Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação dos Profs. Drs. José António Tenreiro Machado e Martins de Carvalho

Tese de mestrado. Science. Cranfield Institute of Technology. 1988

Estágio realizado no Laboratório OCEANSYS e orientado pelo Prof. Doutor Aníbal Matos / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major Automação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Odontologia / Made available in DSpace on 2012-10-17T20:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:42:26Z : No. of bitstreams: 1 181915.pdf: 5516530 bytes, checksum: f8091e7c6c2a1fd9f9df19e0c594b533 (MD5) / Muitas tarefas, em robótica, requerem uma efetiva interação do robô com o ambiente. Esta interação é caracterizada por uma força de contato, que precisa ser controlada. Nos últimos vinte anos, diversas leis de controle direcionadas a situações deste tipo foram propostas. Entretanto, somente algumas destas leis levam em conta perturbações externas e incertezas paramétricas do sistema. Por isso, neste trabalho, são propostos controladores robustos baseados em estrutura variável, que têm por objetivo controlar o movimento e a força de contato do efetuador final de robôs manipuladores, durante a realização de tarefas em ambientes passivos, mesmo na presença das perturbações e das incertezas mencionadas acima. Estudam-se controladores tanto para o robô rígido como para o robô de juntas flexíveis, em contato com ambientes cinemáticos, flexíveis e dinâmicos. Diversos resultados de simulação são apresentados, entre os quais uma comparação do controlador a estrutura variável com um controlador baseado em dinâmica inversa.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-18T05:07:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:54:07Z : No. of bitstreams: 1 181777.pdf: 6095490 bytes, checksum: 3bb482ac9f88644a1154c3af6900791f (MD5) / As arquiteturas de controle para robôs móveis ganham em consistência quando baseadas nos modelos biológicos. Seguindo este ponto de vista a etologia, ou o estudo do comportamento animal no meio ambiente, provê os parâmetros para a análise da atuação do robô, e as redes neurais artificiais, cujos princípios originam-se das redes neuronais (naturais), são os mecanismos internos responsáveis pelas manisfestações comportamentais.Conexões de tipos diferentes de redes neurais artificiais aumentam a complexidade dos comportamentos como indica a arquitetura neural hierárquica PiramidNet. O conjunto de módulos comportamentais pode incluir elementos reativos e deliberativos. Mapas ou modelos do mundo são importantes suportes para deliberação. Neste trabalho as redes auto-organizáveis de Kohonen são utilizadas para mapeamento do ambiente de robótica móvel. Os resultados indicam a boa qualidade dos mapas gerados.Conclui-se que a fusão de robótica reativa e robótica deliberativa alarga o horizonte para o projeto de novas arquiteturas de controle de robôs móveis, e que o estudo dos seres vivos uma estratégia de engenharia razoável nesta questão.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T13:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:15:03Z : No. of bitstreams: 1 161842.pdf: 2533717 bytes, checksum: 38ee12f3e5e48ecea4ee3f503e851725 (MD5) / A maior parte dos robôs industriais é empregada em tarefas nas quais o efetuador final não tem contato com o meio. Neste caso o robô necessita ser dotado apenas de um controlador que permita o posicionamento e a orientação do efetuador final de acordo com a exigência da operação. Seu controle é denominado de posição. Quando ha contato com o meio existem forças e momentos atuando no efetuador e no meio. Neste caso, além da posição, é preciso controlar essas forças e momentos de interação. Neste trabalho apresenta-se um estudo de leis de controle de força aplicadas a robôs manipuladores e objetiva comprovar experimentalmente uma técnica de controle simultâneo de força e posição em um robô de porte industrial. Realiza-se um estudo e uma análise sobre as principais técnicas de controle de força aplicadas a robôs manipuladores. Como aplicação, é implementado um algoritmo de controle simultâneo de força e posição, baseado em informações da força de interação do robô com o meio. Este algoritmo é empregado para o seguimento de contornos irregulares pelo efetuador final do robô. A aplicação experimental é realizada em um robô de configuração SCARA, dotado de um sensor de força. O desempenho do controlador é avaliado a partir de dados numéricos obtidos nos experimentos. Os resultados experimentais comprovam a eficiência na utilização da técnica de controle simultâneo de força e posição.