A identificação de modelos é determinante no sucesso das modernas técnicas de controle avançado de processos. Um modelo para o sistema pode ser obtido através de modelagem rigorosa, baseada em equações governantes do sistema ou através da modelagem empírica e estimação de parâmetros. Embora mais rápida e fácil, a modelagem empírica necessita de alguns testes de identificação nos quais as variáveis manipuladas são variadas de modo que resultem em variações nas variáveis controladas. Os testes de identificação podem apresentar custos muito elevados tendo em vista que o sistema pode sair de seu ponto normal de operação, gerando produtos com folga de especificação. Este fato ocorre porque usualmente as perturbações aplicadas nas variáveis manipuladas nas indústrias de processos são independentes umas das outras, aumentando a duração do teste de identificação. Desta forma, neste trabalho foi desenvolvida uma nova metodologia de projeto de perturbações simultâneas para a identificação de modelos dinâmicos baseada na direcionalidade do sistema, com o objetivo de fornecer dados mais ricos para se capturar corretamente o comportamento multivariável do sistema e manter o processo no ponto de operação normal. As perturbações são projetadas conforme as características de um modelo simplificado do processo, ou pré-modelo. Este modelo inicial é obtido essencialmente de dados históricos de planta, selecionados através de uma sistemática análise de correlação desenvolvida neste trabalho A metodologia proposta é composta de duas partes: a primeira parte diz respeito à análise dos dados históricos de planta para obtenção de informações prelimirares as quais são utilizadas no planejamento de perturbações, tais como amplitude do ruído de medida, correlação entre as variáveis de processo, constante de tempo do sistema e matriz de ganhos. E a segunda parte consiste no cálculo da amplitude das perturbações baseado nos resultados da primeira etapa do planejamento. Para sistemas mal-condicionados verificou-se que as perturbações planejadas pela metodologia removem menos a planta de seu ponto de operação gerando resultados mais consistentes em relação às perturbações tradicionais. Já para sistemas bem-condicionados, os resultados são semelhantes. A metodologia foi aplicada em uma unidade piloto experimental e numa unidade de destilação da PETROBRAS, cujos resultados apontam pouca remoção dos sistemas do ponto de operação e modelos consistentes. A validação dos modelos também foi contemplada na dissertação, uma vez que foi proposto um novo critério de validação que considera a derivada dos dados de planta e a do modelo e não apenas os dados de planta e os dados da simulação das saídas do modelo.

Orientador: Clesio Luis Tozzi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T18:07:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hasegawa_JulioKiyoshi_D.pdf: 6532057 bytes, checksum: 7075e9b4475be3c19b680396b830343a (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: : A maioria dos algoritmos encontrados na literatura, para a reconstrução de uma superfície 3D a partir de imagens de intensidade, usando a técnica de shape from shading (SFS), utiliza o sistema de projeção ortográfico. Este fato, no caso de imagens reais, causa deformações na superfície reconstruída. Neste trabalho desenvolve-se um procedimento simultâneo de reconstrução da superfície e calibração da câmara, que utiliza as técnicas de SFS e técnicas fotogramétricas, considerando a projeção perspectiva. São utilizados modelos matemáticos explícitos (equação de shading e colinearidade) e é aplicado um processo iterativo para recuperação da informação 3D da superfície e dos parâmetros de orientação da câmara. Devido ao uso de equações não lineares no modelo a linearização por série de Taylor foi utilizada. O Método dos Mínimos Quadrados (MMQ) foi aplicado, para obter um valor único a partir de observações superabundantes. Estes procedimentos se diferenciam em relação aos citados na literatura pelo fato de se calcular simultaneamente as coordenadas tridimensionais dos pontos da superfície e os parâmetros de orientação da câmara (calibração), não sendo necessárias restrições sobre a superfície. Imagens de profundidade e de intensidade foram geradas (simuladas), onde o processo de reconstrução foi aplicado na imagem de intensidade, cujo resultado foi verificado, comparando-a com a imagem de profundidade com a finalidade de analisar a exatidão do método / Abstract: The majority of algorithms making use of the Shape from Shading technique to reconstruct a 3 D surface from its image employs the orthographic projection system which, in the case of real images, always causes deformation on the reconstructed surface. To remove this constraint a simultaneous procedure (Hybrid Model) is proposed which uses the Shape from Shading technique (SFS) combined with the photogrammetric technique and the perspective projection to reconstruct the surface and determine the camera calibration parameters. The procedure is based on an explicit mathematical model and an iterative process is adopted to solve the resulting system of equations. The Least Square Method (LSM) is adopted and the Taylor's Series Linearization technique is applied due to the nonlinearity