Defesas

Fevereiro/2017

Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Alana de Melo e Souza
Orientador Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC
Data 13/02/2016 (segunda-feira) 09h00

Sala PPGEAS I (Piso Superior)

Banca Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – Orientador  – DAS/UFSC;

Prof. Mário Lúcio Roloff, Dr. – IFSC;

Prof. Maurício Edgar Stivanello, Dr. – IFSC;

Prof. Jorge Henrique Busatto Casagrande, Dr. – IFSC.

Título Extração e Classificação dos Parâmetros do Corpo Humano para Análise e Reconhecimento da Marcha
Resumo: A análise da marcha humana é considerada como uma nova ferramenta biométrica pela capacidade de obter as métricas do corpo à distância. Os identificadores biométricos possuem propriedades que tecnologicamente podem medir e analisar as características do corpo humano, utilizados como forma de identificação e controle de acesso para segurança. O reconhecimento através da apropriada interpretação dos parâmetros da marcha é um problema importante para classificação de padrões. Este trabalho possui como finalidade desenvolver um sistema de processamento de imagens que seja capaz de extrair padrões do movimento para a análise da marcha e apresentar um diagnóstico comparativo entre diferentes tipos de redes neurais, para a aplicação de técnicas que possam determinar a qualidade e eficácia das estatísticas para a identificação humana. Para este objetivo, utilizou-se dados de voluntários a partir do aplicativo desenvolvido em C# com base na análise tridimensional feita pela câmera Kinect da Microsoft, onde é possível identificar o esqueleto humano e extrair automaticamente os parâmetros cinéticos e cinemáticos. Os resultados obtidos revelaram a viabilidade para o processo de extração dos parâmetros da marcha e do reconhecimento do corpo humano.

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Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Gustavo Artur de Andrade
Orientador Prof. Daniel Juan Pagano, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

22/02/2016  10h00   (quarta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Daniel Juan Pagano, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Julio Elias Normey-Rico,  Dr. – DAS/UFSC

Prof. Nestor Roqueiro, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Ruy Coimbra Charão, Dr. – MTM/UFSC

Prof. Ricardo Takahashi,  Dr. – MTM/UFMG

Prof. Luis Antonio Aguirre, Dr. – DELT/UFMG

Prof. Agustinho Plucenio, Dr. – DAS/UFSC (suplente)

 

Título

 

Control of Systems Modeled by Hyperbolic Partial Differential Equations
Resumo: Sistemas com parâmetros distribuídos representam uma vasta gama de processos quando mais de uma variável independente existe. Sob tais circunstâncias, as equações do sistema irão conter termos dependentes do tempo assim como gradientes espaciais e, portanto, é natural representá-los por equações diferenciais parciais. Exemplos podem ser encontrados em diversas áreas: desde processos químicos e térmicos, sistemas de produção e distribuição de energia, e problemas relacionados ao transporte de fluidos e ciência médica.

Esta tese trata dois tipos de problema:  estabilização de equações diferenciais parciais lineares hiperbólicas com variável de controle na condição de contorno e controle regulatório de sistemas descritos por equações diferenciais parciais quasi-lineares hiperbólicas com variável de controle no domínio. Com relação ao primeiro, estudaram-se duas metodologias de controle: (i) uma lei de controle estática que garante convergência do sistema para o ponto de equilíbrio desejado. A metodologia de controle utiliza uma função de Lyapunov para encontrar os valores dos parâmetros do controlador que garantem estabilidade exponencial em malha fechada. Resultados de simulação para o problema de supressão de golfadas em sistemas de produção de petróleo são apresentados para ilustrar a eficiência do método; (ii) uma lei de controle baseada nas ferramentas clássicas do domínio da frequência. Neste caso, aplicamos a transformada de Laplace na equação diferencial parcial para obter uma função de transferência irracional e então, ferramentas clássicas do domínio da frequência são usadas para projetar o controlador, de maneira similar aos sistemas de dimensão finita com função de transferência racional. Estes resultados foram aplicados experimentalmente no problema de controle de oscilações termoacústicas do tubo de Rijke, mostrando a efetividade do método. Para o segundo problema, utiliza-se o método das características combinado com a técnica de controle por modos deslizantes. O método das características é usado para transformar o sistema de equações diferenciais parciais em um conjunto de equações diferenciais ordinárias que descrevem o sistema original. O projeto de controle é então realizado a partir deste conjunto de equações diferenciais ordinárias através de resultados bem conhecidos da teoria de equações diferenciais ordinárias. Os resultados obtidos foram testados experimentalmente em dois sistemas de escala industrial: uma planta solar e um fotobiorreator tubular.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Flávio Gabriel Oliveira Barbosa
Orientador Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC
Data 24/02/2016 (sexta-feira) 09h00

Sala PPGEAS I (Piso Superior)

Banca Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – Orientador  – DAS/UFSC;

Prof. Maurício Edgar Stivanello, Dr. – IFSC;

Prof. Aldo Von Wangenheim, Dr. – INE/UFSC;

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC.

Título Sistema de Localização, Mapeamento e Registro 3D para Robótica Móvel baseado em Técnicas de Visão Computacional
Resumo: A introdução de sistemas de visão computacional em robôs móveis se traduz em um significativo aumento de suas habilidades sensoriais, o que implica em uma maior versatilidade e segurança nas operações do robô. Armazenar e manipular todas as imagens percebidas por um robô durante sua tarefa de localização e mapeamento visual é tipicamente intratável para cenários reais. A alternativa adotada por este trabalho é representar o ambiente de forma topológica, onde alguns quadros são selecionados, chamados keyframes, e representam locais visualmente distintos do ambiente. Assim, cada nó do mapa proposto corresponde a um quadro-chave, descrito por um conjunto de características locais obtidas pelos descritores SIFT, SURF, ORB, BRIEF e BRISK. A seleção destes descritores baseou-se nas avaliações anteriores encontradas na literatura e em uma série de testes que verificaram habilidades importantes no contexto proposto. Ao navegar em determinado ambiente, adquirir modelos 3D, que proporcionam uma compreensão muito mais abrangente do que mapas 2D, são de particular interesse para usuários remotos interessados no interior do ambiente que o robô percorre. O sistema proposto é baseado em registro de nuvens de pontos. Um Kinect acoplado ao robô captura imagens RGB e de profundidade, usadas para gerar nuvens de pontos que posteriormente são alinhadas na forma de registro, utilizando o alinhamento inicial SAC-IA com os descritores PFH e FPFH, e alinhadas através do algoritmo ICP. As métricas de avaliação demonstraram que os sistemas propostos são capazes de localizar o robô com precisão, encontrando a localização global ao longo de toda a trajetória, sendo capaz de resolver os problemas do robô sequestrado e do robô despertado. O algoritmo de alinhamento mostrou bons resultados quanto a capacidade de criar modelos compreensíveis, porém demanda um alto custo computacional. Desta forma, o presente trabalho propõe uma solução para que um robô acoplado com um Kinect percorra sua trajetória de forma autônoma, localizando-se e coletando nuvens de pontos que são usadas para criar um modelo 3D de seu ambiente de trabalho.

