Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2007 / Bibliografia: f. 60-64 / Este trabalho apresenta uma proposta de uma arquitetura híbrida de controle para sistemas flexíveis de manufatura. Essa arquitetura é baseada em dois formalismos: a Teoria de Controle Supervisório e as Redes de Petri Coloridas. A Teoria de Controle Superv / Abstract: This paper presents a hybrid control approach for flexible manufacturing systems. The architecture is based on two formalisms: Supervisory Control Theory and Colored Petri Nets. Supervisory Control Theory and one of its extensions, the local mod

A mobilidade é uma marca da nossa civilização. Tanto o transporte de carga quanto o de passageiros compartilham de uma enorme infra-estrutura de conexões operados com o apoio de um sofisticado sistema logístico. Simbiose otimizada de módulos mecânicos e elétricos, os veículos evoluem continuamente com a integração de avanços tecnológicos e são projetados para oferecer o melhor em conforto, segurança, velocidade e economia. As regulamentações organizam o fluxo de transporte rodoviário e as suas interações, estipulando regras a fim de evitar conflitos. Mas a atividade de condução pode tornar-se estressante em diferentes condições, deixando os condutores humanos propensos a erros de julgamento e criando condições de acidente. Os esforços para reduzir acidentes de trânsito variam desde campanhas de re-educação até novas tecnologias. Esses tópicos têm atraído cada vez mais a atenção de pesquisadores e indústrias para Sistemas de Transporte Inteligentes baseados em imagens. Este trabalho apresenta um estudo sobre técnicas de detecção e classificação de sinalização vertical de trânsito em imagens de cenários de tráfego complexos. O sistema de reconhecimento visual automático dos sinais destina-se a ser utilizado para o auxílio na atividade de direção de um condutor humano ou como informação para um veículo autônomo. Com base nas normas para sinalização viária, foram testadas duas abordagens para a segmentação de imagens e seleção de regiões de interesse. O primeiro, uma limiarização de cor em conjunto com Descritores de Fourier. Seu desempenho não foi satisfatório. No entanto, utilizando os seus princípios, desenvolveu-se um novo método de filtragem de cores baseado em Lógica Fuzzy que, juntamente com um algoritmo de seleção de regiões estáveis em diferentes tons de cinza (MSER), ganhou robustez à oclusão parcial e a diferentes condições de iluminação. Para classificação, duas Redes Neurais Convolucionais curtas são apresentadas para reconhecer sinais de trânsito brasileiros e alemães. A proposta é ignorar cálculos complexos ou features selecionadas manualmente para filtrar falsos positivos antes do reconhecimento, realizando a confirmação (etapa de detecção) e a classificação simultaneamente. A utilização de métodos do estado da arte para treinamento e otimização melhoraram a eficiência da técnica de aprendizagem da máquina. Além disso, este trabalho fornece um novo conjunto de imagens com cenários de tráfego em diferentes regiões do Brasil, contendo 2.112 imagens em resolução WSXGA+. As análises qualitativas são mostradas no conjunto de dados brasileiro e uma análise quantitativa com o conjunto de dados alemão apresentou resultados competitivos com outros métodos: 94% de acurácia na extração e 99% de acurácia na classificação. / Mobility is an imprint of our civilization. Both freight and passenger transport share a huge infrastructure of connecting links operated with the support of a sophisticated logistic system. As an optimized symbiosis of mechanical and electrical modules, vehicles are evolving continuously with the integration of technological advances and are engineered to offer the best in comfort, safety, speed and economy. Regulations organize the flow of road transportation machines and help on their interactions, stipulating rules to avoid conflicts. But driving can become stressing on different conditions, leaving human drivers prone to misjudgments and creating accident conditions. Efforts to reduce traffic accidents that may cause injuries and even deaths range from re-education campaigns to new technologies. These topics have increasingly attracted the attention of researchers and industries to Image-based Intelligent Transportation Systems. This work presents a study on techniques for detecting and classifying traffic signs in images of complex traffic scenarios. The system for automatic visual recognition of signs is intended to be used as an aid for a human driver or as input to an autonomous vehicle. Based on the regulations for road signs, two approaches for image segmentation and selection of regions of interest were tested. The first one, a color thresholding in conjunction with Fourier Descriptors. Its performance was not satisfactory. However, using its principles, a new method of color filtering using Fuzzy Logic was developed which, together with an algorithm that selects stable regions in different shades of gray (MSER), the approach gained robustness to partial occlusion and to different lighting conditions. For classification, two short Convolutional Neural Networks are presented to recognize both Brazilian and German traffic signs. The proposal is to skip complex calculations or handmade features to filter false positives prior to recognition, making the confirmation (detection step) and the classification simultaneously. State-of-the-art methods for training and optimization improved the machine learning efficiency. In addition, this work provides a new dataset with traffic scenarios in different regions of Brazil, containing 2,112 images in WSXGA+ resolution. Qualitative analyzes are shown in the Brazilian dataset and a quantitative analysis with the German dataset presented competitive results with other methods: 94% accuracy in extraction and 99% accuracy in the classification.

