La problématique étudiée dans cette thèse concerne le maintien de l’intégrité de robots mobiles en milieux naturels. L’objectif est de fournir des lois de commande permettant de garantir l’intégrité d’un véhicule lors de déplacements autonomes en milieux naturels à vitesse élevée (5 à 7 m.s -1 ) et plus particulièrement dans le cadre de l’agriculture de précision. L’intégrité s’entend ici au sens large. En effet, l’asservissement des déplacements d’un robot mobile peut générer des consignes nuisant à son intégrité physique, ou à la réalisation de sa tâche (renversement, tête-à-queue, stabilité des commandes, maintien de la précision, etc.). De plus, le déplacement en milieux naturels amène des problématiques liées notamment à des conditions d’adhérence variables et relativement faibles (d’autant plus que la vitesse du véhicule est élevée), ce qui se traduit par de forts glissements des roues sur le sol, ou encore à des géométries de terrains non traversables par le robot. Aussi, cette thèse vise à déterminer en temps réel l’espace de stabilité en terme de commandes admissibles permettant de modérer les actions du robot. Après une présentation des modélisations existantes, et des observateurs permettant l’exploitation de ces modélisations pour la mise en place de loi de commande prédictive en braquage pour le suivi de trajectoire, une nouvelle méthode d’estimation des glissements basé sur une observation cinématique est proposée. Celle-ci permet de répondre aux problématiques de vitesse variable (et notamment du passage de la vitesse par des valeurs nulles) du véhicule et d’observation lors d’un déplacement sans trajectoire de référence. Ce nouvel observateur est primordial pour la suite des développements de cette thèse, puisque la suite des travaux s’intéresse à la modulation de la vitesse du véhicule. Ainsi, dans la suite des travaux, deux lois de commande prédictives agissant sur la vitesse du véhicule ont été mises en place. La première apporte une solution à la problématique de la saturation des actionneurs en braquage, lorsque la vitesse ou les glissements rendent la trajectoire à suivre inadmissible vis-à-vis des capacités physiques du véhicule. La deuxième répond à la problématique de la garantie de la précision du suivi de trajectoire (maintien du véhicule dans un couloir de déplacement). Dans les deux cas la stratégie de commande est similaire : on prédit l’état futur du véhicule en fonction de ses conditions d’évolution actuelle et de conditions d’évolutions futures simulées (obtenues grâce à la simulation de l’évolution d’un modèle dynamique du véhicule) afin de déterminer la valeur de la vitesse optimale pour que les variables cibles (dans un cas la valeur du braquage et dans l’autre l’écart à la trajectoire) respectent les conditions imposées (non-dépassement d’une valeur cible). Les résultats présentés dans ce mémoire ont été réalisés soit en simulations, soit en conditions réelles sur des plateformes robotiques. Il en découle que les algorithmes proposés permettent dans un cas de réduire la vitesse du véhicule pour éviter la saturation du braquage et donc les phénomènes de sur et sous virage qui en découlerait et donc permet de conserver la commandabilité du véhicule. Et dans l’autre cas de garantir que l’écart à la trajectoire reste sous une valeur cible. / This thesis focused on the issue of the preseving of the integrity of mobile robots in off-road conditions. The objective is to provide control laws to guarantee the integrity of a vehicle during autonomous displacements in natural environments at high speed (5 to 7 m.s -1 ) and more particularly in The framework of precision farming. Integrity is here understood in the broad sense. Indeed, control of the movements of a mobile robot can generate orders that affect its physical integrity, or restrains the achievement of its task (rollover, spin, control stability, maintaining accuracy , etc.). Moreover, displacement in natural environments leads to problems linked in particular to relatively variable and relatively low adhesion conditions (especially since the speed of the vehicle is high), which results in strong sliding of wheels on the ground, or to ground geometries that can not be crossed by the robot. This thesis aims to determine in real time the stability space in terms of permissible controls allowing to moderate the actions of the robot. After a presentation of the existing modelings and observers that allow the use of these modelizations for the implementation of predictive control law for trajectory tracking, a new method of estimation of side-slip angles based on a kinematic observation is proposed. It permit to address the problem of variable speed of the vehicle (and in particular the case of zero values) and also to allow the observation during a displacement without reference trajectory. This new observer is essential for the further development of this thesis, since the rest of the work is concerned with the modulation of the speed of the vehicle. So, in the further work, two predictive control laws acting on the speed of the vehicle have been set up. The first one provides a solution to the problem of the saturation of steering actuators, when the speed or side-slip angles make the trajectory inadmissible to follow with respect to the physical capacities of the vehicle. The second one adress the problem of guaranteeing the accuracy of trajectory tracking (keeping the vehicle in a corridor of displacement). In both cases, the control strategy is similar: the future state of the vehicle is predicted according to the current conditions of evolution and the simulated one for the future evolution (obtained by simulating the evolution of dynamics models of the vehicle) in order to determine the value of the optimum speed so that the target variables (in one case the value of the steering and in the other the lateral deviation from the trajectory) comply with the imposed conditions (not exceeding a target value). The results presented in this thesis were realized either in simulations or in real conditions on robotic platforms. It follows that the proposed algorithms make it possible : in one case to reduce the speed of the vehicle in order to avoid the saturation of the steering actuator and therefore the resulting over and under steering phenomena and thus make it possible to preserve the vehicle’s controllability. And in the other case, to ensure that the lateral deviation from the trajectory remains below a target value.