Março/2017

Defesa de Tese de Doutorado
Aluno André Francisco Caldeira
Orientador

Orientador

Coorientador

Prof. Daniel Ferreira Coutinho, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Christophe Prieur, Dr – GIPSA/Grenoble

Prof. Valter Juinor da Souza Leite, Dr. – CEFET/MG

Data

Local

10/03/2016  09h30   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Daniel Ferreira Coutinho, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Leonardo Antônio Borges Torres,  Dr. – UFMG

Profa. Sophie Tarbouriech, Dra. – LAAS/França

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Edson Roberto De Pieri, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC (suplente)

 

Título

 

Static and Dynamic Boundary Control of Coupled PDE-ODE Systems
Abstract: This work studies boundary control strategies for stability analysis and stabilization of first-order hyperbolic system coupled with nonlinear dynamic boundary conditions. The modeling of a flow inside a pipe (fluid transport phenomenon) with boundary control strategy applied in a physical experimental setup is considered as a case study to evaluate the proposed strategies. Firstly, in the context of finite dimension systems, classical control tools are applied to deal with first-order hyperbolic systems having boundary conditions given by the coupling of a heating column dynamical model and a ventilator static model. The tracking problem of this complex dynamics is addressed in a simple manner considering linear approximations, finite difference schemes and an integral action leading to an augmented discrete-time linear system with dimension depending on the step size of discretization in space. Hence, for the infinite dimensional counterpart, two strategies are proposed to address the boundary control problem of first-order hyperbolic systems coupled with nonlinear dynamic boundary conditions. The first one approximates the first-order hyperbolic system dynamics by a pure delay. Then, convex stability and stabilization conditions of uncertain input delayed nonlinear quadratic systems are proposed based on the LyapunovKrasovskii (L-K) stability theory which are formulated in terms of Linear Matrix Inequality (LMI) constraints with additional slack variables (introduced by the Finsler’s lemma). Thus, strictly Lyapunov functions are used to derive an LMI based approach for the robust regional boundary stability and stabilization of first-order hyperbolic systems with a boundary condition defined by means of a nonlinear quadratic dynamic system. The proposed stability and stabilization LMI conditions are evaluated considering several academic examples and also the flow inside a pipe case study.

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Luís Fernando Arcaro
Orientador Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

10/03/2016  14h30   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Luiz Cláudio Villar dos Santos, Dr. – PPGEAS/UFSC (orientador)

Prof. Sandro Rigo,  Dr. – IC/UNICAMP

Prof. Cesar Albenes Zeferino, Dr. – CTTMar/UNIVALI

 

Título

 

Time-Randomized Hardware Elements for Increasing the Applicability of Measurement-Based Probabilistic Timing Analysis
Abstract: Recently proposed Measurement-Based Probabilistic Timing Analysis (MBPTA) approaches employ Extreme Value Theory (EVT), a statistical framework that provides foundation to the probabilistic analysis of extreme events, for deriving bounds on Worst-Case Execution Times (WCETs) for tasks that compose critical Real-Time Systems (RTSs). Under conditions that guarantee its applicability requirements are met, EVT is claimed to allow deriving WCET bounds with associated exceedance probabilities which can be low enough even for certification purposes, based solely on measurements of the analyzed tasks’ execution times. To be analyzed through MBPTA, the execution times of a task must be modellable as a set of independent and identically distributed random variables, and their maximum values must present frequencies that fit the probability distributions expected by EVT (e.g. Gumbel, Fréchet or Weibull). Perfect fitting to these distributions is not likely to be obtained in practice due at least to (1) the lack of probabilistic behavior of the underlying hardware, which is typically observed in traditional platforms, and (2) the discreteness of the yielded execution time distributions due to hardware construction characteristics, e.g. if variability sources are coarse-grained, which is especially harmful for short code segments (e.g. basic blocks). The introduction of time-randomized hardware elements is capable of both (A) enabling processors to present true probabilistic timing behavior, by making latencies dependent mainly on (pseudo-)random events, and (B) reducing the granularity of the yielded execution times by inducing fine-grained jitter, potentially improving the fitting quality. In this work we expect to improve MBPTA applicability by proposing (A) an interleaved multi-threaded pipeline that randomly chooses the thread that owns the next instruction to be processed, (B) a mesh Network-on-Chip (NoC) that employs randomized routing and switching policies, and (C) other time-randomized hardware elements, such as a randomly pre-charged and refreshed Dynamic Random Access Memory (DRAM) controller and a randomly-forwarded bus bridge. Since traditional fitting evaluation tools (e.g. quantile plots) do not allow the quantitative comparison of time-randomized hardware platforms in relation to their adequacy to MBPTA, we also propose developing proper metrics to assess the achieved results. With that, we expect to develop a processor capable of increasing the chances of successfully applying MBPTA for deriving Probabilistic Worst-Case Execution Time (pWCET) estimates even for small code segments, thus making it an even more attractive solution for RTSs’ timing analysis in industry.

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Karila Palma Silva
Orientador Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

14/03/2016  14h30   (terça-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Adenilso da Silva Simão,  Dr. – ICMC/USP

Prof. Joni da Silva Fraga, Dr. – DAS/UFSC

 

Título

 

Estudo sobre Métodos para Teste de Tempo de Execução em Sistemas de Tempo Real
Resumo: Na medida em que o uso de sistemas computacionais prolifera em nossa sociedade, aplicações com requisitos de tempo real tornam-se cada vez mais comuns. Há necessidade da indústria de sistemas de tempo real fornecer sistemas mais eficazes, confiáveis e flexíveis, disponibilizando-os ao mercado o mais rápido possível. Isto resulta em aumento da complexidade do software, onde temos cada vez mais equipamentos com computadores controlando e tomando decisões que afetam o mundo físico e, consequentemente, empregando elementos complexos de hardware. Fornecer garantias de que os requisitos temporais são atendidos torna-se cada vez mais difícil, considerando que os sistemas de tempo real incluem equipamentos industriais com milhões de linhas de código e até mesmo controladores embutidos em utilidades domésticas baseados em Linux. Em um extremo temos os testes para sistemas críticos com técnicas de análise do Worst-Case Execution Time (WCET) rigorosa, para garantir o atendimento dos requisitos temporais, porém, com elevado custo e aplicabilidade limitada. E no outro extremo temos a abordagem de teste convencional de engenharia de software que é ad hoc, ou seja, a prática na indústria é realizar testes informais, sem utilização de metodologia, planejamento ou técnica de projeto de casos de teste. Testes convencionais são muitas vezes inapropriados, fornecendo apenas estimativas grosseiras sobre o cumprimento dos requisitos temporais. A tese a ser demonstrada é que é possível conceber métodos para teste de tempo de execução que são melhor estruturados do que os disponíveis hoje na literatura de engenharia de software, no sentido de fornecerem estimativas mais confiáveis para o WCET, e estabelecerem uma melhor relação entre o custo e a confiabilidade.

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Defesa de Tese de Doutorado
Aluna Rejane de Barros Araújo
Orientador Prof. Antonio Augusto Rodrigues Coelho, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

15/03/2016  08h30   (quarta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Antonio Augusto Rodrigues Coelho, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Walter Barra Junior,  Dr. – FEE/ITEC/UFPA

Prof. Takashi Yoneyama, Dr. – EEL/ITA

Prof. Henrique Simas, Dr. – EMC/UFSC

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC

 

Título

 

Controladores Preditivos Filtrados utilizando Otimização Multiobjetivo para garantir OffSet-Free e Robustez
Resumo: A tese tem como objetivo estudar e desenvolver controladores preditivos do tipo GMV (Generalized Minimum Variance) e GPC (Generalized Predictive Controller), ampliando assim a família de projetos e a aplicabilidade destes controladores para eliminar o offset (erro de regime permanente), rejeitar perturbações e assegurar rastreamento de referência e robustez. A proposta apresenta um novo formalismo matemático aos projetos dos controladores GMV e GPC, aplicado a sistemas monovariáveis e multivariáveis, empregando o modelo do processo e a função custo na forma posicional e inserindo um filtro de ponderação polinomial e integral na referência e saída do processo, alcançando projetos de controladores denominados Indirect Filtered Positional GMV (I-FPGMV) e Filtered Positional GPC (FPGPC). Para o projeto do controlador I-FPGMV, dois controladores adicionais são implementados, um utilizando-se a abordagem adaptativa (Direct FPGMV) e o outro hibridizado com a síntese do controlador PID. Para o FPGPC, é apresentada uma metodologia de projeto para processos multivariáveis e para a hibridização do FPGPC com o controlador PID e com uma estrutura IMC filtrada (Filtered Internal Model Control – F-IMC). Adicionalmente, em ambos os controladores, I-FPGMV e FPGPC, uma estrutura de malha de controle é sugerida para mitigar problemas de saturação no sinal de controle. Ademais, os controladores I-FPGMV e FPGPC são combinados com a técnica de controle repetitivo para tratar referências e/ou perturbações periódicas, fornecendo dois projetos alternativos de controladores denominados Repetitive I-FPGMV (RI-FPGMV) e Adaptive Repetitive FPGPC (AR-FPGPC). Em seguida, é proposto um projeto de controle para lidar com perturbações conhecidas ou desconhecidas e mensuráveis ou não mensuráveis, combinando o FPGPC, hibridizado com a estrutura F-IMC, e a ação de controle feedforward adaptativa, alcançando uma estrutura de malha de controle denominada Adaptive Feedback/Feedforward Filtered IMC (AFF-FIMC). Por fim, aspectos de robustez são incorporados nos polinômios de projetos dos controladores propostos, por meio de uma implementação que envolve as definições da função sensitividade e da integral do erro absoluto (Integrated Absolute Error – IAE), para a sintonia “ótima” dos parâmetros do filtro, utilizando otimização multiobjetivo baseado no algoritmo genético. Simulações numéricas e ensaios práticos são aplicados para avaliar os projetos dos controladores propostos.

