Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2010 / Bibliografia: f. [121]-128 / O estudo da teoria de controle tem cada dia mais desempenhado um papel fundamental na área tecnológica, contribuindo sempre para os avanços em engenharia. Por outro lado, os processos a serem controlados estão cada vez mais desafiadores no meio industrial / The study of the control theory has played each day a more fundamental role in the technological area, always contributing for advances in engineering. On the other hand, the controlled industrial processes are becoming more challenging, with nonlinear ch

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho objetiva o desenvolvimento de uma estratégia de controle adaptativa capaz de estabilizar e atuar no cumprimento de trajetórias de um veículo quadricóptero. O quadricóptero é definido como uma aeronave de pousos de decolagens verticais (VTOL) e emergiu a partir da segunda metade da década de 2000 como uma plataforma promissora para utilização em diversas finalidades devido, principalmente, à sua simplicidade mecânica, alto payload e robustez. Por isso, essa aeronave tem sido vastamente explorada desde então nas publicações da área, preocupando-se, como este trabalho, em propor metodologias numéricas para aprimorar a autonomia e confiabilidade na utilização prática destes veículos. O modelo matemático do helicóptero foi obtido a partir do formalismo de Euler- Lagrange, considerando um corpo rígido, simétrico e tomando a origem do sistema de coordenadas coincidente com o centro de gravidade do veículo. Como forma de se obter um modelo mais fiel à situação real de voo, o Efeito Giroscópio sobre corpo e as hélices foi considerado. Sob a ótica da engenharia de controle, é considerado um sistema subatuado por possuir 4 entradas (associadas às quatro velocidades angulares dos rotores) e seis variáveis de estado (correspondentes às coordenadas generalizadas da mecânica lagrangeana). A partir do modelo obtido, um simulador foi desenvolvido na plataforma Simulink® como método para aferir sobre a eficácia das estratégias de controle propostas. Inicialmente, foi efetivada a estabilização do veículo por um controlador PID clássico e, em seguida, os resultados foram comparados com os dados presentes na literatura a fim de garantir o bom funcionamento da rotina desenvolvida. Finalmente, uma estratégia de controle PID adaptativo foi proposta a partir da implementação de programação heurística baseada em Algoritmos Genéticos para identificar os ganhos ideais dos controladores das coordenadas z, x e y. Os resultados apontaram um considerável ganho de desempenho do método adaptativo sobre o PID clássico para estabilização e seguimento de trajetórias de um veículo quadrirrotor na presença de variação de massa. / This work aims the development of an adaptive control strategy on stabilization and path tracking tasks of a quadrotor vehicle. The quadrotor is defined as a Vertical Take Off and Landing (VTOL) aircraft and it has emerged, in the second half of the 2000s as a promising platform for use in many purposes, mainly due to its mechanical simplicity, high payload and robustness. Therefore, this aircraft has been widely exploited on this area, which researches has focusing, as this work , to propose numerical methods in order to improve the autonomy and reliability in practical use of these vehicles. The helicopter model of the helicopter was obtained from the Euler-Lagrange formalism, considering it as a rigid body, symmetrical and taking the origin of the coordinate system coincides with the center of gravity of the vehicle. In order to obtain a more accurate model compared to the actual flight situation, the Gyro effect on body and propellers was considered. From the perspective of control engineering, it is considered an underactuated system which has 4 inputs (associated with four angular velocities of the rotors) and six state variables (corresponding to generalized coordinates of Lagrangian mechanics) A simulator was developed on Simulink® platform evaluated from the model obtained as a way to check on the effectiveness of the proposed control strategies. Initially, it was implemented a classic PID controller in order to stabilize the, and then the results were compared to the data present in the literature in order to ensure the reliability of the routine implemented. Lastly, an adaptive PID control strategy was proposed from the implementation of heuristic programming based on genetic algorithms to identify optimal gains controllers to the coordinates z , x and y subsystems. The results indicated a significant performance gain of the adaptive method over the classic PID for stabilization and path tracking tasks of a quadrirrotor vehicle in the presence of mass variation. / Dissertação (Mestrado)

