O presente trabalho trata da implementação de um sistema de controle PID auto-ajustável. O trabalho desenvolvido compreende as seguintes etapas: ajuste dos parâmetros da planta, ajuste do controlador sem ajuste dos parâmetros da planta e ajuste do controlador com projeção dos parâmetros do controlador. O algoritmo de ajuste do controlador é baseado no critério de variância mínima generalizada e o de ajuste de parâmetros da planta é baseado no método dos mínimos quadrados estendido. Os parâmetros do controlador são projetados na região factível de existência física dos parâmetros do controlador contínuo através de uma técnica de programação quadrática. Os algoritmos foram implementados e testados em laboratório no controle de posição ou velocidade de um servomotor cc. Utilizou- se um computador pessoal AT-286, 25 MHz, para executar os algoritmos, um sistema de potência com um modulador de largura de pulso digital associado a um recortador de onda e um encoder óptico para realimentação de velocidade. / The present work deals with the implementation of a self- tunning PID control. The work developed cornprises the tunning of the plant parameters, the tunning of the controller without tunning the plant parameters and the tunning of the controller with projection of the controller parameters. The controller algorithrn is based on the generalised minimum-variance criterion and the tunning of the plant parameters is based on the extended recursive least square method. The parameters of the controller are projected onto the region of physical existence of the continuous controller parameters by a quadratic programming technique. This guarantees a PID behavior for the digital controller. The algorithms were implemented and tested in laboratory for position and velocity control of a servomotor dc. We used a personal computar AT- 286, 25 MHz, to run the algorithms, a power eletronic driver with a digital pulse width modulate associate with a chopper and an optic encoder for velocity feedback.

O presente trabalho trata da implementação de um sistema de controle PID auto-ajustável. O trabalho desenvolvido compreende as seguintes etapas: ajuste dos parâmetros da planta, ajuste do controlador sem ajuste dos parâmetros da planta e ajuste do controlador com projeção dos parâmetros do controlador. O algoritmo de ajuste do controlador é baseado no critério de variância mínima generalizada e o de ajuste de parâmetros da planta é baseado no método dos mínimos quadrados estendido. Os parâmetros do controlador são projetados na região factível de existência física dos parâmetros do controlador contínuo através de uma técnica de programação quadrática. Os algoritmos foram implementados e testados em laboratório no controle de posição ou velocidade de um servomotor cc. Utilizou- se um computador pessoal AT-286, 25 MHz, para executar os algoritmos, um sistema de potência com um modulador de largura de pulso digital associado a um recortador de onda e um encoder óptico para realimentação de velocidade. / The present work deals with the implementation of a self- tunning PID control. The work developed cornprises the tunning of the plant parameters, the tunning of the controller without tunning the plant parameters and the tunning of the controller with projection of the controller parameters. The controller algorithrn is based on the generalised minimum-variance criterion and the tunning of the plant parameters is based on the extended recursive least square method. The parameters of the controller are projected onto the region of physical existence of the continuous controller parameters by a quadratic programming technique. This guarantees a PID behavior for the digital controller. The algorithms were implemented and tested in laboratory for position and velocity control of a servomotor dc. We used a personal computar AT- 286, 25 MHz, to run the algorithms, a power eletronic driver with a digital pulse width modulate associate with a chopper and an optic encoder for velocity feedback.

Técnicas experimentais de identificação de sistemas de controle têm despertado interesse na indústria, devido a sua facilidade em se ajustar modelos matemáticos, facilitando a formulação e a resolução de problemas de controle de processos. É proposto o uso de uma técnica experimental de identificação de sistemas, utilizando a estrutura matemática linear ARX. Os parâmetros da estrutura matemática ARX são estimados por meio do algoritmo dos mínimos quadrados recursivo (RLS). A comunicação e a aquisição de dados de redes Fieldbus é feita através do padrão de comunicação OPC. / Experimental system identification techniques are considered interesting by industrial sector due to the simple approach to adjust mathematical models, making it easy the formulation and the solution of process control problems. In this work a computational tool is proposed, the Sintonizador, based on the experimental technic of System Identification, using the linear mathematical structure ARX (Auto-Regressive with eXogenous inputs). The ARX structure parameters are estimated by RLS (Recursive Least Square) algorithm. The data comunication and data aquisition of the fieldbus network has been done through of the OPC comunication standard.

In this work we address the problem of friction compensation in a pneumatic control valve. It is proposed a nonlinear control law that uses algebraic estimators in its structure, in order to adapt the controller to the aging of the valve. For that purpose we estimate parameters related to the valve\'s Karnopp model, necessary to friction compensation, online. The estimators and the controller are validated through simulations. / Nessa pesquisa, estudamos o problema de compensação de atrito em válvulas pneumáticas. É proposta uma lei de controle não linear que tem estimadores algébricos em sua estrutura, para adaptar o controlador ao envelhecimento da válvula. Para isso, estimam-se os valores de parâmetros relacionados ao modelo de Karnopp da válvula, necessários à compensação do atrito, de maneira online. Os estimadores e o controlador são validados através de simulações.

Técnicas experimentais de identificação de sistemas de controle têm despertado interesse na indústria, devido a sua facilidade em se ajustar modelos matemáticos, facilitando a formulação e a resolução de problemas de controle de processos. É proposto o uso de uma técnica experimental de identificação de sistemas, utilizando a estrutura matemática linear ARX. Os parâmetros da estrutura matemática ARX são estimados por meio do algoritmo dos mínimos quadrados recursivo (RLS). A comunicação e a aquisição de dados de redes Fieldbus é feita através do padrão de comunicação OPC. / Experimental system identification techniques are considered interesting by industrial sector due to the simple approach to adjust mathematical models, making it easy the formulation and the solution of process control problems. In this work a computational tool is proposed, the Sintonizador, based on the experimental technic of System Identification, using the linear mathematical structure ARX (Auto-Regressive with eXogenous inputs). The ARX structure parameters are estimated by RLS (Recursive Least Square) algorithm. The data comunication and data aquisition of the fieldbus network has been done through of the OPC comunication standard.

In this work we address the problem of friction compensation in a pneumatic control valve. It is proposed a nonlinear control law that uses algebraic estimators in its structure, in order to adapt the controller to the aging of the valve. For that purpose we estimate parameters related to the valve\'s Karnopp model, necessary to friction compensation, online. The estimators and the controller are validated through simulations. / Nessa pesquisa, estudamos o problema de compensação de atrito em válvulas pneumáticas. É proposta uma lei de controle não linear que tem estimadores algébricos em sua estrutura, para adaptar o controlador ao envelhecimento da válvula. Para isso, estimam-se os valores de parâmetros relacionados ao modelo de Karnopp da válvula, necessários à compensação do atrito, de maneira online. Os estimadores e o controlador são validados através de simulações.

O projeto de engenharia é desenvolvido baseado em um modelo de comportamento da estrutura a ser construída. Por sua vez, este modelo incorpora uma série de hipóteses de trabalho que, durante a fase de construção ou de utilização da obra, podem não ser observadas na sua totalidade. Dentro deste cenário, a retroanálise probabilista mostra-se uma ferramenta poderosa para avaliação contínua das hipóteses de trabalho durante a construção e toda a vida útil da estrutura, uma vez que permite incorporar novas informações ao modelo inicial através de métodos formalizados. Este trabalho apresenta uma revisão da retroanálise probabilista e sua aplicação prática na atualização do campo de permeabilidades de uma barragem de terra existente, com base em leituras piezométricas. Os resultados do estudo permitiram rever os valores dos parâmetros do modelo adotado, isto é, as permeabilidades dos diversos materiais, sugerindo ao mesmo tempo a aceitação do próprio modelo. Um estudo paramétrico destaca a importância relativa, para a retroanálise probabilista, das diversas variáveis envolvidas, indicando assim áreas em que a investigação complementar é mais necessária. / The engineering project is based upon a model that can predict the behavior of the facility to be constructed. Such model incorporates a series of working hypotheses which may or may not be fully realized during construction or operation. Under such circumstances, probabilistic back-analysis is a powerful tool for continuous evaluation of the working hypotheses, during construction and throughout the lifespan of the structure, given that it provides for the formal updating of the initial model and its parameters on the basis of incoming information. This study presents a review of probabilistic back-analysis and a practical application to the updating of the permeability field of an earth embankment, on the basis of piezometer readings. Results of the study led to updating of the parameters of the adopted model, that is, permeabilities of the several materials, while suggesting acceptance of the model itself. A parametric study reveals the relative importance of the several variables involved in the probabilistic back-analysis, thus indicating areas in which complementary research is mostly needed.

O projeto de engenharia é desenvolvido baseado em um modelo de comportamento da estrutura a ser construída. Por sua vez, este modelo incorpora uma série de hipóteses de trabalho que, durante a fase de construção ou de utilização da obra, podem não ser observadas na sua totalidade. Dentro deste cenário, a retroanálise probabilista mostra-se uma ferramenta poderosa para avaliação contínua das hipóteses de trabalho durante a construção e toda a vida útil da estrutura, uma vez que permite incorporar novas informações ao modelo inicial através de métodos formalizados. Este trabalho apresenta uma revisão da retroanálise probabilista e sua aplicação prática na atualização do campo de permeabilidades de uma barragem de terra existente, com base em leituras piezométricas. Os resultados do estudo permitiram rever os valores dos parâmetros do modelo adotado, isto é, as permeabilidades dos diversos materiais, sugerindo ao mesmo tempo a aceitação do próprio modelo. Um estudo paramétrico destaca a importância relativa, para a retroanálise probabilista, das diversas variáveis envolvidas, indicando assim áreas em que a investigação complementar é mais necessária. / The engineering project is based upon a model that can predict the behavior of the facility to be constructed. Such model incorporates a series of working hypotheses which may or may not be fully realized during construction or operation. Under such circumstances, probabilistic back-analysis is a powerful tool for continuous evaluation of the working hypotheses, during construction and throughout the lifespan of the structure, given that it provides for the formal updating of the initial model and its parameters on the basis of incoming information. This study presents a review of probabilistic back-analysis and a practical application to the updating of the permeability field of an earth embankment, on the basis of piezometer readings. Results of the study led to updating of the parameters of the adopted model, that is, permeabilities of the several materials, while suggesting acceptance of the model itself. A parametric study reveals the relative importance of the several variables involved in the probabilistic back-analysis, thus indicating areas in which complementary research is mostly needed.

O presente trabalho possui como metas o estudo, simulação, identificação de parâmetros e comparação estatística de modelos compartimentais utilizados em tomografia por emissão de pósitrons (PET). Para tanto, propõe-se utilizar a metodologia de equações de sensibilidade e o método de Levenberg-Marquardt para a tarefa de estimação de parâmetros característicos das equações diferenciais descritoras dos referidos sistemas. Para comparação entre modelos, foi empregado o critério de informação de Akaike. São consideradas três estruturas compartimentais compostas, respectivamente, por dois compartimentos e duas constantes características, três compartimentos e quatro constantes características e quatro compartimentos e seis constantes características. Os dados considerados neste texto foram sintetizados preocupando-se em reunir as principais características de um exame de tomografia real, tais como tipo e nível de ruído e morfologia de função de excitação do sistema. Para tanto, foram utilizados exames de pacientes do setor de Medicina Nuclear do Instituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Aplicando-se a metodologia proposta em três níveis de ruído (baixo, médio e alto), obteve-se concordância do melhor modelo em graus forte e considerável (com índices de Kappa iguais a 0.95, 0.93 e 0.63, respectivamente). Observou-se que, com elevado nível de ruído e modelos mais complexos (quatro compartimentos), a classificação se deteriora devido ao pequeno número de dados para a decisão. Foram desenvolvidos programas e uma interface gráfica que podem ser utilizadas na investigação, elaboração, simulação e identificação de parâmetros de modelos compartimentais para apoio e análise de diagnósticos clínicos e práticas científicas. / This work has as goals the study, simulation, parameter identification and statistical comparison of compartmental models used in positron emission tomography (PET). We propose to use the methodology of sensitivity equations and the method of Levenberg-Marquardt for the task of estimating the characteristic parameters of the differential equations describing such systems. For model comparison, Akaikes information criterion is applied. We have considered three compartmental structures represented, respectively, by two compartments and two characteristic constants, three compartments and four characteristic constants and four compartments and six characteristics constants. The data considered in this work were synthesized taking into account key features of a real tomography exam, such as type and level of noise and morphology of the input function of the system. To this end, we used tests of patients in the sector of Nuclear Medicine of the Heart Institute of the Faculty of Medicine, University of São Paulo. Applying the proposed methodology with three noise levels (low, medium and high), we obtained agreement of the best model with strong and considerable degrees (with Kappa indexes equal to 0.95, 0.93 and 0.63, respectively). It was observed that, with high noise level and more complex models (four compartments), the classification is deteriorated due to lack of data for the decision. Programs have been developed and a graphical interface that can be used in research, development, simulation and parameter identification of compartmental models, supporting analysis of clinical diagnostics and scientific practices.

Neste trabalho apresentamos os mais importantes processos de estimação em algumas classes de modelos de resposta ao item (Dicotômicos e Policotômicos). Discutimos algumas propriedades desses métodos. Com o objetivo de comparar o desempenho dos métodos conduzimos simulações apropriadas. / In this work we show the most important estimation methods for some item response models (both dichotomous and polichotomous). We discuss some proprieties of these methods. To compare the characteristic of these methods we conducted appropriate simulations.