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Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Eduardo Lenz Cesar
Orientador

Coorientador

Prof. Daniel Juan Pagano, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Marcelo Lobo Heldwein, Dr. – INEP/UFSC

Data

Local

17/03/2016  08h30   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Daniel Juan Pagano, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Humberto Pinheiro,  Dr. – CTLAB/UFSM

Prof. Seleme Isaac Seleme Júnior, Dr. – EEL/UFMG

Prof. Aguinaldo Silveira e Silva, Dr. – EEL/UFSC

Prof. André Luís Kirsten, Dr. – EEL/UFSC

Prof. Fábio Luis Baldissera, Dr. – DAS/UFSC

 

Título

 

Modelagem e Análise de Microrredes de Distribuição de Energia Elétrica
Resumo: Uma das tendências dentro da eletrônica de potência atualmente é a aplicação de conversores de energia para a operação em microrredes, o que na essência é eletrônica de potência aplicada à sistemas de distribuição de energia elétrica. Como as microrredes podem ser CC, CA, ou até mesmo redes híbridas, são sistemas complexos que possuem diversas interações entre fontes e fontes-cargas. O propósito deste trabalho é analisar a estabilidade de pequenas microrredes CC e CA. Um dos maiores problemas que existem em microrredes é o compartilhamento de cargas, na qual várias fontes de tensão operam em paralelo alimentando um conjunto de cargas. O controle por droop é a técnica mais popular para lidar com este problema, mas possui o contraponto de introduzir não linearidades no sistema. Por conta disso, este trabalho propõe o uso de ferramentas matemáticas como a teoria de bifurcações para compreender o comportamento dinâmico de microrredes. Este procedimento permite um entendimento mais amplo quando comparado com técnicas tradicionais baseadas em modelos linearizados, além de fornecer mais informações que permitem otimizar o funcionamento do sistema garantindo a sua estabilidade. Uma parte significativa deste trabalho possui uma natureza teórica, com exceção de um caso de estudo envolvendo o paralelismo de conversores CC-CA, em que resultados experimentais são apresentados.

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Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Luciano Barreto
Orientador

Coorientador

Prof. Joni da Silva Fraga, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Frank Augusto Siqueira, Dr. – INE/UFSC

Data

Local

29/03/2016  09h00   (quarta-feira)

Sala PPGEAS II (piso inferior)

Prof. Joni da Silva Fraga, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Leandro Buss Becker,  Dr. – DAS/UFSC

Prof. Carlos André Guimarães Ferraz, Dr. – CIN/UFPE

Prof. Mario Dantas, Dr. – INE/UFSC

Prof. Rafael Obelheiro, Dr. – UDESC

Prof. Altair Olivo Santin, Dr. – PUC/PR

 

Título

 

Controle de Autenticação Tolerantes e Intrusões em Federações de Clouds
Resumo: Federações de clouds tem sido um tópico de muitos estudos atualmente na área de Sistemas Distribuídos. A associação de provedores de clouds para formação de federações pode ser movidas pela necessidade de pequenos provedores se unirem no sentido de competirem em mercado agressivo. O objetivo principal desta tese sempre foi o estudo dos controles segurança em federações de clouds. A autenticação por ser peça fundamental na implantação de políticas de segurança acabou sendo o foco principal de nossos esforços. Em se tratando dos controles de autenticação, um ponto que quase sempre permanece em aberto nas formações destas federações é o gerenciamento de seus usuários. Neste sentido desenvolvemos uma proposta de federação de clouds cujas autenticações de seus usuários são baseadas no uso de provedores de identidades. Por se tornar ator principal na aplicação de políticas nestas federações, usamos técnicas que agregassem segurança e tolerância a intrusões a estes provedores de identidades. E, neste sentido, exploramos o uso da virtualização para permitir a proteção de entidades importantes para a segurança destes IdPs. Estes trabalhos preliminares de autenticação foram incorporados ao projeto SecFuNet e adotaram características definidas pelos parceiros de projeto, entre estas, o uso de processadores seguros. Posteriormente, diante de limitações de flexibilidade impostas pelo hardware especializado usado no projeto SecFuNet, outra abordagem envolvendo o armazenamento de informações de usuários em seus IdPs foi desenvolvida. Nesta segunda abordagem, a própria federação de clouds através de recursos de memorização foi utilizada como base para o armazenamento de credenciais e atributos de usuários.  Protocolos de disseminação baseados em técnicas de compartilhamento de segredo foram introduzidos no modelo, de forma que o armazenamento das informações de usuários se mantivessem seguras mesmo em casos de intrusões tanto nos IdPs como em parte dos provedores de cloud da federação. A evolução de nossos trabalhos envolveu protótipos, os quais foram submetidos a vários experimentos de testes a fim de verificar sua viabilidade prática de nossas propostas.

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Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Maicon Rafael Zatelli
Orientador

Coorientador

Prof. Jomi Fred Hübner, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Alessandro Ricci, Dr. – INF/Bologna

Data

Local

31/03/2016  08h00   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Jomi Fred Hübner, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Rafael Heitor Bordini,  Dr. – PUC/RS

Profa. Ingrid Nunes, Dra. – INF/UFRGS

Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC

Profa. Jerusa Marchi, Dra. – INE/UFSC

Profa. Anarosa Alves Franco Brandão, Dra. – PCS/USP (suplente)

 

Título

 

Exploiting Parallelism in the Agent Paradigm
Resumo: Muitas aplicações de Sistemas Multiagentes (SMA) requerem que os agentes reajam prontamente sobre as mudanças no ambiente, respondam mensagens rapidamente, e processem outras atividades de alto custo, e todas ao mesmo tempo. O modelo de concorrência adotado no SMA assim como a implementação da plataforma de execução de SMA tem um impacto direto nessas questões. Enquanto a maioria das pesquisas em SMA focam em questões abstratas de alto nível (por exemplo, compromissos), questões de baixo nível, relacionadas ao desenvolvimento de plataformas de execução, ainda precisam de uma investigação mais profunda e avanços. Como uma consequência, as plataformas atuais de execução faltam com desempenho, escalabilidade ou reatividade em certos cenários onde elas não são capazes de obter propriamente os benefícios da concorrência. Nesta tese, demos um passo em direção a uma plataforma mais flexível para explorar paralelismo em SMA e melhorar o uso dos recursos paralelos de um computador. Analizamos diferentes aspectos que podem ser considerados para melhor tirar vantagem de computadores multi-core e hardwares paralelos relacionados. A análise resultou em direções para enriquecer plataformas de execução de SMA que melhor suportam concorrência. Um modelo e uma arquitetura concorrentes de SMA e agentes são propostos, onde detalhamos como várias funcionalidades de concorrência inspiradas na análise podem ser combinadas. Para implementar e avaliar a proposta, nós estendemos uma plataforma de execução de SMA concreta com um conjunto mais rico de funcionalidades concorrentes. A avaliação é feita por meio de experimentos, que consistem no desenvolvimento de aplicações que cobrem cenários chaves para investigar os benefícios e inconvenientes das diferentes configurações para executar o SMA. Os resultados dos experimentos reforçam a importância do desenvolvimento de plataformas de execução de SMA que permitam um desenvolvedor configurar um SMA para melhor explorar concorrência de acordo com os requisitos, demandas e características intrínsecas de cada aplicação.

