Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:17:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309733.pdf: 2519130 bytes, checksum: 7602e40a2e60c8ab13d918a214b4a9ec (MD5) / Em referência ao controle de inclinação de um triciclo estreito tratado em Faria (2010) e Roqueiro e Fossas (2010), um controlador por modo de deslizamento robusto baseado no ângulo de direção e a velocidade foi projetado seguindo metodologias atuais disponíveis no âmbito do controle por modo de deslizamento - a diagonalização e o controle vetorial unitário. Embora a dinâmica do triciclo tenha nove graus de liberdade, as leis de controle foram baseadas em um modelo simplificado de uma bicicleta de dois graus de liberdade. Numa primeira parte, uma lei de controle é projetada para o modelo da bicicleta, seguindo a abordagem da diagonalização. Em uma segunda parte, o modelo da bicicleta é aumentado com a inclusão da dinâmica dos atuadores, e uma nova lei de controle é projetada através da diagonalização e a metodologia do controle vetorial unitário. Em uma seção final, as leis de controle são validadas em simulação no modelo completo do triciclo com presença e ausência de perturbações de rugosidade na pista e vento lateral. / Along the lines of the tilt controlled narrow tricycle treated in Faria (2010) and Roqueiro e Fossas (2010), a robust sliding mode controller based on the steer angle and the speed has been designed by following two current methodologies available in the framework of sliding mode control - the decoupling approach and the unit vector control. The actual tricycle model has nine degrees of freedom, however, the control laws were based on a more simplified but representative two degrees of freedom model of a bicycle. In a first stage, a control law is designed for this bicycle model, by following the decoupling approach. In a second stage, the two degrees of freedom model is augmented to take the actuators dynamics into account and the sliding controls are defined via the decoupling and the unit vector methodologies. In a final section, control laws are validated in simulation on the complete model of the tricycle with the presence and absence of disturbances of ground and crosswind.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-20T04:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196289.pdf: 1217797 bytes, checksum: 058f79984900dcddcf5621df8ecc5cde (MD5) / O objetivo deste estudo é apresentar um modelo de simulação para avaliação do fluxo de transporte rodoviário de sondas de perfuração terrestre de poços de petróleo. O desenvolvimento mostra um breve histórico desde o início da exploração de petróleo no Brasil, em 1858, relata sobre o transporte de sondas terrestres por modal rodoviário terceirizado e identifica os métodos apropriados para uma análise logística utilizando a simulação. Entre os métodos de simulação analisados, foi adotada a modelagem de filas utilizando um sistema computacional de simulação visual, em face da facilidade de construção, qualidade de apresentação e análise dos resultados. Encerrando a fase de desenvolvimento, um estudo de caso é abordado, utilizando-se os dados obtidos nas operações de transporte de sondas de uma unidade de negócios de exploração e produção da PETROBRAS # Petróleo Brasileiro S.A., localizada na Bahia. A escolha do método é referendada com os resultados obtidos, pois representam a realidade desde que sejam consideradas as condições de contorno do problema e limitações do software usado para a modelagem. O modelo foi desenvolvido com técnicas avançadas de programação e animação, usando um sistema de simulação de nível internacional, em versão de treinamento. Os dados de programação de perfuração do ano de 2001 foram analisados com base estatística, obtendo-se indicadores de avaliação de custo, índice de utilização, nível de serviço e trade-off. O trabalho reúne documentos complementares nas seções de apêndices e anexos que facilitam o entendimento do texto. As conclusões apontam que o método selecionado é adequado para o desenvolvimento da avaliação proposta e, uma das recomendações é a aplicação da simulação para avaliação do fluxo de transporte rodoviário de sondas de perfuração terrestre de poços de petróleo, como ferramenta de logística para auxiliar nos processos de tomada de decisões.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-20T13:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 199739.pdf: 3449809 bytes, checksum: 6e82438f97587dba76702e034ce3308d (MD5) / Sistemas de controle difuso representam uma metodologia formal para a estruturação de estratégias de controle a partir de conhecimento heurístico. Da mesma forma que apresentam-se como de compreensão mais fácil, em relação aos métodos lineares de controle, exigem do engenheiro/operador de uma planta industrial conhecimentos de conjuntos difusos, pouco disseminados, limitando a aplicação em ampla escala. Este trabalho visa fornecer os conceitos matemáticos de conjuntos difusos de forma ampla e clara, bem como propor uma estratégia de controle de temperatura para unidades de processamento em batelada. Explicitam-se também métodos de ajuste para a definição de uma técnica viável para aplicação final. As técnicas de ajuste foram aplicadas em um sistema em batelada típico, um tanque de mistura, considerando processos com e sem reação química. Como reação química foi utilizada a reação de polimerização do Estireno em suspensão. O alvo do controlador foi definido como a temperatura do sistema, a partir da manipulação das correntes quente e fria alimentadas à camisa do tanque de mistura. Dois controladores difusos foram implementados, um para cada corrente, a partir das medidas do desvio da temperatura do valor desejado e da variação da temperatura ao longo do tempo. Para a experimentação foi desenvolvido um sistema de controle completo, envolvendo desde a especificação do hardware até o software de controle. Os resultados indicam que a forma mais simples de implementar um sistema de controle difuso para reatores tipo batelada envolve o acoplamento entre as informações que produzem as ações de controle para aquecimento e resfriamento. O acoplamento foi definido com base no conhecimento heurístico sobre processos desta natureza. Para permitir um ajuste rápido foi implementado um algoritmo para manipulação, em grupo, dos parâmetros dos conjuntos difusos, com bons resultados. Análises sobre a influência de diversos parâmetros de ajuste foram realizadas com aplicações experimentais.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T09:13:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:26:27Z : No. of bitstreams: 1 183123.pdf: 3586765 bytes, checksum: 0b1b6068cb2b9b4e67aa9ac0146417fe (MD5) / Este trabalho tem como objetivo projetar leis de controle de robôs móveis não-holonômicos com acionamento diferencial. Descreve-se aqui as propriedades estruturais dos robôs móveis, bem como a descrição dos tipos de rodas, as restrições de movimento associadas a cada uma delas e a caracterização de robôs móveis em cinco classes distintas. O controle de robôs móveis com acionamento diferencial pode ser dividido em controle da cinemática seguido pelo controle da parte dinâmica do sistema Por isso são apresentados, neste trabalho, quatro diferentes malhas de controle para a cinemática e uma única malha de controle para a dinâmica, baseada em redes neurais artificiais. Serão apresentadas, durante este trabalho, duas classes de tarefas para robôs móveis, a saber: rastreamento de trajetória de referência e convergência a um ponto. Para a primeira categoria foram utilizados dois controladores para a cinemática do sistema, sendo um descrito em coordenadas cartesianas e o outro descrito por meio de coordenadas polares. Para a tarefa de convergência a um ponto escolheu-se um controlador com realimentação suave invariante no tempo e outro com lei de controle descontínua, baseado na técnica de modos deslizantes. Uma vez que os parâmetros do modelo dinâmico do robô podem variar com o tempo e que são de difícil medição, desenvolveu-se uma estratégia de controle baseada em redes neurais artificiais. Neste trabalho utilizou-se um algoritmo de ajuste online dos pesos da rede neural e apresentou-se, também, a prova de estabilidade deste controlador tendo por base a teoria de Lyapunov. Resultados provenientes de simulação e de experimentos práticos foram apresentados com o intuito de validar os esquemas de controle propostos.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:49:13Z : No. of bitstreams: 1 161355.pdf: 7563220 bytes, checksum: 16ab3b734ce42d60f30ccaee8d8652b5 (MD5) / O objetivo deste trabalho é o estudo de um processo de termoformagem de uma indústria e o desenvolvimento de um sistema de controle e monitoração para o mesmo. Foi efetuada a identificação de várias estratégias de controle e automação. A estratégia selecionada, foi a utilização de um controlador lógico-programável (CLP) para o controle direto e a coleta de dados do sistema, estando este equipamento acoplado a um computador responsável pela monitoração e interface com o processo. Com o intuito de simular o processo industrial, desenvolveu-se um sistema de aquecimento e de transporte da manta plástica, controlado e monitorado pelo sistema de controle concebido neste trabalho, utilizando-se de rotina PID do CLP e sua entradas analógicas para o controle do túnel de aquecimento, e de lógica de relés para o controle do sistema de transporte. O software de monitoração foi desenvolvido por meio de Programação Orientada a Objetos em C++. Desenvolveu-se também rotinas de comunicação de dados com o CLP, as quais foram desenvolvidas em forma de uma DLL (Direct Link Library).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-19T12:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:42:22Z : No. of bitstreams: 1 185849.pdf: 2852821 bytes, checksum: 82a471b69b395ceb66646d339920a9a7 (MD5) / Num contexto da aplicação prática de um Sistema de Produção, o conceito dos tempos pré-determinados produtivos e improdutivos é relevante e comparável ao conceito de JIT. Dessa maneira, existe a preocupação central de se enfatizar a importância da variável tempo para a gestão dos sistemas de produção, partindo-se da problemática da sincronização do fluxo de materiais ao longo do tempo e do espaço e da relação entre as atividades em que os recursos humanos são envolvidos. Neste cenário, ressalta-se a relevância do tacto na gestão da produção em diferentes aspectos. Nuances relativas à flexibilidade são destacadas. Os pontos conceituais que marcam a lógica da utilização do conceito de tacto, a partir da sincronização da produção, permitem identificar os limites de aplicação da sistemática, pois tanto os tempos quanto os recursos humanos propriamente ditos estão diretamente relacionados ao gerenciamento dos sistemas produtivos tendo como eixo central a ótica da "função processo". Adicionalmente, a análise da viabilidade da alocação de tempos improdutivos mais longos que os usuais, mas que implicarão numa melhor distribuição das atividades e, consequentemente, numa estabilidade maior do sistema de produção, ajudando na melhoria da distribuição dos recursos, tendo como pano de fundo uma parte de uma linha de montagem de uma indústria automobilística, também tem papel fundamental.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós -Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T14:24:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:43:04Z : No. of bitstreams: 1 182026.pdf: 2641516 bytes, checksum: dd559b73a4ed8156266b3db103906c9c (MD5) / Neste trabalho as concepções de projeto do controle a estrutura variável (VSC) baseado nos do controle de variância mínima generalizada (GMV) incremental e no controlador preditivo generalizado (GPC) são desenvolvidas. Inicialmente é feita uma descrição das características de projeto do VSC. A seguir, o projeto do controle a estrutura variável incremental baseado no GMV é desenvolvido para os casos SISO e MIMO. Comparações com outros algoritmos, recentemente propostos na literatura, são também inseridas. A resposta transitória do processo pode ser melhorada pela otimização multi-estágio na combinação do GPC com o VSC. Neste sentido, são apresentadas duas metodologias de projeto do GPC e sua conexão ao VSC. A utilização de controladores nebulosos baseados no VSC é também apresentada. Os controladores são comparados e avaliados por simulação e experimentação.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-11-27. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:25:28Z : No. of bitstreams: 1 000859488.pdf: 1084542 bytes, checksum: b2c792e2ab102fae0335228868786b51 (MD5) / Neste trabalho são apresentadas duas novas propostas de condições de estabilidade para sistemas não lineares descritos através de modelos fuzzy Takagi-Sugeno (TS) baseadas em funções de Lyapunov fuzzy (FLF). A primeira proposta e baseada na determinação algébrica do hiper-retângulo composto pelo conjunto fechado das derivadas temporais das funções de pertinência de sistemas fuzzy TS e é formulada em termos de desigualdades matriciais lineares, em inglês Linear Matrix Inequalities (LMIs). A segunda proposta é baseada na obtenção também algébrica, de um politopo formado pela interseção do hiper-plano das derivadas temporais das funções de pertinência com o hiper-retângulo. são propostos dois teoremas que fornecem condições necessárias e suficientes para esse problema de estabilidade. Exemplos, utilizando o software MATLAB, ilustram os resultados numéricos, mostrando que o hiper-retângulo fornece resultados mais relaxados, no sentido de reduzir o conservadorismo, em relação aos da literatura e a estrutura proposta através de politopos apresenta os mesmos resultados com tempos de execução computacionais consideravelmente menores. Portanto, as propostas apresentadas generalizam as já existentes na literatura, para o estudo da estabilidade assintótica de sistemas não lineares baseados em FLF, para sistemas fuzzy TS / This thesis proposes two new stability conditions regarding nonlinear systems des- cribed by Takagi-Sugeno (TS) fuzzy models, based on Fuzzy Lyapunov Functions (FLF). The first result is based on the hyper-rectangle defined by the closed set of the time deriva- tives of the membership functions of TS fuzzy systems, and is described by a set of Linear Matrix Inequalities (LMIs). The second result is based on the obtention of a polytope composed by the intersection of the hyperplane of the time derivatives of the membership functions with the hyper-rectangle. Two proposed theorems offer necessary and sufficient conditions for this stability problem. Examples, using the MATLAB software, illustrate the numerical results and show that the hyper-rectangle allows the reduction of the con- servatism of the stability analysis considering similar results available in the literature and with the polytope it is possible to obtain the same results with a smaller computati- onal time. Therefore, the proposed methods generalize previous results about asymptotic stability available in the literature, for nonlinear systems described by TS fuzzy models, based on FLF

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-11-20Bitstream added on 2014-06-13T20:22:39Z : No. of bitstreams: 1 machado_ermd_dr_ilha.pdf: 1793182 bytes, checksum: 136d7d2b774a7bf4d61c43b9140d1cf4 (MD5) / Este trabalho aborda o problema de modelagem e controle de uma classe de sistemas não lineares atraves dos modelos fuzzy Takagi-Sugeno (TS). Primeiramente são apresentados dois metodos de modelagem existentes na literatura. O primeiro e um metodo de modelagem exata e o segundo, baseado em modelos locais otimos, e utilizado em todos os desenvolvimentos desta tese. A seguir e proposto um novo metodo para se obter os modelos locais, baseado em Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs-Linear Matrix Inequalities), utilizando os modelos locais otimos com novos graus de liberdade e que permitem uma melhor aproximação local do sistema. Novas funções de pertinência, que servem para combinar os modelos locais, são obtidas a partir da solu ção de um problema de otimização (um dos metodos para obter a solução e baseado em LMIs), que