Dans cette thèse, nous présentons des solutions pour la conception des systèmes de contrôle actif de vibrations. Dans la première partie, des méthodes de contrôle par action anticipatrice (feedforward) sont développées. Celles-ci sont dédiées à la suppression des perturbations bande large en utilisant une image de la perturbation mesurée par un deuxième capteur, en amont de la variable de performance à minimiser. Les algorithmes présentés dans cette mémoire sont conçus pour réaliser de bonnes performances et maintenir la stabilité du système en présence du couplage positif interne qui apparaît entre le signal de commande et l'image de la perturbation. Les principales contributions de cette partie sont l'assouplissement de la condition de « Stricte Positivité Réelle » (SPR) par l'utilisation des algorithmes d'adaptation « Intégrale + Proportionnelle » et le développement de compensateurs à action anticipatrice (feedforward) sur la base de la paramétrisation Youla-Kučera. La deuxième partie de la thèse concerne le rejet des perturbations bande étroite par contre-réaction adaptative (feedback). Une méthode d'adaptation indirecte est proposée pour le rejet de plusieurs perturbations bande étroite en utilisant des filtres Stop-bande et la paramétrisation Youla-Kučera. Cette méthode utilise des Filtres Adaptatifs à Encoche en cascade pour estimer les fréquences de perturbations sinusoïdales puis des Filtres Stop-bande pour introduire des atténuations aux fréquences estimées. Les algorithmes sont vérifiés et validés sur un dispositif expérimental disponible au sein du département Automatique du laboratoire GIPSA-Lab de Grenoble. / In this thesis, solutions for the design of robust Active Vibration Control (AVC) systems are presented. The thesis report is composed of two parts. In the first one, feedforward adaptive methods are developed. They are dedicated to the suppression of large band disturbances and use a measurement, correlated with the disturbance, obtained upstream from the performance variable by the use of a second transducer. The algorithms presented in this thesis are designed to achieve good performances and to maintain system stability in the presence of the internal feedback coupling which appears between the control signal and the image of the disturbance. The main contributions in this part are the relaxation of the Strictly Positive Real (SPR) condition appearing in the stability analysis of the algorithms by use of “Integral + Proportional” adaptation algorithms and the development of feedforward compensators for noise or vibration reduction based on the Youla-Kučera parameterization. The second part of this thesis is concerned with the negative feedback rejection of narrow band disturbances. An indirect adaptation method for the rejection of multiple narrow band disturbances using Band-Stop Filters (BSF) and the Youla-Kučera parameterization is presented. This method uses cascaded Adaptive Notch Filters (ANF) to estimate the frequencies of the disturbances' sinusoids and then, Band-stop Filters are used to shape the output sensitivity function independently, reducing the effect of each narrow band signal in the disturbance. The algorithms are verified and validated on an experimental setup available at the Control Systems Department of GIPSA-Lab, Grenoble, France.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work proposes two vector control schemes for permanent magnet synchronous motors. They are destined to speed and position control, respectively, and are based on a control law called VS-RMRAC. Not being yet applied to the electric machines control, the VS-RMRAC control law presents robustness features that are potentially advantageous from the point of view of the closed loop PMSM dynamics. It also presents well established design and robust stability conditions, which makes its digital implementation easier. Both control structures are described and its respective design methods are presented. From simulation results, the behavior and performance of both structures are analyzed in face of load disturbances and parameter uncertainties. The speed control scheme and its simulation results are validated experimentally. This scheme is digitally implemented with fixed-point arithmetic using a TMS320F2812 DSP. Both schemes with its potentialities and limitations are then discussed. / Este trabalho propõe duas estratégias de controle vetorial para motores síncronos a ímãs permanentes (MSIP s). Destinam-se ao controle de velocidade e de posição, respectivamente, e são baseados em uma lei de controle chamada VS-RMRAC. Não tendo sido aplicado ainda ao controle de máquinas elétricas, a lei de controle VS-RMRAC apresenta características de robustez que são potencialmente vantajosas do ponto de vista da dinâmica em malha fechada de MSIP s. Também apresenta condições de projeto e estabilidade robusta bem estabelecidas para o tempo discreto, o que facilita sua implementação digital. Ambas as estruturas de controle são descritas e suas respectivas metodologias de projeto são apresentadas. A partir de resultados de simulação, o comportamento e desempenho de ambas são analisados frente a perturbações de carga e incertezas paramétricas. O esquema de controle de velocidade e seus resultados de simulação são validados experimentalmente. Este esquema é implementado digitalmente com aritmética de ponto fixo utilizando DSP TMS320F2812. As potencialidades e limitações de ambos os esquemas são, por fim, discutidos.