Abril/2017

Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Fernando de Lucca Siqueira
Orientador

Coorientadora

Prof. Edson Roberto De Pieri, Dr. – DAS/UFSC

Profa. Vânia Bogorny, Dra. – INF/Bologna

Data

Local

03/04/2017  14h00   (segunda-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Edson Roberto De Pieri Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. João Maurício Rosário,  Dr. – DPFM/UNICAMP

Prof. André Bittencourt Leal, Dr. – UDESC

Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Renato Fileto, Dr. – INE/UFSC

Prof. Ricardo Alexandre Reinaldo de Moraes, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Leandro Buss Becker, Dr. – DAS/UFSC (suplente)

 

Título

 

Incorporando Elementos de Contexto na Navegação Inteligente de Robôs Móveis usando Trajetórias Semânticas, Árvore de Comportamento e Mapa Semântico
Resumo: O desenvolvimento e popularização de novas tecnologias resultaram em uma produção em massa de informações por diversos dispositivos. Aplicar estas informações em sistemas computadorizados permite dar sentido e uso para estes dados, construindo um arcabouço de informações úteis para o funcionamento de diversos dispositivos. Uma área que pode se beneficiar de tais informações é a robótica móvel. Um robô móvel deve navegar em um ambiente a partir de informações de sensores que permitem ao robô entender e visualizar o ambiente ao seu redor. Para um robô se comportar de maneira similar a um ser humano, é preciso que ele saiba compreender e estruturar tais informações. Esta tese estuda a aplicação de informações de contexto em aplicação de robôs móveis, resultando em uma navegação inteligente baseada em contexto. A aplicação destas informações dá-se através do uso de trajetórias semânticas, árvore de comportamento e mapa semântico. Todas as informações são armazenadas para o refinamento do comportamento do robô através de análise do histórico de execução. Além disto, a tese explora a problemática da recarga autônoma de robôs móveis utilizando lógica fuzzy e informações de contexto. Experimentos e resultados de simulação considerando diferentes tarefas típicas de robótica ilustram a aplicabilidade dos métodos propostos.

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Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Gustavo Sobral Toscano
Orientador

Coorientador

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Henrique Simas, Dr. – EMC/UFSC

Data

Local

05/04/2016  14h00   (quarta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Glauco Augusto de Paula Caurin,  Dr. – EESC/USP

Prof. Anibal Alexandre Campos Bonilha, Dr. – CCT/UDESC

Prof. Daniel Martins, Dr. – EMC/UFSC

Prof. Edson Roberto De Pieri, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Lucas Weihmann, Dr. – CEM/UFSC

Prof. Tarcísio Antônio Hess Coelho, Dr. – POLI/USP (suplente)

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC (suplente)

 

Título

 

Development of a New Kinetostatic Modelo for Humanoid Robots using Screw Theory
Abstract: The research and development in humanoid robots (HRs) have been increasing in the world due to motion versatility and the high degree of spatial and environmental adaptability of the human body. Likewise, the profitable product that such robot may become when inserted into human social environments. By resembling human kinematics, such robotic systems are composed of one mobile rigid base link, from which depart four independent and serial kinematic chains that mimic the human limbs. Although HRs are capable to perform a great set of human-like motion, such mimicry generates complex robotic systems. Nevertheless, due to the many ways by means HRs may interact with the environment and with themselves, and also given a multi-limb kinematic chain detached from any inertial reference frame, such robots can be represented by different mechanisms. So that, each mechanism is defined by different kinematic and static scenarios. The structure-varying kinematic chains, multiples contacts with the environment, arbitrarily formation of passive couplings, mobile and multi-limb kinematic structures may also become issues that increase the complexities of both the kinematic and the static models, depending on how there are approached. This thesis proposed a new kinetostatic model for humanoid robots. Such model is a combination of both the kinematic and the static models that, given the proposed approached, the features structure-varying kinematic chains, multiples contacts with the environment, arbitrarily formation of passive couplings, mobile and multi-limb kinematic structures cease to be issues. Such insight is based on the marionette doll approach, so that both the kinematic and the static models become to be characterized, individually, by single parallel kinematic chain mechanisms, whose structure do not vary. The proposal was provided by the straightforward relation between the strings of marionette doll mechanisms and the virtual chains, combined with the screw theory and Davies’ method. By the use of the kinetostatic model for HRs proposed in the thesis, any kinematic and static scenarios can be defined and analyzed.

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Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Thiago Lima Silva
Orientador

Coorientador

Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Bjarne Anton Foss, Dr. – NTNU

Data

Local

19/04/2016  08h00   (quarta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Denis José Schiozer,  Dr. – UNICAMP

Prof. Regis Kruel Romeu, Dr. – Petrobrás

Prof. Erlon Cristian Finardi, Dr. – EEL/UFSC

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Juliano de Bem Francisco, Dr. – MTM/UFSC

Prof. Fábio Luis Baldissera, Dr. – DAS/UFSC

 

Título

 

Contributions to Modeling and Optimization of Oil Production Systems
Abstract: The traditional approach for the operation of an oil platform has been to make decisions based on sensitivity analysis using simulation software and heuristics. However, this strategy can be rather time-consuming and does not necessarily ensure an optimal production policy. Instead, oil companies are investing towards the development of optimal strategies in order to improve economic margins. An alternative that is gaining acceptance in the industry is model-based optimization, which may be seen as the integration of mathematical models with algorithms into effective optimization tools. This dissertation proposes models and optimization tools for production optimization of oil fields in the short-term and medium-term.

In the short-term, the contributions are a comprehensive study of multidimensional piecewise-linear models for daily production optimization and the modeling of flow splitting in subsea gathering networks. Because much of the literature was scattered, the first contribution consists of a common framework with the existing multidimensional piecewise-linear models for nonlinear function approximations appearing in oil production processes. Such models allow to transform the nonlinear production optimization problem into a mixed-integer linear program, for which off-the-shelf solvers can obtain optimal solutions. Computational and simulation analyses are performed to evaluate the efficiency and approximation quality of these models for a realistic oil field built in a commercial multiphase flow simulator. The second contribution consists of a model for flow splitting in subsea gathering networks. Despite being a common practice in offshore operations, where the wells can be connected to processing facilities by multiple routes, previous optimization models assumed single routes. An automatic routing model which decides upon single or multiple routing was developed and validated against simulation software. The model was further employed in the optimization of a synthetic oil field, where the optimal strategies with flow splitting yielded higher production rates than single-routed ones.

In the medium-term, the contribution is a methodology to handle network output constraints in reservoir management problems, particularly in water-flooding processes. Since full-field implicit simulations are prohibitively costly, reservoir management policies are typically developed with standalone reservoir models, while the constraints regarding the network are limited or fully disregarded. We propose to optimize the integrated problem with a multiple shooting formulation, which is a control method suitable for problems with numerous output constraints. The methodology is employed in the optimization of a two-phase black-oil reservoir producing to a gathering network with nonlinear constraints regarding the operation of electrical submersible pumps.  The method’s capability to handle network constraints is assesed by constrasting its results against conventional approaches which neglected the gathering network system. These contributions, seen from the integrated operations perspective, may support production and reservoir engineers in decision making processes of real-world fields.

