Orientador: Ettore Bresciani Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T20:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thimmig_RolandoAntonio_D.pdf: 1460008 bytes, checksum: 14b7a07d7a7e08b91c77d5d2d015dc9f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho se propõe a elaborar um novo método para a acreditação em instituições de saúde pelo estudo de sistemas complexos, utilizando a sistemografia como ferramenta de modelização de sistemas. A utilização da técnica da sistemografia permite o mapeamento e a racionalização dos processos, facilitando sua compreensão pelos diversos profissionais envolvidos. O objetivo geral deste trabalho é apresentar este método de forma a simplificar o processo de acreditação, identificando redundâncias e incompletudes eventualmente existentes neste processo. Conceitualmente, a acreditação é um método voluntário e educacional de estímulo, avaliação e certificação externa da qualidade de serviços de saúde, que introduz, nas instituições prestadoras de serviços de assistência à saúde, a cultura da qualidade. Após a realização de uma revisão bibliográfica a respeito de sistemas, sistemografia, processos, gestão do conhecimento e acreditação hospitalar, é feita uma análise geral da acreditação de uma instituição de saúde, que passa a ser estudada através de seu processo de acreditação inicial (ou incremental) e de seu processo de manutenção (ou de reavaliação) da acreditação. Esta análise inclui o detalhamento desses dois processos através de seus sistemógrafos operacional, informacional e decisional, sendo seus processadores analisados, avaliados, comparados e tabulados segundo sua categoria, tipo e nível. A elaboração dos sistemógrafos operacionais (apresentando as operações envolvidas no processo), dos sistemógrafos informacionais (em que o fluxo das informações é destacado) e dos sistemógrafos decisionais (em que são mostradas as tomadas de decisões) permite, durante a análise da atividade em questão, avaliá-la e melhorá-la. Estes sistemógrafos permitem observar e eliminar redundâncias e ciclos que são (ou não) importantes para o processo propriamente dito, proporcionando assim a sua visualização sistêmica, identificando pontos que permitam sua racionalização, seu aumento de flexibilidade e sua agilização. Em seguida, a análise teórica é complementada através de um estudo de caso, em que é apresentado o processo de acreditação de um hospital de grande porte. Finalmente, são apresentadas as conclusões, baseadas tanto no estudo teórico como no estudo prático / Abstract: This work proposes a new method for the healthcare institution¿s accreditation trough the study of complex systems, using the systemography as a systems modeling tool. The systemographic technique use allows the processes¿ mapping and rationalization, enabling the different involved professionals understanding. The general objective of this work is to present this method in a way that simplifies the accreditation process, identifying redundancies and incompletenesses that may eventually exist in this process. Conceptually, accreditation is a voluntary and educational method that incentives, evaluates and certifies the quality of healthcare services, which introduces in the healthcare institutions services the culture of quality. After the bibliographical revision regarding systems, systemography, processes, knowledge management and hospitals' accreditation, a general analysis of a health institution accreditation is performed, through the study of its initial (or incremental) accreditation process and trough its maintenance (or revaluation) accreditation process. This analysis includes the two processes specification through their operational, informational and decisional systemographs, having their processors analyzed, appraised, compared and tabulated by category, type and level. The operational systemographs (listing the operations involved in the process), the informational systemographs (highlighting the information flow) and the decisional systemographs (presenting the decisions) allow, during the activity analysis, to evaluate and to improve it. These systemographs allow the identification and elimination of redundancies and the separation of the main process cycles from the others, providing a systemic visualization and identification of points that enable its rationalization, flexibility increase and agility. The theoretical analysis is followed and complemented by a case study, where a large hospital¿s accreditation process is presented. At the end, the conclusions based in the theoretical and practical reviews are presented. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T21:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_DanielAugusto_M.pdf: 6268866 bytes, checksum: 3faebe29f9ec8e8f665d11ac095420f8 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esta dissertação aborda a aplicação de técnicas modernas de controle de sistemas dinâmicosao problema de detecção de falhas. Duas diferentes abordagens de detecção são utilizadas: estimação da falha e geração de resíduo. Tanto na estimação de falha quanto na geração de resíduo é formulado um problema H1 cujo objetivo é encontrar um filtro que garanta robustez a distúrbios.No caso da geração de resíduos, o índice H- é utilizado como critério de desempenho adicional para garantir a sensibilidade à falha e é transformado em um critério H1. O projeto H1 é abordado sob o ponto de vista de desigualdades matriciais lineares. Falhas e distúrbios devem apresentar comportamento em freqüência distintos para que os filtros consigam separar os efeitos dos mesmos. Para garantir o desempenho nas regiões em freqüência de interesse são utilizados filtros de ponderação. Em contraposição a essa abordagem, os resultados recentes da literatura sobre o lema generalizado de Kalman-Yakubovi?c-Popov e o controle H1 restrito na freqüência também são usados como ferramentas de projeto independentes de filtros de ponderação. Os métodos sãocomparados usando modelos de simulação e experimentos no âmbito de estruturas flexíveis / Abstract: This dissertation adresses the application of modern techniques from control of dynamicsystems to the problem of fault detection. Two different approaches are used: fault estimation and residual generation. Both fault estimation and residual generation are formulated as an H1 problem whose objective is to find a filter ensuring robustness to disturbance. In the case of residual generation, theH- index is used as an additional performance criterion to ensure fault sensitiveness and is transformed into an H1 criterion. The H1 design is treated from the point of view of linear matrix inequalities. Faults and disturbances must have distinct frequency distributions so the filter is able to separate them. Weighting functions are used to guarantee performance at the frequency region of interest. In contrast with this approach, recent results from literature on the generalisedKalman-Yakubovi?c-Popov lemma and frequency restricted H1 control are also used as design methods whose application is independent of weighting functions. All methods are compared using simple simulation models and experiments with flexible / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T04:04:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mazoni_AlyssonFernandes_M.pdf: 2883879 bytes, checksum: a514d74c83605535d0c2eaf4a060356f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esta dissertação aborda técnicas modernas de controle robusto H8 para sistemas dinâmicos lineares. Com isso pretende-se dizer que são usados como ferramentas matemáticas os resultados da teoria de controle de sistemas lineares para o caso com incertezas de vários tipos admitidas sobre o modelo. Os modelos são primariamente estruturas flexíveis e os métodos de projeto são implementados usando exclusivamente a solução de problemas sujeitos a desigualdades matriciais lineares. São abordadas as incertezas paramétrica, dinâmica e politópica com o objetivo de apresentar métodos matemáticos de projeto de controladores para os sistemas incertos. Para o caso de incerteza dinâmica, apresenta-se a técnica de filtros de ponderação. Em contraposição a essa abordagem, os resultados recentes da literatura sobre o lema generalizado de Kalman-Yakubovi?c-Popov e o H8 restrito na freqüência também são usados como métodos de controle independentes de filtros de ponderação. Os métodos são comparados usando modelos de simulação e experimentos no âmbito de estruturas flexíveis. Palavras-chave: Teoria dos sistemas dinâmicos, Programação Convexa, Sistema de controle por realimentação / Abstract: This dissertation deals with modern techniques from the Robust H8 Control of Linear Dynamic Systems. By this it is meant that the results from linear control systems theory are used as mathemathical tools when considering several kinds of uncertainty on the models. These models are mostly of flexible structures and the design methods are implemented using solely the solution of problems subjected to linear matrix inequalities. The types of uncertainty approached are: parametric, dynamic and polytopic; this is done aiming to present mathematical design methods for the uncertain systems considered. When dealing with dynamic uncertainty, the weighting functions are introduced. In contrast with this approach, recent results from literature on the generalised Kalman-Yakubovi?c-Popov lemma and frequency restricted H8 are also used as control design methods whose application is independent of weighting functions. All methods are compared using simple simulation models and experiments with flexible structures . Keywords: Theory of dynamical systems, Convex programming, Feedback control systems / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-17T19:26:13Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jumi Aislan Estrázulas.pdf: 1526430 bytes, checksum: 29b328a567cfa2a3183e9817bdde10fc (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-17T19:27:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jumi Aislan Estrázulas.pdf: 1526430 bytes, checksum: 29b328a567cfa2a3183e9817bdde10fc (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-17T19:31:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jumi Aislan Estrázulas.pdf: 1526430 bytes, checksum: 29b328a567cfa2a3183e9817bdde10fc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-17T19:31:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jumi Aislan Estrázulas.pdf: 1526430 bytes, checksum: 29b328a567cfa2a3183e9817bdde10fc (MD5) Previous issue date: 2010-08-13 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / El presente trabajo trata de las cuestiones comunicacionales del sistema digital. Es una forma de intentar explorar una laguna existente en los estudios de modelos de comunicación, en especial, en esa nueva configuración post-moderna. El estudio parte de un abordaje sistémico, con influencias de la ecología, neurología, biología del conocimiento, lingüística, semiótica, análisis del discurso, análisis del medio para componer un modelo de comunicación digital. Bien como las derivas que la relación hombre y máquina digital, actuando en el medio digital, pueden realizar. Tiene como resultado una propuesta modelar de abordaje de un sistema de comunicación digital y el entendimiento de como esa unidad se ha tornado autopoiético. El trabajo refuerza la necesidad de una mayor concentración de los estudios en las relaciones digitales y extrae una línea evolutiva que justifica la posición pos-moderna delante del mundo digital no como alienación u homeostasis simplemente, pero como un analfabetismo de formación digital / O presente trabalho trata das questões comunicacionais do sistema digital. É uma tentativa de explorar uma lacuna existente nos estudos de modelos de comunicação, em especial, nessa nova configuração pós-moderna. O estudo parte de uma abordagem sistêmica, com influências da ecologia, neurologia, biologia do conhecimento, linguística, semiótica, análise do discurso, análise do meio para compor um modelo de comunicação digital. Bem como as derivas que a relação homem e máquina digital, atuando no meio digital, podem realizar. Tem como resultado uma proposta modelar de abordagem de um sistema de comunicação digital e o entendimento de como essa unidade se tornou autopoiética. O trabalho reforça a necessidade de uma maior concentração dos estudos nas relações digitais e extrai uma linha evolutiva que justifica a posição pós-moderna diante do mundo digital não como alienação ou homeostase simplesmente, mas como um analfabetismo de formação digital.