Sistemas inteligentes têm sido usados no comércio eletrônico como ferramentas de personalização. Eles são destinados a criar ofertas individualizadas de produtos, recomendações direcionadas e até mesmo modificar o design do website para atender a características específicas de usuários. Tais possibilidades de personalização têm o intuito de facilitar o processo de tomada de decisão, melhorar a navegação e fornecer aos usuários da Internet uma sensação de contato social e de individualização em suas atividades online. A presente tese é o resultado de uma pesquisa experimental destinada a testar os efeitos, ao longo do tempo, de recomendações geradas por meio de métodos implícitos de elicitação de preferências. Para isso, foi criado um website experimental, no qual 189 participantes completaram um série de cinco tarefas de compras com um intervalo de uma semana entre cada tarefa. Os resultados foram analisados a partir da técnica do modelo das trajetórias latentes. Foi possível identificar, a partir disso, que recomendações não têm um efeito significativo no esforço para tomada de decisão nas interações iniciais, mas depois da segunda interação, há uma influência observável da presença de recomendações no tempo utilizado para a tomada de decisão. Em média, tempo para a tomada de decisão foi 21,4% menor para sujeitos no grupo teste quando comparados com o grupo controle. Procurando desvendar os mecanismos através dos quais as recomendações geram a redução no esforço para a tomada de decisão ao longo do tempo, uma análise de moderação foi realizada, incluindo-se como variáveis o envolvimento com a tarefa de compras e a familiaridade com o website, medida a partir do número de interações de compras. Com base nisso, considerou-se que o modelo mais adequado para testar a interação da presença de recomendações geradas por métodos implícitos de elicitação das preferências no website seria analisá-la como um moderador da relação entre envolvimento com a tarefa de compras e esforço para a tomada de decisão. Foi possível observar que em uma análise incluindo envolvimento com a tarefa, presença/ ausência de recomendações e familiaridade com o website estas variáveis interagiram entre si em um modelo de moderação moderada, capaz de explicar 40,25% da variância na variável dependente. Este efeito moderador, entretanto, somente demonstrou ser significativo depois da terceira compra simulada. Adicionalmente, os resultados indicaram que a aceitação da recomendação não estava relacionada com a redução no esforço para a tomada de decisão, o que levou à conclusão de que recomendações podem não estar influenciando as escolhas dos consumidores diretamente, mas sendo usadas como pontos de referência que fornecem parâmetros para a tomada de decisão. Isso foi também verificado ao analisar a variância nas escolhas de compras entre os sujeitos que executaram compras com recomendações e os sujeitos no grupo de controle. Os resultados sugerem que as recomendações podem fornecer auxílio importante para a redução do esforço do consumidor na tomada de decisão, mas sua influência se torna efetiva apenas depois que os consumidores estão familiarizados com o website. As companhias de e-comerce podem se beneficiar com tais informações adaptando a maneira com a qual gerenciam e apresentam recomendações aos seus vistantes. / Intelligent systems have been used in electronic commerce for the purpose of personalization. They are intended to tailor product offers, recommendations and even the whole website design to specific users needs and characteristics. Such personalization features are supposed to facilitate decision making process, make internet browsing easier and give the Internet users a sense of social feeling and individualization in their online activity. The present dissertation thesis is the result of an experimental research addressed to test the effects, over time, of recommendations generated by implicit elicitation methods. For that, an experimental website was created, where 189 participants completed a series of five purchase tasks with an interval of one week between each task. Results indicated that recommendations do not have a significant effect on decision effort during initial interactions, but after the second interaction, there is an observable effect of recommendations on time to make a decision. On average, time to make a decision was 21.4% lower for subjects in a test