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Roger Daniel Francisco Ferreira
Orientador Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

26/04/2016  09h00   (quarta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. Mário Dantas,  Dr. – INE/UFSC

Prof. Marcos Fonseca Mendes, Dr. – Itaipu Binacional

 

Título

 

Estudo sobre a Viabilidade de Implementar Aplicações de Proteção, Automação e Controle seguindo a Norma IEC 61850 em Ambiente Virtualizado com respeito aos Requisitos Temporais
Resumo: A ideia de usar Virtualização e Nuvem como infraestrutura subjacente de sistemas de automação elétrica no contexto de Internet das Coisas já foi apresentada na literatura. Esta qualificação apresenta os resultados iniciais relativos à implementação e avaliação do desempenho fim-a-fim da arquitetura distribuída e virtualizada proposta a partir da camada do middleware de comunicação DDS, executando-se as aplicações de benchmark dos testes de desempenho da implementação OpenDDS. O ambiente de experimentação distribuído e virtualizado usado considera dois hosts físicos comuns conectados por uma rede simples. A camada de virtualização é realizada com KVM como hosted hypervisor com Linux Ubuntu e TinyCore como Guest-OS. Um conjunto de cenários de teste combinando comunicações hosthost, host-VM e VM-VM é definido. Cada teste consiste na publicação de cerca de 11 mil mensagens de 250 bytes para cada um dos diferentes protocolos de transporte suportados pelo OpenDDS. O tempo de roundtrip é medido para cada mensagem ou amostra, derivando-se a respectiva latência e jitter. Os resultados obtidos são apresentados em formato tabular e gráfico. Estes resultados preliminares mostram que aplicação de tempo real leve com deadlines de até 1 ms poderiam executar no ambiente virtualizado proposto. O trabalho mostra que é razoável supor o potencial de executar aplicações de automação em um ambiente virtualizado e distribuído. A contribuição desse estudo é fornecer informações, baseadas na arquitetura de referência proposta e respectiva caracterização temporal, para engenheiros responsáveis pelo design de soluções de automação começarem a considerar e avaliar o uso de arquiteturas e tecnologias modernas de computação, particularmente de virtualização e middleware de comunicação, em novos projetos de engenharia.

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Diego Benites Paradeda
Orientador Prof. Werner Kraus Junior, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

28/04/2017  14h00   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. Amir Mattar Valente,  Dr. – ECV/UFSC

Profa. Helena Beatriz Bettella Cybis, Dra. – PPGEC/UFRGS

 

Título

 

Modelo de Quatro Etapas: Método de Atualização de um Modelo Existente baseado em Novas Fontes de Dados
Resumo: O Modelo de Quatro Etapas (MQE) é a técnica mais usada para modelagem de sistemas de transportes. A construção do modelo parte da premissa de que o fenômeno das viagens em redes viárias pode ser explicado por (i) fatores que geram desejos de deslocamentos para participação em atividades, (ii) padrões repetitivos de distribuição espacial e temporal desses deslocamentos no território, (iii) escolha consciente do modo de transporte para realização das viagens e (iv) alocação das viagens nas infraestruturas de oferta de serviço de transporte. Para uma boa representação dos sistemas de mobilidade urbana, recomenda-se a elaboração de um novo MQE a cada dez anos, com atualização depois de cinco anos. Realizar todas as etapas para se ter um MQE consistente exige recursos consideráveis de pessoal e de tempo. Por exemplo, a etapa de distribuição inclui, tipicamente, entrevistas domiciliares com amostras de 0,5% a 1% dos domicílios da região em estudo; no caso de regiões metropolitanas, este número pode ser da ordem de dezenas de milhares de entrevistas in loco. Para baratear o processo de desenvolvimento de um MQE, reduzindo os períodos de obtenção e atualização dos modelos, dispõem-se atualmente de fontes de dados ricos de significado sobre as viagens urbanas. Assim, computadores pessoais móveis (“smartphones”) podem executar aplicativos de rastreamento das viagens (p. ex., Waze, Moovit, Uber, EasyTaxi); telefones celulares fornecem dados de localização vinculados às estações-base ativadas por onde passam; contadores automáticos de tráfego podem fornecer dados de fluxo em tempo real e agregados por períodos quaisquer; etc. Com base nesta constatação, o objetivo desta tese é formalizar método de atualização de MQE existente com base na incorporação de dados recentes obtidos de fontes disponíveis. Questões importantes a serem respondidas neste trabalho são, dentre outras, quais dados podem ser usados em um modelo; como incorporar novos dados referentes a uma certa etapa mantendo a consistência com todas as etapas do modelo; e quais dados auxiliares são necessários para complementar uma certa fonte de dados. O método de estudo inclui o caso concreto do MQE obtido pelo projeto PLAMUS, que realizou o levantamento das condições de mobilidade na região metropolitana da Grande Florianópolis, em Santa Catarina.

Maio/2017

Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Guilherme Américo Rosa
Orientador Prof. Antonio Augusto Rodrigues Coelho, Dr. – DAS/UFSC
Data 02/05/2017 (terça-feira) 13h00

Sala PPGEAS II (Piso Inferior)

Banca Prof. Antonio Augusto Rodrigues Coelho, Dr. – Orientador  – DAS/UFSC;

Prof. Celso José Munaro, Dr. – EEL/UFES;

Prof. Henrique Simas, Dr. – EMC/UFSC;

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC.

Título Avaliação do Desempenho e Sintonia do Controlador por Modos Deslizantes baseado na Síntese da Variância Mínima: Projetos e Simulações
Resumo: Este trabalho aborda o projeto do controle de estrutura variável (\textit{Variable Structure Control}-VSC) com um horizonte estendido (\textit{Long-Range Predictive Control}) baseado no controlador de variância mínima generalizada (\textit{Generalized Minimum Variance}-GMV). O projeto do controle por modos deslizantes (\textit{Sliding Mode Control}-SMC) é utilizado para se obter uma lei de controle não linear que possui um termo chaveado e uma ponderação na ação do controle, com o intuito de melhorar a dinâmica de processos monovariáveis não lineares, garantindo seguimento de referência e rejeição de perturbação. Inicialmente é abordado o projeto clássico do SMC baseado no GMV (SMC-GMV). Em seguida, visando controlar diferentes processos, é apresentada duas extensões para o SMC-GMV: uma para a saída (variável) auxiliar ponderada e outra para a superfície de deslizamento. Na sequência, é mostrada a proposta do SMC baseado no LRPC (SMC-LRPC), ou seja, uma superfície com horizonte estendido, com o intuito de alcançar uma lei de controle sem utilizar identidades polinomiais. Levando em consideração as complexidades presentes em processos industriais como saturação na magnitude do sinal de controle e perturbações periódicas, foram abordadas técnicas para tratar esses fenômenos. Os controladores são sintonizados heuristicamente para garantir estabilidade e desempenho desejado em relação ao sistema de malha fechada. Simulações experimentais e numéricas em processos monovariáveis não lineares comprovam a eficiência dos controladores propostos. Índices de desempenho são utilizados para validar a eficácia dos controladores propostos.

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Bruno Silva Marció
Orientador Prof. Rodolfo Cesar Costa Flesch, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

05/05/2017  14h00   (sexta-feira)

LABMETRO (CERTI)

Prof. Nestor Roqueiro, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. Antonio Adilton Oliveira Carneiro,  Dr. – USP

Prof. Júlio Apolinário Cordioli, Dr. – EMC/UFSC

Título

 