Orientador: Wagner Caradori do Amaral / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T17:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Loureiro_RicardoAugustoMartineli_M.pdf: 7426886 bytes, checksum: 665c6b8dbef8581afe4d6c8731e13938 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Este trabalho analisa a utilização de controladores adaptativos no controle do nível do aço no molde de uma máquina de lingotamento contínuo. São utilizados dois tipos de controladores adaptativos: o controlador de variância mínima generalizada (GMV) e o controlador preditivo generalizado (GPC). O desempenho destes controladores são comparados com o controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que apresenta parâmetros fixos. É apresentada uma breve explicação sobre o processo de lingotamento contínuo e a importância do controle do nível do aço para a qualidade dos lingotes produzidos, bem como segurança e produtividade do sistema. Apresenta-se as características do processo que motivam a utilização de controladores adaptativos, tais como: não-linearidades, parâmetros variantes no tempo, presenças de ruído e atrasos de transporte. É desenvolvido o modelo do processo e apresentado o simulador desenvolvido neste trabalho para o estudo dos diferentes controladores. São apresentados os controladores GMV e GPC com o desenvolvimento matemático de cada um, bem como os algoritmos implementados. São apresentados os resultados de simulações para diferentes situações que ilustram as características dos controladores perante fatores importantes ao sistema controlado, tais como: sobre-elevação inicial, variância do nível de aço no molde, efeito do rompimento de escória nas válvulas de controle, variação do sinal de controle, presença de ruído no sistema de controle, etc / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Akebo Yamakami / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-29T01:05:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resende_RaulisonAlves_M.pdf: 990363 bytes, checksum: bf2ec493ac86b8b1b4a349a58e460b6a (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientador: Ernesto Ruppert Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T03:57:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lazarini_MarcosVinicius_M.pdf: 4342557 bytes, checksum: cca354c6cf0938fd0151555654c04067 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo detalhado de uma configuração de controle direto de torque (DTC) de motores de indução trifásicos usando modulação em largura de pulsos por vetores espaciais, controlador de estrutura variável tipo modos deslizantes (sliding mode) e estimador de velocidade adaptativo do tipo MRAS (model reference adaptive system). Procurou-se apresentar um tutorial detalhado sobre o assunto onde, desde a modelagem matemática adequada do motor de indução trifásico e do controle direto de torque, da modelagem do controlador tipo modos deslizantes e do estimador MRAS até a programação do sistema em processador digital de sinais foram detalhadas. Construiu-se uma plataforma experimental no Laboratório de Eletrônica de Potência da FEEC/UNICAMP para comprovação dos resultados teóricos obtidos através de modelagens matemáticas e simulações digitais realizadas. Os resultados em geral se mostraram adequados e o trabalho certamente contribuiu bastante para a formação do autor para trabalhos de pesquisas científica e tecnológica. Espera-se que o resultado deste trabalho venha contribuir para o estudo de futuros pesquisadores e para o ensino de pós-graduação e, quem sabe de graduação também, nas áreas de controle, eletrônica de potência e controle de máquinas elétricas. / Abstract: This work presents a detailed study of a three-phase induction motor direct torque control (DTC) using space vector pulse width modulation, variable structure controller of sliding mode type and a MRAS rotor speed estimator (model reference adaptive system). It is shown here a detailed tutorial, covering the three-phase induction motor dynamic mathematical modeling and the direct torque control, the sliding mode controller and the MRAS estimator model, up to the digital signal processor programming structure. An experimental set-up was built in the Power Electronics Laboratory of the FEEC/UNICAMP in order to confirm the theoretical results obtained using dynamic simulation. The results obtained were considered adequate in various situations, and the development of this work became a fundamental contribution to the author in terms of his scientific and academic research skills improvement. It is expected that this work could contribute to the future researchers' learning process and also to the graduate and undergraduate control students, control of electrical machines students and power electronics learning process. / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Este trabalho propõe a utilização de uma técnica de controle PID adaptativo gaussiano (GAPID) com o objetivo de aumentar o desempenho do controle PID tradicional aplicado a um conversor Buck. A função gaussiana utilizada para definir os ganhos adaptativos tem características como: é uma função suave e com derivadas suaves, possui limites inferior e superior bem definidos e possui concavidade ajustável. Pelo fato de ser uma função suave, ajuda a evitar problemas relacionados às transições abruptas dos ganhos, comumente encontradas em outros métodos adaptativos. Entretanto, não há uma metodologia algébrica para obter os ganhos adaptativos, visto que originalmente o conjunto de parâmetros do GAPID é composto por oito elementos. Para tanto, utilizaram-se técnicas como otimização através de metaheurísticas bio-inspiradas, métricas avaliativas de desempenho, alteração no método de obtenção do tempo de acomodação, com o objetivo de aumentar o desempenho deste controlador (GAPID) e obter os ganhos adaptativos. O uso do conjunto de oito elementos na otimização gerou soluções ótimas, porém, muito especializadas, levando o controlador a não se comportar bem quando as condições de operação mudam. Desta forma, é proposto um vínculo entre os parâmetros não lineares das curvas gaussianas com os parâmetros lineares do controlador PID, que demonstrou gerar soluções quase tão boas quanto com parâmetros livres e menos especializadas, com comportamento mais homogêneo face a mudanças no ponto de operação do controlador e trazendo como principal vantagem a utilização dos mesmos requisitos de projeto do PID tradicional, o que facilitaria a migração do controlador PID para o GAPID dentro da maioria das indústrias. Os resultados obtidos, tanto na simulação quanto no protótipo foram semelhantes. Isso se deve ao cuidado com a modelagem e o rigor nos procedimentos de projeto, implementados da mesma forma no modelo e no protótipo. / This work proposes the use of a Gaussian adaptive PID control technique (GAPID) in order to increase the performance of the traditional PID control applied to a Buck converter. The Gaussian function used to define adaptive gains has characteristics such as; it is a smooth function with smooth derivatives, it has well defined lower and upper bounded and it has the adjustable concavity. Because it is a smooth function, it helps avoid problems related to abrupt gains transition, commonly found in other adaptive methods. However, there is no algebraic methodology to obtain the adaptive gains, since originally the GAPID parameter set consists of eight elements. Therefore, was used techniques such as optimization through bio-inspired metaheuristics, performance evaluation metrics, and change in the method to obtaining the settling-time, in order to increase the performance of this controller (GAPID) and obtain the adaptive gains. The use of the eight elements in the optimization generated optimized but very specialized solutions, causing the controller not to behave well when the operating conditions change. In this way, a link between the nonlinear parameters of the gaussian curves and the linear parameters of the PID controller was proposed, which demonstrated to generate solutions almost as good as with free and less specialized parameters, with a more homogeneous behavior in relation to changes in the operating point of the controller and bringing as a main advantage the use of the same traditional PID design requirements, which would facilitate the migration of PID controller to GAPID within most industries. The results obtained in both the simulation and the prototype were similar. This is due to careful modeling and rigor in design procedures, implemented in the same way in the model and the prototype.

Este trabalho propõe a utilização de uma técnica de controle PID adaptativo gaussiano (GAPID) com o objetivo de aumentar o desempenho do controle PID tradicional aplicado a um conversor Buck. A função gaussiana utilizada para definir os ganhos adaptativos tem características como: é uma função suave e com derivadas suaves, possui limites inferior e superior bem definidos e possui concavidade ajustável. Pelo fato de ser uma função suave, ajuda a evitar problemas relacionados às transições abruptas dos ganhos, comumente encontradas em outros métodos adaptativos. Entretanto, não há uma metodologia algébrica para obter os ganhos adaptativos, visto que originalmente o conjunto de parâmetros do GAPID é composto por oito elementos. Para tanto, utilizaram-se técnicas como otimização através de metaheurísticas bio-inspiradas, métricas avaliativas de desempenho, alteração no método de obtenção do tempo de acomodação, com o objetivo de aumentar o desempenho deste controlador (GAPID) e obter os ganhos adaptativos. O uso do conjunto de oito elementos na otimização gerou soluções ótimas, porém, muito especializadas, levando o controlador a não se comportar bem quando as condições de operação mudam. Desta forma, é proposto um vínculo entre os parâmetros não lineares das curvas gaussianas com os parâmetros lineares do controlador PID, que demonstrou gerar soluções quase tão boas quanto com parâmetros livres e menos especializadas, com comportamento mais homogêneo face a mudanças no ponto de operação do controlador e trazendo como principal vantagem a utilização dos mesmos requisitos de projeto do PID tradicional, o que facilitaria a migração do controlador PID para o GAPID dentro da maioria das indústrias. Os