Este trabalho aborda o desenvolvimento de uma arquitetura de controle em tempo real para servoposicionadores pneumáticos, baseada em computadores pessoais (PCs). Os servoposicionadores pneumáticos são de baixo custo, leves, não poluentes e de fácil utilização. Como apresentam boa relação entre peso e força, são bastante atraentes em aplicações de robótica. Entretanto, devido a suas não linearidades, os servoposicionadores pneumáticos apresentam dificuldades em seu controle. Visando compensá-las, são desenvolvidos algoritmos de controle cada vez mais complexos, necessitando de ferramentas mais robustas quanto ao poder de processamento. Ferramentas com características necessárias para o desenvolvimento de algoritmos e para o controle em tempo real de sistemas custam caro, o que dificulta o desenvolvimento de novas tecnologias de controle de servoposicionadores pneumáticos. Este trabalho apresenta uma revisão das soluções utilizadas na construção de sistemas pneumáticos de posicionamento e daquelas adotadas no controle digital de sistemas automáticos. Descrevese o processo de construção de uma bancada experimental, e o desenvolvimento das soluções em hardware e software para o controle digital é discutido. Visando uma solução economicamente atraente, são utilizados unicamente softwares de código aberto e de livre utilização, assim como hardwares de baixo custo.Para verificar a eficiência da solução proposta, a arquitetura de controle é utilizada para realizar a identificação dos parâmetros do sistema pneumático. Dentre eles, destacam-se a vazão mássica e o atrito, informações importantes para simulação e controle do sistema. Também são utilizados controladores do tipo Proporcional-Integral-Derivativo, implementados para apoiar o estudo do desempenho da arquitetura no controle do servoposicionador pneumático.

Orientador : Rajamane Doraiswami / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T15:38:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_JoseCalazansde_D.pdf: 2618060 bytes, checksum: 39aca892154f0eadbfa9b5d97533e1d5 (MD5) Previous issue date: 1981 / Resumo: É proposto um procedimento de projeto para determinar a estrutura e os parâmetros de um controlador robusto descentralizado para um sistema de grande porte com a finalidade de rastrear um dado sinal e rejeitar uma classe de distúrbios conhecida. O procedimento de projeto consiste em criar um modelo interno dos sinais exógenos (sinais de distúrbio e de referencia) e estabilizar o sistema aumentado, consistindo do processo e do modelo interno. O estabilizador é um compensador dinâmico descentralizado. A estrutura e os parâmetros do compensador são obtidos usando uma técnica de redução do modelo baseada em condições de positividade real. É apresentado um algoritmo para obter os parâmetros do controlador de tal modo que o sistema tenha pequeno overshoot e grande amortecimento. É mostrado que garantindo pequeno overshoot e grande amortecimento em cada subsistema a estabilidade do sistema composto é assegurada. Os parâmetros do controlador são obtidos usando o método de agregação. O procedimento de projeto proposto foi aplicado em um exemplo realistico de projeto de Estabilizador de Sistema de Potencia para um sistema de múltiplas maquinas. E também apresentado o projeto de um controlador de carga - freqüência / Abstract: A design procedure for determining the structure and the parameters of a robust controller for tracking a given signal and rejecting a known class of disturbances for a large scale system is proposed. The design procedure consists of creating an internal model of the exogenous signals (reference and disturbance signals) and stabilizing the augmented system consisting of the process and the internal model. The stabilizer is a decentralized dynamic compensator. The structure of the compensator is obtained by using a model reduction technique based on positive real conditions. An, algorithm of updating the controller parameters such that the closed loop subsystem has a low overshoot and a high damping is giving. It is shown that ensuring low overshoot and high damping of each subsystem ensure stability of the composite system. The parameters of the controller are obtained using the method of aggregation. The proposed design procedure ,was applied to a realistic example of design of Power System Stabilizer for a multimachine system. The design of a load-frequency controller is also given / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

O trabalho tem por objetivo propor um controlador automático para servoventiladores em modo de ventilação mandatória sobre a ventilação total do paciente hígido sob o efeito de neuro-bloqueadores. Através da especificação de parâmetros ajustáveis de equipamentos de ventilação mecânica e de modelos do sistema fisiológico humano, chega-se a uma série de requisitos de desempenho para este controlador que venha a desempenhar a função de estabilização da saturação de oxigênio no sangue do paciente intubado. A técnica de controle usada é do tipo preditiva baseada em modelos e, portanto, um modelo linear paramétrico é identificado a partir do modelo não-linear de validação. O controlador foi projetado para pequenas variações em torno do ponto de equilíbrio, utilizando o algoritmo GPC. Através de pequenos ajustes da ventilação total e da fração de oxigênio do ar fornecido às vias aéreas superiores do paciente, o controlador atua sobre o sistema, de forma a atingir e manter um certo grau requerido de saturação de oxigênio no paciente. No final do trabalho, uma análise de robustez é feita como validação de projeto.

Foi desenvolvida toda a descrição da arquitetura do sistema de leme de um avião regional que foi projetado durante a Fase 3 do curso de Mestrado Profissional - PEE - assim como uma análise de desempenho do sistema. A descrição detalhada do sistema consiste em uma fase importante no desenvolvimento do trabalho, pois a mesma pode ser usada para fazer uma especificação técnica do sistema de forma a permitir o projeto e construção da arquitetura definida. A modelagem e a análise de desempenho servem para simular e verificar a eficácia da arquitetura definida.

Este trabalho tem como objetivo principal o projeto de um servo atuador hidromecânico para aplicação aeronáutica. O servo atuador proposto foi baseado em uma especificação técnica de um servoatuador de aileron da aeronave EMB 145. A partir de um servo atuador proposto foi efetuada a modelagem dinâmica via grafos de ligação (grafos de ligação) e montadas as matrizes da descrição no espaço de estado para posterior análise dinâmica linear. A partir do grafo de ligação também obteve-se as equações necessárias para análise dinâmica não linear. Com o dimensionamento estático das partes principais obteve-se os dados necessários para simulação linear e não linear. Quando da simulação não linear, incorporou-se no modelo várias não linearidades tais como: variação dos diâmetro dos orifícios de controle, atrito de Coulomb, efeito de travamento hidráulico e folgas devido ao desgaste ou de ajuste de peças (backlash). Finalmente os itens principais (servo válvula, atuador, alavanca de comando/realimentação) e seus acessórios (válvula by-pass, válvula solenóide, válvula unidirecional, válvula anti-cavitação, filtro) foram desenhados utilizando-se CAD. Um esquema completo do servo atuador com seus componentes também é mostrado.

Las plantas conforman gran parte del planeta cumpliendo un rol muy importante en el ecosistema de la Tierra; sin ellas, nuestro entorno no sería como lo conocemos. Este asunto de estudio busca trasladar una planta hacia una zona donde exista mayor cantidad de luz y en la medida de lo posible, trasladarla a una zona donde incida luz solar directa. Se utilizó la robótica como medio para poder lograr esta labor, para así desarrollar un producto con un objetivo definido y un uso determinado. Este estudio sería la base para lograr un producto comercial. Se desarrolló un robot autónomo el cual consta de un sistema de desplazamiento a base de servomotores, un sistema de sensores infrarrojos para la detección de obstáculos, un sistema de sensores de intensidad de luz, y un sistema de control basado en el microcontrolador ATmega8 de la familia ATMEL. / Tesis

