Esta dissertação descreve uma arquitetura de suporte para a criação de sistemas de automação baseados em objetos distribuídos e no barramento CAN. Consiste basicamente da utilização de orientação a objetos para modelagem dos sistemas bem como sua implementação na forma de objetos autônomos. Os objetos são então distribuídos em uma rede de placas microcontroladas, as quais são utilizadas para o controle da planta, e PC's, os quais são utilizados para supervisão e monitoração. O suporte em tempo de execução para os objetos é dado por um sistema operacional que permite a sua implementação na forma de processos concorrentes, o qual, no caso das placas microcontroladas, é um sistema operacional do tipo embarcado. A comunica ção entre os objetos é realizada através de um protocolo publisher/subscriber desenvolvido para o barramento CAN que é suportado por uma biblioteca e elementos de comunicação especí cos. Este trabalho tem como objetivo apresentar alternativas aos sistemas de automação existentes atualmente, os quais baseiamse geralmente em dispositivos mestre/escravo e em comunicações do tipo ponto a ponto. Dessa forma, a arquitetura desenvolvida, apropriada para sistemas embarcados, visa facilitar a criação e dar suporte para sistemas de automação baseados em objetos distribuídos.

A caracterização de desempenho e uma atividade fundamental na area de controle industrial. Por se tratar, na maior parte das vezes, de aplicações de tempo real, a caracterização de desempenho torna-se ainda mais necessária e importante. Entretanto, atualmente não há nenhuma metodologia estabelecida para realizar esta caracterização. Não há nem mesmo um conjunto de parâmetros que devem ser avaliados em um equipamento de controle utilizado em processos industriais. Para tentar suprir esta carência, este trabalho apresenta uma proposta de métricas e workloads para serem utilizados na avaliação de desempenho de sistemas de controle baseados em CLPs e CPUs Industriais. O processo de avaliação de desempenho e discutido em todas as etapas, desde o estudo da aplicação at e a execução dos passos de caracterização de desempenho. Para ilustrar a aplicação das métricas, técnicas e procedimentos propostos, são avaliadas três CPUs Industriais, e os resultados s~ao apresentados ao nal do trabalho. Espera-se assim estar contribuindo para o estabelecimento de uma metodologia padronizada para avaliação de desempenho de equipamentos de controle industrial.

A computação de tempo real é uma das áreas mais desafiadoras e de maior demanda tecnológica da atualidade. Está diretamente ligada a aplicações que envolvem índices críticos de confiabilidade e segurança. Estas características, inerentes a esta área da computação, vêm contribuindo para o aumento da complexidade dos sistemas tempo real e seu conseqüente desenvolvimento. Isto fez com que mecanismos para facilitar especificação, delimitação e solução de problemas passem a ser itens importantes para tais aplicações. Este trabalho propõe mecanismos para atuarem no desenvolvimento de sistemas de tempo real, com o objetivo de serem empregados como ferramenta de apoio no problema da verificação de presença de inconsistências, que podem vir a ocorrer nos vários modelos gerados partir da notação da linguagem de modelagem gráfica para sistemas de tempo real - UML-RT(Unified Modeling Language for Real Time). Estes mecanismos foram projetados através da construção de um metamodelo dos conceitos presentes nos diagramas de classe, de objetos, de seqüência, de colaboração e de estados. Para construir o metamodelo, utiliza-se a notação do diagrama de classes da UML (Unified Modeling Language). Contudo, por intermédio das representações gráficas do diagrama de classes não é possível descrever toda a semântica presente em tais diagramas. Assim, regras descritas em linguagem de modelagem OCL (Object Constraint Language) são utilizadas como um formalismo adicional ao metamodelo. Com estas descrições em OCL será possível a diminuição das possíveis ambigüidades e inconsistências, além de complementar as limitações impostas pelo caráter gráfico da UML. O metamodelo projetado é mapeado para um modelo Entidade&Relacionamento. A partir deste modelo, são gerados os scripts DDL (Data Definition Language) que serão usados na criação do dicionário de dados, no banco de dados Oracle. As descrições semânticas escritas através de regras em OCL são mapeadas para triggers, que disparam no momento em que o dicionário de dados é manipulado. O MET Editor do SiMOO-RT é a ferramenta diagramática que faz o povoamento dos dados no dicionário de dados. SiMOO-RT é uma ferramenta orientada a objetos para a modelagem, simulação e geração automática de código para sistemas de tempo real.

Nos últimos anos a indústria automotiva vem passando por problemas causados pela complexidade dos equipamentos eletrônicos existentes nos veículos e pela falta de pa- dronização. Praticamente não existem componentes que sejam 100% compatíveis entre veículos de fabricantes diferentes. Para resolver este problema foi criado o consórcio AUTOSAR, que especifica uma plataforma padrão para o software usado nos componentes eletrônicos dos veículos. Este trabalho apresenta o padrão AUTOSAR, implementa o protocolo FTT-CAN (Fle- xible Time-Trigger Controler Area Network) como um barramento de comunicação se- guindo a especificação AUTOSAR e propõe a utilização deste barramento como meio de comunicação entre as ECUs de um sistema automotivo. Esta implementação resultará em maior flexibilidade, segurança e determinismo temporal para a comunicação entre os componentes deste sistema. A utilização do FTT-CAN permitirá a inserção de novos mó- dulos e novas mensagens na rede sem a necessidade de redefinição manual e offline da tabela de escalonamento, o que permitirá o desenvolvimento de aplicações plug-and-play em sistemas automotivos. A dissertação apresenta uma nova abordagem para hot-plug de novos nós na rede FTT- CAN, o estudo de caso e análise do desempenho deste sistema implementado em relação a suas características de tempo real.

Resumo não disponível.

Diferentes métodos são empregados na avaliação nutricional de adultos hospitalizados, sem que haja evidências de que identifiquem o acréscimo de risco para desfechos hospitalares associados à desnutrição. A acurácia dos métodos de avaliação nutricional empregados nas rotinas hospitalares foram comparados em 434 adultos de um hospital geral universitário de alta complexidade no sul do Brasil. A albumina sérica foi o método mais preditivo de morte (77%; IC95%: 69-86%) e infecção hospitalar, (67%; IC95%: 61-74%), enquanto a contagem de linfócitos (60%; IC95%: 55- 65%) foi mais preditiva de longa permanência (LP). A albumina sérica <3,5 g/dL foi a única variável independente associada aos 3 desfechos, sugerindo haver pouca contribuição no emprego de outros métodos na predição de desfechos hospitalares.A fim de derivar e validar um escore preditivo do risco de morte, infecção e longa permanêcia, entre outubro de 2005 e junho de 2006, 1.503 adultos das unidades de internação do mesmo hospital foram avaliados à admissão hospitalar. A coorte de derivação foi constituída por 1.002 pacientes e a de validação foi composta por 501 pacientes. Houve boa concordância intraclasse (CCI>0,86) e diferenças de pequena magnitude entre avaliadores para 102 pacientes avaliados em duplicata. Houve menor concordância para métodos que requeriam experiência do avaliador. Albumina < 3,5g/dL e presença de >2 comorbidades crônicas, fizeram parte dos escores de predição para os 3 desfechos e desnutrição (Avaliação Subjetiva Global) dos escores de morte e LP. O escore derivado para predição de óbito [(>2 comorbidades x 6,0) + (albumina<3,5g/dL x 4,0) + (ASG C x 4,0) + (condição física prejudicada x 2,5)] mostrou-se sensível e de baixa probabilidade pós-teste negativa na predição de óbito e desempenho semelhante aos escores específicos na predição de infecção e LP. Em conclusão, o escorederivado e validado para predizer óbito mostrou-se acurado na predição de desfechos hospitalares. / Several methods have been applied for the assessment of nutrition status, even tough there are not evidences defining the increment of risk for adverse hospital outcomes attributable to malnutrition in hospitalized adults. The accuracy of methods applied for the assessment of nutritional status was compared in 434 adults admitted in a tertiary care general hospital in southern Brazil. Serum albumin was the best predictive method for death (C statististic: 77%; 95%CI: 69-86%) and infection (67%; 95%CI: 61-74%), while total lymphocyte count was the most predictive method for prolonged length of hospital stay (LOS) (60%; IC95%: 55-65%). Serum albumin <3.5 g/dL was the only variable independently associated to greater risk for these 3 outcomes, suggesting little contribution of other methods in the prediction of hospital outcomes. In order to develop and validate a predictive score for death, infection, and LOS, from October/2005 to June/2006, 1503 adults were assessed at hospital admission. The derivation cohort was constituted by 1002 patients, and the validation cohort by 501 patients. Satisfactory agreement (ICC>0.86) and low mean differences were observed in 102 patients assessed in duplicate. Lower agreement was verified for methods that demand greater experience by the observer. The variables serum albumin <3,5g/dL and >2 chronic comorbidities predicted the 3 outcomes, and malnutrition (Subjective Global Assessment) predicted death and LOS. The score developed to predict death [(>2 comorbidities x 6.0) + (albumin<3.5g/dL x 4.0) + (ASG “C” x 4.0) + (impaired physical condition x 2.5)] appeared to be sensitive and of low negative post-test probability for death, and showed similar performance to predict infection and LOS compared to the scores specifically developed for these outcomes (C statistic: 0.60, IC95%: 0.55-0.66 e 0.61,IC95%: 0.58-0.65, respectively). In conclusion, a clinical-nutritional score developed and validated to predict death was accurate in predicting hospital outcomes.