A presente tese trata do estudo dos estimadores algébricos aplicados a sistemas de controle. Tais estimadores são filtros variantes no tempo que estimam as derivadas dos sinais de entrada e funcionam como uma alternativa ao uso de observadores. Este trabalho inclui uma contribuição teórica que permite determinar um limite superior do erro do estimador algébrico. Também, mostramos um resultado que garante estabilidade em malha fechada no contexto do princípio da separação para esta classe particular de sistemas. Um exemplo de levitação magnética baseado em linearização exata com estimadores algébricos de derivadas até segunda ordem implementados digitalmente é tratado com detalhe. Simulações em computador são apresentadas mostrando excelentes resultados. / This thesis deals with the algebraic estimators and their application in closed loop control systems. The algebraic estimators can be implemented as time-varying filters that produce an estimation of the derivatives of the input signal, and they can be an interesting alternative for substituting classical observers. This work includes a theoretic contribution that allows to compute a bound of the estimation error of the algebraic estimator. Furthermore it is shown that any derivative estimator that respects this bound will assure closed loop stability in the context of the separation principle, at least for a class of nonlinear systems. An example of magnetic levitation based on exact linearization and in closed loop with an estimator of the first and second derivatives is considered. A digital implementation of the algebraic estimation is also discussed, and simulations are presented, showing excellent results.

O Motor Assíncrono Tubular para Aplicação na Extração de Óleo do Subsolo MATÆOS foi desenvolvido na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP) com a função de acionar diretamente uma bomba de sucção, instalada no fundo de um poço de petróleo em terra. Dando continuidade aos trabalhos realizados na EPUSP envolvendo sistemas de levitação magnética, foi desenvolvido um mancal magnético ativo (AMB - Active Magnetic Bearing), aplicado ao protótipo do motor em substituição ao mancal mecânico tradicional existente. O projeto abrange a construção de um protótipo de mancal magnético composto das partes mecânicas, elétricas e de software necessárias ao funcionamento do sistema. O projeto do eletroímã foi realizado por meio do método dos elementos finitos (MEF), para análise da densidade de fluxo e da relação entre a força radial e a corrente elétrica nas bobinas. O controle da levitação do mancal é realizado por meio de controlador digital com placas conversoras AD/DA e algoritmo de controle implementado em hardware FPGA. Utilizando o modelo do sistema, os controladores são sintonizados para atender aos requisitos de estabilidade e rejeição de perturbações, que desviem o entreferro do seu valor nominal. Na configuração do AMB, ao invés do sistema tradicional com oito pólos, um conceito diferente é adotado. Neste, uma máquina primitiva bearingless é excitada com corrente contínua e usada como mancal magnético. Os resultados experimentais obtidos com o protótipo em funcionamento mostram que o sistema em malha fechada é estável e apresenta uma resposta transitória satisfatória. / A tubular linear induction motor applied to onshore oil exploitation, named MATÆOS (which is in the Portuguese acronym for Tubular Asynchronous Motor for Onshore Oil Exploitation) was built at Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP). Its purpose is to directly drive the sucker-rod pump installed in the down hole of the oil well. In continuing the research accomplished at EPUSP concerning magnetic levitation systems, an Active Magnetic Bearing (AMB) was developed and applied to the prototype of the motor in substitution to the existing traditional bearing. The design includes the construction of the magnetic bearing prototype composed of mechanical, electric and software components required to the operation of the system. The electromagnet design was accomplished using the Finite Element Method (FEM) in the analysis of both the flux density and the relationship between the radial force and the suspension winding current. The magnetic bearing levitation control is executed by a digital controller using an AD/DA converter and a control algorithm implemented in FPGA hardware. Using the system model, the controllers are tuned to provide both stability and rejection of disturbances that tend to move the air gap from its nominal value. Instead of the usual eight-pole AMB, a different concept is adopted where a DC-excited primitive bearingless machine is used as a magnetic bearing. The experimental results obtained with the prototype in operation show that the closed-loop system is stable and exhibits a satisfactory transient response.