of the model. The proposed procedure differs from those found in the literature in that it carries out the simultaneous computation of the tridimensional coordinates of both the surface points and the camera calibration parameters while employing perspective projection. In addition to that, solving the resulting system of equations does not demand any restriction on the surface, as it appens in other related procedures. The intensity image and its respective depth image were generated and the proposed model is applied on the intensity image. The results obtained are compared with the depth image to analyse the accuracy of the proposed method / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Pedro Luis Dias Peres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:56:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Takahashi_RicardoHiroshiCaldeira_D.pdf: 13961040 bytes, checksum: 9bccd9d0f46536dc29404184f6b57ebe (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Pedro Luis Dias Peres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T18:50:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Assuncao_Edvaldo_D.pdf: 3117864 bytes, checksum: 33aa738b19b88ba474d3d3939be8d437 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho aborda o problema de redução de modelos para sistemas dinâmicos lineares, contínuos e discretos no tempo, tendo como critérios as normas 1i2 e 1ioo da matriz de transferência associada ao erro de redução. Primeiramente, são apresentados e discutidos os principais métodos de redução de modelos existentes na literatura. A seguir, o problema de redução 1i2 e 1ioo de modelos é formulado em termos de desigualdades matriciais bilineares, assim como o problema de redução 1i2 de ordem de controlador (neste caso, a formulação apresentada difere das demais existentes na literatura). São propostos algoritmos de otimização local para a redução 1i2 e 1ioo de modelos contínuos e discretos no tempo, com ou sem incertezas, baseados na iteração entre dois subproblemas formulados em termos de desigualdades matriciais lineares. Esses algoritmos não possuem convergência garantida e, como mostrado, são dependentes da inicialização. Finalmente, são propostos algoritmos de otimização global para a redução 1i2 e 1ioo de modelos e para a redução 1i2 da ordem de controladores para sistemas contínuos no tempo. Estes algoritmos têm convergência para o ótimo global garantida em tempo finito e são baseados na técnica de otimização branch-and-bound, com subproblemas convexos na forma de desigualdades matriciais lineares / Abstract: This work addresses the problem of mo deI reduction for continuous and discrete-time linear dynamic systems, using as criteria the 1-l2 and the 1-loo norms of the transfer matrix associated to the reduction error. First, some important mo deI reduction methods in the literature are presented and discussed. Then, the problem of1-l2 and 1-loo model reduction is formulated in terms of bilinear matrix inequalities, as well as the problem of controller order reduction with criterion 1-l2 (in this case, the formulation presented differs from the existing ones in the literature). Local optimization algo rithms are proposed to solve the problem of 1-l2 and 1-loo model reduction for continuous and discrete-time systems, with or without uncertainties, based on the iteration between two subproblems formulated in terms of linear matrix inequalities. These algorithms do not have convergence assured and, as shown, depend on the initialization. Finally, global optimization algorithms are proposed to solve the problem of 1-l2 and 1-loo model reduction and the 1-l2 controller order reduction for continuous-time systems. These algorithms have convergence assured to the global optimum in finite time, being based on branch-and-bound optimization techniques, with convex subproblems in terms of linear matrix inequalities / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Basilio E. A. Milani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-28T02:39:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_AlessandraDutra_D.pdf: 4008477 bytes, checksum: bad126e9e796aef7ecc084434839d458 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Esta tese é dedicada à análise de estabilidade de sistemas lineares discretos no tempo com controles em malha fechada com saturações ou zonas mortas, com atenção especial para sistemas instáveis em malha aberta. São considerados sistemas lineares com parâmetros perfeitamente conhecidose sistemas com parâmetros incertos restritos a um politopo compacto. Para sistemascom saturações, o objetivo principal é a determinação de estimativas poliedrais convexasda região de estabilidade assintótica local da origem. Para sistemas com zonas mortas, o objetivo principal é a determinação de aproximações poliedrais convexasexternas do mínimo conjunto de confinamento final uniforme contendo a origem, para delimitar e analisar a estabilidade de possível ciclo limite nele contido. Os problemas são tratados de acordo com o segundo método de Lyapunov através da caracterização e construção de funções de Lyapunov lineares por partes. As funçõesde Lyapunovsão caracterizadas e construídas utilizando formulações e algoritmos de programação linear / Abstract: This thesis is dedicated to stability analysis of linear discrete-time systems with saturation ar deadzone in feedback controls, with special attention to unstable open-Ioop systems. Linear systems with perfectly known parameters and systems with uncertain parameters constrained to a compact polytope are considered. For systems with saturations, the main objective is determination of convex polyhedral estimates of the region of local asymptotic stability of origino For systems with deadzones, the main objective is determination of external convex polyhedral approximations of the minimal uniform ultimate boundedness set containing origin, for delimitation and stability analysis of a possible limit cyc1einside it. The problems are treated according to second method of Lyapunov via characterization and construction of piecewise-linear Lyapunov functions. The Lyapunov functions are characterized and constructed using linear programming formulations and algorithms / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Pedro Luis Dias Peres / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:12:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_RicardoCoracaodeLeaoFontourade_M.pdf: 623656 bytes, checksum: 92bdf24d607947f0bff1fef165620ecb (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Pedro Luis Dias Peres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:30:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_DomingosCandidoWong_D.pdf: 4394101 bytes, checksum: b526232f4001fa8f3ab65ae67e966cce (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho trata da obtenção de condições suficientes de estabilidade robusta de sistemas lineares incertos (incerteza politópica), tanto contínuos quanto discretos no tempo, através de funções de Lyapunov dependentes de parâmetros e desigualdades matriciais lineares (em inglês, LMI's - Linear Matrix Inequalities). As condições de estabilidade robusta são usadas diretamente na determinação de domínios de estabilidade dos sistemas lineares incertos. O problema de estabilização robusta, via realimentação de estados, também é tratado através da parametrização convexa da solução da equação de Lyapunov, no contexto de sistemas lineares com controladores que variam com os parâmetros, usando como ponto de partida as condições suficientes de estabilidade robusta estabeleci das neste trabalho. Adicionalmente, a determinação de domínios de não fragilidade de controladores (em casos de realimentação de estática de estados ou da saída, e realimentação dinâmica de saída) é ilustrada. Tais condições suficientes de estabilidade robusta também são exploradas, em conjunto com os algoritmos genéticos (usados apenas como ferramentas de busca no universo de parâmetros do controlador), na obtenção de controladores robustos, trabalhando diretamente sobre o espaço dos parâmetros do controlador e permitindo a imposição de restrições de estrutura sobre os mesmos Finalmente, a síntese de controladores que variam linearmente com os parâmetros incertos também é apresentada como uma extensão da aplicação da abordagem que envolve algoritmos genéticos / Abstract: This work deals with the study of sufficient robust stability conditions for uncertain linear systems (politopic uncertainty), in both continuous and discrete-time, using parameter dependent Lyapunov functions and Linear Matrix Inequalities (LMI's). The robust stability conditions are directly used to determine the stability domain of uncertain linear systems. The state feedback stabilization problem is also treated through the convex parametrization of the solution of the associate Lyapunov equation, in the context of linear parameter varying systems, using as starting point the sufficient robust stability conditions obtained in this work. Additionaly, the determination of the non-fragile stability domains for the controlers (static state or output feedback, and dynamic output feedback) is illustrated. Those sufficient robust stability conditions are also exploited, in conjuction with genetic algorithms (here, used only as a search tool) to compute robust controllers, searching directly in the parameter domain of the controller, thus allowing the inc1usion of additional controller structure constraints. Finally, the synthesis of LPV controllers is also presented as an extention of the combined robust stability conditions and genetic algorithms approach / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Claudio Geromel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:09:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kawaoka_FernandoRyuRamos_M.pdf: 427632 bytes, checksum: 13674b3822d7b0ab3661dd74d4bad522 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta dissertação descreve dois novos metodos de redução de ordem de modelos a tempo discreto, baseados na minização das normas H2 e H do erro de redução. Os metodos são definidos a partir de um problema de programação convexa dado em termos de desigualdades matriciais lineares. A solução assim obtida e subotima. Os metodos são comparados ao truncamento balanceado, procedimento cl'assico para a redução de modelos. Quanto a redução em norma H2, os resultados indicam que o metodo proposto tem desempenho equivalente aquele do truncamento balanceado. No