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T19:47:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270310.pdf: 687729 bytes, checksum: 3142cd72b387e1729623ca7faf587b32 (MD5) / Esta dissertac¸ #ao prop#oe uma infraestrutura para alocac¸ #ao din#amica de tempo de processador em aplicac¸ #oes tempo real multi-modais. A infraestrutura distribui reservas de banda usando modelos de otimizac¸ #ao que podem ser combinados e estendidos para contemplar as necessidades do sistema. Uma vez que a natureza das aplicac¸ #oes varia, diversos modelos s#ao propostos de forma a suportar modos de operac¸ #ao discretos, cont´ýnuos ou h´ýbridos e otimizar um dado crit´erio de desempenho global do sistema ou a justic¸a entre tarefas. Os modelos s#ao generalizac¸ #oes de variada complexidade para o problema da mochila, para os quais algoritmos exatos, heur´ýsticas com garantias de desempenho e esquemas de aproximac¸ #ao em tempo polinomial s#ao propostos. Para fins de avaliac¸ #ao, a infraestrutura foi aplicada no sistema de vis#ao controle e navegac¸ #ao de um rob#o m´ovel, e tamb´em num decodificador multim´ýdia real. Ambas s#ao aplicac¸ #oes que capturam a natureza das tarefas que esta infraestrutura busca suportar. / This dissertation proposes a framework for dynamic, value-based processor time allocation in multi-modal real-time applications. The framework distributes time reservations using optimization models that can be combined and extended to meet the system#s needs. Because the nature of applications varies, several models were proposed to handle discrete, continuous or hybrid modes of operation and optimize task fairness or a given criterion of optimal system performance. The models range from simple to complex generalizations of the knapsack problem for which exac algorithms, heuristics with performance guarantees, and polynomial-time approximation schemes were proposed. As a means of evaluation, the framework was applied to the vision, control and guidance systems on a mobile robot and to a real multimedia decoder, applications that capture the nature of the tasks this framework aims to support.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T06:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278409.pdf: 7563673 bytes, checksum: e15c39ba72bcfd2cfe832f027abb56c7 (MD5) / Este trabalho propõe uma arquitetura de controle inteligente para navegação de robôs móveis que foi resultante de uma série de construções prévias cuja evolução é descrita. A fim de prover maior flexibilidade e um menor custo computacional ao modelo de navegação proposto, foram estudadas técnicas de Inteligência Artificial, tais como, Redes Neurais Artificiais e Aprendizagem por Reforço, com o foco na questão do aprendizado em tempo de operação para ambos os níveis da arquitetura. A arquitetura final integra de maneira eficiente os níveis deliberativo e reativo, dispondo de um método de aprendizado adaptativo de mapa topológico no nível mais alto, suportado por um processo de aprendizado de mapeamento percepção ação no nível mais baixo. As implementações e resultados das simulações mostram o desenvolvimento progressivo do sistema de navegação proposto,capaz de prover a um robô móvel, com limitados recursos de sensores, memória e processamento, a habilidade de executar tarefas de navegação em labirintos do tipo T desconhecidos e modificáveis durante seu tempo de operação. Uma outra contribuição deste trabalho refere-se a uma nova descrição proposta para o dilema conhecido como "exploration versus exploitation", no contexto da integração entre os níveis reativo e deliberativo e como medida de desempenho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:50:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 229254.pdf: 2122573 bytes, checksum: a43d7e8dfffdf45277d2339f63bce8ad (MD5) / Neste trabalho é realizado o estudo e a implementação de um sistema tempo-real embarcado para realizar o controle de seguimento de trajetória em veículos autônomos. O sistema desenvolvido emprega técnica de controle preditivo baseado em modelo, sendo destinado ao controle do comportamento cinemático e também do comportamento dinâmico do veículo. O controle do comportamento cinemático é baseado em modelo linearizado utilizando sistema de coordenadas locais e técnica de geração de trajetórias de aproximação, buscando uma condução suave e factível. O controle do comportamento dinâmico é destinado a aplicações de alto desempenho. O projeto e a implementação do sistema em questão foram desenvolvidos com base no paradigma de orientação a objetos visando a obtenção de código modular e de fácil manutenção, e que apresente estrutura lógica favorável à reutilização de software e à portabilidade. Realizou-se também uma análise criteriosa das restrições temporais do sistema, por ser este um sistema de tempo-real. Através de ensaios experimentais em diferentes plataformas comprova-se a eficiência do sistema embarcado desenvolvido, tanto em termos das técnicas de controle como da estruturação da aplicação. This work presents design and implementation of a real-time embedded system for path following on autonomous vehicle applications. The system uses Model Based Predictive Control algorithm and can be applied to control the kinematic and the dynamic behavior of autonomous vehicles. The kinematic behavior control is based on a linearized model using local frame coordinates and approaching path, to get smooth and feasible guidance. The dynamic behavior control is destined to high performance applications. The system's design and implementation process is based on the object-orientated paradigm, aiming for modularity, maintainability, extensibility, and reusability of the system software. Furthermore, the design process was driven to design the system in a platform-independent manner. Due to real-time caracteristics, detailed time constrains analysis are also performed. Experimental tests were performed to validate the system's eficiency regarding the control technique as far as the application structuring.