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UMA INTERFACE ROBÓTICA BASEADA EM LINGUAGEM NATURAL
Get PDFAs interfaces entre os seres humanos e as máquinas tornam-se mais amigáveis a cada dia. A evolução tecnológica destas interfaces tende para formas mais humanas de comunicação. Máaquinas com interfaces mais amigáveis têm o intuito de facilitar a sua utilização por usuários sem treinamentos técnicos específicos.O objetivo deste trabalho ´e a proposi¸c˜ao de uma interface entre seres humanos
e robˆos utilizando a linguagem natural escrita no idioma portuguˆes como protocolo
de comunica¸c˜ao. Neste contexto, enfatizou-se uma abordagem para a utiliza¸c˜ao de
t´ecnicas da Descoberta de Conhecimento em Textos baseada em Conceitos, cujo processo
visa extrair padr˜oes interessantes e n˜ao triviais ou conhecimento de documentos
textuais.
Apesar dos recentes avan¸cos e da diversidade de artigos e pesquisas na ´area,
aplica¸c˜oes das t´ecnicas de processamento de linguagem natural ainda se encontram
em est´agio incipiente de desenvolvimento. O m´etodo proposto neste trabalho tem
por objetivo interpretar o texto escrito e associar comandos de execu¸c˜ao de tarefas
a serem realizadas, caracter´ıstica que diferencia a t´ecnica apresentada das t´ecnicas
usuais. Exemplos reais de aplica¸c˜ao est˜ao ilustrados neste trabalho e um estudo de
caso ´e enfatizado com aplica¸c˜ao em uma interface rob´otic
Uso de wavelets para a melhoria de desempenho de simulações numéricas usando carregamentos de pistas na indústria automotiva
No full text93f.Wavelets são poderosas ferramentas matemáticas que, entre outras aplicações, visam melhorar a decomposição tempo-freqüência de sinais, avaliando-os em diferentes escalas, em uma abordagem multi-resolução que permite a analise dos diferentes aspectos da informação contida no respectivo sinal. Apesar de ser uma ferramenta relativamente nova, ela vem sendo aplicada em várias áreas do conhecimento humano, e é muito popular no processamento de sinais, particularmente na área compressão de sinais, tais como imagens, vídeo e áudio em computadores. A compressão de sinais está associada com a perda de informação, mas que pode ser aceitável para o usuário final. Com base em aplicações anteriores bem sucedidas e o compromisso com a qualidade dos resultados, este trabalho avalia a utilização da Transformada Wavelet Discreta (DWT), como uma técnica de compressão para reduzir a quantidade de dados coletados em sinais de carregamentos de pista (load history), que são utilizados por equipes de engenharia de durabilidade na indústria automotiva. Resultados preliminares mostram que com a utilização da DWT na compressão desses sinais, é possível reduzir o esforço computacional, tempo de processamento, espaço de armazenamento e tráfego de dados entre os computadores, melhorando o processo numérico computacional (CAE) de determinação de tensões, deformações e conseqüentemente da vida em relação a fadiga, ainda mantendo os parâmetros desejados de qualidade.Salvado
Aplicação de sensoreamento virtual data-driven para a predição da vazão de sistema de bombeio
Get PDFEste trabalho aborda a aplicação de sensoreamento virtual data-driven para a
predição da vazão de um sistema de bombeio. O objetivo principal é medir o erro da
predição da vazão e comparar o desempenho entre diferentes modelos de
aprendizado de máquina. A metodologia empregada envolveu o uso das bibliotecas
sklearn e Tensorflow em Python para a construção e análise de modelos, bem como
o tratamento dos dados. Os passos utilizados na metodologia foram: definição dos
regressores, definição dos modelos utilizados e preparação dos dados (normalização
e separação dos dados em treino e teste). Os modelos utilizados foram: regressão
linear, floresta aleatória, vetores de suporte e redes neurais. Os resultados revelaram
que a regressão linear apresentou os maiores erros, enquanto as redes neurais
tiveram o melhor resultado. Os resultados evidenciaram a flexibilidade e robustez das
redes neurais para tratamento de dados, em comparação com a simplicidade da
regressão linear
Uma proposta de integração dos diagnósticos de automação aplicada às plataformas de produção de petróleo
Get PDFO Diagnóstico Integrado de Automação é uma proposta de um sistema de informações úteis e confiáveis de diagnóstico, focado nos sistemas de automação industrial instalados nas plataformas de produção de petróleo. Foram utilizados conceitos de diagnóstico por camadas de automação e um projeto de padronização de tags de diagnóstico. O objetivo é que o resultado independa das tecnologias e fabricantes instalados. Para isso, foram construídos e implantados agentes nos sistemas embarcados nas plataformas de petróleo, juntamente com uma integração dos bancos de dados já existentes, possibilitando auxiliar no gerenciamento dos ativos. O trabalho proporcionou três resultados. Primeiro, favorece a construção de uma logística de atendimento da manutenção, em três malhas de atuação da automação industrial, chamadas de malha rápida, malha média e malha longa. Segundo, facilita as pesquisas e consultas dirigidas por especialização ou orientadas para ações de investigação, conhecimento e tratamento da falha. E terceiro, fornece índices de disponibilidade dos elementos por camada. No futuro espera-se como benefícios, uma maior eficiência e interação das ações de manutenção. Como consequência direta desse último, teríamos uma redução de perdas econômicas por paradas de planta e uma melhora na segurança do processo. Também se espera a construção de uma base integrada de conhecimento corporativo. Por último, favorecem a integração com novos projetos de inovação, pesquisa e desenvolviment
Controle preditivo aplicado a um modelo não linear de suspensão automotiva semiativa com amortecedor magneto-reológico
No full textEste trabalho tem como objetivo apresentar uma proposta para o controle de um sistema
de suspensão veicular semiativo utilizando um amortecedor magneto-reológico e um controlador baseado na técnica de controle preditivo baseado em modelo (MPC –
Model-Predictive Control). O princípio de funcionamento dos amortecedores magnetoreológicos é evidenciado e o modelo de Bouc-Wen modificado é utilizado no trabalho. O controlador MPC é projetado para produzir a força ideal a ser utilizada pelo amortecedor,
assegurando que a magnitude das forças calculadas pela lei de controle satisfaça às
restrições físicas de passividade do amortecedor. A tensão requerida para o amortecedor MR produzir a força de controle estimada pelo controlador MPC é calculada por um algoritmo de controle clipped-optimal. Um modelo matemático não linear de um quarto de
veículo com 2 graus de liberdade é utilizado e o desempenho do controle MPC proposto
para o sistema de suspensão semiativa é investigado através de simulações numéricas e
comparado com o desempenho do controlador LQR. Realiza-se a análise do desempenho
dos controladores considerando excitações de estrada com perfil rampa, lombada, buraco
e senoidal. Os resultados das simulações demonstram que o controle MPC proposto com
malha de controle interna reduz as oscilações na carroceria, mantendo os níveis de aceleração abaixo dos considerados desconfortáveis pela norma BS 6841 (1987), contribuindo para o conforto dos passageiros. Também contribui com o aumento da segurança do veículo e melhora sua dirigibilidade, reduzindo o deslocamento vertical do conjunto eixo e roda e o espaço de trabalho do amortecedor. Além disso, o MPC mostra-se mais eficiente, reduzindo o consumo de energia pelo amortecedor
Uma proposta de integração dos diagnósticos de automação aplicada às plataformas de produção de petróleo
Get PDFO Diagnóstico Integrado de Automação é uma proposta de um sistema de informações úteis e confiáveis de diagnóstico, focado nos sistemas de automação industrial instalados nas plataformas de produção de petróleo. Foram utilizados conceitos de diagnóstico por camadas de automação e um projeto de padronização de tags de diagnóstico. O objetivo é que o resultado independa das tecnologias e fabricantes instalados. Para isso, foram construídos e implantados agentes nos sistemas embarcados nas plataformas de petróleo, juntamente com uma integração dos bancos de dados já existentes, possibilitando auxiliar no gerenciamento dos ativos. O trabalho proporcionou três resultados. Primeiro, favorece a construção de uma logística de atendimento da manutenção, em três malhas de atuação da automação industrial, chamadas de malha rápida, malha média e malha longa. Segundo, facilita as pesquisas e consultas dirigidas por especialização ou orientadas para ações de investigação, conhecimento e tratamento da falha. E terceiro, fornece índices de disponibilidade dos elementos por camada. No futuro espera-se como benefícios, uma maior eficiência e interação das ações de manutenção. Como consequência direta desse último, teríamos uma redução de perdas econômicas por paradas de planta e uma melhora na segurança do processo. Também se espera a construção de uma base integrada de conhecimento corporativo. Por último, favorecem a integração com novos projetos de inovação, pesquisa e desenvolvimento.The Automation Integrated Diagnostics is a proposal for an information system of useful and reliable diagnosis, focused on industrial automation systems installed on offshore oil platforms. The concept of diagnosis per layer of automation was used and also a diagnosis tag standardization project. The goal is to be independent of technologies and manufacturers already installed. For this, agents were built and placed in embedded systems on offshore oil platforms, along with an integration of existing databases, providing aid in the management of assets. The work provided three results. Firstly, it favors the construction of a maintenance service logistics in three meshes of industrial automation performance, called quick mesh, medium mesh and long mesh network. Secondly, it facilitates research and consultations either by specialization, investigation oriented actions or knowledge and failure treatment. And at last, it provides availability levels of elements per layer. Future benefits like greater efficiency and interactions of the maintenance actions are expected. As a direct consequence of the latter, we would have a reduction of economic losses by plant shutdowns and an improvement in process safety. It is also expected to build an integrated base of corporate knowledge. Finally, it will enhance the integration with new projects of innovation, research and development.PETROBRAS/UO-BC/IPP/AU
Controle de um Sistema não Linear e Instável em Malha Aberta Mediante Controlador Adaptativo por Modelo de Referência
Get PDFPara modelar o problema, é usada a abordagem de Euler-Lagrange. A qual se aplicou a um kit experimental nomeado Ball-Balancer, de modo que pudera-se obter um conjunto de equações dinâmicas que representem, no espaço de estados, seu comportamento dinâmico completo. Algumas suposições foram feitas sobre a situação experimental para evitar assim uma excessiva complexidade e ter que lidar posteriormente com fortes não linearidades que tornarem ao modelo num caso de estúdio difícil de aplicar.
Um esquema de controle adaptativo direto é aplicado a um kit Ball-Balancer, usado como planta não linear. A estabilidade do sistema em malha fechada, e o seu desempenho no rastreamento são discutidos sob o enfoque de Lyapunov, também a obtenção de uma lei de controle adequada, assumindo parâmetros conhecidos, posteriormente, utilizando a mesma metodologia foi obtido um conjunto de equações de adaptação de parâmetros que procuram precisão no seguimento do sinal, em presença de não linearidades desconhecidas.
A aplicabilidade e funcionamento do algoritmo de controle desenvolvido é implementado por meio de simulação, utilizando Matlab e Simulink para executar o controlador não linear sob uma abordagem de Controle Adaptativo por Modelo de Referência (MRAC), obtendo alguns resultados satisfatórios, como a teoria prever
Controle servo visual de veículos aéreos multirrotores
Get PDFO uso de câmeras aumenta a flexibilidade dos robôs. A visão permite que sistemas robóticos móveis operem em locais de onde se tem pouco ou nenhum conhecimento prévio. Sua aplicação também pode aumentar a confiabilidade e precisão das tarefas robóticas. A realimentação de informações visuais para controlar ou estabilizar a postura de robôs, chamado de controle servo visual ou servovisão, é uma das técnicas de controle baseada em visão. Classifica-se a servovisão em dois grupos: baseada em imagem, que define o erro no espaço da imagem; baseada em posição, que usa informações visuais para fazer uma reconstrução 3D, com o erro definido no espaço Euclidiano. Este trabalho apresenta uma avaliação do desempenho do controle servo visual baseado em imagem aplicado a veículos aéreos multirrotores. A abordagem baseada em imagem elimina a necessidade de reconstrução tridimensional com alto custo computacional presente na técnica baseada em posição. Outra vantagem é a reduzida sensibilidade a erros de calibração da câmera e ruídos na imagem quando comparada à baseada em posição. A servovisão clássica usa apenas um controlador
proporcional constante. Tal abordagem clássica confere simplicidade ao sistema, porém tende a apresentar um elevado sinal de controle nos instantes iniciais do movimento,
quando o erro é relativamente grande. O objetivo fundamental do trabalho aqui descrito é analisar abordagens que melhorem o desempenho da servovisão clássica mantendo
sua complexidade relativamente baixa. Avaliaram-se duas alternativas: ganho variável e filtro fuzzy. Para comparar os três controladores (clássico, ganho variável e filtro fuzzy) realizaram-se experimentos simulados em dois cenários: primeiro, usando um sistema cinemático completamente atuado com seis graus de liberdade, para verificar a
influência do controlador isoladamente; depois, usando um modelo dinâmico de um
quadrirrotor para verificar o comportamento em situações próximas da aplicação real.
Tanto o ganho variável quanto o filtro fuzzy demonstraram ser capazes de solucionar,
ou amenizar, parte dos problemas do controlador clássico. Por fim, validaram-se os algoritmos em um veículo aéreo não tripulado de quatro rotores — o quadrirrotor.
Verificou-se que as duas abordagens avaliadas apresentaram menor esforço de controle
durante os instantes iniciais, enquanto o tempo de acomodação foi, também, menor.
O desempenho em regime apresentou menor oscilação da orientação do robô com o
ganho variável e ainda menor com o filtro fuzzy quando comparados à abordagem clássica, indicando que os dois controladores alternativos conseguem reduzir os efeitos
das propriedades dinâmicas do veículo
Linearização Exata por Realimentação de Estados Aplicada ao Controle de um Sistema de Levitação Magnética
Get PDFEsta dissertação trata do controle de um sistema não linear representado por um sistema de levitação magnética. O objetivo é controlar a posição de um disco magnético por meio da aplicação de uma corrente elétrica em uma bobina. O sistema físico utilizado neste trabalho foi fabricado pela ECP – Educational Control Product e está disponível no Laboratório de Controle da Escola Politécnica da UFBA, onde este trabalho foi desenvolvido. Este sistema foi utilizado para validação dos resultados obtidos por simulações computacionais, tanto para modelagem matemática quanto para a técnica de controle utilizada. O levitador magnético foi modelado matematicamente por meio de uma equação diferencial não linear de 2ª ordem, obtida a partir do estudo fenomenológico das leis físicas que regem o sistema, e relaciona o deslocamento do disco magnético em função da corrente aplicada à bobina. Para o projeto do sistema de controle foi utilizada a técnica de linearização exata por realimentação de estados. Esta técnica pode ser aplicada a uma classe de sistemas não lineares representados por equações de estados e que sejam controláveis e involutivos. A aplicação da técnica permite o cancelamento direto das não linearidades do sistema, por meio de uma transformação dos estados, tornando a dinâmica do sistema linear. Dessa forma, para o novo sistema linearizado, pode-se projetar um controlador linear. Nesta segunda parte, utilizou-se o método de alocação de pólos, que consiste na alocação de todos os pólos de malha fechada do sistema em posições desejadas de modo que a estabilidade do sistema seja garantida e critérios de projeto sejam atendidos. A técnica de linearização exata por realimentação de estados combinada com o método de alocação de pólos foram simulados no Matlab/Simulink e aplicados ao modelo teórico do sistema de levitação magnética. Em seguida, as técnicas foram aplicadas na planta do levitador magnético. Os resultados obtidos com a simulação foram validados comparando-os com os resultados da implementação das técnicas no sistema físico. Observou-se que a combinação das técnicas de linearização exata por realimentação de estados e alocação de pólos cumpriu seu papel ao controlar a posição do disco magnético em posições desejadas atendendo aos critérios de projeto
Mathematical Problems in Engineering
Get PDFp. 1-17This paper presents a study of linear control systems based on exact feedback linearization and approximate feedback linearization. As exact feedback linearization is applied, a linear controller can perform the control objectives. The approximate feedback linearization is required when a nonlinear system presents a noninvolutive property. It uses a Taylor series expansion in order to compute a nonlinear transformation of coordinates to satisfy the involutivity conditions
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