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Trentini Preuss.pdf: 21875240 bytes, checksum: 6532e8b2a654ef7c408e92a74eb7cdfe (MD5) Previous issue date: 2012-11-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the modeling and control of a testbed implemented linear positioning servopneumatic system. Practical results show that the controlled system reaches steady state errors less than 0.3 mm for a step signal with 0.25 s of settling time, 30 mm for polynomial tracking error and high load variation robustness for the three proposed controllers. The applicability of these systems in industrial environments have become usual in the last years. Their mainly advantages are the low cost, maintenance facility, and security, besides they are clean, renewable and abundant. However, their mainly disadvantages are the nonlinearities due to friction and air compressibility, which difficults their modeling and control. For these reasons, electrical and hydraulical systems are most used instead of servopneumatic ones. Aiming industrial applications, it is proposed a system compound by a rod pneumatic actuator, an electronic pressure valve which controls the active actuator chamber, a manual pressure valve which keeps the pressure in the passive actuator chamber approximately stable, a linear positioning sensor and a control and data acquisition system. The presented mathematical modeling results in a piecewise-affine model with three nonlinear bands, being two depicted by a 10a order model, and the other by a 8a order model. The unknown model constants are identified by Least Squares method through testbed experiments. The mathematical model validation shows that the reliability between the one and the real system is greater than 89%. Aiming the inherent nonlinearities effects reduction, three adaptive control approaches are implemented, being Proportional-Integral-Derivative (PID), State Feedback with Integrator (SFI) and Generalised Minimum Variance (GMV). The proposed system is submited to five practical experiments in order to evaluate its steady state and tracking error, settling time and load variation robustness. / Este trabalho apresenta a modelagem matemática e o controle de um sistema servopneumático de posicionamento linear implementado em bancada. Os resultados práticos mostram que o sistema controlado alcança erros de regime de até 0,3 mm para resposta ao degrau com tempo de acomodação de 0,25 s, erros inferiores a 30 mm para seguimento de trajetória, e elevada robustez a variações de carga para os três controladores propostos. A aplicabilidade destes sistemas em ambientes industriais tem se tornado frequente com o passar dos anos. Suas principais vantagens são o baixo custo, a facilidade de manutenção e a segurança, além de ser uma forma de energia limpa, renovável e abundante. Entretanto, estes sistemas apresentam como principais limitações não-linearidades relativas ao atrito e à compressibilidade do ar, o que dificulta sua modelagem matemática e controle. Por estes motivos, sistemas elétricos e hidráulicos são muitas vezes utilizados em detrimento a sistemas servopneumáticos. Visando aplicações industriais, é proposto um sistema composto por um atuador pneumático com haste, uma válvula eletrônica de pressão que controla a pressão na câmara de avanço do atuador, uma válvula de pressão manual que mantém uma pressão aproximadamente constante na câmara de retorno do atuador, um sensor de posição linear e um sistema de aquisição e controle. A modelagem matemática apresentada resulta em um modelo piecewise-affine com três faixas não-lineares, sendo duas representadas por um modelo de 10a ordem e uma representada por um modelo de 8a ordem. As constantes desconhecidas do modelo são identificadas pelo método dos Mínimos Quadrados através de experimentos em bancada. A validação do modelo matemático proposto mostra que a acertividade entre este e o sistema real é superior a 89%. Visando a redução dos efeitos das não-linearidades inerentes a estes sistemas, três abordagens de controle adaptativo são implementadas, sendo estes Proporcional-Integral-Derivativo (PID), Realimentação de Estados com Integrador (REI) e Variância Mínima Generalizado (GMV). O sistema é submetido a cinco testes distintos em bancada a fim de avaliar seu erro em regime e de seguimento de trajetória, tempo de acomodação e robustez a variações de carga.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Cesar da Silva.pdf: 5331875 bytes, checksum: adf5bf8880e8e89421a2fd553c966530 (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The electrical parameters of three-phase induction motors vary according to their operating point, with the temperature and also with the natural machine degradation. Since the design regulators are typically performed based on linear and simplified equations of the machine, the parametric variation can cause unwanted responses, since the motor behavior is non-linear and time variant. Thus, it is proposed in this work carry the identification of the electrical parameters of the induction motor using the estimator called Least Squares Recursive (RLS). Thus, with the parametric data updated every sampling period can be recalculated in real time the gains of the regulators are designed for controlling the induction machine and make minor mismatches. The experimental results were obtained with the processing performed by dSPACE hardware (DS1103), which has an interface with Matlab/Simulink, facilitating the use by the user and reducing the time taken for testing bench. The results of numerical and practical simulations show a comparison between the mesh proposal, the parametric identification and update of the gains of the controllers (adaptive control) and the mesh with controllers with fixed gains. / Os parâmetros elétricos do motor de indução trifásico variam conforme o seu ponto de operação, com a temperatura e também com a degradação natural da máquina. Visto que o projeto de reguladores são tipicamente realizados com base em equações lineares e simplicadas da máquina, a variação paramétrica pode causar respostas indesejadas, pois o comportamento do motor é não-linear e variante no tempo. Desta forma propõe-se neste trabalho realizar a identificação dos parâmetros elétricos do motor de indução, utilizando o estimador denominado de Mínimos Quadrados Recursivos (MQR). Assim, com os dados paramétricos atualizados a cada período de amostragem, pode-se recalcular em tempo real, os ganhos dos reguladores que são projetados para o controle da máquina de indução e tornar os descasamentos menores. Os resultados experimentais foram obtidos com o processamento realizado pelo hardware dSPACE (DS1103), que possui uma interface com o Matlab/Simulink, facilitando a utilização por parte do usuário e reduzindo o tempo dispendido para os testes em bancada. Os resultados de simulações numéricas e práticos apresentam uma comparação entre a malha proposta, com a identificação paramétrica e atualiza ção dos ganhos dos controladores (controle adaptativo) e a malha com controladores com ganhos fixos.

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:07:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IsacCJ_DISSERT.pdf: 1949059 bytes, checksum: dd9548aaca6ef14a8a29ea281a293986 (MD5) Previous issue date: 2012-06-25 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The robustness and performance of the Variable Structure Adaptive Pole Placement Controller are evaluated in this work, where this controller is applied to control a synchronous generator connected to an infinite bus. The evaluation of the robustness of this controller will be accomplished through simulations, where the control algorithm was subjected to adverse conditions, such as: disturbances, parametric variations and unmodeled dynamic. It was also made a comparison of this control strategy with another one, using classic controllers. In the simulations, it is used a coupled model of the synchronous generator which variables have a high degree of coupling, in other words, if there is a change in the input variables of the generator, it will change all outputs simultaneously. The simulation results show which control strategy performs better and is more robust to disturbances, parametric variations and unmodeled dynamics for the control of Synchronous Generator / A robustez e o desempenho do Controlador Adaptativo por Posicionamento de Polos e Estrutura Variavel s?o avaliados neste trabalho, onde este controlador e aplicado para o controle de um Gerador Sncrono conectado a um barramento infi- nito. A avaliac?o da robustez deste controlador sera realizada atraves de simulac?es, onde o algoritmo de controle foi submetido a condic?es adversas, tais como: perturba c?es, variac?es parametricas e din?mica n?o modelada. Tambem foi feita uma comparac?o desta estrategia de controle, com outra utilizando controladores classicos. Nas simulac?es, e utilizado o modelo acoplado do gerador sncrono, onde suas variaveis apresentam um alto grau de acoplamento, ou seja, se houver alterac?o em uma das variaveis de entrada do gerador todas as suas sadas ser?oo alteradas simultaneamente. Os resultados das simulac?es demonstram qual estrategia de controle apresenta melhor desempenho, e e mais robusta a perturbac?es, variac?es parametricas e din?mica n?o modelada para o controle do Gerador S?ncrono

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EricoCB_DISSERT.pdf: 1960043 bytes, checksum: 7c0ebefa8d09683721a890c3c7d00bbb (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / The Methods for compensation of harmonic currents and voltages have been widely used since these methods allow to reduce to acceptable levels the harmonic distortion in the voltages or currents in a power system, and also compensate reactive. The reduction of harmonics and reactive contributes to the reduction of losses in transmission lines and electrical machinery, increasing the power factor, reduce the occurrence of overvoltage and overcurrent. The active power filter is the most efficient method for compensation of harmonic currents and voltages. The active power filter is necessary to use current and voltage controllers loop. Conventionally, the current and voltage control loop of active filter has been done by proportional controllers integrative. This work, investigated the use of a robust adaptive control technique on the shunt active power filter current and voltage control loop to increase robustness and improve the performance of active filter to compensate for harmonics. The proposed control scheme is based on a combination of techniques for adaptive control pole placement and variable structure. The advantages of the proposed method over conventional ones are: lower total harmonic distortion, more flexibility, adaptability and robustness to the system. Moreover, the proposed control scheme improves the performance and improves the transient of active filter. The validation of the proposed technique was verified initially by a simulation program implemented in C++ language and then experimental results were obtained using a prototype three-phase active filter of 1 kVA / Os m?todos para compensa??o de correntes e tens?es harm?nicas v?m sendo bastante utilizados, visto que esses m?todos permitem reduzir a n?veis aceit?veis as distor??es harm?nicas nas tens?es ou correntes em um sistema el?trico de pot?ncia, e ainda, compensar reativos. A redu??o de harm?nicas e reativos contribuem para: a diminui??o das perdas nas linhas de transmiss?o e nas m?quinas el?tricas, o aumento do fator de pot?ncia e a redu??o de ocorr?ncias de sobretens?es e sobrecorrentes. O filtro ativo de pot?ncia ? o m?todo mais eficiente para compensa??o de correntes e tens?es harm?nicas. No filtro ativo de pot?ncia ? necess?ria a utiliza??o de controladores para as malhas de corrente e tens?o. Convencionalmente, o controle dessas malhas tem sido feito por controladores proporcionais integrativos. Neste trabalho, ? investigado o uso de uma t?cnica de controle adaptativo robusto nas malha de corrente e tens?o, do filtro ativo de pot?ncia em paralelo trif?sico, para aumentar a robustez e melhorar o desempenho desse filtro ativo na compensa??o de harm?nicos. A t?cnica de controle proposta ? baseada na combina??o das t?cnicas de controle adaptativo por posicionamento de p?los e de estrutura vari?vel. As vantagens do m?todo proposto sobre os convencionais s?o: menor taxa de distor??o harm?nica, maior flexibilidade, capacidade de adapta??o e robustez para o sistema. Al?m disso, a t?cnica de controle proposta aumenta o desempenho e melhora o transit?rio do filtro ativo. A valida??o da t?cnica proposta foi verificada inicialmente atrav?s de um programa de simula??o implementado em linguagem C ++ e em seguida foram obtidos resultados experimentais usando um prot?tipo de um filtro ativo trif?sico de 1 kVA

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoCSJ.pdf: 396492 bytes, checksum: c7b91bb21a15450749eb2738a17c2f3e (MD5) Previous issue date: 2005-07-28 / There are two main approaches for using in adaptive controllers. One is the so-called model reference adaptive control (MRAC), and the other is the so-called adaptive pole placement control (APPC). In MRAC, a reference model is chosen to generate the desired trajectory that the plant output has to follow, and it can require cancellation of the plant zeros. Due to its flexibility in choosing the controller design methodology (state feedback, compensator design, linear quadratic, etc.) and the adaptive law (least squares, gradient, etc.), the APPC is the most general type of adaptive control. Traditionally, it has been developed in an indirect approach and, as an advantage, it may be applied to non-minimum phase plants, because do not involve plant zero-pole cancellations. The integration to variable structure systems allows to aggregate fast transient and robustness to parametric uncertainties and disturbances, as well. In this work, a variable structure adaptive pole placement control (VS-APPC) is proposed. Therefore, new switching laws are proposed, instead of using the traditional integral adaptive laws. Additionally, simulation results for an unstable first order system and simulation and practical results for a three-phase induction motor are shown / Existem dois m?todos principais para a constru??o de controladores adaptativos. Um deles ? o controle adaptativo por modelo de refer?ncia (MRAC) e o outro ? o controle adaptativo por posicionamento de p?los (APPC). No MRAC, um modelo de refer?ncia ? escolhido para gerar a trajet?ria desejada que o sinal de sa?da da planta deve seguir, e ele pode requerer o cancelamento de zeros da planta. Devido a sua flexibilidade em escolher a metodologia de projeto do controlador (realimenta??o de estado, projeto de compensador, linear quadr?tico, etc.) e a lei adaptativa (m?nimos quadrados, m?todo do gradiente, etc.), o APPC ? o tipo mais geral de controle adaptativo. Tradicionalmente, vem sendo desenvolvido em uma abordagem indireta e, como uma vantagem, pode ser aplicado a plantas de fase n?o-m?nima, j? que n?o envolve cancelamentos de zeros e p?los. A integra??o aos sistemas com estrutura vari?vel permite agregar rapidez no transit?rio e robustez ?s varia??es param?tricas e perturba??es. O objetivo deste trabalho ? desenvolver um controlador adaptativo por posicionamento de p?los e estrutura vari?vel (VS-APPC). Portanto, s?o propostas leis chaveadas em substitui??o ?s leis adaptativas integrais tradicionais. Adicionalmente, s?o apresentadas simula??es para uma planta de primeira ordem inst?vel, assim como simula??es e resultados pr?ticos da aplica??o da t?cnica proposta a um motor de indu??o trif?sico

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielGVF_DISSERT.pdf: 2881772 bytes, checksum: 5236953fb6bb70560393eeeaa01f96f9 (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The control, automation and optimization areas help to improve the processes used by industry. They contribute to a fast production line, improving the products quality and reducing the manufacturing costs. Didatic plants are good tools for research in these areas, providing a direct contact with some industrial equipaments. Given these capabilities, the main goal of this work is to model and control a didactic plant, which is a level and flow process control system with an industrial instrumentation. With a model it is possible to build a simulator for the plant that allows studies about its behaviour, without any of the real processes operational costs, like experiments with controllers. They can be tested several times before its application in a real process. Among the several types of controllers, it was used adaptive controllers, mainly the Direct Self-Tuning Regulators (DSTR) with Integral Action and the Gain Scheduling (GS). The DSTR was based on Pole-Placement design and use the Recursive Least Square to calculate the controller parameters. The characteristics of an adaptive system was very worth to guarantee a good performance when the controller was applied to the plant / As ?reas de controle, automa??o e otimiza??o contribuem para a melhoria dos processos utilizados pelas ind?strias, permitindo uma linha de produ??o r?pida, aprimorando a qualidade do produto final e reduzindo os custos de produ??o. Boas ferramentas para o desenvolvimento de pesquisas nestas ?reas s?o as plantas did?ticas, pois proporcionam um contato direto com equipamentos semelhantes ou at? mesmo usados no setor industrial. Em vista dessas capacidades, o objetivo deste trabalho ? modelar e controlar uma planta did?tica que consiste de um sistema de controle de processo para vaz?o e n?vel com instrumenta??o industrial. Com o modelo ? poss?vel construir um simulador capaz de permitir estudos a respeito do funcionamento do sistema, sem os gastos com a opera??o do processo real. ? o caso de experimentos com controladores, que podem ser testados diversas vezes antes de serem efetivamente utilizados no processo real. Dentre os diversos tipos de controladores existentes, foi dado foco aos de tipo adaptativo, principalmente ao auto-sintoniz?vel direto (Direct Self-Tuning Regulator DSTR) com a??o integral e ao controlador com Escalonamento de Ganho (Gain Scheduling GS). O controlador DSTR foi projetado com base no m?todo de posicionamento de p?los e teve seus par?metros calculados atrav?s da t?cnica dos m?nimos quadrados recursivos. As caracter?sticas dos sistemas adaptativos foram de grande valia para garantir um desempenho satisfat?rio dos controladores, quando aplicados ? planta