Avaliação Qualitativa e Quantitativa da Integridade de Dutos por meio de Técnicas de Ultrassom Pulso-Eco e de Vibroacustografia
Resumo: A garantia da integridade estrutural na indústria de petróleo e gás apresenta-se como um passo fundamental para assegurar a confiabilidade operacional, o que permite a redução do número de acidentes e o aumento da produtividade das plantas. Para alcançar esse objetivo, métodos de ensaios não destrutivos (END) são amplamente utilizados no respectivo segmento industrial, pois fornecem um meio de identificar descontinuidades durante a inspeção de um equipamento. No caso específico de dutos, cuja principal função é transportar e distribuir petróleo e seus derivados, a avaliação de integridade de sua superfície interna é normalmente realizada por meio do método de END por ultrassom baseado na técnica pulso-eco. Entretanto, o desempenho da referida técnica pode ser prejudicado quando a superfície do objeto avaliado possui irregularidades, como em casos de dutos com corrosão. Em razão disso, as ondas de ultrassom emitidas pelo transdutor não incidirão perpendicularmente à superfície, reduzindo a probabilidade de as ondas refletidas alcançarem o transdutor ou fazendo com que alcancem o transdutor após reflexões, o que ocasiona erros de medição. Dessa forma, a detecção de possíveis descontinuidades pode ser comprometida, visto que a formação da imagem na técnica pulso-eco é baseada no tempo de propagação de ondas refletidas para o transdutor. Frente a esse cenário, observa-se uma oportunidade para o estudo de técnicas de ultrassom que buscam aprimorar a avaliação de integridade de dutos, com o intuito de superar as limitações da técnica pulso-eco. Com base em trabalhos publicados na literatura científica, verifica-se que o emprego da técnica de ultrassom de vibroacustografia se mostra promissor, pois, ao contrário da técnica pulso-eco, possui baixa sensibilidade ao ângulo de incidência da onda de ultrassom emitida em direção à superfície do corpo de prova, além de demonstrar um grande potencial para ser utilizada como uma ferramenta de ensaios não destrutivos. Dentro desse contexto, é proposto como trabalho de doutorado, analisar as técnicas de ultrassom pulso-eco e de vibroacustografia, comparando seus respectivos desempenhos no que concerne à avaliação de integridade de dutos utilizados na indústria de petróleo e gás. Com esse propósito, será verificada a capacidade das referidas técnicas de ultrassom através de avaliações qualitativas e quantitativas de descontinuidades com características geométricas bem definidas, as quais foram usinadas na superfície interna de um corpo de prova.

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Rodrigo Szpak
Orientador

Coorientador

Prof. Max Hering de Queiroz, Dr. – DAS/UFSC

Prof. José Eduardo Ribeiro Cury, Dr. – DAS/UFSC

Data

Local

05/05/2017  14h00   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. Marcos Vicente de Brito Moreira,  Dr. – COOPE/UFRJ

Prof. André Bittencourt Leal, Dr. – CCT/UDESC

Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – DAS/UFSC

 

Título

 

Método de Implementação do Controle Supervisório Modular Local Temporizado em Controladores Lógicos Programáveis
Resumo: Controladores lógicos programáveis (CLPs) são os principais dispositivos utilizados para o controle dos sistemas automatizados na indústria de manufatura. Portanto, a solução de um problema de automação em sistemas de manufatura passa pela obtenção de uma lógica de controle a ser implementada em CLPs. Modelos temporizados permitem resolver problemas mais complexos, porém ao custo de que os modelos gerados também sejam mais complexos. O projeto de uma lógica de controle para modelos temporizados é uma tarefa complexa que justifica o uso de métodos formais como a Teoria de Controle Supervisório Temporizada (TCST).  O principal objetivo desta proposta de Tese é apresentar um método que permita a implementação do controle de sistemas a eventos discretos temporizados (SEDTs) em CLPs. O controle é obtido pela aplicação da abordagem modular local temporizada, estendida através do Controle Modular Local (CML) para explorar arquiteturas de SEDTs compostos. O método de implementação deve permitir a conversão do modelo que descreve o comportamento em malha aberta do sistema e dos supervisores no programa de um CLP e o programa resultante estar de acordo com a norma internacional IEC 61131-3. Na literatura discutem-se diversos problemas que podem ocorrer na implementação obtida por meio da TCS. Com a arquitetura proposta pretende-se considerar tais problemas e analisar outros que possam ocorrer ao incluir o tempo no comportamento de SEDs.  Apresenta-se inicialmente um problema real de controle que será utilizado como exemplo para a aplicação dos conceitos e metodologias apresentadas. Primeiramente, realiza-se a explanação sobre a implementação do sistema não temporizado para o qual foi utilizada uma metodologia proposta pelo grupo de pesquisa de Automação e Sistemas da UFSC. A seguir apresenta-se a solução do problema real para a proposta de implementação do controle supervisório modular local temporizado. Apresenta-se ainda um estudo sobre a implementação em CLPs do escalonamento de tarefas por intermédio do CML temporizado.

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Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Cleison Daniel Silva
Orientador

Coorientador

Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Jefferson Luiz Brum Marques, Dr. – IBE/UFSC

Data

Local

09/05/2016  14h00   (terça-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Carlos Julio Tierra Criollo,  Dr. – PEB/UFRJ

Prof. Sidney Nascimento Junior Givigi, Dr. – DECE/RMC

Prof. Antonio Pereira Junior, Dr. – IC/UFRN

Prof. Marcio Holsbach Costa, Dr. – DEEEL/UFSC

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC

 

Título

 

Processamento de Sinais de EEG para Classificação de Tarefas Motoras em Sistemas de Interface Cérebro-Máquina
Resumo: Nesta tese, é proposta uma nova abordagem para o processamento do sinal de eletroencefalograma (EEG) aplicado à interface cérebro-máquina (ICM) baseado em imagética motora (IM). A nova abordagem consiste em introduzir graus de liberdade aos classificadores baseados em Padrões Espaciais Comuns (CSP – Common Spatial Pattern) mais Análise Discriminante Linear (LDA – Linear Discriminant Analysis) e um classificador baseado na distância de Riemann. Os graus de liberdade correspondem a uma transformação para os sinais que é expressa como uma parametrização das matrizes de correlação. Esses parâmetros são determinados resolvendo um problema de otimização convexa com restrições de Desigualdades Matriciais Lineares (LMI – Linear Matrix Inequalities). Estes problemas são formulados para destacar propriedades que melhoram a discriminação de sinais de diferentes classes. A fim de reduzir a demanda computacional dos problemas de otimização, uma representação compacta dos sinais EEG é usada para expressar a parametrização da matriz de correlação e reduzir a dimensão do problema. O conteúdo espectral dos sinais é explicitamente encontrado nos coeficientes da representação compacta que são obtidos eficientemente projetando os sinais numa base sinusoidal definida em uma faixa de freqüências de interesse. Esta propriedade permite emular a estratégia de filtro de passa-banda a partir dos coeficientes da nova representação. Os resultados, em termos de precisão de classificação, foram ilustrados através de um conjunto de dados de sinal EEG registrado durante a execução de tarefas cognitivas de imagética motora. Estes conjuntos de dados estão disponíveis online gratuitamente e foram gerados por duas competições internacionais, promovidos para testar e validar algoritmos aplicados a sistemas ICM. Embora os resultados obtidos possam ser melhorados, a introdução e ajuste dos novos graus de liberdade propostos nesta tese provaram ser uma alternativa

viável para obter melhores taxas de acurácia na classificação do sinal quando comparados com os métodos convencionais, via Riemann e via CSP -LDA, especialmente quando os métodos clássicos oferecem resultados ruins. Outro aspecto interessante é que a representação compacta permite reduzir drasticamente o custo computacional de métodos baseados em CSP e filtros de frequência sub-banda sem comprometer o desempenho da ICM.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Lucian Ribeiro da Silva
Orientador

Coorientador

Prof. Rodolfo Cesar Costa Flesch, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Julio Elias Normey-Rico, Dr. – DAS/UFSC

Data 10/05/2017 (quarta-feira) 14h00

Sala PPGEAS I (Piso Superior)

Banca Prof. Julio Elias Normey-Rico, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Daniel Martins Lima, Dr. – UFSC/Blumenau;

Prof. Aguinaldo Silveira e Silva, Dr. – LABSPOT/UFSC;

Prof. Paulo Renato da Costa Mendes, Dr. – DAS/UFSC (suplente)

Título Estudos de Técnicas de Sintonia de um Preditor de Smith Filtrado com Base no Controlador Preditivo Generalizado
Resumo: Este trabalho apresenta diferentes estruturas de um compensador de atraso de transporte, denominado preditor de Smith filtrado, com base no controlador preditivo generalizado, em conjunto de técnicas para evitar o windup do controlador, causado, na maioria das vezes, pela saturação do atuador. Essa proposta tem como objetivo tratar restrições de amplitude de sinal de controle e obter um desempenho subótimo, sem a necessidade de um processo de otimização para tratar a não linearidade imposta pela restrição, como tipicamente ocorre no controlador preditivo generalizado. Foram realizadas simulações de processos abordados na literatura e o desempenho da técnica proposta foi comparado ao desempenho do controlador preditivo generalizado. Também foi realizado um estudo de caso experimental em uma bancada de ensaios que permitiu comparar os resultados da sintonia proposta e do controlador preditivo generalizado para o controle de temperatura da água de uma ducha eletrônica.  Tanto os resultados de simulação quanto os experimentais demonstram que no caso de restrições de saturação da amplitude de controle a técnica proposta é capaz de alcançar desempenho de controle muito próximo do ótimo com um esforço computacional muitas ordens de grandeza menor que o demandado pelo controle preditivo generalizado.

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Leonardo Salsano de Assis
Orientado Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

19/05/2017  14h30   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Jomi Fred Hübner, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. Guilherme Ernani Vieira,  Dr. – EPS/UFSC

Prof. Roger Rocha, Dr. – Petrobras

Prof. Werner Kraus Junior, Dr. – DAS/UFSC (suplente)

 

Título

 

Operational Management of Crude Oil Supply: Models and Algoritms
Abstract: An important problem faced by oil companies is the supply of crude oil from platforms to refineries, namely the crude oil supply planning problem. This problem is usually found in vertically integrated oil companies, which control production, transportation, storage and refining.

In offshore platforms, crude oil is produced and then transferred to onshore crude oil terminals by sub-sea pipelines or shuttle tankers. After being delivered at the terminals, the crudes are sent to refineries and will be processed in crude distillation units (CDUs) to produce oil products, which will be delivered to chemical, pharmaceutical and energy industries, and end consumers. Since oil pipelines are not available in deep-water offshore oilfields, the oil company relies on platforms, to produce and store crude oil. For the large number of platforms, a fleet of shuttle tankers is needed due to high volume of oil that must be transferred from the platforms to crude oil terminals. After arriving to the terminals, shuttle tankers upload crude oil through a pipeline into storage tanks. Then, crude oil can be pumped to the refinery. At the refinery, the crude oil arriving from the pipeline is stored in charging tanks and subsequently sent to the CDUs. The mixture or blend of different types of crudes is tracked by bilinear terms in blending equations, which are non-convex non-linear functions.

Among the decisions in each decision level of the crude oil supply planning problem, the strategic level is responsible for defining the demands (total volume and type of crude oil) of the refinery for the long-term, as well as crude oil import/export decisions. The tactical level includes more detailed constraints and is concerned with the medium-term resource allocation. This level decides which platforms will feed each crude oil terminal; which terminal will supply each refinery; and the vessel fleet composition. Also, decisions involving material flow such as the shipments of crude oil between platforms and the crude oil terminal, as well as between the crude oil terminal and the refinery are carried out for each period of the planning horizon. The operational level is fed with upper level decisions, which are concerned with routing and scheduling of operations.

This work intends to provide a systematic scheme composed of models and algorithms for the operational management of crude oil supply. This problem can be classified as a combined short-sea maritime inventory routing and crude oil scheduling problem. It integrates entities from the upstream (i.e., production platforms, oil vessels and the crude oil terminal) and midstream (i.e., refinery) segments, as well as tactical (i.e., inventory management and inventory allocation) and operational (i.e., scheduling) decisions, resulting into a non-convex mixed-integer non-linear programming problem (non-convex MINLP).

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Rafael Mendes Duarte
Orientador Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – DAS/UFSC
Data 22/05/2017 (segunda-feira) 15h30

Sala PPGEAS I (Piso Superior)

Banca Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Jefferson Luiz Brum Marques, Dr. – EEL/UFSC;

Prof. Odival Cezar Gasparotto, Dr. – CCB/DCF/UFSC;

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC.

Título Low Cost Brain Computer Interface System for AR. Drone Control
Abstract: This work presents the design, implementation, and testing of a Brain-Computer Interface (BCI) system based on μ-waves to control the navigation of a drone. BCI systems perform the translation of brain signals into commands to communicate with external applications.  The μ rhythm is a type of brain signal response to motor activity which can be easily measured by electroencephalography (EEG). For this reason, μ-waves based BCI systems have been extensively explored in the literature as a way of enabling patients with compromised neuromotor functions to interact with the outside world. To implement the signal processing and application interface routines, a software platform was built based on well-established filter and classification techniques, such as the Common Spatial Patterns (CSP) and the Linear Discriminant Analysis (LDA). For interfacing with the drone, an algorithm for translating the classifier outputs into drone commands was proposed. In addition, the acquisition of brain waves was performed by a low-cost and open-hardware EEG amplifier called OpenBCI. The validation of the designed system was performed using public and an acquired motor imagery EEG datasets, which were supplied to the platform to simulate the real-time performance of the system. The tests, conducted in a drone simulator, demonstrated the correct operation of the proposed methodology and the designed system.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Juan Gabriel Guerrero Grijalva
Orientador

Coorientador

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Michael Klug, Dr. – IFSC/Joinville

Data 24/05/2017 (quarta-feira) 09h00

Sala PPGEAS II (Piso Inferior)

Banca Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Henrique Simas, Dr. – EMC/UFSC;

Prof. Daniel Ferreira Coutinho, Dr. – UDESC;

Prof. Edson Roberto De Pieri, Dr. – DAS/UFSC;

Título Control of Quadrotor using TS Fuzzy Techniques
Abstract: Takagi Sugeno (TS) fuzzy techniques have been plenty used successfully in the last decades to control nonlinear mechatronic systems. Therefore, many approaches, in continuous and discrete time, are presented in this work applied in a quadrotor system. Linear matrix inequalities (LMIs) theorems  based in Lyapunov functions are used to stabilize the system. Parallel distributed compensation (PDC) is the standard control structure employed through all this work. The fuzzy modeling is based in local nonlinear rules which represent accurately the system. Aiming an efficient processing, it is showed a modeling with a small number of rules without loosing information about the dynamic of the system.

There have been developed many researches in continuous time algorithms for quadrotors. Thus, in this document is considered the hybrid behavior, continuous and discrete-time, of the closed loops system to develop an algorithm which actually could be used in a practical implementation. The sensors are limited by the sampling time (Ts) which is greater than the bandwidth of the processor; then an incorrect selection of the Ts could led in an unnecessary processing or instability. The system could demand constraints in the control input due to the features of the actuators as well as in the output states pitch, roll, yaw and altitude of the quadrotor system. Many ways to deal with these constraints and limitations are showed for controllers based in TS fuzzy model, in which its feedback is computed online or offline.

TS fuzzy techniques with PDC are flexible to be used with other control techniques such as model predictive control and poles allocation approaches. Thus, a comparison of these techniques is presented too. Finally, a generic algorithm that could be embedded in any open source processor is presented with numerical simulations.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Suelen Macedo Laurindo
Orientador

Coorientador

Coorientador

Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Ricardo Alexandre R. de Moraes, Dr. – PPGEAS/UFSC

Prof. Odilson Tadeu Valle, Dr. – IFSC

Data 26/05/2017 (sexta-feira) 09h00

Sala PPGEAS I (Piso Superior)

Banca Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Francisco Vasquez, Dr. – FEUP/Universidade do Porto;

Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Mário Dantas, Dr. – INE/UFSC.

