Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-01-24T19:15:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ProjetoConstrucaoRobo.pdf: 5011446 bytes, checksum: 582260229690cb7f93a3169008f8cc4c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-01-25T13:38:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ProjetoConstrucaoRobo.pdf: 5011446 bytes, checksum: 582260229690cb7f93a3169008f8cc4c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-01-25T13:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ProjetoConstrucaoRobo.pdf: 5011446 bytes, checksum: 582260229690cb7f93a3169008f8cc4c (MD5) Previous issue date: 2009-12 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Esta dissertação de mestrado apresenta o projeto e a construção de um robô móvel terrestre denominado LOGBOT, com tração de movimento do tipo diferencial – com duas rodas motoras e uma roda livre para manter a estabilidade de sua estrutura em relação à superfície. O controle do robô dispõe dos modos de telemetria e autônomo. No modo de controle por telemetria (ROV), a comunicação do robô com a estação de controle é feita por radiofreqüência a uma distância de até um quilometro em ambientes externos, e até cem metros em ambientes internos. No modo de controle autônomo (AGV), o robô tem habilidade para navegar em ambientes internos e desconhecidos usando sempre a parede à sua esquerda como referência para a trajetória de seu movimento. A seqüência de movimentos para execução da trajetória é enviada para a estação de controle que realiza análises de desempenho do robô. Para executar suas tarefas no modo autônomo, a programação do robô conta com um agente inteligente reativo, que detecta características do ambiente (obstáculos, final de paredes, etc.) e decide sobre qual atitude deve ser executada pelo robô, com objetivo de contornar os obstáculos e controlar a velocidade de suas rodas. Os problemas de erro odométrico e suas correções com base no uso de informações sensoriais externas são devidamente tratados. Técnicas de controle hierárquico do robô como um todo e controle em malha fechada da velocidade das rodas do robô são usadas. Os resultados mostraram que o robô móvel LOGBOT é capaz de navegar, com estabilidade e precisão, em ambientes internos no formato de um corredor (wall following). / This dissertation aims to present the design and construction of a terrestrial mobile robot called LOGBOT with traction type differential movement - with two wheels and an impeller to maintain the stability of its structure with the surface. The robot control modes have the telemetry and autonomous. In the control by telemetry – Remotely Operated Vehicle, communication with the robot control station operator is made by radio at a distance of one kilometer to outdoors, and one hundred meters indoors. In autonomous control mode – Autonomous Guided Vehicle, the robot has the ability to navigate in indoor environments and unfamiliar with the use of the corridor wall as your reference trajectory to be traveled. The sequence of movements for execution of the path is sent to the control station that performs analysis of performance of the robot. To perform these tasks in standalone mode, your program includes a reactive intelligent agent that detects behaviors of the environment and decides a course of action to be performed by the robot, aiming to avoid obstacles and to control the speed of the wheels of mobile robots. The problem of odometer error and its correction based on the use of external sensory information were assessed. Techniques of hierarchical control of the robot as a whole and speed control closed loop of the robot's wheels were used. The results showed that the LOGBOT mobile robot is able to navigate in indoor environments in the form of a corridor, with stability and accuracy.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-31T13:05:45Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3899216 bytes, checksum: ce045da97def621627bd461b4b58db2d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-31T13:05:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3899216 bytes, checksum: ce045da97def621627bd461b4b58db2d (MD5) Previous issue date: 2008-12-16 / O tratamento do ar utilizado em processos agrícolas é uma das atividades essenciais para preservar a qualidade dos produtos ou catalisar os processos para que as atividades de processamento se desenvolvam de forma eficiente. A utilização da circulação do ar como ferramenta de arrasto e transporte de umidade do produto ou do ar que, entremeado em determinada massa de produtos, promove a secagem, a aeração ou resfriamento desse produto. Um dos processos de tratamento desse ar é sua secagem, por meio de aquecimento. Um dos métodos empregados para promover o aquecimento do ar utiliza uma máquina, conhecida como bomba de calor. A aplicação da bomba de calor tem sido, na sua grande maioria, utilizada em regime único de operação de compressão. O controle