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Processos de produção precisam ser avaliados continuamente para que funcionem de modo mais eficaz e eficiente possível. Um conjunto de ferramentas utilizado para tal finalidade é denominado controle estatístico de processos (CEP). Através de ferramentas do CEP, o monitoramento pode ser realizado periodicamente. A ferramenta mais importante do CEP é o gráfico de controle. Nesta tese, foca-se no monitoramento de uma variável resposta, por meio dos parâmetros ou coeficientes de um modelo de regressão linear simples. Propõe-se gráficos de controle χ2 adaptativos para o monitoramento dos coeficientes do modelo de regressão linear simples. Mais especificamente, são desenvolvidos sete gráficos de controle χ2 adaptativos para o monitoramento de perfis lineares, a saber: gráfico com tamanho de amostra variável; intervalo de amostragem variável; limites de controle e de advertência variáveis; tamanho de amostra e intervalo de amostragem variáveis; tamanho de amostra e limites variáveis; intervalo de amostragem e limites variáveis e por fim, com todos os parâmetros de projeto variáveis. Medidas de desempenho dos gráficos propostos foram obtidas através de propriedades de cadeia de Markov, tanto para a situação zero-state como para a steady-state, verificando-se uma diminuição do tempo médio até um sinal no caso de desvios pequenos a moderados nos coeficientes do modelo de regressão do processo de produção. Os gráficos propostos foram aplicados a um exemplo de um processo de fabricação de semicondutores. Além disso, uma análise de sensibilidade dos mesmos é feita em função de desvios de diferentes magnitudes nos parâmetros do processo, a saber, no intercepto e na inclinação, comparando-se o desempenho entre os gráficos desenvolvidos e também com o gráfico χ2 com parâmetros fixos. Os gráficos propostos nesta tese são adequados para vários tipos de aplicações. Neste trabalho também foi considerado características de qualidade as quais são representadas por um modelo de regressão não-linear. Para o modelo de regressão não-linear considerado, a proposta é utilizar um método que divide o perfil não-linear em partes lineares, mais especificamente, um algoritmo para este fim, proposto na literatura, foi utilizado. Desta forma, foi possível validar a técnica proposta, mostrando que a mesma é robusta no sentido que permite tipos diferentes de perfis não-lineares. Aproxima-se, portanto um perfil não-linear por perfis lineares por partes, o que proporciona o monitoramento de cada perfil linear por gráficos de controle, como os gráficos de controle desenvolvidos nesta tese. Ademais apresenta-se a metodologia de decompor um perfil não-linear em partes lineares de forma detalhada e completa, abrindo espaço para ampla utilização. / Production processes need to be continually evaluated so that they are able to produce in the most effective and efficient way. Statistical process control (SPC) consists of a set of tools used for this purpose. The monitoring can be periodically performed through the SPC tools. The most important tool of SPC is the control chart. In this thesis, we focus on the monitoring of a response variable through the parameters or coefficients of a linear regression model. It is proposed adaptive χ2 control charts for monitoring the coefficients of linear regression models. More specifically, seven adaptive χ2 control charts are proposed for monitoring a simple linear regression model, being distinguished by the following properties: variable sample size; variable sampling interval; variable warning and control limits; variable sample size and sampling interval; variable sample size and limits; variable sampling interval and limits and finally, all design parameters varying. Performance measures of these charts were obtained through properties of Markov chain, for both the zero-state and the steady-state situation. It was found that the average time until a signal in the case of small to moderate shifts in the coefficients of the regression model decreased. The proposed charts were applied to an example of semiconductors manufacturing process. Moreover, a sensitivity analysis of the proposed charts is performed for different shifts magnitudes in the process parameters, namely the intercept and the slope, comparing the performance between the developed charts and also with the fixed parameter χ2 chart. The proposed charts in this thesis are suitable for several applications. In this work, it was also considered quality characteristics represented by nonlinear regression models. To the considered nonlinear regression model, the proposal is to use a method that divides the nonlinear profile in linear parts. More specifically, an algorithm for this purpose, proposed in the literature, was utilized. It approximates nonlinear profile by a set of linear profiles. It was possible to validate this technique, showing that it is robust in the sense that it allows different types of nonlinear profiles to be considered. In this way, techniques such as control charts developed here can be used to monitor each linear part. Furthermore, we present the methodology to decompose a nonlinear profile in linear parts in a detailed and complete way, allowing its widespread use.