Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-30T21:22:20Z No. of bitstreams: 1 DANIELLA DIAS CAVALCANTE DA SILVA - TESE PPGEE 2011..pdf: 21267862 bytes, checksum: 34609e6f0c5b3d3d5dbe954562ec3132 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-30T21:22:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIELLA DIAS CAVALCANTE DA SILVA - TESE PPGEE 2011..pdf: 21267862 bytes, checksum: 34609e6f0c5b3d3d5dbe954562ec3132 (MD5) Previous issue date: 2011-12 / Com o advento da tecnologia, as máquinas predominam em quase todos os cenários do cotidiano das pessoas, sejam essas máquinas computadores, eletrodomésticos, dispositivos portáteis, etc. Com isso, nada melhor do que dotá-las com a capacidade de percepção e compreensão da voz humana, que é a forma mais simples, natural e eficaz do ser humano expressar seus pensamentos. Apesar de muitas pesquisas na área de Processamento Digital de Sinais de Voz (PDSV) terem permitido o desenvolvimento de sistemas de Reconhecimento de Faia bastante eficientes, requisitos de processamento ainda dificultam a implementação desses sistemas em dispositivos com pequeno poder computacional, como celulares, palmtops e eíetrodomésticos. Para permitir a implementação de sistemas de Reconhecimento de Faia nesse contexto, alguns trabalhos sacrificam a eficiência no processo de reconhecimento em nome da redução do tamanho físico e de exigências computacionais. Assim, a busca por modelagens acústicas e linguísticas othnizadas, associadas ao uso de bases de dados representativas, pode levar a ura compromisso entre desempenho do sistema em termos de taxas de reconhecimento e exigências computacionais impostas por sistemas embarcados. O objetivo principal deste trabalho consiste na modelagem da arquitetura de um sistema de reconhecimento de fala contínua para o português brasileiro, utilizando Modelos Ocultos de Markov, de forma a possibilitar sua implementação em um sistema embarcado com recursos computacionais limitados. A fim de selecionar a configuração que melhor atenda esse objetivo, foram realizados experimentos e análises, de modo a identificar possíveis adaptações, a partir de simplificações matemáticas e redução de parâmetros nas etapas do processo de reconhecimento. Em todo lho, foi considerada a relação entre a taxa de reconhecimento e o custo computacional. A arquitetura do sistema embarcado desenvolvida e o seu processo de modelagem, incluindo os experimentos, as análises e os seus respectivos resultados, serão apresentados e discutidos no decorrer deste documento. / WIth the advent of technology, machines predominate in aímost ali seenarios of everyday life. The possibiiity of performing human-maehine comniunication through speech makes this interact.ion easier and more productive. However, processing requirements still difficult tlíe implementation oF systems for automatic continuous speech recognition on devices with low computational power sucJi as mobile phones, palmtops and appliances. To allow the implementation of speech recognition systems in this context. some works sacrifice efficiency in the recognition process for redueing the chip area and computational requirements. For this purpose, it becomes necessary to research for optimized acoustic and language modeling, associated with use of representative databases, looking for a good compromise between recognitioa vaies and compuiational demands imposed by embedded systems. The main goai of this work is to model the architecture of a system for continuous speech recognition Brazilian Portuguese, in order to enable its implementation in an embedded system with limited computtng resources. In order to select the setting that best nieets this goal, experiments and analysis were performed. The purpose of these was to identify possible adaptations, from mathematical simpiifícations and reduction of parameters in the steps of the recognition process. During the deveiopinent of this work, the relationship between recognition rate and computational cost was considered. The embedded system architecture developed and its modeling process, including experiments. analysis and their results will be presented and díscussed thxoughout this document.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre Pinotti.pdf: 2613359 bytes, checksum: 2102dc273398a9bfa8e51bb28b5fded1 (MD5) Previous issue date: 2012-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a method for embedded systems design based on the Supervisory Control Theory for Discrete-Event Systems. The method is composed of steps comprising the specification phase until the approval of the control system. The conception phase is based on the local modular approach for the synthesis of minimally restrictive supervisors that constrains the plant behavior by disabling controllable events and are nonblocking with respect to the set of marked states. The method also includes an implementation architecture for the supervisory control applied to microcontrollers to solve problems such as causality, choice and inexact synchronization. An interface concentrates all controllable and uncontrollable events generation. It deals with the choice problem when reduced supervisors are implemented, randomly choosing one controllable event among the possible ones. This dissertation also presents a tool developed for the automatic code generation of the proposed implementation structure. The main module code is generated to be independent of the number of supervisors and plant models, that is, is the same for any control application. The tool is used to obtain the control applied to a case study and also for the temperature control of a commercial refrigerator. The control system has been validated using the same tools applied for the validation of household appliances at Whirlpool Corporation / Neste trabalho é proposto um método de projeto para sistemas embarcados concebido com base na Teoria de Controle Supervisório de Sistemas a Eventos Discretos. O método é composto por etapas que vão desde a especificação até a aprovação do sistema de controle. A etapa de concepção do método utiliza da abordagem modular local para síntese de supervisores minimamente restritivos que limitam o comportamento da planta através da desabilitação de eventos controláveis e são não bloqueantes em relação ao conjunto de estados marcados. O método ainda inclui uma arquitetura de implementação do controle supervisório direcionada para microcontroladores, visando solucionar os problemas da causalidade, escolha e sincronização inexata. Uma interface é concebida para concentrar a geração de eventos controláveis e não controláveis. Apresenta-se uma solução para o problema da escolha quando são implementados supervisores reduzidos sendo tal escolha realizada de modo online definindo um evento controlável, entre os possíveis, de forma aleatória. Apresenta-se uma ferramenta desenvolvida para a geração de código baseada na estrutura de implementação proposta. O código do módulo principal é gerado de forma a ser independente do número de supervisores e modelos de planta envolvidos, sendo o mesmo para qualquer aplicação de controle. Utiliza-se a ferramenta para obtenção do código da lógica de controle em um estudo de caso e para a regulação de temperatura em um refrigerador comercial. A validação do controle é realizada utilizando-se de ferramentas aplicadas à validação de eletrodomésticos da linha branca na Whirlpool Eletrodomésticos.

Os recentes avanços na manufatura inteligente abrem oportunidades na área do suporte industrial, especificamente na manutenção e gestão de ativos físicos. Essa tendência permite que os dados coletados das máquinas, quando estão em pleno funcionamento, possam interagir com computadores, (ciberespaço), através de uma rede de comunicação formando assim o conceito de Sistemas Ciberfísicos (CPS – do inglês Cyber-Physical Systems). Além disso, os rápidos avanços da tecnologia de informação e comunicação proporcionam ferramentas para que essa interação possa analisar os dados, de forma cada vez mais rápida, autônoma, ubíqua e em tempo real, oferecendo informações que auxiliam aos humanos na tomada de decisões mais eficazes. Nesse contexto, o Prognóstico e Gestão da Saúde de máquinas (PHM – do inglês Prognostics Health and Management) é indicado como uma aplicação promissora da manufatura inteligente dentro do contexto de CPS. Atualmente as propostas de PHM encontradas na literatura cientifica são aplicadas a casos específicos e sem uma padronização da sua implementação, impedindo que tais abordagens possam ser replicadas em diferentes cenários da manufatura. Assim, o presente trabalho propõe a construção de um modelo ontológico para auxiliar na implementação do PHM em diversos cenários de manufatura, a ser aproveitada futuramente por ferramentas de softwares com foco em manufatura inteligente, padronizando seus conceitos, termos, e a forma de coleta e tratamento de dados. A abordagem metodológica DSR (do inglês Design Science Research) é usada para guiar o desenvolvimento da pesquisa. A construção deste modelo ontológico, que integra tanto os dados coletados quanto as informações necessárias para a tomada de decisões, possibilita o controle da estimativa de uma falha antes dela ocorrer de uma forma mais autônoma. Os principais resultados do modelo ontológico construído são: uma ontologia flexível capaz de ser usada em vários tipos de máquinas mecânicas de diversos tipos de manufatura; a possibilidade de armazenar o conhecimento contido em normas internacionais, históricos de atividades das