da taxa de compressão é um dos focos desse trabalho, onde as avaliações dos resultados do funcionamento da bomba de calor, em diversas taxas de compressão, forneceram ar com diferentes valores de umidade relativa e de temperatura. A bomba de calor, utilizada no experimento de beneficiamento de café descascado e desmucilado foi fabricada pela Cool Seed Resfriamento Artificial, sob a orientação do Professor Adílio Flauzino Lacerda Filho. Nesse equipamento um ventilador em regime único é responsável para insuflar o ar nos equipamentos agrícolas. Nesse equipamento, um ventilador em regime único de operação é responsável para insuflar o ar nos equipamentos agrícolas. Um inversor de freqüência, modelo CFW-08 fabricado pela WEG Automação Ltda., foi utilizando para controlar o compressor da bomba, usando sua função multispeed, com a qual foi possível determinar oito regimes diferentes de operação para o compressor fornecendo ar na saída com características psicrométricas diferentes. Os valores de freqüência ajustada, umidade relativa e temperatura do ar na saída da bomba de calor foram coletados, analisados e equacionados. A partir dessas informações e da análise do funcionamento do inversor, foi desenvolvida uma interface para operação manual ou automática, deixando o painel do inversor isolado, garantindo segurança para o operador. A automatização dos controles utilizou chaves ACIONAAC ® e ACIONAACDC ® , com relés, tendo como base chaves digitais DS2406 fabricadas pela Dallas Semiconductor usando a tecnologia 1-Wire TM e uma rotina computacional de acionamento dessas chaves desenvolvida em DELPHI. Os sensores usados para medição de umidade relativa e temperatura ambiente utilizam o dispositivo UMETER®, tendo como base o sensor de umidade relativa HIH-4000 produzido pela Honeywell e o conversor AD DS2438 fabricado pela Dallas Semiconductor utilizando a tecnologia 1-Wire TM . Outra máquina frigorífica foi utilizada para o resfriamento de produtos agrícolas. Essa máquina é um modelo de linha da empresa Cool Seed Resfriamento Artificial, na qual somente seu ventilador tem a sua velocidade controlada por um inversor de freqüência, modelo CFW-09 produzido pela empresa WEG Equipamentos Elétricos S.A. Foi realizado o resfriamento de frutos de café previamente secados e armazenados em um silo de 12m 3 de volume interno. A massa de frutos de café foi resfriada até atingir uma temperatura em torno de 10 o C na parte inferior do silo e 12 o C no topo do silo. Essa máquina frigorífica não sofreu alterações. Porém, o ar fornecido pelas máquinas, que modificam as suas características características desejadas psicrométricas, para o pode não processamento de apresentar as determinados produtos. Sendo assim, é necessário fazer correções ou de umidade relativa, ou de temperatura, do ar a ser empregado. Uma caixa de mistura com uma válvula de mistura foi desenvolvida para realizar o ajuste da grandeza desejada. A correção é realizada pela abertura dessa válvula, usando um motor de passo acionado por um microcontrolador acionado por chaves ACIONAACDC®, promovendo a mistura do ar atmosférico (sem tratamento) com o ar já processado. Pequenas correções são possíveis devido à pequena vazão que essa válvula proporciona. Sua abertura é controlada por uma rotina computacional desenvolvida em DELPHI para monitorar os valores da umidade relativa do ar na saída da caixa de mistura e acionar as chaves. A integração dessa caixa de mistura com uma fonte de ar processado foi experimentada e apresentou na saída alteração em até 10% no valor da umidade relativa do ar na entrada. A caixa de mistura, os sensores e as chaves utilizadas foram desenvolvidos experimentalmente exclusivamente para serem utilizados nesse trabalho. / The treatment of the air used in agricultural processes is one of the essential activities to preserve the product quality or to catalyze the processes so that the processing activities are efficiently developed. The use of the air circulation as a tool for dragging and transporting moisture from the product or humidity from the air inside the void spaces in determined mass of products, promotes its drying, aeration or cooling. One of the processes used is to heat the air by using a machine called heat pump. The heat pump application has been, in general, used in single regimen of compression operation. The control of the compression rates is one of the objectives of this work, for which the evaluation of the heat pump operation for several compression rates resulted demonstrated the possibility of obtaining airflow with different relative humidity and temperature. The heat pump used in the experiment of coffee drying processing was manufactured by the company Cool Seed Resfriamento Artificial, under Dr. Adílio Flauzino de Lacerda Filho supervision. In this equipment a fan under single operation regimen is responsible to blow the air through the agricultural equipment. A frequency inverter, model