caso H, no entanto, o metodo proposto apresenta desempenho signicativamente superior / Abstract: This work describes two new methods for model reduction of discrete time models, based on the minimization of the H2 and H norms of the reduction error. The methods are defined by a convex optimization problem given in terms of linear matrix inequalities. The resulting solution is suboptimal. The methods are compared to the balanced truncation, a classical model reduction procedure. The results indicate that, with respect to the H2 norm reduction, the proposed method has a similar performance to that from balanced truncation. In the H case, however, the proposed method performs significantly better / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Claudio Geromel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:10:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GustavoLevinLopesda_M.pdf: 1078058 bytes, checksum: 420f4e8861c7632bc0a3b04685a55960 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho e dedicado ao projeto de filtros de ordem reduzida para sistemas lineares continuos no tempo. A utilização tanto da norma H2 quanto da norma H°° do erro de estimação como criterio de projeto e discutida e um novo metodo, baseado em LMIs, e proposto para o projeto de filtros reduzidos. Diferentemente de outros metodos disponiveis na literatura, a nova proposta consiste na aproximação do problema original, de natureza não-convexa, por um problema convexo atraves da escolha previa de uma certa matriz associada a restrição de posto do filtro, dispensando com isso a aplicação de algoritmos numericos de programação não-convexa. Para tanto, uma estrategia de escolha dessa matriz e proposta, visando minimizar o grau de sub-otimalidade introduzido pela aproximação. A eficiencia do novo metodo e comprovada atraves de exemplos numericos / Abstract: This work addresses the reduced order filtering design problem for continuous-time linear systems. Either H2 and H°° norms of the estimation error, used as performance criteria, are discussed and a new LMI-based method for reduced order filter design is proposed. Differently from other methods available in the literature to date, the one presented here does not solve the associated nonconvex problem by an optimization numerical method. It is based on the a priori determination of certain matrix related to the filter rank constraint. A strategy for the choice of this matrix is proposed, in such a way that the problem to be solved is approximated by a convex one whose solution presents a reduced degree of suboptimality. The efficiency of the proposed method is tested by means of numerical examples / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: João Bosco Ribeiro do Val, Eduardo Fontoura Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vargas_AlessandrodoNascimento_M.pdf: 850487 bytes, checksum: 72f8029d10af72af5c31561efd106e94 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A principal contribuição deste trabalho _e propor e resolver um problema de controle de Sistemas Lineares com Saltos Markovianos (SLSM) na presença de ruído que possa existir atuando ininterruptamente sobre estes sistemas. Adotamos o método de controle por horizonte retrocedeste sob a suposição de que os estados da Cadeia de Markov não são conhecidos pelo controlador, com exceção de uma distribuição inicial, e impomos ganhos de realimentacão linear em um problema com complexidade restrita. Incorporamos ao modelo com ruído alvos dinâmicos e entradas exógenas que podem sofrer saltos, com especial interesse em aplicações em modelos macroeconômicos, sistemas robóticos, entre outros. Desenvolvemos uma formulação determinista equivalente ao problema escolástico estudado, em que condições necessárias de otimalidade são propostas e um método iterativo baseado em um procedimento variacional soluciona o problema. Como passo intermediário para a obtenção da solução do problema de rastreamento, desenvolvemos primeiramente a solução do problema de regulação, por este se tratar de um caso particular do primeiro. Algumas aplicações são apresentadas, de forma a ilustrar numericamente a teoria desenvolvida / Abstract: The main contribution of this work is to propose and solve a control problem of Markov Jump Linear Systems (MJLS) driven by noise. We adopted the receding horizon control method assuming that the Markov state chain is not known by the controller, with the exception of an initial distribution. We impose linear feedback gain structure in a problem with restricted complexity. We add to the noisy model switching targets and exogenous inputs variables, which are interesting for applications such as macroeconomic models, robotic systems and others. We develop an equivalent deterministic formulation to the stochastic problem studied where necessary conditions of optimality are proposed and an iterative method based on a variational procedure solves the problem. As an intermediate step to attain the solution to the tracking problem, we develop first the solution to the regulation problem, since this is an particular case of the former. To illustrate numerically the theory developed, some applications are presented. / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica