Mestrado em Automação e Controle de Processos

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Previsão de insolvência com redes neurais artificiais auto - organizáveis: estudo comparativo
(IFSP, 16/10/2013) Santos, Rodrigo Palaria dos; Barbosa, Paulo Roberto
Frente às alterações no cenário econômico a avaliação e o entendimento da situação econômica das empresas tornam-se fundamentais para os investidores e acionistas. Com a utilização de variáveis e índices extraídos dos demonstrativos contábeis foram desenvolvidos dois modelos de previsibilidade, sendo um utilizando os métodos convencionais (análise discriminante) e outro o não convencional (redes neurais artificiais auto-organizáveis). As empresas utilizadas no estudo declararam insolvência entre 2004 e 2012, e as empresas solventes foram selecionadas a partir do índice Ibovespa em 2012. Devido ao elevado número de variáveis disponíveis foi realizada a redução de dimensionalidade através da análise de componentes principais. Avaliando os resultados nota-se que os modelos neurais apresentam resultados superiores e mantêm a estabilidade por um período maior de tempo para a previsão de insolvência de empresas.
Projeto e implementação de sistema de controle de temperatura para esterilização de autoclave
(IFSP, 06/06/2016) Mello, Vinicius Franco de; Pires, Ricardo
Este trabalho apresenta um estudo sobre o controle da variabilidade e homogeneidade térmica espacial no processo de esterilização a vapor de uma autoclave, de uma determinada marca fabricante de equipamentos hospitalares. O objetivo é aperfeiçoar o controle do equipamento no processo de esterilização, para adequação às normas (ABNT NBR ISO 17665-1:2010; ABNT ISO/TS 17665-2:2013; ANVISA RDC 17 (2010); ANVISA RDC 15 (2012)). Estas normas tratam sobre requisitos de testes e limites máximos e mínimos de temperatura e homogeneidade térmica espacial na câmara, no processo de validação de esterilização a vapor, além de garantir a qualidade e melhoria de desempenho do processo. Para isso, controlou-se manualmente a ação da válvula de descarga em função da temperatura da câmara, durante a fase de aquecimento da autoclave, possibilitando, então, que todo o ar frio presente saísse, restando apenas vapor úmido saturado, alcançando a homogeneidade térmica espacial. Por fim, para reduzir a variabilidade térmica, foram utilizadas duas formas de controle de temperatura. A primeira com um controlador proporcional-integral (PI), que permitiu, através da sintonia dos seus parâmetros, controlar o sistema de forma satisfatória. Após sintonizar o PI e analisar a variável controlada, a segunda estratégia de controle consistiu em se identificar a função de transferência da planta, possibilitando projetar um compensador avanço de fase com polo na origem para o referido sistema, por método do Lugar das Raízes. Após análise e comparação das respostas obtidas, comprovou-se que a nova versão do sistema com o compensador de avanço de fase com polo na origem e com ajustes na válvula de descarga passou a respeitar as normas.
Proposta de controlador PID digital Fuzzy para controle de nível de um tanque em um processo de neutralização de PH
(IFSP, 30/10/2014) Silva, Rogério Luís Spagnolo da; Barbosa, Paulo Roberto
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma nova abordagem na aplicação do Controlador PID Digital Fuzzy para controle de nível de um tanque em um processo de neutralização de pH, que utiliza os controladores convencionais de Garcia (2006, 2008) e a curva de reação de Ziegler-Nichols (1942) para a sintonia dos controladores. A lógica fuzzy é caracterizada como um método de controle não convencional capaz de expressar de uma maneira sistemática quantidades imprecisas, vagas e mal definidas. No trabalho, a metodologia abordada é apresentada como uma variação de métodos existentes para aplicações em sistemas de primeira ordem e utiliza bibliotecas computacionais que acrescem funções fuzzy ao PAC (controlador programável de automação), caracterizando-o assim, como um controlador (proporcional, integral, derivativo) digital fuzzy. Os resultados mostraram que a aplicação da lógica fuzzy como um método de controle não-convencional na proposta do Controlador PID Digital Fuzzy aperfeiçoou os resultados dos controladores convencionais propostos por Garcia (2006, 2008) em um processo caracterizado pela alta não-linearidade, tempo de atraso e possuir um elemento final de controle não-linear. Para a referência de nível de 1m, o tempo de atraso (td) foi eliminado e o tempo de acomodação (ts) e sobressinal (Mp) reduziram, associando as vantagens da lógica fuzzy em não-linearidades à precisão de aproximação da referência garantida pelo controlador digital. Para a integração entre os ambientes computacionais Matlab/Simulink® e UnityPro® na execução do Controlador PID Digital Fuzzy em plataforma industrial com as mesmas características da planta-piloto, foi desenvolvida uma arquitetura de programa utilizando linguagem gráfica FBD (function block diagram) em conformidade à norma IEC61131-3.
