Sistemas de controle fuzzy são amplamente empregados na indústria de controle de processos. Normalmente controlando variáveis analógicas, tais como pressão, temperatura, vazão, posição e velocidade. Hoje existem diversas soluções de mercado que permitem o uso da lógica fuzzy em CPs (Controladores programáveis). Porém essas soluções são proprietárias e de custo elevado. Adicionalmente existe a norma IEC 61131-7, introduzida no ano de 2000, que especifica sistemas fuzzy em CPs, onde a mesma define um conjunto de regras que permite a definição de algoritmos fuzzy independente do hardware de um fabricante de CPs. A adoção da norma IEC 61131-7 não vem acontecendo de uma maneira rápida, devido a diversos fatores, mas principalmente, por já existirem soluções proprietárias e personalizadas fornecidas pelos fabricantes de CPs. Portanto, a contribuição deste trabalho é um método de desenvolvimento de controladores fuzzy por retroalimentação usando como solução um sistema de código aberto ou livre. Este método propõe o uso de uma arquitetura de controle distribuído envolvendo PCs (Computadores pessoais) e CPs. A construção do controlador fuzzy foi feita em linguagem Java e liberada sobre licença de código aberto, assim permitindo o seu uso de forma gratuita em uma grande variedade de aplicações industriais. O método é baseado na norma IEC 61131-7 para a aplicação da lógica fuzzy em sistemas de automação industrial. Diversos testes foram realizados, tais como testes de mesa do software de controle, e até em uma planta real para validação de software de controle em operação real. Com os resultados dos testes foram obtidas diversas curvas de resposta no tempo, que permitem a avaliação do controlador e do software de controle. Após a execução dos testes e verificado o comportamento obtido pelas curvas, foi constatada a compatibilidade do software construído com a norma IEC 61131-7, assim permitindo o seu uso em outras aplicações. / Fuzzy control systems are largely applied at the processes control industry, usually controlling analogic variables, such as, pressure, temperature, outflow, position and speed. Nowadays, there are several market solutions which allow the Fuzzy Logic usage in PLCs (Programmable Logic Controllers), therefore, these solutions are proprietary and have a high cost. Additionally, there is the IEC 61131-7 standard, introduced in 2000, which specifies Fuzzy systems in PLCs. It defines a set of rules which allow the Fuzzy definition regardless of the hardware from the PLCs manufacturer. The adoption of the IEC 61131-7 standard is not happening effectively, due to many factors, but mainly because there are already proprietary and customized solutions provided by the PLCs manufacturers. The contribution provided by this report, is a method of Fuzzy control development by feedback using as solution, a free or open source code system. This method proposes the usage of a distributed control architecture involving both PCs (Personal Computers) and PLCs. The building of the Fuzzy controller was made in Java language and released under open source code license, allowing its use to be free in a great variety of industrial applications. The method is based on the IEC 61131-7 standard for the Fuzzy logic application in industrial automation. Several tests were performed, such as, software control table test, and even in a real plant for control software validation in a real operation. With the tests results were obtained quite a few response curves at time, which allow the evaluation of the controller and of the control software. After the tests executions and the verifying of the behavior obtained by the curves, it was stated the compatibility of the built software with the IEC 61131-7 standard, admitting it to be used in other applications.

