O modelo do sistema térmico do corpo humano consegue representar as respostas térmicas e fisiológicas do corpo a diferentes condições ambientais. Diversos modelos foram propostos por pesquisadores durante algumas décadas. E mesmo os modelos mais utilizados e de pesquisadores conceituados não são robustos o suficiente para apresentar boas respostas para condições ambientais extremas. No presente trabalho, foram introduzidas melhorias no modelo disponível para que este possa melhor representar as reações do corpo em condições de climas tanto rigorosas quanto amenas. Dentre as principais modificações implementadas estão o detalhamento dos membros superiores do corpo, aplicação do efeito q10 e inclusão do modelo de duração da termogênese ativa. Deve-se ressaltar que o modelo é aplicável tanto para climas frios ou quentes. As melhorias devido às modificações aplicadas foram mais notáveis em condições de ambientes frios. As temperaturas das extremidades dos membros superiores tendem a se aproximar da temperatura ambiente. Esse comportamento térmico do corpo também é observado através dos dados experimentais disponíveis na literatura. / The thermal system model of human body is capable to estimate physical and physiological response of body at different environmental conditions. Several models were proposed by some researchers over the last 80 years. Most models are not robust, despite at current developments and studies in the area. In the present work, improvements were applied in the available model, this upgrade allows the human thermal system model respond better at both environmental conditions rigorous and moderate. Detailing the upper limbs vascular system, finger representation, q10 effect on metabolism rate and shivering endurance are among the major changes. The model works well for both environmental conditions, hot and cold. The difference between the proposed model and the available one is most notable at cold environmental condition. The temperature of fingers and hands tend to approach the environment temperature. This thermal behavior of human body is also observable in the experimental data of literature.

O modelo do sistema térmico do corpo humano consegue representar as respostas térmicas e fisiológicas do corpo a diferentes condições ambientais. Diversos modelos foram propostos por pesquisadores durante algumas décadas. E mesmo os modelos mais utilizados e de pesquisadores conceituados não são robustos o suficiente para apresentar boas respostas para condições ambientais extremas. No presente trabalho, foram introduzidas melhorias no modelo disponível para que este possa melhor representar as reações do corpo em condições de climas tanto rigorosas quanto amenas. Dentre as principais modificações implementadas estão o detalhamento dos membros superiores do corpo, aplicação do efeito q10 e inclusão do modelo de duração da termogênese ativa. Deve-se ressaltar que o modelo é aplicável tanto para climas frios ou quentes. As melhorias devido às modificações aplicadas foram mais notáveis em condições de ambientes frios. As temperaturas das extremidades dos membros superiores tendem a se aproximar da temperatura ambiente. Esse comportamento térmico do corpo também é observado através dos dados experimentais disponíveis na literatura. / The thermal system model of human body is capable to estimate physical and physiological response of body at different environmental conditions. Several models were proposed by some researchers over the last 80 years. Most models are not robust, despite at current developments and studies in the area. In the present work, improvements were applied in the available model, this upgrade allows the human thermal system model respond better at both environmental conditions rigorous and moderate. Detailing the upper limbs vascular system, finger representation, q10 effect on metabolism rate and shivering endurance are among the major changes. The model works well for both environmental conditions, hot and cold. The difference between the proposed model and the available one is most notable at cold environmental condition. The temperature of fingers and hands tend to approach the environment temperature. This thermal behavior of human body is also observable in the experimental data of literature.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_DENIS FABRICIO SOUSA DE SA.pdf: 2409581 bytes, checksum: 4de5274676a1f75ffe2a1f6b46b1388c (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The representation of dynamic systems or plants via mathematical models occupies an important position in control system design that allow the performance evaluation of the controller during his development stage. These models are also used as an alternative to solve the problem of the hardness or impracticability to install sensors that measure the controlled variables, the dynamic systems representations enable non-invasive measurement of these variables. As consequence the designer has an alternative way to perform adaptive and optimal sensorless control for a given process. In this dissertation is presented a proposal for control systems schemas and algorithms, based on recurrent neural networks (ANN) and Box-Jenkins models, that are dedicated to sensorless or indirect control of dynamic systems. The proposed models and algorithms are associated with the systems identification and recurrent ANN approaches. The algorithms developed for the AAN training are Backpropagation Accelerated and RLS types that are compared with classical methods and strategies to obtain it online parameters of indirect control of system for a thermal plant, where the actuator is Peltier cell. The performance the parametric models of the plant and adaptive PID digital controllers and linear quadratic regulator (DLQR) that are the main elements of the sensorless temperature control system, are evaluated by means of hybrid simulations, where the algorithms implemented in micro controllers and the plant represented by mathematical models. The performance results of the proposed sensorless control algorithms are promissory, not only, in terms of the control system performance, but also due to the reexibility to deploy it in other dynamic systems. / A representação de sistemas dinâmicos ou plantas por meio modelos matemáticos ocupa uma posição relevante no projeto de sistemas de controle, permitindo que o projetista avalie o desempenho dos controladores durante a fase de desenvolvimento do projeto. Estes modelos também são utilizados para resolver o problema da dificuldade ou impossibilidade da inserção de sensores em plantas para medição de variáveis controladas, onde os modelos viabilizam a mediação não invasiva destas variáveis, fornecendo uma alternativa para realização do controle indireto adaptativo e ótimo de um dado processo. Nesta dissertação apresenta-se o desenvolvimento de modelos propostos baseados em redes neurais artificiais recorrentes para o controle sensorless ou indireto da planta. Os modelos propostos estão associados com as abordagens de Identificação de Sistemas e de RNA's recorrentes. OS algoritmos desenvolvidos para o treinamento das RNAs são do tipo Backpropagation acelerado e RLS, que são comparados com estratégias e métodos clássicos, para obtenção online dos parâmetros do sistema de controle indireto de uma planta térmica, tendo como atuador uma célula Peltier. Para uns de avaliação de desempenho do sistema de controle indireto da planta, os modelos paramétricos e controladores digitais adaptativos do tipo PID e regulador linear quadrático (DLQR) são avaliados por meio de simulações híbridas, sendo os algoritmos dos controladores implementados em microcontroladores e a planta representada por modelos matemáticos. Os resultados apresentados são promissores, não são sentido do desempenho do sistema de controle, mas também nos custos reduzidos para seu desenvolvimento, operação e flexibilidade de aplicação em outros sistemas dinâmicos.