Prototipagem de algoritmos para controle de cadeiras de rodas motorizadas utilizando arquitetura multiagente, simulador GAZEBO e MATLAB
(IFSP, 08/04/2016) Laranjeira, Luciano Ricardo Corrêa; Caporali, Alexandre Simião
Há uma tendência mundial no envelhecimento da população e a crescente demanda por cadeiras de rodas. O uso de cadeiras motorizadas requer uma série de cuidados (treinamento e indicação médica) para evitar acidentes. A complexidade envolvida em sua operação restringe sua ampla utilização por pessoas com alguma limitação de locomoção. Mesmo aqueles que possuem indicação de uso, passam por um período de treinamento e adaptação. Sistemas de controle que auxiliam ou automatizam a dirigibilidade de cadeiras de roda foram amplamente estudados neste trabalho. Eles abordam problemas variados como, por exemplo, colisão, tração, interpretação de linguagem natural e interação com o navegador (Joystick), utilizando-se de diferentes técnicas de controle como lógica Fuzzy, computação visual, análise de atividade cerebral (Brain Computer Interface), movimento da língua e vários tipos de sensores e estratégias. Entretanto muitos trabalhos são independentes e de difícil reprodução (necessita de hardware específico ou faltam informações). O surgimento de plataformas de desenvolvimento que promovem a reutilização de código, como o ROS, criou um ambiente favorável à troca de conhecimento entre pesquisadores e agilidade no desenvolvimento de controles complexos. Outra vantagem é a possibilidade de testar a solução em ambientes simulados. Este trabalho propõe o uso do ROS, simulador 3D GAZEBO e MATLAB para prototipagem rápida de algoritmos para controle de cadeira de rodas motorizadas com objetivo de explorar características que favoreçam o surgimento de equipamentos a preços mais acessíveis em países em desenvolvimento. Os resultados obtidos mostram que essa técnica é viável. Para se chegar a essa conclusão, testes foram realizados com uma cadeira de rodas virtual. Antes disso, porém, abordou-se o processo de instalação das ferramentas, a criação da cadeira de rodas motorizada virtual e o desenvolvimento de um algoritmo anticolisão utilizando MATLAB Simulink. Integrado a um sistema de controle proporcional, o algoritmo anticolisão processa dados de sensores sonar e, então, atua sobre os motores do veículo para impedir colisões.