Sistemas de controle fuzzy são amplamente empregados na indústria de controle de processos. Normalmente controlando variáveis analógicas, tais como pressão, temperatura, vazão, posição e velocidade. Hoje existem diversas soluções de mercado que permitem o uso da lógica fuzzy em CPs (Controladores programáveis). Porém essas soluções são proprietárias e de custo elevado. Adicionalmente existe a norma IEC 61131-7, introduzida no ano de 2000, que especifica sistemas fuzzy em CPs, onde a mesma define um conjunto de regras que permite a definição de algoritmos fuzzy independente do hardware de um fabricante de CPs. A adoção da norma IEC 61131-7 não vem acontecendo de uma maneira rápida, devido a diversos fatores, mas principalmente, por já existirem soluções proprietárias e personalizadas fornecidas pelos fabricantes de CPs. Portanto, a contribuição deste trabalho é um método de desenvolvimento de controladores fuzzy por retroalimentação usando como solução um sistema de código aberto ou livre. Este método propõe o uso de uma arquitetura de controle distribuído envolvendo PCs (Computadores pessoais) e CPs. A construção do controlador fuzzy foi feita em linguagem Java e liberada sobre licença de código aberto, assim permitindo o seu uso de forma gratuita em uma grande variedade de aplicações industriais. O método é baseado na norma IEC 61131-7 para a aplicação da lógica fuzzy em sistemas de automação industrial. Diversos testes foram realizados, tais como testes de mesa do software de controle, e até em uma planta real para validação de software de controle em operação real. Com os resultados dos testes foram obtidas diversas curvas de resposta no tempo, que permitem a avaliação do controlador e do software de controle. Após a execução dos testes e verificado o comportamento obtido pelas curvas, foi constatada a compatibilidade do software construído com a norma IEC 61131-7, assim permitindo o seu uso em outras aplicações. / Fuzzy control systems are largely applied at the processes control industry, usually controlling analogic variables, such as, pressure, temperature, outflow, position and speed. Nowadays, there are several market solutions which allow the Fuzzy Logic usage in PLCs (Programmable Logic Controllers), therefore, these solutions are proprietary and have a high cost. Additionally, there is the IEC 61131-7 standard, introduced in 2000, which specifies Fuzzy systems in PLCs. It defines a set of rules which allow the Fuzzy definition regardless of the hardware from the PLCs manufacturer. The adoption of the IEC 61131-7 standard is not happening effectively, due to many factors, but mainly because there are already proprietary and customized solutions provided by the PLCs manufacturers. The contribution provided by this report, is a method of Fuzzy control development by feedback using as solution, a free or open source code system. This method proposes the usage of a distributed control architecture involving both PCs (Personal Computers) and PLCs. The building of the Fuzzy controller was made in Java language and released under open source code license, allowing its use to be free in a great variety of industrial applications. The method is based on the IEC 61131-7 standard for the Fuzzy logic application in industrial automation. Several tests were performed, such as, software control table test, and even in a real plant for control software validation in a real operation. With the tests results were obtained quite a few response curves at time, which allow the evaluation of the controller and of the control software. After the tests executions and the verifying of the behavior obtained by the curves, it was stated the compatibility of the built software with the IEC 61131-7 standard, admitting it to be used in other applications.

by Siu Hing Kee Stanley. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 1994. / Includes bibliographical references (leaves 87-88). / Abstract --- p.ii / Acknowledgments --- p.iii / Chapter 1 --- Introduction --- p.1-1 / Chapter 1.1 --- Introduction --- p.1-1 / Chapter 1.2 --- Background --- p.1-2 / Chapter 1.3 --- Thesis Organization --- p.1-4 / Chapter 2 --- Synthesis of Common Structures in a Microcontroller --- p.2-1 / Chapter 2.1 --- Limitation of Synthesis Tools --- p.2-1 / Chapter 2.2 --- Synthesizable VHDL for Common Structures --- p.2-2 / Chapter 2.2.1 --- Counter --- p.2-3 / Chapter 2.2.2 --- Set-Reset Latch --- p.2-6 / Chapter 2.2.3 --- D Latch --- p.2-9 / Chapter 2.2.4 --- D Flip-flop --- p.2-12 / Chapter 2.2.5 --- Multiplexor --- p.2-13 / Chapter 2.2.6 --- Shift Register --- p.2-15 / Chapter 2.2.7 --- Signal Affected by Two Signal Edges --- p.2-18 / Chapter 2.2.8 --- Combinational Feedback --- p.2-19 / Chapter 2.2.9 --- Short Pulses --- p.2-21 / Chapter 2.2.10 --- Register Transfer Logic --- p.2-22 / Chapter 2.2.11 --- Status Flag --- p.2-26 / Chapter 2.2.12 --- Register Access --- p.2-30 / Chapter 2.2.13 --- Clock Divider --- p.2-34 / Chapter 2.2.14 --- Communication among Processes --- p.2-36 / Chapter 3 --- Synthesis of Components of a Microcontroller --- p.3-1 / Chapter 3.1 --- Timer --- p.3-1 / Chapter 3.2 --- Serial Peripheral Interface (SPI) --- p.3-9 / Chapter 3.3 --- Serial Communication Interface (SCI) --- p.3-16 / Chapter 3.4 --- Parallel I/O Port --- p.3-21 / Chapter 3.5 --- 6805CPU --- p.3-22 / Chapter 3.5.1 --- State Counter --- p.3-23 / Chapter 3.5.2 --- Instruction Decoding and Execution Unit --- p.3-24 / Chapter 3.5.3 --- Interrupt Logic --- p.3-25 / Chapter 3.5.4 --- Instruction Register --- p.3-27 / Chapter 4 --- VHDL Coding and Synthesis --- p.4-1 / Chapter 4.1 --- Controlling Synthesis by VHDL Coding --- p.4-1 / Chapter 4.1.1 --- Structure Control --- p.4-2 / Chapter 4.1.2 --- Feedback Path Control --- p.4-2 / Chapter 4.1.3 --- Control of Use of Storage --- p.4-2 / Chapter 4.1.4 --- Timing Control --- p.4-3 / Chapter 4.2 --- Consequences of the Writing Guidelines --- p.4-5 / Chapter 5 --- Interface Tool for Generation of VHDL for a Microcontroller --- p.5-1 / Chapter 5.1 --- Features --- p.5-1 / Chapter 5.2 --- Construction --- p.5-1 / Chapter 5.3 --- Illustration --- p.5-3 / Chapter 5.4 --- Data Structure --- p.5-5 / Chapter 5.4.1 --- Design List --- p.5-6 / Chapter 5.4.2 --- Instance Data --- p.5-6 / Chapter 5.4.3 --- Instance List --- p.5-8 / Chapter 5.4.4 --- Register Data --- p.5-9 / Chapter 5.4.5 --- Dialogs and Functions --- p.5-10 / Chapter 5.5 --- VHDL Generator for Individual Component --- p.5-11 / Chapter 5.6 --- VHDL Generator for the Whole Microcontroller --- p.5-14 / Chapter 6 --- Conclusion --- p.6-1 / Bibliography --- p.B-1 / Appendix --- p.A-1

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-08-23T12:28:02Z No. of bitstreams: 1 André Augusto Andreis_.pdf: 7251218 bytes, checksum: 7b71c418da3bd1942b6b1bf3e213a439 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-23T12:28:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 André Augusto Andreis_.pdf: 7251218 bytes, checksum: 7b71c418da3bd1942b6b1bf3e213a439 (MD5) Previous issue date: 2017-06-22 / Nenhuma / Os processos industriais são de natureza dinâmica, variando continuamente no tempo devido a perturbações externas ou por alterações no processo e, portanto, a necessidade de controle automático das variáveis é uma realidade, principalmente devido ao aumento da complexidade dos sistemas instalados nas últimas décadas. Mediante a importância dos controladores, esta pesquisa traz o estudo de técnicas para avaliação do desempenho e sintonia de controladores de nível, bem como orienta quanto à escolha de índices a serem utilizados para a avaliação do desempenho de controladores de nível, segundo o objetivo de controle, apresentando a magnitude do erro obtido quando utilizado um índice de avaliação de desempenho inadequado. Aborda-se sistemas de controle de nível que têm como objetivo manter o nível na referência de forma precisa ou minimizar a variância da vazão de saída. Apresenta-se uma proposta de metodologia para a avaliação do desempenho e para a sintonia de controladores de nível através da modelagem do processo e da resolução de um problema de otimização. A metodologia proposta é aplicada a um processo de nível autorregulatório. Explora-se a eficácia dos índices de avaliação de desempenho para controladores de nível, considerando diferentes tipos de perturbação na vazão de entrada. Comparam-se técnicas tradicionais e técnicas que utilizam otimização para a sintonia de controladores, sendo que as técnicas de otimização apresentam resultados melhores que as técnicas tradicionais. Apresenta-se o impacto de incertezas no modelo utilizado para obter os parâmetros do controlador através de técnicas de otimização no qual, dependendo do objetivo de controle e do tipo de perturbação de entrada, ocorrem discrepâncias a serem consideradas em relação a necessidade de ressintonia do controlador. Analisa-se as consequências do uso de índices de avaliação de desempenho inadequados. Por meio dos resultados obtidos verificou-se que para determinar o índice adequado para a avaliação do desempenho de controladores de nível deve-se identificar o objetivo de controle de forma correta, o que nem sempre ocorre, pois em geral, sistemas de suporte à decisão disponibilizam índices de avaliação de desempenho que consideram a variável de processo, mas algumas malhas de controle podem considerar a variável manipulada. / Industrial processes are of a dynamic nature, varying continuously in time due to external disturbances or changes in the process and, therefore, the need for automatic control of variables is a reality, mainly due to the complexity increase of the systems installed in last decades. Due to the importance of controllers, this research brings the study of techniques for performance assessment and tuning of level controllers, as well as guides the choice of indexes to be used for the performance assessment of level controllers, according to the control objective, presenting the