group when compared to the control group. The presence of recommendations generated by implicit elicitation methods at the website was also tested as a moderator of the relationship between involvement with the purchase task and decision effort. It was possible to observe that an analysis considering involvement with the task, presence/absence of recommendations and familiarity with the website these variables interacted in a moderated moderation model capable of explaining 40.25% of the variance of the dependent variable. This moderating effect, however, proved to be significant only after the third purchase took place. Additionally, results demonstrated that recommendation acceptance was not related to effort reduction, what led to the conclusion that recommendations may not be influencing consumers’ choices, but being used as frames of reference that provide parameters for decision making. That was also verified by looking at the variance in the purchase choices between people who executed purchases with recommendations when compared to the control group. Results suggest that recommendations can be important aids to reduce consumer effort, but their influence will only be effective after consumers are familiarized with the website. E-commerce companies can benefit from such information by adapting the way they manage and present recommendations to their visitors.

Orientador: Carlos Roberto Minussi / Resumo: Nesta pesquisa, é abordado o desenvolvimento de um sistema inteligente visando à classificação (análise) dos fatores de risco à saúde numa visão amplamente adotada pelo Núcleo de Apoio à Saúde da Família (NASF). Trata-se de um recurso alternativo importante para a referida entidade, assim como para uso em outros núcleos similares. A base de dados no NASF é composta por informações procedentes de 376 pacientes alocados em setores numa divisão feita por bairros. Estes pacientes são assistidos, semanalmente, com atividades físicas e realização de exames de saúde. Os dados clínicos são armazenados numa base de dados configurada no MySQL 6.3. O sistema, baseado na teoria da lógica fuzzy, emprega uma métrica de inferência, um controlador fuzzy, de acordo com a concepção do dispositivo de defuzzificação proposto por Mamdani. Nesta pesquisa, é avaliado o desempenho do controlador lógico fuzzy, no qual é possível verificar as classificações de cada indicador como o índice de massa corporal, razão cintura/quadril, pressão arterial, níveis glicêmicos, síndrome metabólica, frequência cardíaca de repouso, colesterol total, LDL-C, HDL-C, triglicerídeos, circunferência abdominal, os quais compõem os principais parâmetros à análise. O sistema para o servidor é realizado usando a linguagem de programação C-sharp e do aplicativo web em Cordova. Em resumo, verifica-se que o programa do NASF pode ser melhor acompanhado pelos profissionais da área, que puderam obter uma visão do estado da saúde d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This research addresses the development of an intelligent system focusing on the classification (analysis) of health risk factors through a point of view widely used by NASF (Family Health Support Group). It is an important alternative resource for this entity, as well as for the use of many others similar health support groups. NASF database is formed by information of more than 376 patients divided into sectors through a division made by neighborhoods. These patients are observed weekly, with physical activities and health exams. Clinical data is stored in a MySQL 6.3 defined database. The system, based on fuzzy logic theory, works with metric inference, a fuzzy controller according to the defuzzification process proposed by Mamdani. This research evaluated fuzzy logic controller performance, in which is possible to verify the classification of each indicator such as body mass index, waist/hip ratio, blood pressure, glicemic levels, metabolic syndrome, rest cardiac frequency, total cholesterol, LDL-C, HDL-C, triglycerides, abdomen circumference, which are the main parameters for analysis. The system development for the server was developed by using C-sharp and web Cordova. In short, it was possible to check that NASF program can have a better follow up by health professionals and obtain the patient status and, thus, direct adequate physical activity for each participant, furthermore, the patient will have his health profile by smartphone which allows resources to be used co... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-20Bitstream added on 2014-06-13T19:16:08Z : No. of bitstreams: 1 euzebio_csg_me_bauru.pdf: 3031848 bytes, checksum: 6b7741a092864eabaa133ffdbcd4eed8 (MD5) / 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... / 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)

Submitted by DANILO DE MELO BRUNINI null (dbrunini@gmail.com) on 2017-07-14T02:28:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Final_DaniloBrunini.pdf: 4098580 bytes, checksum: f552cf864fb92ba3889ebf437d9c11d7 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-07-14T19:08:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 brunini_dm_me_bauru.pdf: 4098580 bytes, checksum: f552cf864fb92ba3889ebf437d9c11d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-14T19:08:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brunini_dm_me_bauru.pdf: 4098580 bytes, checksum: f552cf864fb92ba3889ebf437d9c11d7 (MD5) Previous issue date: 2017-05-31 / 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 de localização o qual foi solucionado através de um algoritmo genético a fim de obter as coordenadas tridimensionais da descarga parcial. A análise dos resultados obtidos nas etapas de treinamento das redes neurais e execução do algoritmo genético foi realizada através de critérios estatísticos como erro absoluto médio, erro relativo percentual, desvio padrão e coeficiente de correlação. Esta técnica de localização mostrou resultados promissores uma vez que as coordenadas tridimensionais de duas descargas parciais, escolhidas para validação, apresentaram erros absolutos médios inferiores a 3 cm. / 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 analysis of the results obtained from the stages of neural networks training and genetic algorithm execution was performed through statistical criteria such as mean absolute error, percentage relative error, standard deviation and correlation coefficient. This localization technique showed promising results since the three-dimensional coordinates of two partial discharges, chosen for validation, presented mean absolute errors of less than 3 cm.

A mobilidade é uma marca da nossa civilização. Tanto o transporte de carga quanto o de passageiros compartilham de uma enorme infra-estrutura de conexões operados com o apoio de um sofisticado sistema logístico. Simbiose otimizada de módulos mecânicos e elétricos, os veículos evoluem continuamente com a integração de avanços tecnológicos e são projetados para oferecer o melhor em conforto, segurança, velocidade e economia. As regulamentações organizam o fluxo de transporte rodoviário e as suas interações, estipulando regras a fim de evitar conflitos. Mas a atividade de condução pode tornar-se estressante em diferentes condições, deixando os condutores humanos propensos a erros de julgamento e criando condições de acidente. Os esforços para reduzir acidentes de trânsito variam desde campanhas de re-educação até novas tecnologias. Esses tópicos têm atraído cada vez mais a atenção de pesquisadores e indústrias para Sistemas de Transporte Inteligentes baseados em imagens. Este trabalho apresenta um estudo sobre técnicas de detecção e classificação de sinalização vertical de trânsito em imagens de cenários de tráfego complexos. O sistema de reconhecimento visual automático dos sinais destina-se a ser utilizado para o auxílio na atividade de direção de um condutor humano ou como informação para um veículo autônomo. Com base nas normas para sinalização viária, foram testadas duas abordagens para a segmentação de imagens e seleção de regiões de interesse. O primeiro, uma limiarização de cor em conjunto com Descritores de Fourier. Seu desempenho não foi satisfatório. No entanto, utilizando os seus princípios, desenvolveu-se um novo método de filtragem de cores baseado em Lógica Fuzzy que, juntamente com um algoritmo de seleção de regiões estáveis em diferentes tons de cinza (MSER), ganhou robustez à oclusão parcial e a diferentes condições de iluminação. Para classificação, duas Redes Neurais Convolucionais curtas são apresentadas para reconhecer sinais de trânsito brasileiros e alemães. A proposta é ignorar cálculos complexos ou features selecionadas manualmente para filtrar falsos positivos antes do reconhecimento, realizando a confirmação (etapa de detecção) e a classificação simultaneamente. A utilização de métodos do estado da arte para treinamento e otimização melhoraram a eficiência da técnica de aprendizagem da máquina. Além disso, este trabalho fornece um novo conjunto de imagens com cenários de tráfego em diferentes regiões do Brasil, contendo 2.112 imagens em resolução WSXGA+. As análises qualitativas são mostradas no conjunto de dados brasileiro e uma análise quantitativa com o conjunto de dados alemão apresentou resultados competitivos com outros métodos: 94% de acurácia na extração e 99% de acurácia na classificação. / Mobility is an imprint of our civilization. Both freight and passenger transport share a huge infrastructure of connecting links operated with the support of a sophisticated logistic system. As an optimized symbiosis of mechanical and electrical modules, vehicles are evolving continuously with the integration of technological advances and are engineered to offer the best in comfort, safety, speed and economy. Regulations organize the flow of road transportation machines and help on their interactions, stipulating rules to avoid conflicts. But driving can become stressing on different conditions, leaving human drivers prone to misjudgments and creating accident conditions. Efforts to reduce traffic accidents that may cause injuries and even deaths range from re-education campaigns to new technologies. These topics have increasingly attracted the attention of researchers and industries to Image-based Intelligent Transportation Systems. This work presents a study on techniques for detecting and classifying traffic signs in images of complex traffic scenarios. The system for automatic visual recognition of signs is intended to be used as an aid for a human driver or as input to an autonomous vehicle. Based on the regulations for road signs, two approaches for image segmentation and selection of regions of interest were tested. The first one, a color thresholding in conjunction with Fourier Descriptors. Its performance was not satisfactory. However, using its principles, a new method of color filtering using Fuzzy Logic was developed which, together with an algorithm that selects stable regions in different shades of gray (MSER), the approach gained robustness to partial occlusion and to different lighting conditions. For classification, two short Convolutional Neural Networks are presented to recognize both Brazilian and German traffic signs. The proposal is to skip complex calculations or handmade features to filter false positives prior to recognition, making the confirmation (detection step) and the classification simultaneously. State-of-the-art methods for training and optimization improved the machine learning efficiency. In addition, this work provides a new dataset with traffic scenarios in different regions of Brazil, containing 2,112 images in WSXGA+ resolution. Qualitative analyzes are shown in the Brazilian dataset and a quantitative analysis with the German dataset presented competitive results with other methods: 94% accuracy in extraction and 99% accuracy in the classification.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2011-06-06T19:17:32Z No. of bitstreams: 1 2009_YesidEnriqueCastroCaicedo.pdf: 3926334 bytes, checksum: 4872024e2a50cb5c304f149e4abf6366 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(tempestade_b@hotmail.com) on 2011-07-03T19:17:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_YesidEnriqueCastroCaicedo.pdf: 3926334 bytes, checksum: 4872024e2a50cb5c304f149e4abf6366 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-03T19:17:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_YesidEnriqueCastroCaicedo.pdf: 3926334 bytes, checksum: 4872024e2a50cb5c304f149e4abf6366 (MD5) / Este trabalho apresenta a modelagem e controle de um robô em bicicleta utilizando para isto o modelo de um Acrobot. Qualquer um de duas aproximações são possíveis para o robô: (a) uma configuração dedicada onde o robô e a bicicleta mesmo, e (b) o robô tem características humanas. No primeiro caso, a estabilidade do robô pode ser obtida por meio do movimento do guidão da bicicleta, com limitações de velocidade. A segunda opção permite que o robô seja controlado em baixas velocidades, inclusive quando fica parado (velocidade igual a zero). Neste caso, a modelagem do robô ciclista tem similaridade com o problema do pendulo duplo interaturado (Acrobot). Neste trabalho foram desenvolvidos controladores para a segunda aproximação. A primeira implementação foi desenvolvida baseada na teoria de controle moderno, envolvendo: (a) um controle de realimentação de estados baseado na alocação de pólos apropriada, garantindo estabilidade e (b) o projeto de um controlador de LQR (Linear Quadratic Regulator) que minimiza um critério de custo quadrático. O projeto destes dois tipos de controladores foram obtidos mediante a linearização das equações dinâmicas do sistema devido as não-linearidades implícitas. A segunda implementação foi desenvolvida baseada em alguns métodos de controle inteligente, envolvendo: (a) lógica difusa, (b) redes neurais artificiais e (c) um sistema de otimização neuro-difuso o qual mistura a capacidade de aprendizado das redes neurais com o poder de interpretação lingüística dos sistemas de inferência nebulosos. E feita uma comparação entre as técnicas de controle baseadas em especificações de desempenho obtidas da resposta do sistema, e também em alguns índices de desempenho. Para testar o desempenho dos controladores foram calculadas variáveis de estado do sistema e uma solução numérica foi aplicada com o intuito de obter a simulação do sistema. O projeto dos controladores e realizado em Matlab da empresa Mathworks, e um ambiente virtual foi desenvolvido usando a ferramenta Virtual Reality Toolbox, a qual permite obter os testes dos controladores sobre um modelo gráfico do robo ciclista. Finalmente foi realizada a implementação do controlador nebuloso sobre arquiteturas reconfiguráveis mediante a utilização da ferramenta xfuzzy e utilizando as ferramentas de projeto de processadores embarcados sobre FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) da Xilinx. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This works presents the modeling and control system design for a robot that rides a bicycle using the well-known Acrobot model for slow speeds. In this case, either two approaches are possible for the robot: (a) a dedicated configuration where the robot is the bicycle itself, and (b) the robot having human characteristics. In the first one, the stability of the robot can be achieved by means of the movement of the handlebar of the bicycle, with limitation of speeds. Therefore, in low speeds the centrifugal force generated by the circular or elliptical movement as a response of the handlebar movement is not enough to keep the robot balanced. On the other hand, the second option allows the robot to be controlled for low speed, even for null speed. In this case, the modeling of the robot cyclist has similarity to the problem of the underactuated inverted double pendulum (Acrobot). In this work the implementation of the controller was achieved for the second option following two ways. The first one implementation was developed based on modern control theories, involving: (a) the states feedback controller issues based on the appropriated poles allocation, guarantying stability and (b) the designs of a LQR (Linear Quadratic Regulator) type controller that minimizes the criterion of quadratic cost. The design flow of both controllers are based on the linear dynamic equations of the system due to their implicit nonlinearities. The second one implementation was achieve by means of some intelligent control methods, involving: (a) fuzzy logic, (b) artificial neural networks and (c) tuning neuro-fuzzy systems, which merge the capacity of learning of the neural networks with the power of linguistic interpretation of the fuzzy inference systems (neuro-fuzzy system ANFIS, Adaptive _euro Fuzzy Systems). A comparison between the proposed techniques of control is done based on the performance specifications of the obtained system response, as well as the performance index, and the system response due to parameters variations. To test the performance of the implemented controllers, the state variables of the system were calculated and a numerical solution was applied in order to obtain the system simulation. The controllers design were developed in Matlab and a three-dimensional virtual environment was developed using the Virtual Reality Toolbox, which allow the designer to test all the controllers over an virtual graphic model of the cyclist robot. Finally, an implementation of the fuzzy controller has been achieved on reconfigurable architectures through of the Xfuzzy tool and the Xilinx embedded processor design tools for FPGAs (Field Programmable Gate Arrays).

Esta tese propõe a utilização de sistemas inteligentes para, automaticamente, realizar diagnósticos e localizar falhas na instalação e na operação de redes de comunicação industrial que utilizam o protocolo Profibus DP. Para tais tarefas, uma série de análises é realizada a partir dos sinais transmitidos pela camada física, de telegramas transmitidos pela camada de enlace e de funções da camada de usuário do protocolo Profibus DP. Para a análise da camada física, amostras dos sinais elétricos transmitidos são processadas e apresentadas a algumas Redes Neurais Artificiais para que sejam classificadas de acordo com a sua forma de onda. Caso estes sinais apresentem alguma deformação, o sistema indica uma provável causa para o problema, afinal, os problemas das redes Profibus originam padrões específicos e característicos impressos nas formas de onda do sinal digital. Ainda através da análise das amostras dos sinais oriundos da camada física, algumas fontes de problemas são detectadas a partir da análise do nível médio de tensão do sinal que um determinado dispositivo está transmitindo. Tal análise é realizada a partir de um Sistema Especialista. Também utilizando Sistemas Especialistas, os telegramas transmitidos pela camada de enlace deste protocolo são analisados e a partir destes, falhas de configuração são detectadas. Por fim, é proposto um sistema nebuloso responsável por indicar ao usuário um valor próximo ao ideal para a variável de tempo denominada target rotation time. A proposta foi testada e validada a partir de dados obtidos de redes Profibus estabelecidas em laboratório e de alguns dados sintéticos originados por software. Os resultados obtidos foram suficientes para a comprovação da tese de que sistemas computacionais inteligentes podem contribuir de maneira efetiva no diagnóstico de problemas em redes Profibus DP e até mesmo em outros tipos de rede. / This thesis proposes the use of intelligent systems to automatically perform diagnostics and locate faults during the installation and operation of industrial communication networks that use the Profibus DP protocol. For such tasks, some analyzes are performed from the signals transmitted by the physical layer, from telegrams transmitted by the data link layer and from some user layer functions of the Profibus DP protocol. For physical layer analysis, the transmitted electrical signals samples are processed and submitted for some artificial neural networks that classifies each signal according to its waveshape. If these signals have some deformation, the system indicates a probable cause for the problem, after all, the Profibus problems originate specific and characteristic patterns printed on the digital signal waveform. Still analyzing the physical layer signal samples, some problems sources are detected from the signal voltage analysis. Such analysis is performed from an Expert System. Also using expert systems, the data link layer telegrams are analyzed and configuration faults are detected. Finally, it is proposed a fuzzy system responsible for specify a value close to ideal for the target rotation time variable. The proposal has been tested and validated with data from Profibus networks established in laboratory. Besides, some synthetic data were generated by software. The results were sufficient to prove the thesis that intelligent computational systems can contribute effectively to diagnose problems in Profibus DP networks and even in other types of networks.

Esta pesquisa traz à discussão a implantação de Sistemas Inteligentes de Transportes (ITS), em particular a funcionalidade Transit Signal Priority (TSP), ou Prioridade Semafórica, como uma solução a ser considerada para melhorar o desempenho de um corredor de ônibus. Os dados do Sistema Integrado de Monitoramento (SIM) foram empregados para identificar os locais com maior retardamento no Corredor Campo Limpo - Rebouças- Centro em São Paulo e, selecionado um trecho crítico, foi elaborada uma rede de microssimulação no software PTV - Vissim. A aplicação da prioridade semafórica foi feita através do VISVAP, controlador de lógica externo, no qual foram escritas as condicionantes de prioridade. O TSP foi simulado em quatro cenários distintos e, os resultados obtidos permitiram concluir que as expectativas verificadas no referencial teórico (por exemplo: aumento da velocidade média dos ônibus e automóveis), puderam ser comprovadas e, além disso, a prioridade semafórica condicional foi capaz de reduzir os retardos inclusive nas vias transversais não priorizadas. / This research brings to discussion the implementation of Intelligent Transportation Systems (ITS), particularly the Transit Signal Priority (TSP) feature as a solution to be considered to improve the performance of a bus corridor. Data from a Monitoring Integrated System (Sistema Integrado de Monitoramento - SIM) were used to identify most significant delay points at Campo Limpo - Rebouças- Centro Corridor in São Paulo and, after selected a critical stretch, it was developed a microsimulation with PTV Vissim software. The transit signal priority was made by VISVAP, external logic controller, in which were described the priority conditions. TSP was simulated in four different scenarios and, the obtained results have concluded that expectations examined in academic referencial (for example: increase in the average speed of buses and cars), could be confirmed, and, in addition, the transit signal priority was able to decrease delays in cross ways too (not prioritized).