CFW-08 manufactured by WEG Equipamentos Elétricos Ltda. was used to control the compressor of the heat pump by using its multispeed function, turning it possible to obtain eight different modes of operation for the compressor, supplying air at the pump outlet with different psychrometric characteristics. The values of adjusted frequency, relative humidity and temperature of the air at the heat pump outlet had been collected, analyzed and equated. Based on this information and analysis of the inverter operation, an interface for manual or automatic operation was developed, leaving isolated the inverter panel in order to guarantee the safety for the operator. The automation of the controls was developed using the digital switches called ACIONAAC ® and ACIONAACDC ® , with relays, based on the digital switch DS2406 manufactured by Dallas Semiconductor using the 1-Wire TM technology, and a computational routine written in DELPHI to activate these switches. The air relative humidity and ambient temperature were measured using a device called UMETER®, constructed with HIH-4000 humidity sensor, manufactured by the company Honeywell, and a DS2438 AD converter, manufactured by the company Dallas Semiconductor using 1-Wire TM the technology. Another refrigerating machine was used for cooling of agricultural products. This new machine is a commercial model of the company Cool Seed Resfriamento Artificial. In machine only the fan speed is controlled speed by a frequency inverter, model CFW-09, manufactured by WEG Equipamentos Elétricos S.A. It was realized the cooling of previously dried and stored coffee fruits in a silo with 12 m 3 of internal volume. The bulk of coffee was cooled until reach a temperature of, approximately, 10 o C at the bottom and 12 o C at the top of the bin. This refrigerating machine had no modifications. However, the airflow supplied by the machines that modify its psychrometric characteristics, may not present the desired characteristics for processing of certain products. Therefore it may be necessary to make corrections of the relative humidity or temperature of the airflow to be used. A mixture chamber with a mixture valve was developed to carry out the adjustment of the desired parameters. The correction is made by opening this valve, using an step motor controlled by a microcontroller driven by an ACIONAACDC® switch, realizing the mixture of atmospheric air (without treatment) with the already treated air. Small corrections are possible due to small outflow that this valve provides. The opening of the valve is controlled by a computational routine developed in DELPHI to monitor the values of the air relative humidity at the outlet of the mixture chamber and to activate the switches. The integration of this mixture chamber with a processed air source was tested and presented a change in the value of the relative humidity at the outlet up to 10% as compared with that at the inlet. The mixture chamber, some sensors and switches were developed experimentally exclusively to be used in this work.

166f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-04-10T19:35:07Z No. of bitstreams: 1 Luciana Pacheco seg.pdf: 3529890 bytes, checksum: 13857ac04543f1bbc9fd4d7ed9849eba (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-05-11T15:30:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Luciana Pacheco seg.pdf: 3529890 bytes, checksum: 13857ac04543f1bbc9fd4d7ed9849eba (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-11T15:30:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciana Pacheco seg.pdf: 3529890 bytes, checksum: 13857ac04543f1bbc9fd4d7ed9849eba (MD5) Previous issue date: 2011 / Em sistemas industriais automatizados, a inatividade provocada pela escassez não planejada de recursos, ou por falhas de processo, tem grande influência no desempenho dos sistemas por conta das descontinuidades e instabilidades geradas. Sistemas de controle distribuídos e autônomos podem ajudar a lidar com esses tipos de problemas devido à melhoria de desempenho possibilitada. Entretanto, aspectos relativos à segurança e ao tempo de resposta devem ser bem tratados nesses sistemas devido aos riscos envolvidos (humanos, financeiros e ambientais). A proposta de sistemas autônomos e distribuídos visa a que decisões de controle sejam tomadas mais próximas do objeto controlado, reduzindo assim o tempo de atuação no processo e sistematizando algumas decisões, antes tomadas de forma empírica. Consequentemente, se espera aumentar a disponibilidade e a continuidade do processo, bem como garantir os aspectos de confiabilidade. Entretanto, quando tais sistemas se tornam mais autônomos e distribuídos, podem tender ao comportamento global caótico, caso suas interações não estejam bem definidas. Assim, é importante que seja avaliado e dimensionado o acoplamento entre os sistemas autônomos relacionados. O grau de inteligência de um sistema pode variar de uma entidade completamente controlada a entidades completamente autônomas. O primeiro nível de inteligência é verificado quando um sistema é capaz de gerenciar suas próprias informações, obtidas por meio de sensores e demais técnicas e dispositivos, e não somente manipular informações. Em um segundo nível, o sistema pode notificar o seu gestor quando há um problema. Em um terceiro nível, o sistema já é capaz de tomar decisões e se autogerenciar, mesmo sem intervenção externa. Neste caso, o sistema tem controle total sobre suas tarefas e não há nenhum controle externo a ele. A alternativa proposta pelo GCAD visa a que Sistemas Industriais Automatizados atinjam até o terceiro nível de inteligência, sendo que intervenções externas podem ser admitidas nos casos em que uma ação puramente local e autônoma de fato não é recomendável ou não é possível, por exemplo, havendo necessidade de substituição de equipamentos ou dispositivos. O GCAD propõe um módulo de controle inteligente instanciado predominantemente em nível local que visa a permitir que cada Sistema Industrial Automatizado, distribuído em células, tome decisões críticas de uma forma autônoma. Adicionalmente, um módulo remoto deve gerenciar situações mais complexas que estão além da capacidade de decisão ou atuação do sistema de controle local. O modelo proposto visa a permitir ajustes automáticos e autônomos no sistema, a fim de melhorar seu desempenho, e prevenir ou tratar as falhas inesperadas,assegurando a continuidade da operação. / Salvador

CAPES / O conforto e a liberdade de movimentos de pacientes com doenças crônicas e que têm que ser continuamente monitorados é um tema que tem incentivado o desenvolvimento de novas tecnologias como as redes de sensores corporais sem fios (WBAN) e novas áreas de pesquisa como a telemedicina. Além disso, a incorporação de software inteligente que permite simular o raciocínio dos especialistas, auxiliá-los na tomada de decisões e detectar com antecedência condições anormais ou tendência ao desenvolvimento de determinadas doenças, abre um campo ainda maior de pesquisas, como o campo da Inteligência Artificial na Medicina (AIM). O monitoramento de pacientes por meio de equipamentos sem fios, em conjunto com a tecnologia AIM, permite desenvolver soluções práticas para monitorar pacientes sem descuidar de seu conforto. Nesta tese foram pesquisadas técnicas inteligentes para o desenvolvimento de uma aplicação que permita monitorar cinco sinais vitais de pacientes sem que eles precisem usar leitos hospitalares. Em uma primeira etapa, os procedimentos médicos tipicamente usados pelos especialistas para avaliar um paciente foram estudados e transformados em regras para o modelo fuzzy. O modelo fuzzy proposto permite analisar o estado clínico presente do paciente e criar as saídas desejadas (targets) que permitam treinar as redes neurais artificiais. Posteriormente foi desenvolvido um modelo neural que, analisando os dados atuais e saídas anteriores do paciente, permite prever o seu estado clínico futuro próximo. A fim de achar a metodologia mais exata, cinco redes neurais artificiais foram analisadas e comparadas umas às outras. As redes Elman MISO, Elman MIMO, e NNARX – totalmente conectadas e podadas – foram testadas. O modelo fuzzy teve um excelente resultado concordando com as respostas dadas pelos especialistas em 99,76% dos casos. Depois de analisar as redes propostas no conjunto de validação, os resultados revelaram que unicamente a rede NNARX podada pode oferecer a mais alta acurácia de 99,82%, enquanto os outros modelos degradam o seu desempenho em até 35%. As técnicas de parada antecipada para o treinamento junto com a obtenção de valores médios de MSE, FPE e coeficientes de correlação conseguiram obter as melhores topologias de cada tipo de rede, fazendo quase desnecessária a sua poda. As redes NNARX e P-NNARX conseguiram resultados bem melhores que as redes restantes, mas a acurácia na rede P-NNARX observou um aumento de 1,27% em relação à rede NNARX. Como conclusão, pode-se dizer que, para este caso particular, as redes NNARX capturam a essência do sistema dinâmico não linear muito melhor do que as redes Elman. Finalmente, a rede P-NNARX foi a escolhida para a implementação do sistema inteligente proposto nesta tese. A sua acurácia foi de 99,25% para uma predição no tempo (t + d), onde d = 1 segundo, utilizando os dados de 30 novos pacientes. Foram feitas mais provas com periodos de predição maiores e o sistema demostrou uma ligeira diminuição na acurácia, chegando a 94,58% para d = 60 segundos, mas ainda ficando na faixa dos 90%. Os resultados demonstram o alto nível de generalização do sistema e o excelente desempenho na predição dos três estados clínicos do paciente (estável, semiestável e instável). Pretende-se que este sistema inteligente possa ser usado como ferramenta para a medicina preventiva em pacientes crônicos. / The comfort and freedom of movements of patients that have to be continually monitored is a