magnitude of the error obtained when used an inadequate performance assessment index. It addresses level control systems that aim to maintain the level in the reference accurately or minimize the outlet flow variance. It is presented a proposal of methodology for performance assessment and tuning of level controllers through process modeling and solving an optimization problem. The proposed methodology is applied to a self-regulatory process. The effectiveness of the performance assessment index for level controllers is explored, considering different types of perturbation in the inlet flow. Traditional techniques and optimization techniques for controller tuning are compared, being that optimization techniques present better results than traditional techniques. It is presented the uncertainties impact in the model used to obtain the controller parameters through optimization techniques in which, depending on the control objective and the type of input disturbance, there are discrepancies to be considered in relation to the need for controller retuning. The consequences of using inadequate performance assessment index are analyzed. Through the obtained results it was verified that to determine the adequate index for the performance assessment level controllers one must identify correctly the control objective, which does not always occur, since the systems of support to the decision in general provide performance assessment indexes that consider the process variable, but some control meshes may consider the manipulated variable.

Os controladores eletrônicos de pulverização visam minimizar a variação das taxas de insumos aplicadas no campo. Eles fazem parte de um sistema de controle, e permitem a compensação da variação de velocidade de deslocamento do pulverizador durante a operação. Há vários tipos de controladores eletrônicos de pulverização disponíveis no mercado e uma das formas de selecionar qual o mais eficiente nas mesmas condições, ou seja, em um mesmo sistema de controle, é quantificar o tempo de resposta do sistema para cada controlador específico. O objetivo desse trabalho foi estimar os tempos de resposta para mudanças de velocidade de um sistema eletrônico de pulverização via modelos de regressão não lineares, estes, resultantes da soma de regressões lineares ponderadas por funções distribuição acumulada. Os dados foram obtidos no Laboratório de Tecnologia de Aplicação, localizado no Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", Universidade de São Paulo, no município de Piracicaba, São Paulo, Brasil. Os modelos utilizados foram o logístico e de Gompertz, que resultam de uma soma ponderada de duas regressões lineares constantes com peso dado pela função distribuição acumulada logística e Gumbell, respectivamente. Reparametrizações foram propostas para inclusão do tempo de resposta do sistema de controle nos modelos, com o objetivo de melhorar a interpretação e inferência estatística dos mesmos. Foi proposto também um modelo de regressão não linear difásico que resulta da soma ponderada de regressões lineares constantes com peso dado pela função distribuição acumulada Cauchy seno hiperbólico exponencial. Um estudo de simulação foi feito, utilizando a metodologia de Monte Carlo, para avaliar as estimativas de máxima verossimilhança dos parâmetros do modelo. / The electronic controllers spray aimed at minimizing the variation of inputs rates applied in the field. They are part of a control system, and allow for compensation for variation spray travel speed during operation. There are several types of electronic spray controllers on the market and one way to select which more efficient under the same conditions, ie in the same system of control, is to quantify the system response time for each specific driver. The objective of this study was to estimate the response times for changes in speed of an electronic spraying system via nonlinear regression models, these resulting from the sum of weighted linear regressions for cumulative distribution functions. Data were obtained on the Application Technology Laboratory, located in the Department of Biosystems Engineering from College of Agriculture \"Luiz de Queiroz\", University of Sao Paulo, in Piracicaba, Sao Paulo, Brazil. The models used were the logistic and Gompertz, resulting from a weighted sum of two constant linear regressions with weight given by the cumulative distribution function logistics and Gumbell respectively. Reparametrization been proposed for inclusion in the control system response time models, in order to improve the statistical interpretation and inference of the same. It has also been proposed a non-linear regression model two-phase which is the weighted sum of constant linear regressions weight given by a cumulative distribution function exponential hyperbolic sine Cauchy in which a simulation study was conducted using the methodology of Monte Carlo to evaluating the maximum likelihood estimates of the model parameters.

