Orientador: Prof. Dr. Álvaro Batista Dietrich / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2014. / Com a crescente utilização da eletrônica embarcada nos veículos atuais em produção, surgiu uma preocupação sobre os efeitos causados por campos eletromagnéticos em módulos e sistemas eletrônicos. Esses campos podem ser gerados por fontes intencionais, como por exemplo, uma emissora de rádio ou devido a uma fonte não intencional, isto é, um campo gerado pelo funcionamento de outro sistema eletrônico, pelo próprio módulo ou pelo cabeamento utilizado para a conexão elétrica desses dispositivos. Desta forma, o objetivo desse trabalho é avaliar a intensidade de um campo eletromagnético irradiado pelo próprio veículo em seu interior, na região onde geralmente é instalado o rádio/GPS ou sistema multimídia e verificar a possibilidade deste campo interferir no funcionamento do Bluetooth. Alguns ensaios foram conduzidos e os campos irradiados pelo veículo em determinadas situações de funcionamento foram medidos. Ademais, utilizando o software de simulação CST (Computer Simulation Technology), realizou-se uma proposta para a abordagem de modelamento computacional dessas medidas na região do painel de instrumentos do veículo. Os resultados obtidos nos ensaios mostraram que o sistema elétrico do veículo não produz campos ou ruídos eletromagnéticas que possam interferir no funcionamento do Bluetooth. Também verificou-se que o CST pode ser utilizado como uma importante ferramenta de modelagem computacional. Portanto, esse trabalho fornece requisitos para um refinamento dos processos de medição e simulação dos efeitos de EMC (Electromagnetic Compatibility) e constata que há alternativas para redução de recursos financeiros de forma direta e na agilidade de se obter diferentes cenários de simulação. / With the increasing use of electronics in current production vehicles, a concern about the effects caused by electromagnetic fields in modules and electronic systems emerged. These fields can be generated by intentional sources, such as a broadscast transmitter or due to an unintentional source, i.e., a field generated by the operating system, for itself or other electronic cabling used for the electrical connection of these devices. Thus, the aim of this study is to evaluate the intensity of an electromagnetic field radiated by the vehicle itself within, the region where the radio / GPS or multimedia system is usually installed and consequently the possibility of this field interfered with Bluetooth. Tests were conducted and the radiated fields in certain operating situations were measured. Moreover, using the simulation software CST (Computer Simulation Technology), there was a proposal for early computational modeling of such measures on the vehicle instrument panel area. The test obtained results showed that the vehicle's electrical system does not produce noise or electromagnetic fields that can interfere with existing Bluetooth operation. Furthermore, it was found that the CST could be used as an important tool of computer modeling. Therefore, this work provides requirements for a refinement of current procedures on the measurement and simulations. It points out directions for alternatives on the cost reduction related to these studies, as well as agility different simulation scenarios.

Veículos Submarinos Não Tripulados (UUVs Unmanned Underwater Vehicles) possuem muitas aplicações comerciais, militares e científicas devido ao seu elevado potencial e relação custo-desempenho considerável quando comparados a meios tradicionais utilizados para a obtenção de informações provenientes do meio subaquático. O desenvolvimento de uma plataforma de testes e amostragem confiável para estes veículos requer o projeto de um sistema completo além de exigir diversos e custosos experimentos realizados no mar para que as especificações possam ser devidamente validadas. Modelagem e simulação apresentam medidas de custo efetivo para o desenvolvimento de componentes preliminares do sistema (software e hardware), além de verificação e testes relacionados à execução de missões realizadas por veículos submarinos reduzindo, portanto, a ocorrência de potenciais falhas. Um ambiente de simulação preciso pode auxiliar engenheiros a encontrar erros ocultos contidos no software embarcado do UUV além de favorecer uma maior introspecção dentro da dinâmica e operação do veículo. Este trabalho descreve a implementação do algoritmo de controle de um UUV em ambiente MATLAB/SIMULINK, sua conversão automática para código compilável (em C++) e a verificação de seu funcionamento diretamente no computador embarcado por meio de simulações. Detalham-se os procedimentos necessários para permitir a conversão dos modelos em MATLAB para código C++, integração do software de controle com o sistema operacional de tempo real empregado no computador embarcado (VxWORKS) e a estratégia de simulação com Hardware In The Loop (HIL) desenvolvida - A principal contribuição deste trabalho é apresentar de forma racional uma estrutura de trabalho que facilite a implementação final do software de controle no computador embarcado a partir do modelo desenvolvido em um ambiente