tem como objetivo minimizar a norma Euclidiana do erro entre o modelo Takagi-Sugeno e a planta. Um algoritmo para determinar quantos e quais modelos locais devem ser utilizados na aproximação, considerando o m aximo erro de modelagem permitido, e desenvolvido. Este algoritmo tem como parâmetro o erro de modelagem. Um exemplo ilustrativo deste algoritmo e apresentado. Utilizando a modelagem proposta foram desenvolvidos dois novos metodos de projetos de reguladores fuzzy, baseados em LMIs, que consideram o erro de modelagem. No primeiro projeto e utilizado um conjunto de pontos na região de operação considerando somente as componentes do vetor de estado que fazem parte das não-linearidades do sistema e os erros de aproximação das funções nestes pontos. No segundo projeto e utilizada a maxima norma Euclidiana do erro obtido no ponto onde a aproximação e mais de ciente. Estes metodos permitem a construção de modelos fuzzy Takagi-Sugeno, em termos do numero de modelos locais, quando comparados com os metodos descritos na literatura. As tecnicas de projeto propostas tambem permitem a... / This work considers the problem of modeling and designing of a class of nonlinear systems represented by Takagi-Sugeno (TS) fuzzy models. Initially, two methods of modeling described in the literature are presented. The rst one, is a method of exact modeling and the second one, based on optimal local models, is utilized in all development in this thesis. A new method, based on LMIs (Linear Matrix Inequalities), to obtain better local models using new degrees of freedom is proposed. New membership functions, that combine the local models, are obtained starting from an optimization problem (one method is based on LMIs), that has as the end to minimize the Euclidian norm of the error between the Takagi-Sugeno fuzzy models and the plant model. An algorithm to nd the number of local models, their operation points and matrices, considering the maximum modeling erros allowed, is presented. This algorithm has as parameter the modeling error and it is illustrated by an example. Taking into account the proposed modeling methods, two new methods of fuzzy regulator designs based on LMIs were proposed, considering the modeling errors. In the rst design a set of points in the region of operation is used considering only the components of the state vector that compound the non-linearities of the system and the modeling error in these points. The second design method used the largest value of the Euclidian norm of the modeling error. These methods allow the construction of reduced TS fuzzy models, in terms of the number of local models, when compared with the methods described in the literature. The speci cation of the decay rate, constraints on control input and output are also described by LMIs. The design and simulations of the new control laws for an inverted pendulum illustrate the studied methods. A comparison between the new design methods and the method of exact modeling showed that the proposed methods allowed simpler controllers and, in ...

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-12Bitstream added on 2015-04-09T12:47:18Z : No. of bitstreams: 1 000813723.pdf: 3410737 bytes, checksum: 355922caeff53a48bce8eba262fcbd4c (MD5) / Esse trabalho demonstra diferentes estratégias de controle de vibrações aplicadas à uma viga tipo Euler-Bernoulli com a restrição engastada-livre, envolvendo a técnica de controle de alimentação direta ou antecipado (Feedforward). O sistema dinâmica da viga é representado pelo método de matriz de impedância e a solução das equações do movimento utiliza elementos espectrais, cuja solução no domínio da freqüência não são aproximações como no usual método de lementos finitos, o que permite uma resposta precisa do sistema utilizando poucos elementos no modelo dinâmico. A posição da força e dos momentos de controle é estudada em termos em função de controle ótimo, visando maximizar o desempenho e evitar a instabilidade na estrutura, que é uma possibilidade nos controles ativos. As simulações são desenvolvidas para demonstrar o impacto da posição da força de controle ao longo da vida e a melhor distribuição dos pontos de sensores para o controle das vibrações. As simulações numéricas são realizadas com auxílio do software Matlab. A validação do modelo é realizada através de ensaio experimental de bancada e comparativo com o método de elementos finitos através do software CREO, da empresa PTC / This document shows different strategies for vibration control applied to a cantilever Euler-Bernoulli beam involving the technique of Feedforward control. The dynamic system is represented by the impedance matrix method and the solution of the equations of motions is obtained using spectral elements, which have solutions in frequency domain that are not approximations as in the usual finite element method, allowing accurate systems response calculation using few elements. The position of control force and control moments is studied in terms of optimal control function, to maximize performance and avoid instability in the structure. The simulations are performed to demonstrate the impact of the control force position along the beam length and the best distribution of the sensors position. The numerical sumulations are performed with Matlab. Model validation is performed using experimental tests and commercial finite element software Creo