o ganhando for?a no meio acad?mico e industrial. Diante deste impulso, neste trabalho ser? discutido a import?ncia do estudo de t?cnicas que possam auxiliar o desenvolvimento de sistemas de detec??o e diagn?stico de falhas e proposto um m?todo h?brido para a detec??o e diagn?stico de falhas em sistemas din?micos. Um breve hist?rico ? apresentado de forma a contextualizar as t?cnicas utilizadas no trabalho. A detec??o de falhas pelo sistema proposto ? baseada em observadores de estado juntamente com outras t?cnicas estat?sticas. A ideia principal ? utilizar o pr?prio observador, para al?m de servir como redund?ncia anal?tica, permitir a cria??o de um res?duo que ser? utilizado na detec??o da falha e tamb?m no seu diagn?stico. Um banco de assinaturas auxiliar? o sistema de identifica??o de falhas, que, baseado nas assinaturas oriundas das an?lises de tend?ncia do sinal do res?duo e sua derivada, ir? realizar a classifica??o das falhas baseada em uma ?rvore de decis?o. Este sistema FDD ser? submetido a alguns testes e valida??es em duas plantas: uma planta simulada de tanques acoplados e em uma planta did?tica com instrumenta??o industrial. Os resultados colhidos desses ensaios se mostraram satisfat?rios para um grupo de falhas testadas e ser?o discutidos no decorrer do trabalho

A crescente demanda por produtos poliméricos com propriedades cada vez mais estritas tem forçado o desenvolvimento de técnicas de monitoramento em linha cada vez mais precisas e robustas. Infelizmente, grande parte das principais propriedades poliméricas não são quantificáveis em linha a partir das metodologias analíticas atualmente disponíveis e, portanto, na prática, as propriedades finais dos látices poliméricos são obtidas através da caracterização off line de amostras discretas coletadas do processo, resultando em um tempo de análise longo e indesejado para qualquer algoritmo de controle em tempo real. Por outro lado, como as reações de polimerização são altamente exotérmicas é possível quantificar continuamente a taxa de calor gerado pela reação a partir das medidas de temperatura e do balanço de energia que, por sua vez, pode ser usada para obter importantes informações acerca do estado do processo. Entretanto, esta técnica requer a atualização contínua do coeficiente global de troca térmica ao longo da reação, uma vez que este parâmetro está sujeito a variações temporais significativas. Portanto, o presente trabalho tem por objetivo analisar a viabilidade da aplicação conjunta dos conceitos da calorimetria e dos observadores não-lineares para a estimação dos estados de um processo químico. Para isso, serão analisadas duas reações químicas distintas: a) uma reação de hidrólise de anidrido acético, b) uma reação copolimerização em emulsão. Os resultados obtidos mostraram que essa metodologia é extremamente dependente dos parâmetros de sintonia do observador de estado, inviabilizando o seu uso para o monitoramento em linha de um processo químico. Por outro lado, a aplicação direta do balanço de energia para estimação do calor gerado pela reação, mostrou-se uma forma alternativa simples e viável para a estimação em tempo real dos estados de uma reação de polimerização. / The increasing demand for the production of polymers with more tight properties has placed great emphasis on the development of accurate and robust online monitoring techniques of polymerization reactions. Unfortunately, most of the main characteristics are not measurable online from analytical methodologies currently available and, therefore, in practice, the final properties of polymer latexes are obtained through off line characterization of discrete samples collected from the process, resulting in measurement delay which is undesirable for real-time control. On the other hand, since most of the polymerization reactions are highly exothermic, it is possible to quantify continuously the heat release rate based on temperature measurements and energy balance equations that, in turn, can be used to infer valuable information about the state of process. However, this approach requires up-dating the value of the global heat exchange coefficient through reaction, once this parameter is subject to significant time variations. Therefore, this work aims to examine the feasibility of joint implementation of the concepts of reaction calorimetry and nonlinear state observers for estimation of the states of a chemical process. In order to do that, two distinct chemical reactions will be considered: a) a hydrolysis of acetic anhydride reaction, b) an emulsion copolymerization reaction. The results showed that this approach shows a strong dependence of the tuning parameters, preventing its use for online monitoring of a chemical process. On the other hand, applying the heat balance it is possible to infer continuously the heat release rate and the states of polymerization reactions.