A língua franca utilizada na comunicação piloto-controlador ainda é pouco conhecida no meio acadêmico. Poucos estudos têm sido dedicados ao seu contexto de uso e ao mapeamento de suas características lingüísticas principais. Esta pesquisa acadêmica apresenta um estudo mais acurado da atividade de controlador de tráfego aéreo, no que se refere ao uso dessa linguagem de especialidade, além de desenvolver um estudo descritivo da língua franca utilizada na comunicação piloto-controlador para a identificação de suas características lingüísticas principais, com o recorte para a produção de material didático. Por meio da utilização do método do Professor André Camlong, a ferramenta computacional denominada STABLEX, fazemos uma análise descritiva, objetiva e indutiva de um corpus lingüístico, constituído dessa linguagem de especialidade. O que se pretende é oferecer subsídios aos professores de língua estrangeira para a produção do seu próprio material didático para o ensino dessa linguagem. É fato que, em determinados contextos de ensino, a necessidade de aprendizagem dos alunos é tão específica, que os materiais prontos para consumo, disponibilizados nas prateleiras das livrarias ou pelas editoras, não são suficientes, cabendo ao professor a tarefa de elaborá-los. No entanto, essa tarefa não tem se mostrado amistosa, já que o professor não dispõe de \"guias de orientação\", cientificamente justificáveis, para fazê-la. Assim sendo, o processo de elaboração torna-se intuitivo e empírico e, na grande maioria das vezes, restringese à adoção de fórmulas já consagradas de apresentação dos conteúdos. Acreditamos ser fundamental o correto entendimento das reais necessidades lingüísticas de um determinado público-alvo, para que haja mais condições de se estabelecerem processos mais ricos e eficientes de ensino e aprendizagem de qualquer língua estrangeira. / The lingua franca used in the communication between pilots and controllers is still not well known in the academic community. Few studies about its use and mapping of its main linguistic characteristics have been made. This theoretical research introduces an accurate study on the language used in the activity of air traffic controllers and develops a descriptive study of the lingua franca used in the communication between pilots and controllers, in order to identify its main linguistic characteristics towards material production. By using the method developed by Professor André Camlong and the computational tool STABLEX, an objective descriptive and inductive analysis of a linguistic corpus constituted by the language used in the ATC specialty has been conducted. The aim of this work is to provide language teachers with subsides for ATC material production hence helping teachers to elaborate materials that meet the very specific needs of their students based on the real needs of the stakeholders so as they can establish a more fruitful and efficient language teaching and learning process.

High blood pressure, also called hypertension is one of the most common worldwide diseases afflicting humans and is a major risk factor for stroke, myocardial infarction, vascular disease, and chronic kidney disease. If blood pressure is controlled and oscillations in the hemodynamic variables are reduced, patients experience fewer complications after surgery. In clinical practice, this is usually achieved using manual drug delivery. Given that different patients have different sensitivity and reaction time to drugs, determining manually the right drug infusion rates may be difficult. This is a problem where automatic drug delivery can provide a solution, especially if it is designed to adapt to variations in the patient’s conditions. This research work presents an investigation into the development of abnormal blood pressure (hypertension) controllers for postoperative patients. Control of the drugs infusion rates is used to simultaneously regulate the hemodynamic variables such as the Mean Arterial Pressure (MAP) and the Cardiac Output (CO) at the desired level. The implementation of optimal control system is very essential to improve the quality of patient care and also to reduce the workload of healthcare staff and costs. Many researchers have conducted studies earlier on modelling and/or control of abnormal blood pressure for postoperative patients. However, there are still many concerns about smooth transition of blood pressure without any side effect. The blood pressure is classified in two categories: high blood pressure (Hypertension) and low blood pressure (Hypotension). The hypertension often occurred after cardiac surgery, and the hypotension occurred during cardiac surgery. To achieve the optimal control solution for these abnormal blood pressures, many methods are proposed, one of the common methods is infusing the drug related to blood pressure to maintain it at the desired level. There are several kinds of vasodilating drugs such as Sodium Nitroprusside (SNP), Dopamine (DPM), Nitro-glycerine (NTG), and so on, which can be used to treat postoperative patients, also used for hypertensive emergencies to keep the blood pressure at safety level. A comparative performance of two types of algorithms has been presented in chapter four. These include the Internal Model Control (IMC), and Proportional-Integral-Derivative (PID) controller. The resulting controllers are implemented, tested and verified for three sensitivity patient response. SNP is used for all three patients’ situation in order to reduce the pressure smoothly and maintain it at the desire level. A Genetic Algorithms (GAs) optimization technique has been implemented to optimise the controllers’ parameters. A set of experiments are presented to demonstrate the merits and capabilities of the control algorithms. The simulation results in chapter four have demonstrated that the performance criteria are satisfied with the IMC, and PID controllers. On the other hand, the settling time for the PID control of all three patients’ response is shorter than the settling time with IMC controller. Using multiple interacting drugs to control both the MAP and CO of patients with different sensitivity to drugs is a challenging task. A Multivariable Model Reference Adaptive Control (MMRAC) algorithm is developed using a two-input, two-output patient model. Because of the difference in patient’s sensitivity to the drug, and in order to cover the wide ranges of patients, Model Reference Adaptive Control (MRAC) has been implemented to obtain the optimal infusion rates of DPM and SNP. This is developed in chapters five and six. Computer simulations were carried out to investigate the performance of this controller. The results show that the proposed adaptive scheme is robust with respect to disturbances and variations in model parameters, the simulation results have demonstrated that this algorithm cannot cover the wide range of patient’s sensitivity to drugs, due to that shortcoming, a PID controller using a Neural Network that tunes the controller parameters was designed and implemented. The parameters of the PID controller were optimised offline using Matlab genetic algorithm. The proposed Neuro-PID controller has been tested and validated to demonstrate its merits and capabilities compared to the existing approaches to cover wide range of patients.