theme that has motivated the development of new technologies such as networks of wireless body sensors (WBAN) and new research areas such as telemedicine. In addition, the incorporation of intelligent software to simulate the reasoning of experts, assist them in decision making and in early detection of abnormal conditions or tendencies to develop certain diseases, opens an even larger field of research, such as the field of Artificial Intelligence in Medicine (AIM beings its acronym in English). Patient monitoring through wireless equipment and AIM technology allows to develop practical solutions to control patients in environments outside of clinics or hospitals. In this thesis, intelligent tools were used for the development of an application that allows monitoring of five vital signs of patients without them being present in a hospital bed. In a first step, typical medical procedures used by specialists for evaluating a patient were studied and transformed into rules for the fuzzy model. The proposed fuzzy model allows the analysis of the current state of the patient to create the desired outputs (targets) that are used to train the artificial neural networks. Then, a neural model was developed which, by analysing current and historic patient data, forecasts patients’ clinical status in the near future. In order to find the most exact methodology, five artificial neural networks were analyzed and compared with each other using thousands of real patient data sets. Elman MISO, Elman MIMO and NNARX – fully connected and pruned – were tested. The fuzzy model answered in a excelent form, agreeing in 99.76% to the answers given by the experts. After analizing the proposed networks in the validation dataset, it was discovered that the pruned NNARX can offer the highest overall accuracy of 99.82%, whereas the others show a decrease of up to 35%. Through techniques such as early stopping for the training with the search of the mean of MSE, FPE and correlation coefficients it was possible to achieve the best topologies of every network type, making their pruning almost unnecessary. The fully connected NNARX and the P-NNARX achieved much better results than other networks, but an increase of 1.27% was observed in the overall accuracy of the pruned network with respect to the NNARX. It can be said that for this particular case, NNARX networks capture the essence of the non-linear dynamic system much better than Elman. Finally, the P-NNARX model was chosen for the implementation of the proposed smart system. Its overall acuracy was of 99.25%, for the prediction time (t + d), with d = 1 second, by using unseen data of 30 new patients. More tests made with longer prediction periods demonstrate a slight decrease in the overall accuracy reaching up to 94.58% for d = 60 seconds. Nevertheless, it still remained over 90%. Results demonstrate the high generalization level of the system and its excellent performance in predicting the three possible patient conditions (stable, semi-stable, unstable). The next step is to turn this intelligent system into an usefull tool for preventive medicine for chronic patients.

CAPES / O conforto e a liberdade de movimentos de pacientes com doenças crônicas e que têm que ser continuamente monitorados é um tema que tem incentivado o desenvolvimento de novas tecnologias como as redes de sensores corporais sem fios (WBAN) e novas áreas de pesquisa como a telemedicina. Além disso, a incorporação de software inteligente que permite simular o raciocínio dos especialistas, auxiliá-los na tomada de decisões e detectar com antecedência condições anormais ou tendência ao desenvolvimento de determinadas doenças, abre um campo ainda maior de pesquisas, como o campo da Inteligência Artificial na Medicina (AIM). O monitoramento de pacientes por meio de equipamentos sem fios, em conjunto com a tecnologia AIM, permite desenvolver soluções práticas para monitorar pacientes sem descuidar de seu conforto. Nesta tese foram pesquisadas técnicas inteligentes para o desenvolvimento de uma aplicação que permita monitorar cinco sinais vitais de pacientes sem que eles precisem usar leitos hospitalares. Em uma primeira etapa, os procedimentos médicos tipicamente usados pelos especialistas para avaliar um paciente foram estudados e transformados em regras para o modelo fuzzy. O modelo fuzzy proposto permite analisar o estado clínico presente do paciente e criar as saídas desejadas (targets) que permitam treinar as redes neurais artificiais. Posteriormente foi desenvolvido um modelo neural que, analisando os dados atuais e saídas anteriores do paciente, permite prever o seu estado clínico futuro próximo. A fim de achar a metodologia mais exata, cinco redes neurais artificiais foram analisadas e comparadas umas às outras. As redes Elman MISO, Elman MIMO, e NNARX – totalmente conectadas e podadas – foram testadas. O modelo fuzzy teve um excelente resultado concordando com as respostas dadas