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PADRÕES E O TRABALHO COM SEQUÊNCIAS RECURSIVAS: UMA ABORDAGEM NO DESENVOLVIMENTO DO PENSAMENTO ALGÉBRICO / PADRÕES E O TRABALHO COM SEQUÊNCIAS RECURSIVAS: UMA ABORDAGEM NO DESENVOLVIMENTO DO PENSAMENTO ALGÉBRICOTheodorovski, Ronaldo 11 July 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-07-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper aims to present educational proposals for the teaching of algebra in order to promote the development of students' algebraic thinking. To do so a bibliographical survey searching for papers that demonstrate that such goal can be achieved through an education that prioritizes the recognition and the generalization of mathematical patterns was conducted. At first, we tried to analyze how some textbooks of elementary school deal with this issue. To address high school, we highlighted the sequences defined recursively, which appear as a good starting point for the generalization of patterns. Thus, we present a study of the methods of solving the recurrence relations that allows the formula to find the general term for this type of sequence. Moreover, with the study of linear recurrences, it is possible to propose an alternative approach to teaching progressions in high school. Seeking to work with numerical regularities to describe and generalize relationships, we suggest the use of computational resources, in particular, the use of spreadsheets as a methodological approach in the teaching of algebra. / Este trabalho tem por objetivo apresentar propostas pedagógicas para o ensino da álgebra tendo em vista promover o desenvolvimento do pensamento algébrico dos alunos. Para tanto foi realizado um levantamento bibliográfico buscando trabalhos que demonstram que tal objetivo pode ser alcançado por meio de um ensino que prioriza o reconhecimento e a generalização de padrões matemáticos. Em um primeiro momento, procuramos analisar como alguns livros didáticos do Ensino Fundamental tratam desse tema. Para contemplar o Ensino Médio, demos destaque às sequências definidas recursivamente, que se revelam como um bom ponto de partida para a generalização de padrões. Dessa forma, apresentamos um estudo dos métodos de resolução das relações de recorrências que permitem encontrar a fórmula do termo geral para esse tipo de sequência. Além disso, com o estudo de recorrências lineares, é possível propor uma abordagem alternativa para o ensino de progressões no Ensino Médio. Buscando trabalhar com regularidades numéricas para descrever e generalizar relações, sugerimos a utilização de recursos computacionais, em particular, o uso das planilhas eletrônicas, como proposta metodológica no ensino da álgebra.
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ESTUDO DE ESTATÍSTICA NO ENSINO MÉDIO: UMA PROPOSTA DE ENSINO ATRAVÉS DA ANÁLISE DE DADOS SOCIAIS E AMBIENTAIS. / STATISTICAL STUDY IN HIGH SCHOOL: A PROPOSAL FOR TEACHING THROUGH THE ANALYSIS OF SOCIAL AND ENVIRONMENTAL DATA.Fortes, Diogo Cesar 22 April 2014 (has links)
This work presents a proposal to Statistics teaching for High School in an
interdisciplinary way. Analyze data from the Municipal Human Development Index
Gaucho some cities and climate in some Brazilian cities, seeking to explore the most
of what's statistic in these matters. Seek to understand the basic topics of statistics
provided in the curriculum, noting that the application of mathematics to diverse
areas of knowledge. We will use spreadsheets as a technological tool to support
teaching. / Este trabalho apresenta uma proposta para o ensino de Estatística no Ensino
Médio de uma forma interdisciplinar. Analisaremos dados do Índice de
Desenvolvimento Humano Municipal de algumas cidades gaúchas e do clima de
algumas cidades brasileiras, procurando explorar ao máximo o que há de Estatística
nesses assuntos. Buscaremos a compreensão dos tópicos elementares de
Estatística previstos no currículo, observando a aplicação dessa parte da
Matemática às diversas áreas do conhecimento. Utilizaremos planilhas eletrônicas
como ferramenta tecnológica de apoio ao ensino.
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Matemática Financeira: uma aplicação direta no cotidianoSouza, Herbert José Cavalcanti de 13 March 2013 (has links)
Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2015-11-04T12:26:04Z
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Previous issue date: 2013-03-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we study the main topics about Mathematical Finance, seeking for
immediate connection with our reality. We study some subjects discussed in High
School in order to provide basic tools for decision making in our daily lives. We also
studied an electronic tool that helps us to solve several problems that have extensive
calculations. / Neste trabalho, estudamos os principais tópicos da Matemática Financeira,
buscando sempre fazer ligação imediata com eventos de nossa realidade. Passamos
por alguns assuntos não abordados no Ensino Médio com intuito de fornecer
ferramentas básicas para a tomada de decisão em nosso cotidiano. Estudamos
também uma ferramenta eletrônica que nos auxilia a resolver diversos problemas
que possuem extensos cálculos.
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Ensino de estatística com e sem recursos tecnológicos: uma investigação com normalistasZeferino, Rosane Scandolara January 2009 (has links)
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Previous issue date: 2009 / This study aimed to investigate the students’ conceptions of Normal Middle Course concerning the teaching of Mathematics and Statistics and compares the perceptions of students of 3rd and 4th years on from two statistical approaches to education: classroom and traditional classroom with use of computer resources. The design of this study was a descriptive observational. Participated in a first step all students of a normal course of a Middle School and a second step the students of 3rd and 4th years of this same course. Two questionnaires were applied, which was first investigated in the perception of students on Statistics, as well as satisfaction with regard to working hours of the discipline of mathematics during Normal Medium. Students also responded to classify the relationship of them with the discipline of mathematics and also had suggestions for changes in their way of teaching. The second questionnaire had the objective to collect data for the organization of a database. The proposed work was developed in the first quarter of 2009 from the database obtained. With the students of 3rd year using the method called traditional education in the classroom with lecture classes and dialogue and in the 4th year in the laboratory computer using the spreadsheet.The main activities were: construction of tables, graphs, cross-checking and statistical calculations. At the end of activities was implemented involving a new questionnaire for the classes 3 and 4 years to collect information to make a comparative analysis of two forms of approach to teaching. For traditional classroom students said that classes were repetitive and not very interesting, while the classes with computer resources made the work attractive, creative, innovative teacher and being a mediator of knowledge. / Este estudo teve como objetivo investigar as concepções dos alunos do Curso Normal Médio a respeito do ensino de Matemática e de Estatística e comparar a percepção dos alunos do 3º e 4º anos sobre a Estatística a partir de duas abordagens de ensino: aula tradicional e aula com utilização de recursos computacionais. O delineamento deste estudo foi do tipo observacional descritivo. Participaram numa primeira etapa todos os alunos de um curso Normal Médio de uma Escola do interior gaúcho e numa segunda etapa os alunos do 3º e 4º anos deste mesmo curso. Foram aplicados dois questionários, sendo que no primeiro foi investigada a percepção dos alunos em relação à Estatística, bem como a satisfação com relação à carga horária da disciplina de Matemática no curso Normal Médio. Também os alunos responderam como classificariam o relacionamento deles com a disciplina de Matemática e ainda apresentaram sugestões de mudanças na sua forma de ensino. O segundo questionário teve como objetivo fazer uma coleta de dados para a organização de um banco de dados. A proposta de trabalho foi desenvolvida no primeiro trimestre de 2009, a partir do banco de dados obtido. Com os alunos do 3º ano utilizou-se o método chamado de tradicional de ensino, em sala de aula, com aulas expositivas e dialogadas e no 4º ano no laboratório de informática fazendo uso de planilha eletrônica. As principais atividades desenvolvidas foram: construção de tabelas, gráficos, cruzamento de dados e cálculos estatísticos.No final das atividades foi aplicado um novo questionário envolvendo as turmas de 3º e 4º anos visando coletar informações para fazer uma análise comparativa das duas formas de abordagem de ensino. Em relação às aulas tradicionais os alunos afirmaram que as aulas eram repetitivas e pouco interessantes, ao passo que, as aulas com recursos computacionais tornavam o trabalho atrativo, criativo, inovador e o professor sendo um mediador do conhecimento.
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Investigação do recurso planilha como instrumento de mediação no ensino de funções no ensino médio para alunos com dificuldades de aprendizagemOliveira, Jorge Vilair dos Santos January 2009 (has links)
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Previous issue date: 2009 / This work has investigated Mathematics learning, focusing on the concept of function, in High School first-grade groups using the spreadsheet resource. It aims at investigating contributions of the use of spreadsheets towards the construction of the concept of function. The presence of stimuli that favor a better performance in Mathematics learning with the use of spreadsheet, and the socialization of information in the laboratory environment have also been approached. To this end, several tools have been devised, such as activities developed as a script, initially worked on with the use of paper and pencil and later with the application of the spreadsheet. A review of literature of Mathematics teaching has been carried out, with special attention to the historical evolution of the function concept, informatics in education, and spreadsheet use. In an interactive dynamics, innovative didactical resources have been sought, according to a perspective of teaching and learning in a social-constructivist configuration, developing strategies that are coherent with that perspective. Grounded on contributions of Vygotsky’s theory of development, the following components have been considered: student – student, student – teacher, and student – teacher – computer, regarding the spreadsheet as both mediation and an aid tool in the construction of mathematical knowledge in a social-historicalcultural environment. In this practice, relevance has been determined by an interactive composition of teacher, students, computational environment, and sign systems, thus enabling learning, the development of competences, and social relationships. The use of spreadsheet as an aid to teach functions has proved its relevance as a viable resource that is accepted by students and strengthens group interaction. / Este trabalho investiga a aprendizagem em matemática, com foco no conceito de função, em turmas do 1º ano do Ensino Médio, utilizando-se do recurso planilha. Tem-se como objetivo investigar contribuições do uso de planilhas na construção do conceito de função. Investigam-se também a presença de estímulos que possam proporcionar melhor desempenho na aprendizagem de matemática com o uso da planilha e a socialização das informações no ambiente do laboratório. Para tanto, são criados vários instrumentos, como as atividades desenvolvidas na forma de um roteiro, inicialmente trabalhadas com lápis e papel e, posteriormente, na planilha. Realizou-se uma revisão da literatura do Ensino de Matemática e, especialmente, da evolução histórica do conceito de função, da Informática na Educação e da utilização da planilha. Em uma dinâmica interativa, buscaram-se recursos didáticos inovadores em uma visão de ensino e aprendizagem, sob uma configuração socioconstrutivista, desenvolvendo-se estratégias coerentes com essa perspectiva. Através das contribuições da teoria do desenvolvimento de Vygotsky, são trabalhados os componentes aluno-aluno, aluno-professor e aluno-professor-computador, tendo-se a planilha como instrumento de mediação e de auxílio na construção do conhecimento matemático em um meio socio-histórico-cultural. Nessa prática, a relevância é determinada por composição interativa entre professor, alunos, ambiente computacional e sistemas de signos, favorecendo a aprendizagem, o desenvolvimento de competências e as relações sociais. Constatou-se relevância no uso da planilha como instrumento de auxílio no ensino de funções, demonstrando-se ser esse um recurso viável, que apresenta aceitabilidade entre os educandos e que fortalece a interação grupal.
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Explicitação de esquema orientada a contexto para promover interoperabilidade semântica / Promoting semantic interoperability by a context oriented approach to make schemas explicitBernardo, Ivelize Rocha, 1982- 09 April 2012 (has links)
Orientador: André Santanchè / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T20:20:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2012 / Resumo: A flexibilidade proporcionada por planilhas eletrônicas possibilita sua customização seguindo modelos mentais de seus autores e as tornam sistemas populares de gerenciamento de dados. Gradativamente tem crescido a necessidade de se integrar e articular dados de diferentes planilhas e, para que máquinas possam auxiliar neste processo, o desafio é como interpretar automaticamente o seu esquema implícito, que é dirigido à interpretação humana. Alguns trabalhos propõem o mapeamento do conteúdo das planilhas para padrões abertos de interoperabilidade, principalmente aqueles da Web Semântica. A principal limitação destes trabalhos consiste no pressuposto de que é possível reconhecer e explicitar os esquemas e a semântica das planilhas automaticamente, independentemente do seu domínio. Este trabalho se diferencia por considerar o contexto e o domínio em que foram concebidas as planilhas essenciais para se traçar o conjunto de práticas compartilhadas pela comunidade em questão, que estabelece padrões de construção a serem reconhecidos automaticamente por nosso sistema, em um processo de extração de dados e explicitação de esquemas. Nossa proposta envolve uma estratégia para caracterização de padrões de construção associados a modelos conceituais de autores na construção de planilhas, que é resultado de uma ampla pesquisa de práticas compartilhadas por autores de planilhas no domínio de uso da Biologia. Neste documento apresentamos o resultado de um experimento prático envolvendo tal sistema, no qual integramos os dados de centenas de planilhas eletrônicas disponíveis na Web. Tal integração foi possível pela capacidade única de nossa abordagem de reconhecer a natureza da planilha analisada dentro de seu contexto de criação / Abstract: The flexibility provided by spreadsheets allows their customization following mental models of their authors and makes them popular data management systems. Gradually there is a growing need of integrating and join data from different spreadsheets and, to enable machines assistance in this process, the challenge is how to automatically interpret their implicit schema, which is addressed to human interpretation. In this sense, some related works propose mapping spreadsheets contents to open interoperability standards, mainly Semantic Web standards. The main limitation of such proposals is the assumption that it is possible to recognize and make explicit the schema and the semantics of spreadsheets automatically apart from their domain. This work differs by assuming the essential role of the context and the domain in which the spreadsheet was conceived to delineate shared practices of the community, which establishes building patterns to be automatically recognized by our system, in data extraction process and schema recognition. Our proposal involves a strategy to characterize building patterns related to conceptual models of authors in spreadsheets building process, which results from an extensive research of practices shared among authors of spreadsheets in the Biology usage domain. In this document we present a result of a practical experiment involving such a system, in which we integrated data from hundreds of spreadsheets available on the Web. This integration was possible due to a unique ability of our approach of recognizing the spreadsheet nature analyzed inside its creation context / Mestrado / Ciência da Computação / Mestra em Ciência da Computação
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Reflexões de futuros professores de matemática sobre uma prática educativa utilizando planilhas eletrônicas /Mussolini, Ana Flávia. January 2004 (has links)
Orientador: Miriam Godoy Penteado / Banca: Laurizete Ferragut Passos / Banca: Telma Aparecida de Souza Gracias / Resumo: Esta pesquisa trata da Formação Inicial de Professores de Matemática, em particular sobre o uso de tecnologia informática. Sabendo da problemática existente nos cursos de graduação, como, por exemplo, a desarticulação entre teoria e prática, entre formação universitária e realidade escolar, deteve-se na seguinte questão: "Quais são as perspectivas, expectativas e dificuldades que os futuros professores apresentam quando refletem sobre uma prática educativa utilizando planilhas eletrônicas na escola básica?". A pesquisa contou com a participação de dois futuros professores de Matemática da UNESP de Rio Claro. Foram realizados três encontros de planejamento, dez encontros de intervenção em uma escola pública, e dez encontros de reflexão, que ocorreram sempre após cada intervenção. Os licenciandos tiveram a oportunidade de expor suas idéias sobre as experiências realizadas e, a partir de uma análise à luz do referencial teórico, foram extraindo temas que se referem às suas expectativas, perspectivas e dificuldades. Entre eles, a gestão da sala de aula e a transposição de conteúdo, a complexidade da sala de aula, como eles percebem os alunos, as condições de trabalho na escola, ser professor e o uso de tecnologia informática. / Abstract: This research addresses the pre-service mathematics teacher education, in particular their practice with computer. Considering the problems concerning teacher education courses - as, for instance, the disarticulation between the theory and the practice, and between the university education and the school reality - it was formulated the following research question: "What are the perspectives, expectations and difficulties that the future teachers experience when they reflect on an educational practice using spreadsheets at the basic school?" The research was developed in collaboration with two future mathematics teachers from UNESP at Rio Claro, São Paulo, Brazil. It was organized three planning meetings, ten intervention meetings in a public school, and ten reflection meeting, that always took place right after each intervention meeting. The reflection meetings were videoed and transcribed. The data were analyzed with reference to the literature. Themes were identified that could be referred to their expectation, perspectives, and difficulties. These themes included: the teaching in the classroom and the transposition of the contents; the complexity of the classroom environment; the interaction with the students; the school working conditions; being a teacher; and the use of computers. / Mestre
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O ensino-aprendizagem de matemática financeira utilizando ferramentas computacionais: uma abordagem construcionistaLeme, Nelson Dias 17 October 2007 (has links)
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Previous issue date: 2007-10-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work aims to contribute to the investigation of the impact of a
constructionist approach to the use of electronic spreadsheets on the teaching and
learning of topics related to Financial Mathematics.
To this end, a teaching experiment was designed which involved students in
the construction of their own formulas, using spreadsheets, for calculating
interests and future values of investments, under regimes of both simple and
compound rates. The constructionist conceptions of Papert provided a theoretical
base for the development of the activities.
The methodology adopted for the study was modelled according to the
design-based research methodologies. Two phases of experimentation were
elaborated. The first phase involves students initiating their studies in Financial
Mathematics in working on a set of activities with spreadsheets, and then
completing a series of paper and pencil tasks. In the second phase, to provide a
basis for comparing the approach adopted with the more usual practice of giving
students previously defined formulae for calculating interest, the paper and pencil
task were also administered to a group of students who has previously studied
Financial Mathematics.
The analysis of data followed the cycle of description-execution-reflectiondebugging-
description described by Valente. According to these analyses, the
formulae constructed by the students and implemented on the computer served as
computational models providing feedback and enabling simulations of various
possible situations. This in turn allowed students to engage in a cycle of
expression, evaluation and reflection of the mathematical domain in question / O objetivo deste trabalho é colaborar na investigação do impacto da
abordagem construcionista e das potencialidades das planilhas eletrônicas no
ensino-aprendizagem de conteúdos da Matemática Financeira.
Para alcançar o objetivo proposto, foi elaborado um experimento de ensino
envolvendo alunos na construção de suas próprias fórmulas, usando planilhas
eletrônicas, para o cálculo dos juros e do montante, nos regimes dos juros
simples e compostos. Para o desenvolvimento das atividades buscamos
referência na concepção construcionista de Seymour Papert (1994).
A metodologia empregada neste trabalho está baseada no design-based
research methodologies . Metodologia de Pesquisa Baseada em Design. Foram
desenvolvidas duas fases de experimentação. A primeira fase envolveu um grupo
de alunos iniciantes seus em estudos de Matemática Financeira, em um conjunto
de atividades com planilhas eletrônicas e, em uma série de tarefas em papel e
lápis. Na segunda fase para comparar com o desempenho do primeiro grupo,
foram aplicadas as atividades com papel e lápis a um grupo de alunos que já
concluiu seus estudos de Matemática Financeira e que vivenciou uma abordagem
de ensino onde as fórmulas não foram construídas.
A análise empregou o ciclo descrição-execução-reflexão-depuraçãodescrição
de Valente (2002). Segundo nossas análises, as fórmulas deduzidas e
implementadas no computador são modelos computacionais que possibilitam o
feedback e a simulação, favorecendo o envolvimento dos aprendizes no ciclo
básico de expressão, avaliação e reflexão sobre o domínio considerado
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Matemática financeira para o Ensino MédioPires, Sandra January 2014 (has links)
Orientador: Prof. Dr. Antonio Cândido Faleiros / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Mestrado Profissional em Matemática em Rede Nacional, 2014. / O objetivo deste trabalho é associar o estudo da matemática financeira com os conteúdos matemáticos que a embasam, tais como funções e sequências numéricas, em especial as progressões geométricas, ressaltando que a relação desses conteúdos articulados com situações reais do cotidiano muito contribui para que a matemática financeira seja um elemento de motivação para o ensino da Matemática, e que essa motivação possa ser desenvolvida ao longo do ensino médio. Nossa proposta é uma abordagem conceitual e prática para o tema, levando em conta os princípios básicos da matemática financeira: fatores de correção e deslocamento de quantias ao longo do tempo. Utilizamos aqui métodos de cálculo algébrico nas resoluções de problemas financeiros com destaque para os logaritmos e o método iterativo. Também utilizamos ferramentas tecnológicas como as planilhas eletrônicas e a calculadora financeira HP 12C, enfatizando a possibilidade do trabalho com vários tipos de resoluções de modo que uma justifica e confirma a necessidade de conhecimento da outra. A articulação de conteúdos matemáticos, a contextualização do tema, bem como a utilização de recursos tecnológicos no ensino da matemática financeira são fatores de relevante importância no ensino da matemática. Espera-se que este trabalho possa ser útil aos professores interessados em desenvolver o tema com seus alunos. Pensamos que a aprendizagem da matemática financeira não pode ser tratada sem a devida conceituação e contextualização ou deixada de lado, pois o estudante que possui conhecimentos financeiros poderá ser, no futuro, um consumidor mais prudente e um cidadão com vida financeira estável / The aim of this work is to associate the study of financial mathematics to the mathematical content that lies behind it such as functions and numerical sequences, in particular the geometric progressions, stressing that the relationship of these articulated content with real-world situations greatly contributes to turn financial mathematics in an element of motivation for the teaching of mathematics, and that this motivation can be developed throughout high school. Our proposal is to approach the subject both in a conceptual and practical way, taking into account the basic principles of financial mathematics: factors of correction and flow of amounts over time. We have used methods of algebraic calculation in resolutions of financial problems especially the logarithms and the iterative method. We also use technological tools such as spreadsheets and the HP 12C Financial Calculator, emphasizing the possibility of working with various resolution methods so that the use of one justifies and confirms the need for knowledge of the other. The articulation of mathematical content, the context of the subject and the use of technological resources in teaching financial mathematics are factors of great importance in the mathematics education. It is hoped that this work can be useful to teachers interested in developing the topic with their students. We believe that the learning of financial mathematics should not be treated without proper conceptualization and contextualization or put aside, because the student who has financial expertise may be, in the future, a more cautious consumer and a citizen with a more stable financial life.
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Desenvolvimento de controlador digital baseado em um modelo neural e um otimizador de uma planilha eletronica / Development of a digital controller based on a neural model and an optimizer of an electronic worksheetFujiki, Tatiana Lie 13 August 2018 (has links)
Orientador: Ana Maria Frattini Fileti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T07:13:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2009 / Resumo: A demanda de mercado com relação à qualidade dos produtos, à produtividade e lucratividade dos processos e à questão ambiental tem forçado as indústrias a buscar melhorias nos processos. Com esta finalidade, os engenheiros têm buscado no Controle de Processos soluções para sistemas não lineares e/ou transientes. Sistemas de controle avançados, baseados em Redes Neurais Artificiais (RNA), por serem adequados para modelar relações não lineares, podem ser indicados como soluções para estes casos. Neste trabalho, as equações algébricas de um modelo neural foram implementadas numa planilha do Microsoft Excel. O modelo neural foi treinado com o algoritmo de Levenberg- Marquardt, utilizando o toolbox de redes neurais do MATLAB e os pesos e bias encontrados foram inseridos na planilha. O monitoramento do sistema foi feito através de uma rede digital Fieldbus, configurada através do software Syscon. O sistema supervisório utilizado foi o Indusoft Web Studio, sendo a comunicação entre estes dois programas feita através do protocolo Ole for Process Control (OPC). A atualização das variáveis de entrada do modelo neural foi realizada através do sistema Open Data Base Connectivity (ODBC), responsável pela troca de informações entre o Indusoft e o Excel. A variável controlada um instante de amostragem à frente é automaticamente calculada a cada instante de amostragem e usada como função-objetivo no Solver do Excel (minimizar o erro quadrático). Restrições foram adicionadas ao método do gradiente descendente generalizado para que uma solução adequada fosse encontrada dentro de uma faixa de valores da variável manipulada. Como caso-estudo, este sistema de controle alternativo foi utilizado para controlar a temperatura interna de um tanque de precipitação de bromelina com etanol a frio, para evitar desnaturação da enzima. O processo de precipitação a partir de caldo de abacaxi foi realizado num tanque encamisado operando em regime de batelada alimentada, com agitação constante. O controle da temperatura do meio precipitante é feito através da manipulação da rotação da bomba de fluido refrigerante (propilenoglicol). Dados experimentais (75% do banco de dados de ensaios em malha aberta) foram utilizados para treinar a rede feed forward multicamadas. As variáveis de entrada da RNA, atualizadas a cada 4 segundos, são: temperatura do etanol, temperatura do meio precipitante (variável controlada), temperaturas de entrada e de saída do propilenoglicol, nível de líquido, rotação da bomba de propilenoglicol (variável manipulada) e degrau na bomba de propilenoglicol. Na camada intermediária, a função de ativação tangente hiperbólica foi aplicada a 14 neurônios. A variável de saída da rede é a temperatura do meio um instante de amostragem à frente, com a função de ativação linear. Testes offline com dados não vistos no treinamento mostraram que a RNA foi capaz de prever a temperatura do tanque, já que os coeficientes angular e linear dos gráficos de dispersão (saída calculada versus saída real) aproximavam-se de um e zero, respectivamente. O controlador alternativo foi implementado e os resultados experimentais mostraram sua efetividade em manter a temperatura do meio em torno do set-point (5°C). / Abstract: Intelligent systems, based on Artificial Neural Networks (ANN) have been studied as alternative solutions for ill-defined plants or nonlinear and transient systems, due to the worldwide market requirements for high standard products and safe and environmentally friendly processes. In this work, the algebraic equations of a neural model were implemented in a Microsoft Excel worksheet. This ANN was previously trained with Levenberg-Marquardt algorithm, using the ANN toolbox of MATLAB and the optimized weights and biases were inserted in the worksheet as well. By means of a digital Fieldbus network architecture, configured by Syscon Software, the data acquisition and process control were performed. The Indusoft Web Studio was employed as supervisory software and the communication between these two softwares was achieved through Ole for Process Control protocol. Since the data acquisition system is supposed to update the ANN input variables in the worksheet, information is exported from Indusoft to Excel through Open Data Base Connectivity system, which was properly configured. The onestep-ahead controlled variable is automatically predicted every sample time and then used in the objective function of the Excel Solver (quadratic error minimization), implemented via Visual Basic programming. Restrictions were added to the quasi-Newton optimization method so that a smooth solution could be found inside a suitable range of the manipulated variable. As a case-study, this alternative system was implemented to control the temperature of a bromelain precipitation tank. The bromelain recovery from pineapple juice was carried out in a fed-batch stirred tank, using precipitation with ethanol at low temperature to avoid protein denaturation. The coolant (propylene glycol) flow rate was manipulated through a variable speed pump. Experimental data (75% of the database from open-loop tests) was used to train a multi-layered feed forward ANN. The ANN input layer variables, updated every 4 seconds, were chosen as follows: ethanol temperature, bulk temperature (controlled variable), coolant inlet temperature and coolant outlet temperature, liquid volume, pump flow rate (manipulated variable) and pump flow rate variation. In the hidden layer a hyperbolic tangent function was applied to 14 neurons. The output variable was the one-step-ahead bulk temperature, using the linear activation function. Offline tests with unseen data proved that the ANN successfully predicted the tank temperature, as the linear fitting slope coefficient of the dispersion plots (network output versus target vector) was close to the unity and the interception coefficient was around zero. The alternative controller was implemented and experimental results showed its effectiveness in maintaining the bulk temperature around the set-point (5°C). From the present results it was clearly shown that this methodology is a promising new way to face complex process control problems and the tendency is to increase their range of applicability in industrial processes. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química
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