máquinas, e arquiteturas consolidadas no contexto do PHM, permitindo a constante atualização de dados dependendo de particularidades que cada processo produtivo pode conter, e finalmente, usando a linguagem SPARQL entrega-se informações que podem ser usadas para tomada de decisões em intervenções oportunas de manutenção nos equipamentos de uma indústria real. O modelo é demonstrado considerando o caso de uma bomba centrífuga que comprovou sua fidelidade, integridade, nível de detalhe, robustez e consistência, fornecendo informações anteriormente alimentadas por dados reais obtidos em empresas próximas. / Recent advances in smart manufacturing open up opportunities in industrial support, specifically in maintenance and physical asset management. This trend allows data collected from machines, when are in full operation, to interact with cyberspace computers through a communication network, thus forming the concept of cyber-physical systems (CPS). Besides, rapid advances in information and communications technologies provide tools for analysing data, in an increasingly rapid, autonomously, ubiquitous and in real time way, providing information that assists humans in making better decisions. In this sense, Prognostics and Health Management (PHM) of machines, is indicated as a promising application of Smart Manufacturing in the CPS contexto. Currently the PHM proposals found in the scientific literature are applied to specific cases and without a standardization of their implementation, preventing such approaches from being replicated in different manufacturing scenarios. Thus, the present work proposes the construction of an ontological model to assist in the implementation of the PHM in several manufacturing scenarios, to be harnessed in the future by software tools focused on intelligent manufacturing, standardizing their concepts, terms, and the form of data collection and processing. The DSR (Design Science Research) methodological approach is used to guide the development of the research. The construction of this ontological model, which integrates both the collected data and the necessary information for the decision making, allows the control of the estimate of a failure before it occurs in a more autonomous way. The main results of the ontological model are: a flexible ontology capable of being used on several types of mechanical machines of various types of manufacturing; the possibility of storing the knowledge contained in international standards, machine history of activities, and consolidated architectures in the context of the PHM, allows the constant updating of data depending on particularities that each productive process can contain, and finally, using the SPARQL language, it is given information that can be used for decisionmaking in timely maintenance interventions in the equipment of a real industry. The model is demonstrated considering the case of a centrifugal pump that proved its fidelity, integrity, level of detail, robustness and consistency, providing information previously fed by real data obtained in nearby companies.

Os recentes avanços na manufatura inteligente abrem oportunidades na área do suporte industrial, especificamente na manutenção e gestão de ativos físicos. Essa tendência permite que os dados coletados das máquinas, quando estão em pleno funcionamento, possam interagir com computadores, (ciberespaço), através de uma rede de comunicação formando assim o conceito de Sistemas Ciberfísicos (CPS – do inglês Cyber-Physical Systems). Além disso, os rápidos avanços da tecnologia de informação e comunicação proporcionam ferramentas para que essa interação possa analisar os dados, de forma cada vez mais rápida, autônoma, ubíqua e em tempo real, oferecendo informações que auxiliam aos humanos na tomada de decisões mais eficazes. Nesse contexto, o Prognóstico e Gestão da Saúde de máquinas (PHM – do inglês Prognostics Health and Management) é indicado como uma aplicação promissora da manufatura inteligente dentro do contexto de CPS. Atualmente as propostas de PHM encontradas na literatura cientifica são aplicadas a casos específicos e sem uma padronização da sua implementação, impedindo que tais abordagens possam ser replicadas em diferentes cenários da manufatura. Assim, o presente trabalho propõe a construção de um modelo ontológico para auxiliar na implementação do PHM em diversos cenários de manufatura, a ser aproveitada futuramente por ferramentas de softwares com foco em manufatura inteligente, padronizando seus conceitos, termos, e a forma de coleta e tratamento de dados. A abordagem metodológica DSR (do inglês Design Science Research) é usada para guiar o desenvolvimento da pesquisa. A construção deste modelo ontológico, que integra tanto os dados coletados quanto as informações necessárias para a tomada de decisões, possibilita o controle da estimativa de uma falha antes dela ocorrer de uma forma mais autônoma. Os principais resultados do modelo ontológico construído são: uma ontologia flexível capaz de ser usada em vários tipos de máquinas mecânicas de diversos tipos de manufatura; a possibilidade de armazenar o conhecimento contido em normas internacionais, históricos de atividades das máquinas, e arquiteturas consolidadas no contexto do PHM, permitindo a constante atualização de dados dependendo de particularidades que cada processo produtivo pode conter, e finalmente, usando a linguagem SPARQL entrega-se informações que podem ser usadas para tomada de decisões em intervenções oportunas de manutenção nos equipamentos de uma indústria real. O modelo é demonstrado considerando o caso de uma bomba centrífuga que comprovou sua fidelidade, integridade, nível de detalhe, robustez e consistência, fornecendo informações anteriormente alimentadas por dados reais obtidos em empresas próximas. / Recent advances in smart manufacturing open up opportunities in industrial support, specifically in maintenance and physical asset management. This trend allows data collected from machines, when are in full operation, to interact with cyberspace computers through a communication network, thus forming the concept of cyber-physical systems (CPS). Besides, rapid advances in information and communications technologies provide tools for analysing data, in an increasingly rapid, autonomously, ubiquitous and in real time way, providing information that assists humans in making better decisions. In this sense, Prognostics and Health Management (PHM) of machines, is indicated as a promising application of Smart Manufacturing in the CPS contexto. Currently the PHM proposals found in the scientific literature are applied to specific cases and without a standardization of their implementation, preventing such approaches from being replicated in different manufacturing scenarios. Thus, the present work proposes the construction of an ontological model to assist in the implementation of the PHM in several manufacturing scenarios, to be harnessed in the future by software tools focused on intelligent manufacturing, standardizing their concepts, terms, and the form of data collection and processing. The DSR (Design Science Research) methodological approach is used to guide the development of the research. The construction of this ontological model, which integrates both the collected data and the necessary information for the decision making, allows the control of the estimate of a failure before it occurs in a more autonomous way. The main results of the ontological model are: a flexible ontology capable of being used on several types of mechanical machines of various types of manufacturing; the possibility of storing the knowledge contained in international standards, machine history of activities, and consolidated architectures in the context of the PHM, allows the constant updating of data depending on particularities that each productive process can contain, and finally, using the SPARQL language, it is given information that can be used for decisionmaking in timely maintenance interventions in the equipment of a real industry. The model is demonstrated considering the case of a centrifugal pump that proved its fidelity, integrity, level of detail, robustness and consistency, providing information previously fed by real data obtained in nearby companies.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_DENIS FABRICIO SOUSA DE SA.pdf: 2409581 bytes, checksum: 4de5274676a1f75ffe2a1f6b46b1388c (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The representation of dynamic systems or plants via mathematical models occupies an important position in control system design that allow the performance evaluation of the controller during his development stage. These models are also used as an alternative to solve the problem of the hardness or impracticability to install sensors that measure the controlled variables, the dynamic systems representations enable non-invasive measurement of these variables. As consequence the designer has an alternative way to perform adaptive and optimal sensorless control for a given process. In this dissertation is presented a proposal for control systems schemas and algorithms, based on recurrent neural networks (ANN) and Box-Jenkins models, that are dedicated to sensorless or indirect control of dynamic systems. The proposed models and algorithms are associated with the systems identification and recurrent ANN approaches. The algorithms developed for the AAN training are Backpropagation Accelerated and RLS types that are compared with classical methods and strategies to obtain it online parameters of indirect control of system for a thermal plant, where the actuator is Peltier cell. The performance the parametric models of the plant and adaptive PID digital controllers and linear quadratic regulator (DLQR) that are the main elements of the sensorless temperature control system, are evaluated by means of hybrid simulations, where the algorithms implemented in micro controllers and the plant represented by mathematical models. The performance results of the proposed sensorless control algorithms are promissory, not only, in terms of the control system performance, but also due to the reexibility to deploy it in other dynamic systems. / A representação de sistemas dinâmicos ou plantas por meio modelos matemáticos ocupa uma posição relevante no projeto de sistemas de controle, permitindo que o projetista avalie o desempenho dos controladores durante a fase de desenvolvimento do projeto. Estes modelos também são utilizados para resolver o problema da dificuldade ou impossibilidade da inserção de sensores em plantas para medição de variáveis controladas, onde os modelos viabilizam a mediação não invasiva destas variáveis, fornecendo uma alternativa para realização do controle indireto adaptativo e ótimo de um dado processo. Nesta dissertação apresenta-se o desenvolvimento de modelos propostos baseados em redes neurais artificiais recorrentes para o controle sensorless ou indireto da planta. Os modelos propostos estão associados com as abordagens de Identificação de Sistemas e de RNA's recorrentes. OS algoritmos desenvolvidos para o treinamento das RNAs são do tipo Backpropagation acelerado e RLS, que são comparados com estratégias e métodos clássicos, para obtenção online dos parâmetros do sistema de controle indireto de uma planta térmica, tendo como atuador uma célula Peltier. Para uns de avaliação de desempenho do sistema de controle indireto da planta, os modelos paramétricos e controladores digitais adaptativos do tipo PID e regulador linear quadrático (DLQR) são avaliados por meio de simulações híbridas, sendo os algoritmos dos controladores implementados em microcontroladores e a planta representada por modelos matemáticos. Os resultados apresentados são promissores, não são sentido do desempenho do sistema de controle, mas também nos custos reduzidos para seu desenvolvimento, operação e flexibilidade de aplicação em outros sistemas dinâmicos.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diomadson Belfort.pdf: 1540332 bytes, checksum: 3100ff3681a43294daea6ee8313b879e (MD5) Previous issue date: 2007-09-05 / In digital measurement systems, signal conditioning circuits have the main functionality of adjusting analog signals for digital conversion. For maximizing the application of a measurement circuit or system, yet considering its integration in a single chip, these circuits must be programmable, in order to serve to different kinds of sensors with diverse output signal characteristics. The main functions of the signal conditioning circuit, in this case, are the amplification and dc level shift of the analog signal. In this master s thesis, an architecture of a signal conditioning integrated circuit with programmable gain and dc level shift, optimized in number of discrete components, using the switched capacitor technique is proposed. The proposed architecture allows the circuit use in differential and single-ended modes, with unipolar and bipolar signals. The design of an integrated circuit is carried out for implementing the proposed architecture using 0.35 mm TSMC CMOS technology, available in the ASIC design kit (ADK) of the Mentor Graphics, IC Nanometer software package. / Em sistemas digitais de medição, circuitos de condicionamento de sinais têm como principal finalidade o ajuste dos sinais analógicos para realização da conversão digital. Para maximização da aplicação de um circuito ou sistema de medição, considerando ainda sua integração em uma única pastilha, esses circuitos têm que ser programáveis, de forma a atender a diversos tipos de sensores com características de sinais de saída diversas. As principais funções do circuito de condicionamento, neste caso, são a amplificação e o ajuste de nível cc do sinal analógico. Nesta dissertação, propõe-se uma arquitetura de um circuito de condicionamento integrado com ajuste de nível cc e ganho programáveis, otimizada em número de componentes discretos, usando a técnica de capacitores chaveados. A arquitetura proposta permite a utilização do circuito nos modos diferencial e de terminação única, unipolar ou bipolar. Um projeto de um circuito integrado é realizado implementando a arquitetura proposta em tecnologia CMOS 0,35 mm TSMC, disponível no ASIC design kit (ADK) do pacote de programas da Mentor Graphics, IC Nanometer.