Este trabalho versa sobre técnicas de estimação de derivadas de forma não assintótica conforme abordagem algébrica de Michel Fliess, e sua aplicação na determinação quase instantânea do estado interno de um sistema dinâmico, cria-se assim estimadores de estado que não se baseiam no observador de Luenberger. Resumo No desenvolvimento do trabalho demonstramos algumas características destes estimadores e apresentamos uma contribuição teórica para viabilizar a implementação destes estimadores em sistemas de controle de tempo real. Posteriormente, um sistema mecânico de dinâmica não linear foi construído e permitiu ensaios em laboratório que atestam, através dos resultados experimentais encontrados, a funcionalidade deste tipo de estimador de estados. / This work is about derivative estimation technique based on a algebraic and non-asymptotically approach, as devised by Michel Fliess, applied on quasi-instantaneous determination of the internal state of a dynamical system, using state estimators that aren\'t based on the Luenberger observer. Abstract Over this work we present some particularities of these estimators and a theoretical contribution that will able to implement these algebraic estimators in a real time control system. After that, a non-linear mechanical system was built to verify the functionality of these state estimators.

Esta tese trata de um robô bípede em caminhar dinâmico. Neste robô, que normalmente é um sistema sub-atuado, fazemos uso de um disco de inércia que funciona num certo sentido como um atuador adicional. Através deste disco, obtém-se mais liberdade para a elaboração de passos repetitivos e um aumento na robustez. Por outro lado, o sistema de controle dos passos deve controlar, além do passo propriamente dito, também a velocidade do disco, de modo que não sejam saturados os atuadores (motores elétricos). Apresentamos então um controlador capaz de realizar estas ações simultaneamente. / This Thesis is about a bipedal robot in a dynamic walking gait. In this robot, which is usually a under-actuated system, a inertial wheel is employed and acts as an additional actuator. By using this wheel, one can design a cyclic walking gait with increased robustness and with more freedom. On the other hand, the control system must take care of the step itself, and also must ensure that the wheel speed does not exceed the actuators (motors) limits. We present a controller able to perform this tasks.

Este trabalho de mestrado propõe a aplicação de um controlador robusto recursivo, de um controlador robusto com critério H \'INFINITO\', obtido via Teoria dos Jogos e de um controlador H \'INFINITO\' obtido através de LMIs, em um modelo dinâmico de robô bípede com joelhos e tronco. Considera-se um bípede planar de caminhar passivo, ou seja, possuí um ciclo limite e sete graus de liberdade, estando sujeito a incertezas paramétricas e a distúrbios de torque externo. A principal vantagem do controlador robusto recursivo é a ausência de ajustes de parâmetros auxiliares, facilitando a sua implementação online. Já o controlador H \'INFINITO\' obtido através da Teoria dos Jogos possuí a vantagem de não precisar de cálculos offline, tais como solucionar Desigualdades Matriciais Lineares. Já o último controlador implementado possuí a vantagem de ter seu ganho variando no tempo, assim como o controlador robusto recursivo. Os resultados de simulação apresentados mostram a eficácia na implementação desses controladores em robôs bípedes, obtendo-se índices de desempenho que tendem a mostrar um melhor resultado do controlador H \'INFINITO\' obtido através da Teoria dos Jogos. / This work proposes the implementation of a recursive robust control, a robust control with H \'INFINITO\' criterion obtained from game theory and a robust control with H \'INFINITO\' criteria obtained from the solutions of LMIs, in a dynamic model of a biped robot with knees and torso. We consider a planar biped robot with passive walk, i.e. it has limit-cycle, and has seven degrees of freedom. Also it is subject to parametric uncertainties and external disturbances. The main advantage of the recursive robust controller is the absence of auxiliary parameter settings, facilitating its implementation online. Since the controller H \'INFINITO\' obtained from the game theory has the advantage of not needing an offline calculation, such as solving linear matrix inequalities. And the third one has the advantage of the variable gain in time, witch occur with the recursive control too. The simulation results show the effectiveness of these controllers and the performance index show a tendency of better results applying the H \'INFINITO\' obtained from game theory.

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um projeto para auxílio no ensino de robôs manipuladores em nível superior utilizando uma plataforma PC com sistema de segurança e software de tempo real. O sistema permite aos alunos testar soluções já existentes e configurar suas próprias alternativas para simulação e controle de um robô manipulador real com até seis graus de liberdade. / This text describes the project development to aid the robot manipulator learning at undergraduate courses using a PC-based architecture with security system and real time software. The system allows the students to test previous solutions and configure their own alternatives for simulating and controlling a real robot manipulator with up to six degrees-of-freedom