resultados obtidos, tanto na simulação quanto no protótipo foram semelhantes. Isso se deve ao cuidado com a modelagem e o rigor nos procedimentos de projeto, implementados da mesma forma no modelo e no protótipo. / This work proposes the use of a Gaussian adaptive PID control technique (GAPID) in order to increase the performance of the traditional PID control applied to a Buck converter. The Gaussian function used to define adaptive gains has characteristics such as; it is a smooth function with smooth derivatives, it has well defined lower and upper bounded and it has the adjustable concavity. Because it is a smooth function, it helps avoid problems related to abrupt gains transition, commonly found in other adaptive methods. However, there is no algebraic methodology to obtain the adaptive gains, since originally the GAPID parameter set consists of eight elements. Therefore, was used techniques such as optimization through bio-inspired metaheuristics, performance evaluation metrics, and change in the method to obtaining the settling-time, in order to increase the performance of this controller (GAPID) and obtain the adaptive gains. The use of the eight elements in the optimization generated optimized but very specialized solutions, causing the controller not to behave well when the operating conditions change. In this way, a link between the nonlinear parameters of the gaussian curves and the linear parameters of the PID controller was proposed, which demonstrated to generate solutions almost as good as with free and less specialized parameters, with a more homogeneous behavior in relation to changes in the operating point of the controller and bringing as a main advantage the use of the same traditional PID design requirements, which would facilitate the migration of PID controller to GAPID within most industries. The results obtained in both the simulation and the prototype were similar. This is due to careful modeling and rigor in design procedures, implemented in the same way in the model and the prototype.

Orientador: Akebo Yamakami / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resende_RaulisonAlves_D.pdf: 558127 bytes, checksum: 8c65274e70573045a52e4b1101a2c32e (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A teoria de conjuntos fuzzy provê um ferramental para desenvolver processos aproximados de raciocínio quando a informação disponível é incerta, incompleta, imprecisa ou vaga. Com as novas ferramentas emergentes na área de inteligência computacional, tais como lógicas não padronizadas, redes neurais e raciocínio simbólico, esta nova teoria é um acréscimo bem-vindo ao repertório de ferramentas tradicionais apropriadas. Neste sentido, esta tese propõe três estratégias para o provimento de qualidade de serviço em redes IP, usando lógica fuzzy. Como primeira proposta é implementado um módulo inteligente para gerenciamento da QoS por meio da criação de políticas para roteadores do tipo DiffServ. A segunda estratégia consiste em um algoritmo fuzzy que resolve o problema de roteamento baseado em restrição de tempo com mínimo custo. Esta proposta apresentou resultados satisfatórios quando comparada com a solução sem lógica fuzzy. E, por último, se propõe um controlador de admissão de conexão para tratar as informações com certo grau de incertezas em redes IP com MPLS. O controlador apresenta as seguintes vantagens: flexibilização da admissão de conexão e possibilidade de incluir mais informações da rede e do tráfego na tomada da decisão sem aumentar consideravelmente a complexidade do controlador / Abstract: Fuzzy set theory provides a machinery for carrying out approximate reasoning processes when available information is uncertain, incomplete, imprecise, or vague. With the emergence of new tools in the area of computational intelligence, such as non standard logics, neural networks, and symbolic reasoning, this new theory is a welcome addition to the repertoire of traditional appropriate tools. In this sense, this thesis proposes three different strategies to apply Fuzzy Logic to provide QoS in IP Networks. The first one is the implementation of an intelligent, policy-based module for QoS management. The module permits the creation of policies to configure QoS in routers and a practical implementation has been performed for a DiffServ router. The second strategy proposes a fuzzy algorithm to solve the problem of routing based on time restrictions with minimum costs. The results obtained from this algorithm were satisfactory when compared to similar solutions that did not involve fuzzy logic. Finally, the third strategy proposes a Connection Admission Controller to process information that contains a high level of uncertainty in IP networks over MPLS. The controller offers the following advantages: flexibility for connections admission and the possibility of including more network and traffic information in the decision making process without considerably increasing the controller complexity / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica