Neste trabalho, investiga-se o projeto de controladores a parâmetro fixo, utilizando a técnica TFL/LTR (Target Feedback Loop/Loop Transfer Recovery) em combinação com duas estruturas de compensadores robustos, que serão avaliados com conjuntos de especificações para a estabilidade robusta e desempenho em um helicóptero de laboratório. Este helicóptero faz parte de uma classe de sistemas mecânicos denominados sistemas não-lineares subatuados, possuindo três graus de liberdade e dois atuadores. O modelo do helicóptero de laboratório foi produzido pela Quanser Consulting e simula alguns comportamentos típicos de uma aeronave tilt-motor em configuração de helicóptero com movimento em corpo rígido, permitindo a avaliação de diversas técnicas de controle multivariável. A dinâmica do helicóptero é descrita por um modelo de 6 ordem tendo como variáveis de estado os ângulos de deslocamento, elevação e arfagem. A primeira estrutura considerada na avaliação é o compensador LQG/LTR com o intuito de servir como referência para a avaliação de desempenho. A segunda estrutura consiste na modificação da técnica LQG/LTR. Esta não possui um nome específico, e neste trabalho denominar-se-á de estrutura #2. Para ambas as técnicas, os compensadores projetados devem solucionar o problema de rastreamento estável das trajetórias de referência, garantindo desempenho e estabilidade robusta, apesar de distúrbios paramétricos.

Esta tese apresenta o desenvolvimento de um acelerômetro MEMS para navegação inercial. O projeto teve que aderir e superar as fortes limitações do serviço de fabricação multi-usuário e dos escassos recursos de pós-processamento disponíveis. O elemento sensível usa a topologia de placas paralelas com realimentação de força. A deflexão da massa de prova, decorrente de uma aceleração externa, gera variação diferencial nas capacitâncias do sensor. Essa deflexão é compensada pela aplicação de força eletrostática na massa de prova. O esforço necessário para cancelar a aceleração externa torna-se então a medida do acelerômetro. A eletrônica proposta usa um amplificador de carga em circuito integrado e um circuito externo para realizar a lei de controle e gerar a realimentação de força. O desempenho teórico/simulado é de 40 ug/sqrtHz de ruído mecânico, 100 Hz de largura de banda e 10 g de fundo de escala. Este desempenho é bastante adequado para uso em navegação inercial de diversas aplicações. Foi feito o projeto do sensor MEMS, de blocos da eletrônica integrada e do compensador de realimentação de força. Para testar o conceito do circuito de leitura do sensor, foi projetada e testada uma montagem discreta. O sensor MEMS foi fabricado pelo serviço multi-usuário da MEMSCAP. Uma amostra foi pós-processada no laboratório CCS-Unicamp: foi feita uma corrosão sobre a placa central e posterior wedge bonding para a montagem. A montagem apresentou dificuldades e não foi concluída. Da eletrônica, duas rodadas de microfabricação foram realizadas na austriamicrosystems. A primeira consistiu em circuitos baseados em amplificador operacional, enquanto a segunda foi uma fonte de referência bandgap. Foram realizados os testes de ambos os circuitos integrados, que positivamente verificaram os resultados de simulação.

Este trabalho apresenta o projeto e implementação de um controlador digital utilizado paralelamente a um controlador analógico em um sistema de levitação magnética. A técnica utilizada para o projeto do controlador digital foi a linearização por realimentação, que permite um igual desempenho em toda a faixa de operação do sistema. Tanto o controlador analógico quanto o digital são compensadores de avanço de fase. Para o desenvolvimento do trabalho, adotou-se um modelo baseado nas equações diferenciais que regem o comportamento do sistema. Os parâmetros físicos envolvidos (massa do objeto levitado, ganhos do sensor e do atuador, constante de conversão eletromecânica) foram obtidos através de medições diretas. Para validação, medidas da resposta em freqüência do sistema para pequenos sinais foram comparadas com as predições do modelo. Feito o modelamento, foi projetado um sistema de ajuste do sinal de referência a fim de eliminar o erro em regime sem a necessidade de se introduzir um integrador na malha de controle. Por fim, foi implementado o controlador digital, que em testes de laboratório mostrou-se superior ao controlador analógico. A configuração empregada permite que tanto o controlador digital quando o paralelo possam ser desligados e religados isoladamente com o sistema em funcionamento. Desse modo, obtém-se uma melhoria de desempenho, bem como robustez a falhas no controlador.

The well-known capacity of the neural networks structures to approximate functions and nonlinear systems, to any degree of accuracy, on a compact domain, has motivated its use in actual control problems where the presence of uncertainties is inevitable. Neural networks models can be used to parameterize unknown nonlinearities, hence, the linear parameterization assumption typically imposed in most nonlinear adaptive control designs can be avoided. Several works, based on Lyapunovs stability theory have demonstrated the feasibility, stability properties and performance characteristics of such schemes. However, most of such controllers are only applicable to some classes of SISO uncertain nonlinear systems. Hence, in this dissertation we propose neural networks based adaptive algorithms for identification, adaptive observation, state feedback and output feedback control for more general classes of nonlinear systems. Initially, we introduce a nonlinear adaptive observer for MIMO unknown general nonlinear systems. The proposed observer uses linearly parameterized neural networks whose weights are adaptively adjusted in a suitable form to guarantee stability for the state and weight estimation errors. No strictly positive real (SPR) assumption on the output error equation is required for the construction of the proposed observer. Next, we consider the adaptive tracking control of unknown general nonlinear systems with full state measurement. Bounded linearly parameterized approximators for adaptive compensation of unknown nonlinearities and usual Lyapunov arguments are used to design two controllers that guarantee semi-globally uniform ultimate boundedness (UUB) for all signals in closed loop. In the first scheme, where only adaptive control action is used, it is shown that all signals in closed loop are UUB. The second controller preserves the stability properties of the first, and in addition, by incorporating a variable proportional control action, it is shown that the tracking error converges to a residual set whose size can be arbitrary pre-specified by the designer without small approximation errors and without high gains in the feedback loop. The proposed controllers have advantageous features, such as robustness and the possibility of regulating the control signal effort and rate. Finally, we develop an output feedback tracking controller for a class of MIMO unknown nonlinear systems. By using an adaptive observer, which is similar to the previously introduced, and usual Lyapunov arguments, a controller is designed. It is proved that the output converges to a neighborhood of the desired trajectory. Moreover, the proposed controller enables control effort manipulation in order to satisfy physical limitations of the actuators.

A mineração de grandes coleções de textos, imagens e outros tipos de documentos tem se mostrado uma forma efetiva para exploração e interação com grandes quantidades de informações disponíveis, principalmente na World Wide Web. Neste contexto, diversos trabalhos têm tratado de mineração tanto de coleções estáticas quanto de coleções dinâmicas de objetos. Adicionalmente, técnicas de visualização têm sido propostas para auxiliar o processo de entendimento e de exploração dessas coleções, permitindo que a interação do usuário melhore o processo de mineração (user in the loop). No caso específico de dados dinâmicos, foi desenvolvido por Roberto Pinho e colegas uma técnica incremental (IncBoard) com o objetivo de visualizar coleções dinâmicas de elementos. Tal técnica posiciona os elementos em um grid bidimensional baseado na similaridade de conteúdo entre os elementos. Procura-se manter elementos similares próximos no grid. A técnica foi avaliada em um processo que simulava a chegada de novos dados, apresentando iterativamente novos elementos a serem posicionados no mapa corrente. Observa-se, entretanto, que um aspecto importante de tal ferramenta seria a possibilidade de novos elementos - a serem exibidos no mapa, mantendo coerência com o mapa corrente - serem selecionados a partir do interesse demonstrado pelo usuário. Realimentação de relevância tem se mostrado muito efetiva na melhoria da acurácia do processo de recuperação. Entretanto, um problema ainda em aberto é como utilizar técnicas de realimentação de relevância em conjunto com exploração visual no processo de recuperação de informação. Neste trabalho, é investigado o desenvolvimento de técnicas de exploração visual utilizando realimentação de relevância para sistemas de recuperação de informação de domínio específico. O Amuzi, um sistema de busca de músicas, foi desenvolvido como uma prova de conceito para a abordagem investigada. Dados coletados da utilização do Amuzi, por usuários, sugerem que a combinação de tais técnicas oferece vantagens, quando utilizadas em determinados domínios. Nesta dissertação, a recuperação de informação com realimentação de relevância apoiada em visualização, bem como o sistema Amuzi são descritos. Também são analisados os registros de utilização dos usuários / The mining of large text collections, images and other types of digital objects has shown to be a very effective way to explore and interact with big data, specially on the World Wide Web. On that subject, many researchers have been done on data mining of static and dynamic collections. Moreover, data visualization techniques have been proposed to aid on the understanding and exploration of such data collections, also allowing users to interact with data, user in the loop. On the speciific subject of dynamic data, Roberto Pinho and colleagues have developed an incremental technique, called Inc-Board, which aims to visualize dynamic data collections. IncBoard displays the documents on a two dimensional grid in a way that similar elements tends to be close to each other. This technique was evaluated in a process that simulated the arrival of new data elements, iteratively inserting new elements on the grid. Nonetheless, it would be useful if the user could interact with such documents to point out which are relevant and which are not relevant to his/her search. Relevance Feedback has also shown to be effective on improving the accuracy of Information Retrieval techniques. An issue that still open is how to combine data visualization and Relevance Feedback to improve Information Retrieval. On this dissertation, the development of techniques with data visualization and Relevance Feedback are investigated to aid on the Information Retrieval task, for specific domains. Amuzi is an Information Retrieval system, built to be a proof of concept for the investigated approach. Data collected from the usage of the system suggests that combining such techniques may outperform traditional Information Retrieval systems when applied for specifc domains. This dissertation has the description the information retrieval process with feedback relevance supported by visualization and the Amuzi system. Usage log are processed and analyzed to evaluate the investigated approach

Orientador: Maria Camila Nardini Barioni / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, 2012

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-10-02Bitstream added on 2014-06-13T20:00:55Z : No. of bitstreams: 1 apolinario_gc_dr_ilha.pdf: 993144 bytes, checksum: 6a42aeb7f6d7fcc40c4a9b8b2f5f9dd7 (MD5) / Este trabalho propõe novas estratégias de controle discreto que utilizam preditores de estados. O enfoque principal do trabalho foi dado ao Controle Discreto com Modos Deslizantes aplicados em sistemas que possuem atraso no sinal de controle. As leis sugeridas são caracterizadas principalmente por sua simplicidade de implementação em dispositivos digitais e por proporcionar cálculos rápidos para gerar os sinais de controle. A motivação para essa pesquisa é devido ao amplo interesse do setor de controle e automação pelas influências dos atrasos, em suas diferentes formas, nos projetos de controle. Utiliza-se um preditor já consolidado na literatura em uma das estratégias proposta, enquanto que nas demais estratégias novos preditores são vistos com o objetivo de minimizar os efeitos degenerativos dos atrasos aos projetos. Os métodos de projeto propostos podem ser aplicados no controle de plantas estáveis ou instáveis com atraso no sinal de controle. Com o intuito de validar cada um dos controladores propostos, são apresentados resultados de simulações computacionais em um exemplo de sistema linear de ordem três, em um sistema linear que representa a suspensão ativa de um automóvel e em um sistema não linear que representa o sistema de um pêndulo invertido. No sistema de pêndulo invertido, que em malha aberta é de natureza instável, é proposto um algoritmo de detecção e acomodação automática de falha por atraso no sinal de controle. O presente trabalho mostra resultados satisfatórios mesmo com atrasos constantes e maiores que o período de amostragem, o que comprova a eficácia dos novos controladores / This work proposes new strategies of discrete-time control using state predictors. The main focus was the Sliding Mode Control applied to systems that present delay in the control sign. The suggested control laws are characterized by their simplicity of implementation in digital devices and provide a quick procedure to generate control signals. The motivation for this research is due to the wide interest in the automation and control areas for influences of several kinds of delays, in control projects. We use a predictor widely seen in the literature of the proposed strategies, while for other predictors new strategies are adressed to minimize the degenerative effects of delay in systems. The proposed design methods can be applied to the control of stable or unstable plants, with delay in the control signal. In order to validate each of the proposed controllers we present results of computer simulations for an example of a linear system of third order that represents the active suspension of a vehicle and a nonlinear system which represents an inverted pendulum. In the inverted pendulum system which is of unstable nature, we propose an algorithm for automatic detection and fault accommodation for delay in the control signal. The present work shows satisfactory results even with constant delays and larger sampling period, which proves the efficiency of the new controllers

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-08-01T21:25:53Z No. of bitstreams: 1 RafaelFerreiraAlvesDeAssis_DISSERT.pdf: 1789458 bytes, checksum: 1eaa6378698a020ce14b0b447f1cb5af (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-08-03T00:15:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RafaelFerreiraAlvesDeAssis_DISSERT.pdf: 1789458 bytes, checksum: 1eaa6378698a020ce14b0b447f1cb5af (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-03T00:15:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafaelFerreiraAlvesDeAssis_DISSERT.pdf: 1789458 bytes, checksum: 1eaa6378698a020ce14b0b447f1cb5af (MD5) Previous issue date: 2018-06-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A medição de vazão volumétrica ou velocidade de escoamento de um fluido em regime laminar ou turbulento encontra várias aplicações na engenharia. Assim, pesquisas científicas para o desenvolvimento de arquiteturas e técnicas de medição para essas grandezas são de grande relevância e se encontram em constante expansão. Dentre as arquiteturas existentes para aplicações anemométricas em um regime de escoamento indistinto, a térmica denota diversas vantagens como excelente largura de banda, resolução espacial e baixo custo. Essa é formada basicamente por um termistor conectado em um dos braços de uma ponte de Whetstone modificada. Embora detenha simples configuração, ela possui algumas limitações impostas pela relação não linear entre a temperatura e a grandeza aplicada ao sensor. Além disso, contribuem como limitantes não idealidades do amplificador operacional que compõe a arquitetura. Diante disso, propõem-se o projeto e a implementação de uma arquitetura de anemômetro térmico com linearização por realimentação de tensão, empregando um sensor termorresistivo do tipo NTC. Essa técnica permite obter uma relação linear entre a temperatura e a grandeza utilizada como entrada. Promovem-se também comparações entre o clássico anemômetro e o preconizado neste trabalho. A validação da arquitetura proposta é conduzida através de simulações, bem como comparação experimental com a clássica e um instrumento comercial. / The velocity or volumetric flow measurement of laminar or turbulent flow flows meet various engineering applications. Thus, scientific research for the development of architectures and measurement techniques for these magnitudes is of great relevance and is constantly expanding. Among the existing architectures for anemometric applications in an indistinct flow regime, thermal denotes several advantages such as large bandwidth, spatial resolution and low cost. This is basically a thermistor connected to one of the arms of a modified Whetstone bridge. Although it has a simple configuration, it has some limitations imposed by the non-linear relation between the temperature and the signal applied to the sensor. In addition, it contributes as a limitation the physical parameters of the operational amplifier that composes the architecture. Therefore, it is proposed the design and implementation of a thermal anemometer architecture with voltage feedback linearization, using a thermoresistive sensor of the NTC type. This technique allows to obtain a linear relation between the temperature and the quantity used as input. Comparisons between the classic anemometer and the one advocated in this work are also promoted. The validation of the proposed architecture is conducted through simulations, as well as experimental comparison with classic and commercial instrument.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2006 / Inclui bibliografia / Este trabalho aborda o problema de controle misto H2/H1 de sistemas lineares incertos por realimentação de saída estática ou dinâmica, sujeitos à D-estabilidade. As incertezas do sistema são do tipo paramétricas e os elementos das matrizes dinâmicas do si

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2006 / Inclui bibliografia / A violência em Curitiba tem crescido sistematicamente nos últimos anos. Esse trabalho tem como propósito investigar o impacto da atual forma de gerir o tamanho da força policial sobre a #taxa de violência# na cidade. Adota como diretriz científica à metod