pelos especialistas em 99,76% dos casos. Depois de analisar as redes propostas no conjunto de validação, os resultados revelaram que unicamente a rede NNARX podada pode oferecer a mais alta acurácia de 99,82%, enquanto os outros modelos degradam o seu desempenho em até 35%. As técnicas de parada antecipada para o treinamento junto com a obtenção de valores médios de MSE, FPE e coeficientes de correlação conseguiram obter as melhores topologias de cada tipo de rede, fazendo quase desnecessária a sua poda. As redes NNARX e P-NNARX conseguiram resultados bem melhores que as redes restantes, mas a acurácia na rede P-NNARX observou um aumento de 1,27% em relação à rede NNARX. Como conclusão, pode-se dizer que, para este caso particular, as redes NNARX capturam a essência do sistema dinâmico não linear muito melhor do que as redes Elman. Finalmente, a rede P-NNARX foi a escolhida para a implementação do sistema inteligente proposto nesta tese. A sua acurácia foi de 99,25% para uma predição no tempo (t + d), onde d = 1 segundo, utilizando os dados de 30 novos pacientes. Foram feitas mais provas com periodos de predição maiores e o sistema demostrou uma ligeira diminuição na acurácia, chegando a 94,58% para d = 60 segundos, mas ainda ficando na faixa dos 90%. Os resultados demonstram o alto nível de generalização do sistema e o excelente desempenho na predição dos três estados clínicos do paciente (estável, semiestável e instável). Pretende-se que este sistema inteligente possa ser usado como ferramenta para a medicina preventiva em pacientes crônicos. / The comfort and freedom of movements of patients that have to be continually monitored is a theme that has motivated the development of new technologies such as networks of wireless body sensors (WBAN) and new research areas such as telemedicine. In addition, the incorporation of intelligent software to simulate the reasoning of experts, assist them in decision making and in early detection of abnormal conditions or tendencies to develop certain diseases, opens an even larger field of research, such as the field of Artificial Intelligence in Medicine (AIM beings its acronym in English). Patient monitoring through wireless equipment and AIM technology allows to develop practical solutions to control patients in environments outside of clinics or hospitals. In this thesis, intelligent tools were used for the development of an application that allows monitoring of five vital signs of patients without them being present in a hospital bed. In a first step, typical medical procedures used by specialists for evaluating a patient were studied and transformed into rules for the fuzzy model. The proposed fuzzy model allows the analysis of the current state of the patient to create the desired outputs (targets) that are used to train the artificial neural networks. Then, a neural model was developed which, by analysing current and historic patient data, forecasts patients’ clinical status in the near future. In order to find the most exact methodology, five artificial neural networks were analyzed and compared with each other using thousands of real patient data sets. Elman MISO, Elman MIMO and NNARX – fully connected and pruned – were tested. The fuzzy model answered in a excelent form, agreeing in 99.76% to the answers given by the experts. After analizing the proposed networks in the validation dataset, it was discovered that the pruned NNARX can offer the highest overall accuracy of 99.82%, whereas the others show a decrease of up to 35%. Through techniques such as early stopping for the training with the search of the mean of MSE, FPE and correlation coefficients it was possible to achieve the best topologies of every network type, making their pruning almost unnecessary. The fully connected NNARX and the P-NNARX achieved much better results than other networks, but an increase of 1.27% was observed in the overall accuracy of the pruned network with respect to the NNARX. It can be said that for this particular case, NNARX networks capture the essence of the non-linear dynamic system much better than Elman. Finally, the P-NNARX model was chosen for the implementation of the proposed smart system. Its overall acuracy was of 99.25%, for the prediction time (t + d), with d = 1 second, by using unseen data of 30 new patients. More tests made with longer prediction periods demonstrate a slight decrease in the overall accuracy reaching up to 94.58% for d = 60 seconds. Nevertheless, it still remained over 90%. Results demonstrate the high generalization level of the system and its excellent performance in predicting the three possible patient conditions (stable, semi-stable, unstable). The next step is to turn this intelligent system into an usefull tool for preventive medicine for chronic patients.