Esta pesquisa busca investigar como ocorre a construção das noções de espaço e de tempo na dança em um grupo de doze crianças de cinco a oito anos. Além disso, o trabalho observa ainda a possível relevância das experiências musicais destas crianças nas construções espaciais e temporais na dança. Para aprofundar este problema de pesquisa optou-se pela epistemologia genética de Jean Piaget como principal referencial teórico. Desta forma, o método clínico e o método dialéticodidático, trataram-se dos procedimentos metodológicos mais adequados às finalidades deste estudo. O espaço e o tempo foram pensados de forma que a criança pudesse estabelecer experiências relacionadas ao movimento corporal. Mesmo sendo o movimento de dança uma forma de representação do conhecimento diferente das apresentadas por Piaget sobre a construção das noções de espaço e de tempo, em linhas gerais, as respostas das crianças às atividades propostas neste estudo demonstraram características similares às apontadas por Piaget. Quanto mais elementos do espaço a criança se utilizar, mais ricas serão suas movimentações. Mas para que estes elementos enriqueçam o vocabulário gestual da criança serão necessárias proposições que colaborem para uma ampliação tanto da imagem corporal, quanto dos elementos do espaço na dança, pois ambos constituem-se concomitantemente. Assim como a noção do espaço, as respostas das crianças pesquisadas foram semelhantes às etapas de construção encontradas por Piaget sobre a noção do tempo. O tempo na dança, também, inicia por um tempo perceptivo indiferenciado dos aspectos espaciais, passando por um início de diferenciação intuitiva até chegar às coordenações de um tempo operatório. O tempo na dança trata da coordenação simultânea entre a duração dos movimentos e o estímulo sonoro, executando-os de acordo com uma ordem de movimentos colocada na seqüência em questão. Este conjunto, abordado neste estudo como uma sincronização, sintetiza as ações que envolvem a noção do tempo na dança. O movimento de dança é algo bastante complexo, necessitando da coordenação de diferentes pontos de vista, implicando as noções de espaço e de tempo, ambas em um mesmo movimento. Outra conclusão exposta neste estudo é a relevância das experiências musicais nas construções de conhecimento em dança, tendo sido observada uma curiosa diferença na forma de improvisação das crianças pesquisadas. As meninas do grupo com experiências musicais prévias apresentaram movimentos mais ligados aos aspectos melódicos da música, enquanto as crianças do grupo sem experiências formais em música apoiaram suas movimentações nitidamente mais no ritmo musical. O estudo infere que uma educação musical prévia ou concomitante ao ensino da dança seja relevante para ampliar as possibilidades de construção de conhecimento nesta área, principalmente em relação aos aspectos temporais. Pois o tempo para a dança é sincronização de movimentos a uma música, um pulso ou aos movimentos de outros, necessitando para isso da avaliação de durações, construção de ordens, implicação de simultaneidades, sendo estes aspectos amplamente trabalhados na educação musical. / This research intends to investigate how the construction of the slight knowledge of space and time in the dance in a group of twelve children, from five up to eight years old, occurs. Moreover, the work still observes the possible relevance of the musical experiences of these children in the constructions of space and the time in the dance. To deepen this problem of research it was opted to the genetic epistemology of Jean Piaget as main theoretical referential. To this form, the clinical method and the dialectic-didactic method had been about the adjusted methodological procedures more to the purposes of this study. The space and the time had been thought of form that the child could establish experiences related to the corporal movement. Exactly being the dance movement one form of representation of the different knowledge of the presented ones for Piaget on the construction of the slight knowledge of space and time, in general lines, the answers of the children to the activities proposals in this study had demonstrated similar characteristics to the pointed ones for Piaget. The more elements of the space the child use, richer will be its movements. But so that these elements enrich the gesture vocabulary of the child will be necessary proposals that collaborate in such a way for a magnifying of the corporal image, as much as the elements of the space in the dance, because both consist concomitantly. As well as the notion of the space, the answers of the searched children had been similar to the stages of construction found by Piaget on the notion of the time. The time in the dance, also, initiates for an indifferent percipient time of the space aspects, passing for a beginning of intuitive differentiation, until arriving at the coordination of an action time. The time in the dance deals with the simultaneous coordination between the duration of the movements and the sonorous stimulation, executing them in accordance with an order of movements placed in the sequence in question. This set, boarded this study as synchronization, it synthesizes the actions that involve the notion of the time in the dance. The dance movement is something sufficiently complex, needing the coordination of different points of view, implying the time and space slight knowledge, both in one same movement. Another conclusion displayed in this study is the relevance of the musical experiences in the constructions of knowledge in dance, having been observed a curious difference in the form of improvisation of the searched children. The girls of the group with previous musical experiences had presented on movements to the melodic aspects of music, while the children of the group without formal experiences in music had clearly supported its movements more in the musical rhythm. The study infers that a previous or concomitant musical education to the education of the dance is excellent to extend the possibilities of construction of knowledge in this area, mainly in relation to the secular aspects. Therefore the time for the dance is synchronization of movements to music, a pulse or to other people movements, needing for this the assessment of duration, construction of orders and implication of concurrences, being these aspects widely worked in the musical education.

Devido aos constantes avanços computacionais, bem como o desenvolvimento de eficientes métodos para a solução de problemas de otimização não-lineares, tem-se tornado interessante a realização de otimização em tempo real e como conseqüência o uso de estimadores on-line em processos químicos não lineares. Neste sentido, a atualização automática de modelos de processos torna-se interessante permitindo a realização de estimativas em tempo real de variáveis infreqüentemente medidas e/ou imensuráveis e de variáveis estados e parâmetros desconhecidos que são variantes no tempo. Usualmente, a atualização automática de modelos é feita baseado em algumas variáveis secundárias que são medidas on-line, como temperatura, pressão, composição e vazão. Nos estimadores baseados no filtro de Kalman, como o EKF e CEKF, os esforços computacionais são relativamente pequenos, variando de um simples cálculo algébrico de um ganho, por exemplo, o EKF, até a resolução de problema de otimização quadrático, como exemplo o CEKF. Estes pequenos esforços computacionais permitem rápidos resultados com relativa acuracidade, mas estes estimadores baseados no filtro de Kalman podem falhar quando o sistema tem acentuada não-linearidade, por exemplo. De outra maneira, a formulação MHE é capaz de tratar uma vasta gama de sistemas não-lineares, como aqueles que têm inversão do sinal de ganho de acordo com o ponto de operação. No entanto, na formulação MHE tem-se a necessidade de se resolver um problema NLP não convexo com muitas equações de desigualdade e graus de liberdade, e como conseqüência o tempo de processamento torna-se maior que o tempo de amostragem, fazendo impraticável a execução de ações de controle sobre o sistema em tempo real. Assim, é necessário a implementação de eficientes técnicas para resolver de maneira rápida os problemas de otimização dinâmica envolvidos na formulação MHE. Neste trabalho as estratégias seqüencial e simultânea são exploradas, almejando-se a aceleração da solução dos estágios de integração e otimização dinâmica do estimador MHE, permitindo uma ampla avaliação entre o estimador MHE e os estimadores baseados no filtro de Kalman. Os estimadores foram aplicados para sete estudos de caso, como a planta de quatro tanques cilíndricos, o modelo do reator isotérmico com a reação de van de Vusse e o modelo de um CSTR exotérmico instável. A partir dos resultados, as vantagens e desvantagens da formulação via horizonte móvel são discutidas de modo a justificar o elevado esforço empregado na avaliação e projeto deste, comparado com os estimadores EKF e CEKF, quando o sistema tem acentuada não linearidade, incertezas no modelo e distúrbios e/ou ruídos nas medições. / Due to the constant computational advances, as well as the development of efficient methods for solving nonlinear optimization problems, it has become interesting to carry out dynamic optimizations in real time and the consequent use of on-line estimators on nonlinear chemical processes. In this framework, the automatic updating of process models becomes attractive to allow the accomplishment of real-time estimates of unmeasured or infrequent-measured variables, states variables and unknown or time-variant model parameters. Usually, the process model updating is made based on some auxiliary variables that are measured on-line, such as temperature, pressure, composition, and flow rate. In the traditional Kalman filter-based estimators, such as EKF and CEKF, the computational efforts are relatively small, ranging from a simple algebraic calculation of a gain, as in the EKF case, to the resolution of a quadratic optimization problem, like in the CEKF case. These small computational efforts allow faster results with relative accuracy, but these Kalman filter-based estimators may fail when the system has meaningful nonlinearities. On the other hand, the MHE formulation is able to treat a large range of nonlinear systems, as those that have the gain sign inversion according to the operating point. However, it has the necessity to solve possible non-convex NLP problem with many inequality equations and degrees of freedom, and as consequence, the processing time may become larger than the sampling time, making impracticable the execution of the control actions over the system in real time. Thus, it is necessary to implement efficient techniques to solve in a fast way the integration and dynamic optimization problems embedded in the MHE formulation. In this work, sequential and simultaneous strategies are explored to solve the estimators, aiming to speed up the solution of the integration and dynamic optimization stages, allowing a comprehensive evaluation between MHE and Kalman filter-based estimators. The estimators were applied to seven case studies, like the quadruple tank system, van de Vusse isothermal CSTR model and a more non-linear and unstable exothermal CSTR model. From the results, the advantages and drawbacks of the moving horizon formulation are brought up to justify the high effort spent in the design and evaluation phases, compared to the EKF and CEKF estimators, when the system has relatively high nonlinearities, model uncertainties and measurement disturbances.

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