Os sistemas produtivos (SPs) podem utilizar controladores programáveis (CPs) como dispositivos de realização do controle. Neste contexto, programas de controle executados por estes CPs podem ser desenvolvidos de forma que não estejam em conformidade com as especificações de projeto, o que poderá provocar o surgimento de erros funcionais associados à execução de tais programas de controle, erros estes que podem levar os SPs sob controle a um estado que poderá implicar em acidentes envolvendo equipamentos, pessoas e o meio-ambiente. Esta questão tem motivado o surgimento de diversas abordagens para identificar a existência de erros em programas de controle de CPs, de forma a permitir a correção destes erros e garantir, conseqüentemente, maior confiabilidade operacional. O presente trabalho tem por objetivo identificar a existência de erros em programas de controle baseados em LD (Ladder Diagram). Para isto, propõe-se um procedimento de desenvolvimento de modelos baseados em máquinas de estados finitos estendidas (MEFEs), que são gerados a partir do mapeamento de cada um dos rungs contidos no programa de controle que se deseja identificar erros. Uma vez desenvolvidos os modelos em MEFEs, torna-se possível a utilização de uma ferramenta computacional de verificação, própria para estabelecer se os modelos verificados satisfazem determinadas proposições estabelecidas em lógica temporal. Uma proposição em lógica temporal está relacionada a um estado específico do programa de controle modelado, sendo que o objetivo da verificação é o de estabelecer se a proposição estipulada é atendida ou não. Se um determinado estado específico for, por exemplo, um estado indesejado do programa de controle modelado, e este estado for possível de ser alcançado como resultado do processo de verificação realizado, isto impactará na não conformidade do programa de controle com as especificações comportamentais estipuladas na forma de proposição em lógica temporal, indicando haver, portanto, um erro neste programa de controle modelado. Palavras-chave: Controladores programáveis. Linguagem de programação LD. Modelagem e verificação de máquinas de estados finitos estendidas (MEFEs). / Productive systems (PS) can use programmable logic controllers (PLCs) as the devices of accomplishment of the control. In this context, control programs executed by these PLCs can be developed in a way so that they can be in non-conformity with the project specifications, and this fact may result in functional errors related to the control programs execution. These errors can take the PS under control to a state which can lead into accidents involving equipment, people and the environment. This fact has motivated the appearance of different approaches so as to identify the existence of these errors in PLC control programs so that they can be corrected and assure a greater operational reliability. This work aims at identifying the existence of errors in control programs based on Ladder Diagram (LD). In order to accomplish that, a modeling procedure that generates extended finite state machines (EFSMs) is proposed from the mapping of each one of the rungs in the control program whose errors are to be identified. Once the models based on EFSMs are developed it becomes possible to use a computational verification tool, specifically designed to determine if the verified models fulfill determined propositions established in temporal logic. A proposition in temporal logic is related to a specific state of the modeled control program and the objective of the verification is to establish whether the proposition is fulfilled or not. If a determined specific state, for example, is an unwanted state of the modeled control program and if this state is reachable as a result of the verification process, this will impact in the non-conformity of the control program with the behavior specifications established in a temporal logic proposition, indicating an error in this modeled control program.

Este trabalho apresenta um método sistemático para projeto de controladores suplementares para um tipo de dispositivo FACTS (o modelo TCSC) para o amortecimento de oscilações em sistemas elétricos de potência. Adota-se uma metodologia previamente desenvolvida para projeto de apenas controladores de tipo PSS. Tal metodologia é fundamentada na teoria de controle robusto e estruturada na forma de desigualdades matriciais lineares (LMIs). A modelagem politópica é utilizada para tratar a robustez dos controladores frente às variações no ponto de operação do sistema. O fator de amortecimento mínimo para os modos de resposta do sistema em malha fechada é especificado como índice de desempenho mínimo a ser satisfeito na fase de projeto. Os controladores propostos possuem uma estrutura de realimentação dinâmica de saída e utilizam sinais medidos localmente como entrada de controle. O projeto dos controladores propostos é realizado de duas maneiras diferentes: (i) projeto simultâneo e coordenado de controladores de tipo PSS e controlador suplementar de dispositivo TCSC para amortecimento tanto de modos locais, quanto de modos inter-área e; (ii) projeto de controlador suplementar para apenas um dispositivo TCSC operando no sistema com a finalidade de amortecer modos inter-área pouco amortecidos e instáveis. No primeiro caso, a descentralização dos controladores é garantida através da imposição de uma estrutura bloco-diagonal para as variáveis matriciais presentes na formulação do problema de controle. No segundo caso, este trabalho propõe uma extensão da metodologia de projeto utilizada no caso anterior ao combiná-la com uma técnica de redução da ordem de modelo do controlador. A análise de desempenho dos controladores em malha fechada é realizada através de análise modal e simulações não-lineares em dois sistemas testes. O primeiro deles é constituído por 10 barras e 4 geradores e o segundo sistema teste apresenta 40 barras e 10 geradores. / This work proposes a systematic method for the design of supplementary controllers for a type of FACTS device (the TCSC device model) to damp oscillations in electric power systems. It is adopted a technique previously presented to design only PSS-type damping controllers. The method is based on a robust control technique structured in the form of linear matrix inequalities (LMIs). The polytopic model is used to guarantee the robustness of the controllers with respect to the variations in the operating points of the system. The minimum damping ratio is used in the design stage as performance index for the closed loop system. The proposed controllers are based on dynamic output feedback and uses only local measurements as input signals. The design of the proposed controllers is realized in two different cases: (i) a simultaneous coordinated design of PSS-type controllers and TCSC supplementary controller to damp both local and interarea oscillations and; (ii) design of a supplementary controller for a FACTS device only to damp poorly damped and unstable inter-area oscillations. In the first case, a decentralized structure of the controllers is guaranteed by adoption of a block-diagonal strutucture to the matricial variables of the control problem. In the second case, this work proposes a extension of the previously methodology by combining it with a model order reduction technique. Performance analyses of the closed loop system were carried out by means of modal analysis and nonlinear simulations in two test systems. The first one is constituted by 10 buses and 4 generators and the other test system is constituted by 40 buses and 10 generators.

Este trabalho apresenta um método sistemático para projeto de controladores suplementares para um tipo de dispositivo FACTS (o modelo TCSC) para o amortecimento de oscilações em sistemas elétricos de potência. Adota-se uma metodologia previamente desenvolvida para projeto de apenas controladores de tipo PSS. Tal metodologia é fundamentada na teoria de controle robusto e estruturada na forma de desigualdades matriciais lineares (LMIs). A modelagem politópica é utilizada para tratar a robustez dos controladores frente às variações no ponto de operação do sistema. O fator de amortecimento mínimo para os modos de resposta do sistema em malha fechada é especificado como índice de desempenho mínimo a ser satisfeito na fase de projeto. Os controladores propostos possuem uma estrutura de realimentação dinâmica de saída e utilizam sinais medidos localmente como entrada de controle. O projeto dos controladores propostos é realizado de duas maneiras diferentes: (i) projeto simultâneo e coordenado de controladores de tipo PSS e controlador suplementar de dispositivo TCSC para amortecimento tanto de modos locais, quanto de modos inter-área e; (ii) projeto de controlador suplementar para apenas um dispositivo TCSC operando no sistema com a finalidade de amortecer modos inter-área pouco amortecidos e instáveis. No primeiro caso, a descentralização dos controladores é garantida através da imposição de uma estrutura bloco-diagonal para as variáveis matriciais presentes na formulação do problema de controle. No segundo caso, este trabalho propõe uma extensão da metodologia de projeto utilizada no caso anterior ao combiná-la com uma técnica de redução da ordem de modelo do controlador. A análise de desempenho dos controladores em malha fechada é realizada através de análise modal e simulações não-lineares em dois sistemas testes. O primeiro deles é constituído por 10 barras e 4 geradores e o segundo sistema teste apresenta 40 barras e 10 geradores. / This work proposes a systematic method for the design of supplementary controllers for a type of FACTS device (the TCSC device model) to damp oscillations in electric power systems. It is adopted a technique previously presented to design only PSS-type damping controllers. The method is based on a robust control technique structured in the form of linear matrix inequalities (LMIs). The polytopic model is used to guarantee the robustness of the controllers with respect to the variations in the operating points of the system. The minimum damping ratio is used in the design stage as performance index for the closed loop system. The proposed controllers are based on dynamic output feedback and uses only local measurements as input signals. The design of the proposed controllers is realized in two different cases: (i) a simultaneous coordinated design of PSS-type controllers and TCSC supplementary controller to damp both local and interarea oscillations and; (ii) design of a supplementary controller for a FACTS device only to damp poorly damped and unstable inter-area oscillations. In the first case, a decentralized structure of the controllers is guaranteed by adoption of a block-diagonal strutucture to the matricial variables of the control problem. In the second case, this work proposes a extension of the previously methodology by combining it with a model order reduction technique. Performance analyses of the closed loop system were carried out by means of modal analysis and nonlinear simulations in two test systems. The first one is constituted by 10 buses and 4 generators and the other test system is constituted by 40 buses and 10 generators.