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2016-12-09T15:11:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ControleInteligenteLQR.pdf: 2310311 bytes, checksum: 11af2680d8c53f2af5c55aa84abe2822 (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2016-12-15T12:03:10Z (GMT) / Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2016-12-15T13:34:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ControleInteligenteLQR.pdf: 2310311 bytes, checksum: 11af2680d8c53f2af5c55aa84abe2822 (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2016-12-15T14:00:21Z (GMT) / Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2016-12-15T14:24:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ControleInteligenteLQR.pdf: 2310311 bytes, checksum: 11af2680d8c53f2af5c55aa84abe2822 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2016-12-19T13:20:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ControleInteligenteLQR.pdf: 2310311 bytes, checksum: 11af2680d8c53f2af5c55aa84abe2822 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T13:20:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ControleInteligenteLQR.pdf: 2310311 bytes, checksum: 11af2680d8c53f2af5c55aa84abe2822 (MD5) Previous issue date: 2008-08-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese é apresentado um modelo neuro-genético, orientado a síntese de controladores no espaço de estado baseado no projeto do Regulador Linear Quadrático, para alocação de autoestrutura em sistemas dinâmicos multivariáveis. O modelo neuro-genético representa uma fusão de um algoritmo genético e uma rede neural recorrente para realizar a seleção das matrizes de ponderação e resolver a equação algébrica de Riccati, respectivamente. Um modelo de 6a ordem de uma aeronave, um modelo de 6a ordem de um gerador de indução duplamente alimentado de uma planta eólica e um modelo de 4a ordem de um circuito elétrico, são usados para avaliar a fusão dos paradigmas de inteligência computacional e o desempenho da metodologia do projeto de controle. O desempenho dos modelos neuro-genéticos são avaliados por momentos estatísticos de primeira e segunda ordem para o algoritmo genético, enquanto que a rede neural é avaliada por superfícies da função energia e da norma do infinito da equação algébrica de Riccati. São feitas comparações com o método de Schur. / In this thesis is presented a neural-genetic model, oriented to state space controllers synthesis, based on the Linear Quadratic Regulator design, for eigenstructure assignment of multivariable dynamic systems. The neural-genetic model represents a fusion of a genetic algorithm and a recurrent neural network to perform the weighting matrices selection and the algebraic Riccati equation solution, respectively. In order to a assess the LQR design, the procedure was applied in a 6th order aircraft model, 6th order doubly fed induction generator model of a wind plant and a 4th order electric circuit model which were used to evaluate the fusion of the computational intelligence paradigms and the control design method performance.The performance of the neural-genetic models are evaluated by the first and second statistics moments for the genetic algorithm, whereas the neural network is evaluated by surfaces of the energy function and of the norm of the infinity of the algebraic equation of Riccati and the results compared to the results obtained by using Schur’s Method.

This work presents an intelligent control of position and velocity to a climber robot developed to perform inspections of pressure vessels. The climber robot has steerable and magnetic wheels, which makes it similar to an omnidirectional robot due to its high maneuverability. The intelligent velocity control proposed uses the switching Fuzzy controllers according to the movement to be performed, which allow the use of all the robot's movement potential respecting the constraints imposed by the dynamic model and magnetic adhesion. Also, a position controller was developed in cascade with the speed controller to verify the navigation capability of the robot in a 2D environment. Simulated and experimental tests are applied for validation of control techniques implemented and they're presented at the end of this work. / Este trabalho apresenta um controle inteligente de posição e velocidade para um robô escalador desenvolvido para realizar inspeções em vasos de pressões. O robô escalador possui rodas direcionáveis e magnéticas, o que o torna similar a um robô omnidirecional em virtude da sua alta manobrabilidade. O controle inteligente de velocidade proposto utiliza o chaveamento de controladores Fuzzy de acordo com o movimento a ser realizado, que permitem a utilização de todo o potencial de movimentação do robô respeitando as restrições impostas pelo modelo dinâmico e pela adesão magnética. Também foi projetado um controlador de posição em cascata com o de velocidade para a verificação da capacidade de navegação do robô em um ambiente 2D. Testes simulados e experimentais são aplicados para a validação das técnicas de controle implementadas e são apresentados ao final do trabalho.