amigável para o projetista, como o SIMULINK. / Unmanned Underwater Vehicles (UUVs) have many commercial, military, and scientific applications because of their potential capabilities and significant costperformance improvements over traditional means of obtaining valuable underwater information The development of a reliable sampling and testing platform for these vehicles requires a thorough system design and many costly at-sea trials during which systems specifications can be validated. Modeling and simulation provide a cost-effective measure to carry out preliminary component, system (hardware and software), and mission testing and verification, thereby reducing the number of potential failures in at-sea trials. An accurate simulation environment can help engineers to find hidden errors in the UUV embedded software and gain insights into the UUV operation and dynamics. This work describes the implementation of a UUV\'s control algorithm using MATLAB/SIMULINK, its automatic conversion to an executable code (in C++) and the verification of its performance directly into the embedded computer using simulations. It is detailed the necessary procedure to allow the conversion of the models from MATLAB to C++ code, integration of the control software with the real time operating system used on the embedded computer (VxWORKS) and the developed strategy of Hardware in the loop Simulation (HILS). The Main contribution of this work is to present a rational framework to support the final implementation of the control software on the embedded computer, starting from the model developed on an environment friendly to the control engineers, like SIMULINK.

Veículos Submarinos Não Tripulados (UUVs Unmanned Underwater Vehicles) possuem muitas aplicações comerciais, militares e científicas devido ao seu elevado potencial e relação custo-desempenho considerável quando comparados a meios tradicionais utilizados para a obtenção de informações provenientes do meio subaquático. O desenvolvimento de uma plataforma de testes e amostragem confiável para estes veículos requer o projeto de um sistema completo além de exigir diversos e custosos experimentos realizados no mar para que as especificações possam ser devidamente validadas. Modelagem e simulação apresentam medidas de custo efetivo para o desenvolvimento de componentes preliminares do sistema (software e hardware), além de verificação e testes relacionados à execução de missões realizadas por veículos submarinos reduzindo, portanto, a ocorrência de potenciais falhas. Um ambiente de simulação preciso pode auxiliar engenheiros a encontrar erros ocultos contidos no software embarcado do UUV além de favorecer uma maior introspecção dentro da dinâmica e operação do veículo. Este trabalho descreve a implementação do algoritmo de controle de um UUV em ambiente MATLAB/SIMULINK, sua conversão automática para código compilável (em C++) e a verificação de seu funcionamento diretamente no computador embarcado por meio de simulações. Detalham-se os procedimentos necessários para permitir a conversão dos modelos em MATLAB para código C++, integração do software de controle com o sistema operacional de tempo real empregado no computador embarcado (VxWORKS) e a estratégia de simulação com Hardware In The Loop (HIL) desenvolvida - A principal contribuição deste trabalho é apresentar de forma racional uma estrutura de trabalho que facilite a implementação final do software de controle no computador embarcado a partir do modelo desenvolvido em um ambiente amigável para o projetista, como o SIMULINK. / Unmanned Underwater Vehicles (UUVs) have many commercial, military, and scientific applications because of their potential capabilities and significant costperformance improvements over traditional means of obtaining valuable underwater information The development of a reliable sampling and testing platform for these vehicles requires a thorough system design and many costly at-sea trials during which systems specifications can be validated. Modeling and simulation provide a cost-effective measure to carry out preliminary component, system (hardware and software), and mission testing and verification, thereby reducing the number of potential failures in at-sea trials. An accurate simulation environment can help engineers to find hidden errors in the UUV embedded software and gain insights into the UUV operation and dynamics. This work describes the implementation of a UUV\'s control algorithm using MATLAB/SIMULINK, its automatic conversion to an executable code (in C++) and the verification of its performance directly into the embedded computer using simulations. It is detailed the necessary procedure to allow the conversion of the models from MATLAB to C++ code, integration of the control software with the real time operating system used on the embedded computer (VxWORKS) and the developed strategy of Hardware in the loop Simulation (HILS). The Main contribution of this work is to present a rational framework to support the final implementation of the control software on the embedded computer, starting from the model developed on an environment friendly to the control engineers, like SIMULINK.