Orientador: José Alfredo Covolan Ulson / Banca: José Carlos de Melo Vieira Junior / Banca: Renato Crivellari Creppe / Resumo: Os transformadores são equipamentos importantes do sistema elétrico de potência, possuem alto custo e suas falhas tem influência direta na qualidade da energia entregue aos consumidores. Uma das principais causas de falhas em transformadores imersos em líquido isolante, as descargas parciais, advém da degradação física e química do sistema de isolação devido à diversos fatores tais como sobrecarga, cargas não-lineares, chaveamento e superaquecimento. Essas descargas parciais aceleram a degradação do dielétrico do transformador e podem levar à destruição do equipamento, ocasionando elevado prejuízo financeiro. Dessa forma, são necessárias ações de prevenção de falhas causadas por descargas parciais em transformadores, através de métodos de monitoramento e localização. Este trabalho teve por objetivo apresentar um método de localização de descargas parciais em transformadores de potência imersos em óleo mineral isolante utilizando o método de emissão acústica e sistemas inteligentes do tipo redes neurais artificiais e algoritmos genéticos. Foram aplicadas métricas de processamento de sinais aos sinais acústicos gerados a partir de descargas parciais e obtidos através de sensores piezelétricos de baixo custo instalados no lado externo do tanque do transformador. Estas métricas foram utilizadas para treinamento das redes neurais a fim de obter a distância euclidiana entre os sensores e as descargas parciais. Essas distâncias euclidianas foram utilizadas em um sistema não-linear d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Transformers are important devices of the electric power system, which have high cost and their failures have a direct influence on the power quality delivered to the consumers. One of the main causes of failures in oil-immersed transformers, the partial discharges, comes from the physical and chemical degradation of the insulation system due to several factors such as overload, non-linear loads, switching and overheating. These partial discharges accelerate the degradation of the transformer dielectric and they can lead to the destruction of the equipment, causing high financial losses. Thus, actions are necessary to prevent faults caused by partial discharges in transformers, through monitoring and locating methods. The aim of this work was to present a method for locating partial discharges in oil-immersed power transformers using the acoustic emission method and intelligent systems such as artificial neural networks and genetic algorithms. Signal processing metrics were applied to the acoustic signals generated from partial discharges and obtained by low-cost piezoelectric sensors installed on the external side of the transformer tank. These metrics were used to train the neural networks in order to obtain the euclidean distance between the sensors and the partial discharges. These euclidean distances were used in a nonlinear location system, which was solved through a genetic algorithm in order to obtain the three-dimensional coordinates of the partial discharge. The ana... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-05-19T04:01:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333600.pdf: 13762735 bytes, checksum: 31f743e3f83c3d126a9fab8ca5392c68 (MD5) Previous issue date: 2014 / A falta de peças de reposição e a consequente ineficiência da manutenção acarretam baixa disponibilidade de equipamentos, prejudicando o nível de serviços e aumentando os custos de produção no setor industrial. A demanda de peças de reposição é esporádica e errática, o que dificulta sua previsão com métodos e ferramentas estatísticas disponíveis. Nesse sentido, o uso de Sistemas Inteligentes de Manutenção (IMS) tem sido estudado para apoiar o processo de previsão de falhas em equipamentos e, dessa forma, contribuir para a disponibilidade e competitividade de sistemas produtivos. Nesse contexto, o presente trabalho propõe um método, o qual tem por objetivo integrar informações providas por Sistemas Inteligentes de Manutenção ao planejamento operacional da cadeia de suprimentos de peças de reposição. Os resultados obtidos indicam que o método desenvolvido é capaz de gerar redução dos custos e assegurar níveis de serviços pré-determinados.<br> / Abstract: The lack of spare parts and inefficient maintenance lead to low availability of equipment, damaging the service level and increasing costs of production in the industrial sector. Spare parts demand is sporadic and erratic, impairing its prediction with available statistical tools. The use of Intelligent Maintenance Systems (IMS) has been studied to support the process of predicting equipment failures and thus contributing to more competitive productive systems. In this context, this study proposes a method, which aims to integrate information provided by Intelligent Maintenance Systems into the operational planning of spare parts supply chain. Obtained results indicate that the developed method is able to generate spare parts supply chain's cost reduction, while ensuring pre-determined service levels.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Florianópolis, 1994. / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:58:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 98180.pdf: 9767162 bytes, checksum: aa7334be8769fbfa79735bcc18add8d4 (MD5) Previous issue date: 1994 / O crescente interesse pela avaliação do desempenho operacional de sistemas de produção com alto grau de automação, como os Sistemas Flexíveis de Manufatura (SFM), especialmente considerando seus problemas associados as suas fases de planejamento e controle operacional (PCO), foi a origem e motivação deste trabalho. Um dos principais problemas referentes ao PCO dos SFM é tratado neste trabalho, isto é, a escassez de metodologias apropriadas, para avaliar as inter-relações entre estas duas fases, diante das inúmeras alternativas e estratégias a elas associadas. As abordagens atuais dissociam estas fases, com conseqüentes descompassos e a geração de soluções pobres e ineficientes. Para o tratamento do problema, foi desenvolvido e implementado um modelo de simulação, incorporado de um algoritmo para a alocação dinâmica dos recursos de acordo com o estado do SFM, no momento da decisão. Este modelo, permite a avaliação do desempenho operacional de SFM, considerando as inter-relações entre as fases de PCO destes sistemas. Foi desenvolvido, também, um protótipo computacional para a utilização do modelo de simulação. Esta ferramenta, incorpora o módulo de simulação de SFM, um módulo inteligente para a interpretação e análise dos resultados das simulações e uma interface gráfica com o usuário. O modelo é testado e comparado com outras soluções da literatura.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Industrial robots today are widely used in industrial processes, whether in assembly processes or product quality verification processes. The task of the robotic manipulator is then seek to position the tool in the desired position with the smallest error as possible, this is done by using control techniques. Despite the existence of modern techniques of control, fixed earnings drivers are still the most industrially used because of its simplicity. Controller with adjustable gains typically require a training period, which makes replacement of this something expensive from the industrial point of view. This paper presents a comparison between classical control techniques, such as proportional integral derivative control, and adjustable gains techniques, set by gain scheduling and fuzzy logic, from the point of they are easy and quick implementation in the field industrial and it is not necessary to adjust the gains to all new desired trajectory. The results show that the adjusted fuzzy controller has a greater ability to adjust to different paths without modification of parameters when compared to other techniques, besides presenting a tolerance to external disturbances and changes in system dynamics. / RobÃs industriais hoje em dia sÃo amplamente utilizados em processos industriais, sejam em processos de montagem ou processos de verificaÃÃo de qualidade de produtos. A tarefa do manipulador robÃtico Ã, entÃo, buscar posicionar a ferramenta na posiÃÃo desejada com o menor erro possÃvel, isto à feito atravÃs do uso de tÃcnicas de controle. Apesar da existÃncia de tÃcnicas modernas de controle, os controladores de ganhos fixos ainda sÃo os mais utilizados industrialmente devido a sua simplicidade. Controladores de ganhos ajustÃveis normalmente necessitam de um perÃodo de treinamento do controlador ou de dados da dinÃmica do sistema para o seu projeto, o que torna a substituiÃÃo de controladores deste tipo algo dispendioso do ponto de vista industrial. Este trabalho apresenta uma comparaÃÃo entre tÃcnicas de controle clÃssicas, tal como o controle proporcional integral derivativo, e tÃcnicas de ganhos ajustÃveis de fÃcil implementaÃÃo, ajuste por escalonamento dos ganhos e por lÃgica fuzzy, partindo do ponto que sejam fÃceis e de rÃpida implementaÃÃo no ramo industrial e que nÃo seja necessÃrio ajustar os ganhos a toda nova trajetÃria desejada. Os resultados mostram que o controlador ajustado por fuzzy tem uma maior capacidade de se ajustar a diferentes trajetÃrias sem necessidade de modificaÃÃes de parÃmetros quando comparado as outras tÃcnicas, alÃm de apresentar uma tolerÃncia a perturbaÃÃes externas e modificaÃÃes na dinÃmica do sistema.

Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Rosemar Batista da Silva / Resumo: A necessidade de reduções de custos aliada ao aumento de qualidade das peças produzidas requer a implementação de sistemas inteligentes em ambientes industriais. O controle dos danos causados no processo de retificação é de interesse direto da indústria dependente desse processo. O objetivo deste trabalho é a proposição de modelos fuzzy empregados na detecção da queima de peças de aço SAE 1020 no processo de retificação plana. Foram realizados doze testes para diferentes condições de usinagem. Para cada teste foram coletados dados referentes a potência elétrica e emissão acústica (sinal puro). Os níveis de queima das peças foram analisados visualmente e com o auxílio computacional. A partir dos sinais de emissão acústica, potência de corte e parâmetros utilizando esses dois sinais, regras linguísticas foram estabelecidas para as diversas situações de queima (leve, média, severa) com a aplicação da lógica nebulosa utilizando-se o Toolbox do MATLAB. Quatro modelos práticos de sistema fuzzy foram desenvolvidos. O primeiro modelo com duas entradas apenas resultam num processo de simples análise. O segundo modelo possui a entrada adicional da estatística do desvio do valor médio (MVD), associando uma nova informação e precisão. Esse modelo é baseado em um sistema de inferência de três entradas, combinados dois a dois. O terceiro modelo, com 64 regras, baseia-se nas mesmas três entradas utilizadas no segundo modelo, combinadas três a três. Esses dois modelos diferem entre si pela base de regras desenvolvidas. O quarto modelo difere do terceiro devido ao número de regras e a entrada adicional baseada na potência de corte, do desvio padrão da mesma e do sinal RMS de emissão acústica. Apresentando respostas válidas, os quatro modelos desenvolvidos mostraram eficiência, precisão, confiabilidade e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The need of costs reduction and quality increase of the produced pieces requires the implementation of intelligent systems in industrial environments. The control of damages caused during the grinding process is interesting to the industry that depends on such process. This work uses fuzzy logic as tool to classify and estimate burn levels in the grinding process in order to help controlling such process. Twelve tests were performed for different grinding conditions. For each test, data were concerning electrical power and acoustic emission (raw signal). The levels of burning parts were analyzed visually and with computer assistance. Based on acoustic emission signals, cutting power, and statistics using these two signals, liguistic rules were established for the various burn situations (slight, intermediate, sever) by applying fuzzy logic using the MATLAB toolbox. Four practical fuzzy system models were developed. This first model with two inputs resulted only in a simple analysis process. The second model has an additional MVD statistic input, associating information and precision. This model is base d on an inference system of three inputs, combined two by two. The third model with 64 rules is based on the same three inputs used in the second model, differ by the rule base developed. The forth model is different from the third one due to the number of rules, the additional input based on the cutting power, the standard deviation and the acoustic emission RMS signal. The four developed models presented valid responses, proving effective, accurate, reliable and easy to use for the determination of ground workpiece burn. In this analysis... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Paulo José Amaral Serni / Coorientador: Eduardo Paciência Godoy / Banca: Everson Martins / Banca: Atila Madureira Bueno / Resumo: A preocupação com a qualidade da energia elétrica, seu uso e técnicas para redução de perdas elétrica não é mais uma tendência e sim uma necessidade, pois, tem se entendido que a energia elétrica é um bem comum e não deve ser desperdiçada. Nesse contexto, estratégias para controlar o nível de tensão e o fator de potência vêm sendo tratadas, com o objetivo de aprimorar o controle dessas variáveis. Este trabalho apresenta uma estratégia de controle integrado de regulação de tensão e do fator de potência para um sistema de distribuição de energia elétrica usando uma rede de comunicação sem fio. A estratégia de controle proposta consiste em uma rede de comunicação entre os dispositivos designados para operarem reguladores de tensão, transformadores com comutadores sob carga e banco de capacitores, concentrando as informações em um único dispositivo capaz de definir a operação dos demais dispositivos alocados no sistema, sendo a concentração das informações feita localmente, sem a necessidade de um sistema de controle centralizado, permitindo uma simplificação e uma redução significativa de custo para implementação de uma solução de controle integrado de tensão e do fator de potência. A estratégia de controle proposta foi modelada no ambiente Matlab®/Simulink® e a rede de comunicação na ferramenta TrueTime. O estudo apresenta uma comparação entre a estratégia proposta e o método de controle tradicional, abordando aspectos relacionados a qualidade de energia elétrica entregue, dema... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The issue about power quality, its rational use, and techniques to reduce electrical losses in the distribution systems is not anymore a trend but a necessity, due to, a understanding that the electricity is a common good, then, should not be wasted. Based on this context, strategies have been studying to control the voltage and power factor with the objective to improve the control of this variables. This work presents an integrated control for voltage and power factor strategy to distribution systems using a wireless network. The purposed strategy allows a communication between the devices designed to operate voltage regulators, on load transformers tap changers, and capacitors bank, concentrating all information in only one device, which is able to define the operation of others, being the concentration information made locally, without a necessity of the a centralize system, simplifying and reducing costs related the implementation of an integrated control for voltage and power factor. The strategy presented was modeled in the Matlab®/Simulink® and the communication network using the TrueTime toolbox. The study presents a comparison between the traditional strategy and the purposed, analyzing the power quality delivered, power demand in peak time, and electrical losses in the system. The results shows that the integrated control for voltage and power factor strategy allows the use of capacitors bank downstream of voltage regulators without any impact in the power quality ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / Nos dias atuais, um enfoque considerável tem sido dado por pesquisas científicas aos acionamentos de motores elétricos, em destaque aos motores de indução trifásicos com rotor gaiola de esquilo, por serem comumente empregados em aplicações do dia-a-dia, principalmente em ambientes industriais, devido às suas inúmeras e bem conhecidas vantagens. Dentre algumas estratégias existentes para o acionamento destes motores, encontra-se o Controle Direto de Torque, um acionamento vetorial que proporciona um bom desempenho para aplicações de médias e baixas potências. Uma topologia dessa estratégia que envolve a utilização de um algoritmo de Modulação por Vetores Espaciais, denominada de DTC-SVM, tem sido amplamente considerada devido às suas vantagens frente à estrutura convencional. Contudo, em seu algoritmo existem malhas de controle de torque, fluxo e velocidade, que adotam geralmente controladores Proporcional-Integral. Neste trabalho, um estimador de fluxo baseado em modelo de tensão e corrente é considerado, no qual sua estrutura também contém um controlador Proporcional- Integral. Diante desse cenário, este trabalho visa contribuir com o aspecto de sintonia destes controladores, empregando metaheurísticas de otimização para efetuar o ajuste otimizado dos ganhos. Três algoritmos metaheurísticos são considerados: a Otimização por Colônia de Formigas, o Evolução Diferencial e a Otimização por Enxame de Partículas. Basicamente, intervalos de busca para as variáveis envolvidas, ou seja, os ganhos dos controladores, assim como uma função objetivo, que relacione os principais aspectos desejados de melhoria do sistema, devem ser definidos para o processo de otimização, o qual é realizado via simulação computacional. Visando avaliar a eficiência da metodologia proposta, neste trabalho são feitas algumas análises do sistema de acionamento DTC-SVM operando com as sintonias otimizadas e também com uma sintonia inicial, obtida com base em ajustes empíricos. Tais análises são feitas tanto em um ambiente de simulações computacionais, utilizando o software MATLAB/Simulink, quanto em um ambiente experimental, considerando um protótipo desenvolvido, no qual o sistema opera com reversão de velocidade, assim como com distúrbios de carga. Os resultados evidenciam desempenhos eficientes do acionamento operando com as sintonias otimizadas, principalmente durante os regimes transitórios e em operações de baixas velocidades. / Nowadays, a considerable focus has been given by scientific research to the electric motors drive, particularly to the three-phase induction motors with squirrel cage rotor, being commonly used in day-to-day applications, especially in industrial environments, due to its numerous and well known advantages. Among some strategies surveyed for driving these motors, there is the Direct Torque Control, a vector drive which provides good performance for medium and low power applications. A topology of this strategy involving the use of a Space Vector Modulation algorithm, called DTC-SVM, has been considered due to its advantages in comparison to conventional structure. However, in their algorithm there are torque, flux and speed control loops which generally consider Proportional-Integral controllers. In this work, a stator linkage flux estimator based on model of voltage and current is considered, in which its structure also contains a Proportional-Integral controller. Given this scenario, this work aims to contribute with the tuning aspect of these controllers, employing optimization metaheuristics aiming an optimized adjustment of the gains. Three metaheuristic algorithms are considered: Ant Colony Optimization, Differential Evolution and Particle Swarm Optimization. Basically, search ranges to the variables involved, ie. Proportional-Integral controller gains, as well as an objective function, which lists the main desired aspects of improving the system, must be set to the optimization process, which is performed by the computational simulation. Aiming to evaluate the effectiveness of this proposed methodology, in this work were made some analysis at the DTC-SVM drive system operating with the optimized tunings and a initial tuning, obtained by empiric adjusts. Such analysis were carried out either in a computer simulation environment, using MATLAB/Simulink software, as in a laboratory environment, considering a prototype developed, in which the system operates with speed reversal, as well as load disturbances. The results show efficient performances of the drive operating with the optimized tunings, especially during the transient periods and low speed operations.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-31T16:52:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2344376 bytes, checksum: e39397755e2d8ce9c0f57409e180b30b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-31T16:52:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2344376 bytes, checksum: e39397755e2d8ce9c0f57409e180b30b (MD5) Previous issue date: 2010-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A secagem dos produtos agrícolas é o processo mais utilizado para assegurar sua qualidade e estabilidade. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema automático para realizar o controle sobre o ciclo de funcionamento de uma bomba de calor de forma a permitir que a mesma seja usada tanto para secagem quanto para aeração de grãos. Quando utilizada no processo de secagem, o sistema de controle é capaz de manter o ar de secagem com temperatura constante e umidade relativa dentro dos parâmetros definidos pelo usuário. Quando utilizada no processo de aeração, o sistema de controle é capaz de manter o ar de saída com valores de temperatura e umidade relativa tais que mantenham a relação de umidade de equilíbrio constante, em resposta às variações ocorridas no ar ambiente. Para o desenvolvimento deste sistema de controle foi utilizado um microcontrolador PIC 18F4550 da microchip, sensores de temperatura LM35 da National Semicondutor e sensores de umidade relativa HIH 4000-004 da Honeywell. Para realizar a ação de controle foi implementado uma estratégia de controle PID em linguagem C para microcontroladores, que de posse dos valores de temperatura e umidade relativa do ar ambiente, do ar na saída da bomba de calor e do ar na saída do silo secador, calcula os erros entre os valores medidos e os desejados. De posse dos valores destes erros, a estratégia de controle PID tende a minimizá-los atuando nos inversores de frequência que controlam o funcionamento do compressor e do ventilador da bomba de calor. Para o caso em que a umidade relativa do ar ambiente estivesse abaixo do valor mínimo para manter a umidade de equilíbrio durante o processo de aeração, foi desenvolvido um sistema borrifador que quando acionado pelo sistema de controle libera água em forma de névoa na entrada da bomba de calor, elevando-se assim a umidade relativa do ar a ser processado. Em todos os testes realizados para a validação do sistema de controle o mesmo foi capaz de manter os valores de temperatura e umidade relativa de acordo com os valores escolhidos, dentro da faixa de operação da bomba de calor utilizada, respondendo de forma satisfatória às variações ocorridas no ar ambiente. / The drying of agricultural products is the most used process to make certain its quality and stability. In this work was developed an automatic system to control the operation cycle of a heat pump with the purpose of to be used both in drier and in aeration of grains. When the heat pump is used in drier process, the control system is able to maintain the dryer air with constant temperature and humidity according to the parameters defined by the user. When used in the aeration process, the control system is able to maintain the air with values of temperature and humidity in such a way which keep moisture content of the grains constant, irrespective of environment changes. In the development of the control system a microcontroller PIC 18F4550, temperature sensors LM35 by National Semiconductors and Humidity sensors HIH 4000-004 by Honeywell was used. To produce the control action a PID control strategy was implemented in language C for microcontrollers, where reading the temperature and humidity sensors disposed at the environment, at the air exit of the heat pump and at the air exit of the grain store, the errors between the desired and the reads values is calculated. With the values of these errors, the PID control strategy try to keep it at the minimum value acting in the frequency inverters which control the compressor and the fan speed of the heat pump. To the case which the environment air humidity is below of the minimum value to maintain moisture contents of the grains in the aeration process, a spray system was purpose- built to produce a mist, when the system is turned on, in the air at the heat pump entrance, adding humidity to the air. After several tests to validate the performance of the control system developed in this work, was possible verify that the system is able to keep temperature and humidity of the air according with the values of set-point defined by user, respecting the operation range of the heat pump, independent of the environment changes. / Não foi localizado o cpf do autor.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:00:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Final Gisele Lira.pdf: 2945367 bytes, checksum: 57a06468ad5309a2985be8b8ca0281d4 (MD5) Previous issue date: 2010-08-27 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The sub-actuated mechanical system of the double inverted pendulum on a cart is a complex subject in the field of control theory. The main reason researchers have focus their attention on this system is its characteristic difficulty on balancing two rods in vertical only using the movement of the cart. Although the evolution of the control theory throughout the years, the development of a robust controller is still an open question. In order to provide a study on more efficient control techniques, considering aspects of efficiency and robustness, we performed a comparative study from which we chose the most appropriate to make part of the model presented in this work. Since there is no a common standard in the different control laws applied to the system, it is modeled, linearized and its dynamic movements are studied. Three control techniques are designed to this modeled system: linear quadratic regulator (LQR), fuzzy logic control and sliding mode control. To the last technique we applied an improvement in the switching function in order to decrease the effects of the chattering problem, using the saturation function. The asymptotic stability of the sliding mode surfaces in each one of these subsystems is proved theoretically using the Barbalat s lemma and the Lyapunov stability. The results of the simulations to the LQR and fuzzy control applied to the linearized system proved its efficiency in stabilizing the system, and the fuzzy controller as a better approximation of the state variables of the equilibrium point, however, their response is slow. The results with the sliding mode controller also present better results when compared to the LQR, with a faster response. The results with the hierarchical sliding mode controller proved its efficiency in face of the uncertainty of the system and the function used to decrease the effects of the chattering problem showed itself useful. / O sistema mecânico sub-atuado duplo pêndulo invertido sobre um carro é um sistema complexo em termos da teoria de controle. O principal motivo de interesse de pesquisadores por este sistema é a dificuldade característica deste sistema em equilibrar duas hastes na vertical apenas com o movimento do carro. Apesar da evolução da teoria de controle ao longo dos anos, o desenvolvimento de um controlador robusto ainda é uma questão aberta. A fim de promover uma análise sobre as técnicas de controle existentes, considerando aspectos de eficiência e robustez, um estudo comparativo foi realizado e, a partir dele, foram escolhidas as mais eficientes para fazer parte do modelo proposto neste trabalho. Devido a dificuldade de padronização entre as diferentes leis de controle aplicadas ao sistema, o mesmo é modelado, linearizado e seus movimentos dinâmicos são estudados. Três técnicas de controle são projetadas para este sistema modelado, sendo elas regulador linear quadrático LQR, controle por lógica fuzzy e controle por modo deslizante. Para este último aplicamos uma melhoria na função de chaveamento visando a atenuação do problema de chattering, utilizando a função de saturação. A estabilidade assintótica das superfícies de modo deslizante de cada um destes subsistemas é provada teoricamente usando o lema de Barbalat e a teoria de estabilidade de Lyapunov. Os resultados de simulações para o controle LQR e fuzzy aplicados ao sistema linearizado comprovam sua eficiência na estabilização do sistema, sendo que o controlador fuzzy possui uma melhor aproximação das variáveis de estado do ponto de equilíbrio, contudo, sua resposta é lenta. Os resultados com o controlador por modo deslizante apresentam também melhores resultados frente ao LQR, com uma resposta mais rápida. Os resultados com o controlador por modo deslizante hierárquico comprovam sua eficiência frente às incertezas do sistema e a função utilizada para atenuação do fenômeno de chattering mostrou-se eficaz.

Orientador: Norian Marranghello / Banca: Adilson Gonzaga / Banca: Rodrigo Capobianco Guido / Resumo: A presença de sistemas automatizados é cada vez mais comum para as pessoas. Seus exemplos vão desde máquinas de lavar, que executam praticamente todo o processo de lavagem e secagem de roupas, até linhas de produção em fábricas dos mais diversos produtos. Esses são exemplos de aplicações que exigem pouca interferência humana no processo, já que as etapas realizadas pelos sistemas são bem definidas e iterativas. Porém, outros tipos de processos podem exigir capacidade de discernimento daquele - ou daquilo - que os executam. Para automatizar esse tipo de processo uma das alternativas é o uso de técnicas de inteligência artificial. Esse trabalho visa realizar uma análise comparativa entre técnicas de inteligência artificial, quais sejam Redes Neurais Artificiais e Máquinas de Vetores de Suporte. Com essa análise espera-se estabelecer qual técnica é mais vantajosa para implementação em hardware de sistemas inteligentes, por meio do uso das principais métricas de projeto de circuitos digitais: tamanho do circuito gerado, consumo de energia e desempenho. Para tanto, foram realizados diversos testes com técnicas de pré-processamento e extração de características das imagens para determinar requisitos necessários para o funcionamento do sistema. A partir desses requisitos foram implementadas diversas arquiteturas de sistemas inteligentes para obter-se o classificador mais adequado para resolver o problema. Por fim, o classificador escolhido foi implementado em FPGA na forma de um módulo, o qual se integrará a um sistema maior, para interpretação de imagens digitais para detecção de ervas daninhas em plantações de soja / Abstract: Automated systems have become common for people. Examples range from washing machines, which perform almost the entire cloth washing and drying process, to the production of many products. These are examples of applications that require modest human interference, since the steps taken by the systems are well defined and iterative. However, other processes may require a capacity of judgment of the natural or artificial system performing them. An alternative to automate this kind of process is the use of artificial intelligence techniques. This study aims at a comparative analysis of artificial intelligence techniques, namely Artificial Neural Networks and Support Vector Machines. With this analysis we hope to establish which technique is more advantageous for hardware implementation of an intelligent system, through the use of key metrics for digital circuit design: circuit size, power consumption and performance. Therefore, several tests were performed with image preprocessing and feature extraction techniques to determine requirements for system operation. From these requirements, various architectures for intelligent systems were implemented to obtain the most appropriate classifier to solve the problem. Finally, the chosen classifier was implemented in FPGA as a module to fit into a larger system for digital image interpretation for the detection of weeds in crops of soybeans / Mestre