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T23:48:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T20:34:09Z : No. of bitstreams: 1 103928.pdf: 2913233 bytes, checksum: cfe36915e8abe45064ec5055f1fe6af3 (MD5) / Apresentação de um modelo não linear para um servomecanismo hidráulico e sua validação experimental. Estuda as válvulas proporcionais direcionais hidráulicas, abrangendo seu princípio de operação e não linearidades típicas. Analisa fatores importantes na seleção de válvulas proporcionais, como custo e sensibilidade a contaminantes. Revisa os principais modelos lineares e não lineares que descrevem o servomecanismo hidráulico disponíveis na literatura. Compara resultados experimentais com resultados teóricos do modelo, para sua validação experimental.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-22T17:54:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 238261.pdf: 2175401 bytes, checksum: 330b0424b7eebf6e2779fb2278833a1a (MD5) / Apresenta-se neste trabalho o estudo teórico-experimental de um sistema servopneumático destinado ao controle de posição de pás de turbinas de hidrelétricas. O sistema é composto por dois cilindros com haste de dupla ação controlados através de uma servoválvula pneumática, por um sensor de posição e um controlador digital. O sistema é dimensionado para atender aos requisitos comportamentais de um regulador de velocidade de 400KW, permitindo comparar o seu desempenho frente aos sistemas eletro-hidráulicos comumente empregados. Para tanto, desenvolveu-se um modelo não-linear para o servoposicionador pneumático incluindo relações não-lineares de vazão mássica na servoválvula com as pressões e com a tensão de controle. O atuador é modelado empregando equações da continuidade para as câmaras e a equação do movimento leva em consideração o modelo de atrito viscoso variável1. Com base no modelo desenvolvido projeta-se um controlador PID com compensação de zona morta, visando à superação das limitações dinâmicas e não-linearidades intrínsecas do sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 88961.pdf: 3538880 bytes, checksum: f393553a559db7b57440234ce6df09ce (MD5) Previous issue date: 1992 / A constante evolução da automação de processos discretos de manufatura, traz uma demanda crescente por sistemas de controle que possam coordenar movimentos em múltiplos eixos. Este trabalho apresenta uma nova concepção para o controle deste tipo de sistema, a qual consiste na utilização de modernos circuitos integrados dedicados, desenvolvidos para serem implementados em "sistemas digitais de controle de movimento", aqui abreviadamente denominados de CICM - Circuitos Integrados Controladores de Movimento. Inicialmente é feita uma revisão dos conceitos básicos em sistemas de controle e servomecanismos, com especial enfoque nas vantagens obtidas com a utilização dos CICM na arquitetura dos modernos CNC. Com vistas à determinação dos parâmetros e do comportamento dinâmico de um servomecanismo controlado através do sistema desenvolvido, são apresentados resultados obtidos através de simulações e ensaios dinâmicos de um servomecanismo banco de ensaio. Os ensaios dinâmicos realizados mostram que é viável a integração do sistema desenvolvido em instrumentos e aparelhos de alta precisão.

Made available in DSpace on 2014-05-23T02:00:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000458176-Texto+Completo-0.pdf: 1398476 bytes, checksum: 6e569958bcd1acf711ee0ad6ae85de51 (MD5) Previous issue date: 2014 / This work addresses discrete time optimal controllers, in particular: the Proximate Time Optimal Servomecanism (PTOS) and the Dynamically Damped Proximate Time Optimal Servomecanism (DDPTOS). Lyapunov theory is used to ensure the stability of the controllers by casting the problem in terms of Linear Matrix Inequalities (LMI). Considering this, there are two main objectives of this work: shown the discrete formulation of the DDPTOS and; relaxed constraints of the classic proof of stability of these controllers, allowing an extension of these techniques to damped systems. Initially, the stability of the closed-loop system is assessed by casting the PTOS nonlinearities in a sector-bounded framework, leading to a set of LMI conditions to be satisfied by the controller parameters. Then, a similar formulation is applied to the discrete DDPTOS, where a linear parametric varying model is used to represent the nonlinearity that adds damping to the system. As a result, a polytopic approach is taken on the limits of the varying parameter given by this representation. The two proposed approaches are validated through experiments in a physical system consisting of a damped servomechanism. / Este trabalho aborda controladores de tempo ótimo no domínio discreto, sendo eles: Proximate Time Optimal Servomecanism (PTOS) e Dynamically Damped Proximate Time Optimal Servomecanism (DDPTOS). Para garantir a estabilidade destes controladores é utilizado a Teoria de Lyapunov e como solução a formulação por desigualdade linear matricial (em inglês, linear matrix inequalities - LMI). Considerando isso, são dois os objetivos principais deste trabalho: apresentar a formulação discreta para o controlador DDPTOS e; relaxar as restrições da prova clássica de estabilidade destes controladores, possibilitando a extensão da técnica para sistema com atrito. Inicialmente, a prova de estabilidade do sistemas em malha fechada é avaliada enquadrando a função não-linear do controlador PTOS dentro de um setor delimitado, conduzindo a um conjunto de restrições LMIs a ser satisfeita pelos parâmetros do controlador. Em seguida, uma formulação similar é aplicada no controlador discreto DDPTOS, onde a sua principal diferença é a utilização do modelo de sistemas lineares com dependência paramétrica para representar a nãolinearidade que adiciona amortecimento ao sistema. Como consequência, forma-se um politopo com os limites obtidos através desta representação. As duas abordagens propostas são validadas através de exemplos de simulação e experimento em um sistema físico composto por um servomecanismo com atrito.