Redes neurais artificiais para estimar rotação de um dispositivo de assistência ventricular
(IFSP, 30/03/2015) Silva, Marcelo Barboza; Bock, Eduardo Guy Perpétuo
Em 2014, foi batido o recorde de transplantes de coração no Brasil, mais de 300 pacientes receberam o órgão e saíram da fila. Mesmo assim, 259 pessoas ainda aguardavam um coração disponível. De acordo com estudos, 25% dos participantes desta fila chegarão a óbito antes de receber o órgão. Entretanto em todos esses casos o coração ainda funciona parcialmente, o que mostra que talvez não fosse necessário o transplante. Em alguns casos, uma máquina que auxilie o bombeamento de sangue é o suficiente para que o paciente aguarde a cirurgia ou se recupere. Foi pensando desta maneira que o Dispositivo de Assistência Ventricular (DAV) foi desenvolvido. Seu funcionamento em conjunto com o coração diminui o trabalho mecânico do miocárdio para o bombeamento do sangue. Entretanto, observou-se o surgimento de estenose na válvula aórtica nos pacientes assistidos. Isto ocorre porque com auxílio mecânico, essa válvula não funciona corretamente. Um campo de pesquisa ainda em desenvolvimento dos órgãos artificias é o controle. O funcionamento natural dos órgãos humanos tem diversos processos fisiológicos que realizam o controle das suas funções. Muitos processos são desconhecidos, inclusive. A frequência cardíaca (FC), por exemplo, depende da pressão arterial, das atividades físicas e até das emoções. O objetivo deste trabalho é propor o controle da velocidade do motor de um DAV, a Bomba de Sangue Centrífuga Implantável (BSCI), através de um controle similar ao natural. Ao considerar a FC como um dado de entrada do controlador, diversas entradas serão consideradas. Tomando-se o funcionamento dos DAVs, cada pessoa apresenta variações nos parâmetros fisiológicos cardiovasculares. Acredita-se, portanto, que a utilização de inteligência artificial possa suprir as necessidades de um controle mais próximo do fisiológico. Durante a metodologia foi proposta uma rotina que analisa o eletrocardiograma (ECG) em tempo real, calcula a FC e, através de redes neurais artificiais (RNA), estima a rotação do motor do DAV. A rotação estimada e consequentemente o fluxo de sangue é proporcional à FC e ocorre de maneira a garantir o correto funcionamento da válvula aórtica. Os aplicativos em Matlab foram desenvolvidos seguindo esta rotina e testados em dezesseis ECGs do Banco de pacientes com insuficiência cardíaca do Physionet. Os resultados apresentados em simulações realizadas em Simulink foram considerados satisfatórios. Foi concluído que a estratégia de controle de um DAV deve evitar a estenose da válvula aórtica e levar em consideração a FC. Os resultados também demonstraram que este controle pode ser feito com RNA. Testes in vitro, melhorias na rotina e melhorias nos aplicativos serão conduzidos futuramente.
Renovação de células automatizadas aplicadas à vedação e proteção contra batida de pedras na lataria de veículos.
(IFSP, 23/06/2015) Rosa, Railson Borba da; Sousa, João Sinohara da Silva
As montadoras de automóveis têm tradição em automatizar seus processos buscando maior produtividade, qualidade, flexibilidade e melhorias das condições ergonômicas de operação. Dentre as várias etapas produtivas em uma fábrica desse ramo, as atividades de vedação e de proteção contra batidas de pedras nas carrocerias de veículos são responsáveis pela exposição dos operadores a posturas inadequadas por tempo prolongado. Por isso utiliza-se robôs nessas atividades, buscando, com a evolução das tecnologias e dos recursos disponíveis, minimizar o tempo de operação manual nessas condições. Este trabalho analisa a renovação da automação de três células responsáveis pelos processos de vedação e proteção contra batida de pedra, com aumento de capacidade, flexibilização através da adição de novos modelos, implementação de melhorias ergonômicas e redução de consumo de material.
Simulação computacional de Controladores Fuzzy em sistemas de ar condicionado
(IFSP, 12/11/2013) Silva, Felipe Nascimento; Barbosa, Paulo Roberto
O controle de temperatura de um ambiente fechado nos dias atuais apresenta relevante papel na produtividade, seja ela oriunda do trabalho humano ou da operação de equipamentos eletrônicos e/ou mecânicos. Ambientes com conforto térmico e qualidade de ar são indicados para promover atividades físicas ou intelectuais. Para máquinas e equipamentos eletrônicos e/ou mecânicos, o controle de temperatura busca proporcionar ambientes adequados para a operação, diminuindo índices de falha decorrente do sobreaquecimento. Este trabalho está inserido no contexto de modelos que visam descrever a operação de sistemas de ar condicionado com o volume de ar insuflado no ambiente constante. A modelagem do sistema de ar condicionado deve conter parâmetros controláveis, como a vazão de ar necessária para manter a temperatura do ambiente constante, controle da carga térmica ou distúrbios que podem ocorrer no ambiente. A partir de parâmetros de um modelo obtido na literatura técnica da área, este trabalho propõe o desenvolvimento de um controlador baseado na lógica fuzzy, que tem por característica a facilidade no tratamento de várias variáveis simultaneamente. O modelo simulado foi inspirado no sistema de ar condicionado instalado no ambulatório do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina – Universidade de São Paulo. O controlador proposto tem múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO), onde as entradas são a temperatura da zona a ser controlada, a temperatura do ambiente externo e também a temperatura de ajuste definida pelo usuário. As saídas do controlador são usadas para controlar as válvulas de fluxo dos fluidos para os sistemas de aquecimento e refrigeração e o ajuste da renovação de ar. A principal vantagem da tecnologia do controlador proposto é a versatilidade em ambientes onde as condições de temperatura apresentam muitas variações. Além disso, os resultados do controlador aplicado ao modelo demonstram rápidas respostas diante de perturbações e desempenho superior quando comparado com técnicas convencionais como o controlador PID, abrindo caminho para aplicações práticas.
Simulação de controle em aplicação de estímulo elétrico funcional
(IFSP, 11/03/2014) Garcia, Douglas Canone; Aguiar, Paulo Marcos de
Através do uso do Musculoskeletal Modeling Software (MSMS) em conjunto com Matlab – Simulink, desenvolveu-se uma ferramenta denominada Modelo de Controle e Simulação Musculoesquelética (MCSM), que permite simular um gerador de estímulo elétrico em conjunto com um controlador PID, atuando sobre um modelo musculoesquelético simulado por computador. Sendo assim, é possível simular a resposta muscular a um estímulo elétrico, contribuindo para reduzir o uso de seres humanos em etapas preliminares do desenvolvimento de órteses de estímulo elétrico funcional (FES), como exemplo de aplicação, simula-se uma órtese FES que atua sobre os músculos do bíceps e do tríceps para alcançar o posicionamento angular do braço em relação ao antebraço de uma pessoa. São explorados conceitos importantes sobre ativação muscular provocada por impulso elétrico, suas aplicações e limitações, permitindo compreender detalhes do desenvolvimento do MCSM através da aplicação proposta, onde o braço simulado é posicionado em vários ângulos diferentes simulando uma movimentação que garanta certo grau de independência a pacientes que sofram de limitações motoras, valorizando a movimentação mais que sua execução harmoniosa. Para alcançar esse resultado, os ganhos do controlador PID foram obtidos através do métodos experimental proposto por Ziegler–Nichols fazendo uso de dois critérios de cálculos, permitindo determinar a melhor abordagem para sintonia dos ganhos PID resultando em um comportamento mais realista para o MCSM. A partir dos testes realizados para ângulos de posicionamento predefinidos, gerou-se curvas de tendência para os ganhos PID, onde supõe-se que a variação de ganhos entre pontos conhecidos possa ser representada através de uma reta, o que permite calcular o valor dos ganhos em posições angulares intermediárias, através da simples interpolação dos pontos conhecidos. Essa tratativa contribui para o desenvolvimento de um controlador de sintonia automática dos ganhos PID, em ângulos intermediários partindo de ângulos predefinidos. Verificou-se que um critério de cálculo não convencional dos ganhos PID para o método de Ziegler–Nichols permite uma movimentação mais coerente com o conceito de funcionalidade esperado para uma órtese FES, gerando contribuição significativa para o desenvolvimento de dispositivos biomecânicos, que permitam maior independência motora, a pacientes com restrição de movimento e boa integridade muscular.
Simulação e controle de um LEVMAG numa plataforma gráfica de desenvolvimento (LabVIEW)
(IFSP, 13/03/2013) Rech, Evandro; Campo, Alexandre Brincalepe
Este trabalho apresenta as etapas e critérios adotados para a construção e simulação de um regulador linear quadrático (RLQ) para um LEVMAG (Levitador Magnético) no programa LabVIEWTM, assim como sua posterior utilização em um microcontrolador. LEVMAGs se aplicam em situações em que é necessária a eliminação do atrito por contato, das quais se podem citar os motores com mancal magnético e trens LEVMAG de alta velocidade. A instabilidade em malha aberta e as não linearidades presentes neste tipo de planta possibilitam o estudo de uma série de técnicas de controle e sua discretização para uso em microcontroladores. O protótipo LEVMAG construído para este trabalho possui uma estrutura simples, a qual pode ser reproduzida para estudo em outros trabalhos. A etapa potência constitui-se de um circuito de acionamento chaveado, controlado por PWM (Modulação por largura de pulso — Pulse- Width Modulation). A medição dos sinais de posição e corrente elétrica do LEVMAG é feita por sensores de efeito hall dedicados para cada função. A malha de controle é fechada através da placa EK-LM3S8962, a qual possibilita a programação de um microcontrolador através da linguagem gráfica do LabVIEWTM. O modelo matemático do LEVMAG é obtido, linearizado e parametrizado para a construção do controlador RLQ, a qual é feita de forma iterativa. Os critérios fixos de projeto do controlador são o limite de operação do circuito de acionamento e resposta sem sobressinal. Para avaliação do controlador, utilizam-se as funções não lineares que descrevem o LEVMAG e elaboram-se blocos configuráveis para sua simulação no módulo Control Design and Simulation do LabVIEWTM. O simulador é desenvolvido para utilizar o mesmo algoritmo de controle a ser embarcado na placa EK-LM3S8962, dessa forma os recursos da simulação serão os mesmos do ensaio prático. Nas simulações avalia-se a resposta transitória do sistema ao variar a posição de referência. No ensaio prático também se analisa a resposta transitória para validação das simulações realizadas. Os resultados obtidos demonstram que ainda há pequenas diferenças entre a operação no simulador e a prática, entretanto há informações na simulação suficientes para avaliar como será a operação do LEVMAG na prática, como sua faixa efetiva de controle. Ao final do trabalho, apontam-se diversas possibilidades de trabalhos futuros, envolvendo modificações físicas da planta, co-simulação entre os programas MultisimTM e LabVIEWTM, utilização de circuitos de acionamento integrados e avaliação de outras técnicas de controle.
Simulador de processos industriais aplicado ao ensino da teoria de controle de processos industriais
(IFSP, 18/09/2017) Francisco, Marcos Salazar; Campo, Alexandre Brincalepe
Este projeto consiste na elaboração de um simulador de processos embarcado em um hardware, que recebe os sinais de um controlador lógico programável (CLP). Ele tem a finalidade de simular uma resposta dinâmica de um processo e enviar os sinais para as entradas do CLP, fechando a malha de controle. O simulador é implementado num Arduino Due e interligado num CLP Stardom da Yokogawa, através de sinais analógicos. Esse trabalho também apresenta a modelagem de uma planta didática de processo industrial e a sua implementação no Arduino, incluindo as principais não-linearidades presentes no processo real. Isso possibilita utilizar um equipamento de baixo custo para execução das principais experiências que são realizadas durante o ensino da teoria básica de controle de processos industriais. Esse simulador também permite a elaboração de estratégias especiais de controle, tais como: controle em cascata, controle com restrições (override), controle de razão e controle antecipatório. Além disso, a execução das malhas de controle é realizada num CLP real, permitindo o uso do mesmo software, utilizado na indústria. Alguns exemplos de malhas de controle são implementados na planta didática original e no simulador, de forma que os resultados possam ser comparados. Isso colabora para a comprovação da similaridade entre as respostas da planta original e do simulador. Por fim, esse sistema deve permitir o projeto de laboratórios para o ensino dos conceitos básicos da teoria de controle, sem a necessidade de compra de pequenas plantas didáticas para simular os processos industriais.
Sistema de identificação de falhas em escadas rolantes utilizando redes neurais artificiais
(IFSP, 05/10/2015) Alves, Alessandro Lins; Caporali, Alexandre Simião
Escadas Rolantes são importantes meios de locomoção dentro de sistemas metro-ferroviários. Em caso de falhas, elas podem parar bruscamente, podendo gerar graves acidentes. Desta forma, é fundamental que a detecção das falhas neste equipamento ocorra de forma correta. O objetivo deste trabalho é diminuir a incidência de paradas desnecessárias nas escadas rolantes, evitando assim graves acidentes, transtornos aos usuários e também diminuindo custos com manutenção. Para isto, foi desenvolvido um dispositivo de baixo custo para captar os dados vibracionais de uma escada rolante. De posse destes dados, foi realizado um estudo de viabilidade da utilização de uma rede neural artificial do tipo mapa auto-organizável, para que estes dados fossem classificados corretamente e com isto o sistema pudesse diferenciar uma falha real de uma falsa falha em uma escada rolante. O modelo proposto obteve 77,67% de acerto na classificação das falhas, em relação a outros tipos de sinais provenientes da vibração das escadas rolantes.
Sistema de medição para determinar a influência da variação do dimensional de bicos conta-gotas na variação do tamanho da gota de colírio
(IFSP, 2016) Machado, Edicley Vander; Caporali, Alexandre Simião
No tratamento de doenças oftalmológicas crônicas, faz-se necessário uso de medicação via tópica com a aplicação de solução oftálmica aquosa. A forma preferida de dosagem de fármaco, continua sendo instilar gotas de colírio no interior do saco conjuntival inferior. A aplicação de colírio é conhecida como problemática em virtude da variação no tamanho da gota relacionada a capacidade da área pré-corneal de 20μl. O excesso de colírio gera desperdício de fármaco, consequentemente, aumento no custo do tratamento e risco de efeitos adversos devido a absorção sistêmica via mucosa nasal. Entre os fatores que influenciam no tamanho da gota de colírio, está a conformação interna das aberturas dos bicos conta-gotas. Este trabalho determina a influência da variação dos diâmetros das aberturas dos bicos conta-gotas, provenientes do processo de produção, no tamanho da gota de colírio. Foi realizada inspeção em 49 bicos de lote único. A inspeção foi dividida em duas etapas: medição das aberturas internas e aberturas externas através de sistema de visão computacional e; medição das massas das gotas, onde um dispositivo de gotejamento automático foi desenvolvido. Os resultados das duas etapas compilados, relacionando as medidas das aberturas com o tamanho das gotas, apontaram que a abertura externa tem influência direta no tamanho das gotas, enquanto a abertura interna tem relação inversa no tamanho das gotas. Considerando um volume médio de gota de colírio de 40μl, um frasco de 5ml entrega 125 gotas, ou seja, uma variação na abertura externa de ±2,3% representa uma variação na gota de ±2,6%, o que corresponde uma redução em até 13 gotas no frasco. Enquanto uma variação no diâmetro da abertura interna de ±14% gera uma variação de ±5,4% no volume da gota, com uma redução de até 27 gotas no frasco. O sistema de visão computacional mostrou-se eficiente na medição das aberturas dos bicos e uma proposta eficaz para controle de qualidade. A adoção de sistema de visão na linha de produção pode aprimorar o controle de qualidade de peças injetadas realizado atualmente na indústria, com inspeção automática não apenas das aberturas externas, assim como as aberturas internas de 100% da produção.
Sistema de posicionamento de um atuador pneumático comandado por válvulas proporcionais reguladoras de pressão
(IFSP, 01/08/2018) Muzy, Gabriel Almeida; Caporali, Alexandre Simião
Este trabalho apresenta um sistema de posicionamento de um cilindro pneumático linear de dupla ação, comandado por duas válvulas 3 vias com modulação proporcional de pressão. As vantagens apresentadas por sistemas pneumáticos quando comparados com sistemas hidráulicos e elétricos tornam este tipo de tecnologia motivo de constante pesquisa no ramo científico. Porém, as não linearidades relacionadas com a utilização do ar comprimido e aos atritos envolvidos em seu movimento tornam o controle complexo e são desafios a serem superados. Neste trabalho, foram elaborados modelos matemáticos para a simulação das respostas do sistema levando em consideração a dinâmica do êmbolo do cilindro, o comportamento do ar comprimido nas câmaras dianteira e traseira, a influência dos atritos estático e dinâmico e a dinâmica das válvulas. Muitos trabalhos sobre esse tema adotam válvulas e modelos matemáticos com controle de vazão mássica de ar. No sistema proposto, o posicionamento é efetuado com controle de pressão. As válvulas adotadas neste trabalho possuem embarcado um controlador proporcional integral derivativo (PID), e trabalham em malha fechada monitorando e controlando os sinais de entrada e saída do processo. Foi utilizado o programa Matlab / Simulink para a realização de simulações computacionais e os resultados foram comparados com as respostas de um sistema real, obtidas através de coleta de dados realizada com o auxílio do programa Labview no protótipo desenvolvido para testes. As curvas obtidas por simulação computacional são apresentadas e comparadas com os dados experimentais. Os resultados foram considerados satisfatórios para utilização em sistemas industriais
Sistema de sensoriamento de auxílio à marcha do idoso
(IFSP, 2020-08-19) Kensshima, Gedeane Gomes da Silva ; Aguiar, Paulo Marcos de; Paulo Marcos de
Este trabalho apresenta um sistema vestível para idosos de baixa visão, com objetivo de alertar por meio de sinais vibratórios possíveis obstáculos em um ambiente. O sistema desenvolvido é composto de dispositivos que se conectam entre si, enviando e recebendo dados de sensores de distância. Caso a distância de um obstáculo seja menor que um metro, sinais são enviados a motores de vibração localizados em um bracelete. Foram desenvolvidos dois protótipos de dispositivos sensores, que são utilizados sobre a coxa do usuário. Cada protótipo possui sensores diferentes (ultrassônico e laser) para análise de resultados. Os sensores laser obtiveram desempenho superior em tempo de resposta em relação ao ultrassônico, sendo recomendados para o desenvolvimento de dispositivos com melhor detecção de obstáculos, proporcionando mais segurança e maior autonomia ao idoso.
Sistema Neuro-Fuzzy aplicado ao controle de motores de indução trifásicos
(IFSP, 28/03/2016) Santos, Felipe Angelo Correia dos; Segatto, Ênio Carlos
Este trabalho tem como proposta apresentar o projeto e aplicação dos controladores neuro-fuzzy adaptativos (ANFIS) nos sistemas de controles para motores de indução trifásicos (MIT). O intuito foi obter um sistema de controle no sentido de contornar a não-linearidade apresentada pelo motores de indução e melhorar seu comportamento em regime dinâmico, regime permanente e sua eficiência energética numa ampla faixa de operação. A estrutura de controle aqui apresentada faz uso das equações e regime permanentedo MIT para o ANFIS que tem como tarefa determinar a tensão e a frequência a serem imposta no estator do motor, isso traz a vantagem de mapear comportamento do MIT sem fazer uso das equações de regime dinâmico e das transformadas e coordenadas, como é o caso do controlador vetorial por orientação de cmapo (FOC), reduzindo significativamente a complexidade de implementação do controlador e o esforço computacional necessário sem perda de desempenho. Para melhorar a estrutura de sistema de controle em regime dinâmico foi utilizado um sistema que atua em conjunto com ANFIS monitorando continuamente a velocidade do rotor de forma a compensar as variações de velocidades. Esse sistema de controle garante o escorregamento nominal do motor para qualquer ponto de trabalho dentro de sua faixa de operação, fazendo MIT trabalhar sempre em condição de máxima eficiência energética. Simulações para análise de desempenho e validação da estrutura de controle foram realizadas no programa MatLab/Simulink.
Transdutor de safira para medição da velocidade da interação gravitacional
(IFSP, 29/04/2016) Ramalho, William Cesar Santos; Frajuca, Carlos
Só recentemente foi possível comprovar, através de medições diretas, a existência das Ondas Gravitacionais previstas na Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, isso se deve ao fato dos sinais gravitacionais interagirem fracamente com a matéria, até que então o projeto LIGO com seus dois interferômetros de alta sensibilidade detectaram a onda gravitacional proveniente de uma fusão de buracos negros a 1,3 bilhões de anos luz. Diferente dos sinais gravitacionais, os sinais eletromagnéticos são muito bem conhecidos pela ciência, principalmente devido ao fato de se poder gera-los e detectá-los. Um dos objetivos a serem alcançados ao se detectar sinais gravitacionais, é a medida precisa da sua velocidade de propagação, para isso estão sendo desenvolvidos um “Gerador de Sinais Gravitacionais de Maré” e um “Detector de Sinais Gravitacionais de Maré” para serem utilizados em conjunto em um “Ensaio para se determinar a velocidade de propagação de Sinais Gravitacionais”. O desenvolvimento do sistema de detecção e transdução é o foco desse projeto de pesquisa onde uma peça de safira será utilizada para realizar a detecção e a transdução paramétrica do sinal gravitacional.

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