Título Seleção Automática De Nodos Cooperantes Em Abordagens De Comunicação Cooperativa Em Redes De Sensores Sem Fio
Resumo: As Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) estão sujeitas a problemas de confiabilidade de comunicação devido a interferências, atenuação de sinal, obstáculos etc. Nessas redes, a diversidade cooperativa é uma técnica muito utilizada para melhorar o desempenho das comunicações, na qual alguns nodos são escolhidos como cooperantes e são responsáveis por retransmitir mensagens de outros nodos. A escolha de quais nodos cumprirão o papel de nodos cooperantes é uma etapa decisiva na aplicação desta técnica. Alguns trabalhos na literatura fazem a escolha baseada apenas em um ou, no máximo, dois parâmetros, não sendo capazes de fazer uma escolha eficiente, reduzindo consequentemente a confiabilidade obtida em suas propostas. Nesta dissertação é proposta uma nova técnica de seleção de nodos cooperantes, chamada Smart, a qual considera vários critérios relevantes para o funcionamento da rede. O objetivo da técnica Smart é otimizar a seleção dos nodos cooperantes, selecionando o menor número de nodos cooperantes mas, assegurando que todos os nodos da rede possuam um vizinho que seja cooperante, garantindo que as mensagens de todos os nodos cheguem ao destino. Para avaliar a proposta foi utilizado o simulador OMNeT++/Castalia, comparando com outras abordagens analisadas na literatura. Os resultados mostram que a técnica Smart apresenta um desempenho superior ao das técnicas comparadas.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Silvane Cristina de Melo Schons
Orientador

Coorientador

Prof. Rodolfo Cesar Costa Flesch, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Julio Elias Normey-Rico, Dr. – DAS/UFSC

Data 29/05/2017 (segunda-feira) 13h30

Sala PPGEAS I (Piso Superior)

Banca Prof. Julio Elias Normey-Rico, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Douglas Wildgrube Bertol, Dr. – UDESC;

Prof. Paulo Renato da Costa Mendes, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Daniel Ferreira Coutinho, Dr. – DAS/UFSC (suplente)

Título Implementação de Estratégia de Controle Preditivo em Cascata em Sistema Embarcado de Tempo Real e FPGA
Resumo: Este trabalho apresenta a implementação de uma estrutura de controle em cascata, muito utilizada em sistemas que possuem dois laços de controle com diferentes constantes de tempo e acesso ao sinal intermediário. O sistema de controle proposto é implementado em um hardware de alto desempenho, o myRIO, que possui um Arranjo de Portas Programável em Campo (FPGA) customizável e um processador que trabalha com um sistema operacional de tempo real, garantindo confiabilidade e determinismo ao sistema. Na malha interna da estrutura em cascata, é aplicado um controlador proporcional-integral (PI) implementado em FPGA e, na malha externa, é aplicado um controlador preditivo generalizado (GPC) implementado para execução no sistema operacional de tempo real do myRIO. A estrutura de controle foi desenvolvida de maneira que possa ser aplicada em qualquer planta, contudo foi escolhida uma planta de laboratório de controle de velocidade e corrente de um motor de corrente contínua como estudo de caso. Os resultados experimentais validaram a implementação em ambas as camadas. O período de amostragem que foi alcançado na implementação do PI no FPGA foi inferior a 10 µs e o período de amostragem da implementação do GPC no sistema operacional de tempo real foi de 13 ms (valor do tempo máximo observado), com período médio de execução inferior a 5 ms.

Junho

Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Alexandre Reeberg de Mello
Orientado Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

22/06/2017  08h30   (quinta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Ubijrajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. Aldo Von Wangenheim,  Dr. – INE/UFSC

Prof. Adilson Gonzaga, Dr. – DEE/USP

Título

 

A Framework for Online Object Recognition in an RGB-D Environment for Mobile Robot Object Search Task
Abstract: Recognition is a core problem of learning visual categories, and has a variety of potential applications that meets many areas of artificial intelligence and information retrieval, for example, object identification for mobile robots. Object recognition is an essential ability for building object-based representations of the environment or manipulate objects, and to recognize objects under an uncontrolled real-world environment is a challenging task. In this manner, this thesis proposal comes up with a framework to recognize objects during a robot movement, considering that the environment is represented by RGB-D images, and the recognition is made by a processing pipeline that includes: image processing, object features extraction, and online learning method. The RGB-D image acquisition method is chosen because it integrates view-based information from RGB and a depth information, which may turn the object recognition system more robust. A saliency detection method must be applied to identify potential objects in scene, therefore several methods will be studied and tested, and the same research procedure is for chose the segmentation algorithm, which separates the object from background and foreground. Objects and scenes data are divided in two groups: training data (that is composed of a controlled environment dataset), and test data, that is acquired by a Microsoft Kinect sensor in a real environment.  Each object is represented by a set of descriptors that summarize the object features into high-dimensional arrays, and as each type of descriptor extracts a particular object characteristic, different types of descriptors will be tested. The learning and classifier system is an online Support Vector Machine (SVM), which is fed by large data of high-dimensional object descriptors. Thus, the recognition system must have relatively fast training method, to be able to be online updated, i.e., retrain the SVM model to update its support vectors. The SVM formulation includes a non-linear kernel, that must be chosen or designed by an optimized kernel hyperparameters strategy. The classifier should separate the objects in many classes, thus a multiclass strategy for the SVM will be studied and proposed. For last, a strategy to check if the classifier output is consistent with time sequenced data is introduced.

 

Julho

Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Helmut Araújo
Orientador

Coorientador

Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Ivo Barbi, Dr. – PPGEAS/UFSC

Data 03/07/2017 (segunda-feira) 14h00

Sala PPGEAS II (piso inferior)

Banca Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Daniel Ferreira Coutinh0, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Marcelo de Lellis Costa de Oliveira, Dr. – PGEEC/UNIOESTE;

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Tiago Jackson May Dezuo, Dr. – DEE/UDESCE.

Título Controle da Máquina Elétrica de um Aerogerador com Aerofólio Cabeado na Configuração Pumping-Kite
Resumo: Nos últimos anos a tecnologia para exploração da energia dos ventos em altitudes elevadas – Airborne Wind Energy (AWE) – vêm se desenvolvendo de rapidamente. Várias empresas e grupos de pesquisa em todo o mundo já estão testando os protótipos para validar as diferentes configurações e conceitos de AWE, sendo que todos dependem do controle de máquinas elétricas. A otimização da potência produzida e também o voo robusto da pipa independente das variações no vento podem ser obtidos com o controle adequado das máquinas. As máquinas utilizadas em AWE devem ser capazes de operar tanto como motor, nas fases de decolagem, pouso e recolhimento, como gerador na fase de tração. Esse requisito adicional traz maior complexidade aos dispositivos de eletrônica de potência utilizados.

O controle de máquinas de corrente alternada é comumente utilizado na indústria, principalmente devido ao avanço de ferramentas como o conhecido Controle Vetorial, também nomeado de controle por orientação de campo (FOC). Nesse método, as correntes de fluxo magnético e torque eletromagnético são controladas separadamente em malhas internas, enquanto que a velocidade da máquina é controlada na malha externa e é responsável por produzir as referências para as malhas de corrente. Embora o controle de velocidade seja adequado para diversas aplicações, sua utilização em AWE pode ser problemática especialmente quando os ventos forem turbulentos. Manter a velocidade da máquina constante nesse cenário pode levar a flutuações indesejadas na força de tração do cabo e no ângulo de ataque do aerofólio, e eventualmente pode levar a pipa a condição de estol.

Para melhorar a confiabilidade do voo, é proposto nesse trabalho uma estratégia para controlar a força de tração no cabo de um sistema AWE na configuração pumping-kite através da adição de uma malha externa ao FOC. Essa malha compara o valor de tração medido com uma referência ótima e, baseado no erro de comparação, produz uma referência de velocidade para o FOC. As simulações são parametrizadas para representar o protótipo da  unidade de solo, a qual possui uma única máquina a ímãs permanentes de 12 kW e é projetada para suportar trações de até 800 kgf. Os resultados demonstram a eficiência do controlador proposto, não somente pelo seguimento de referências de tração, como também prevenindo que a pipa entre em estol.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Rafael Sartori
Orientador Prof. Julio Elias Normey-Rico, Dr. – DAS/UFSC
Data 04/07/2017 (terça-feira) 14h00

Sala PGEEL I (Engenharia Elétrica)

Banca Prof. Julio Elias Normey-Rico, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Márcio André Fernandes Martins, Dr. – DEQ/UFBA;

Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Daniel Martins Lima, Dr. – UFSC/Blumenau;

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC (suplente).

Título Controle Preditivo Econômico em Processos da Indústria Petroquímica
Resumo: Este trabalho apresenta um estudo de técnicas de controle preditivo econômico (EMPC) e sua aplicação em processos da indústria petroquímica. É feita uma revisão das principais metodologias de projeto de EMPC com garantia de estabilidade. Um processo benchmark é usado para ilustrar as metodologias estudadas. São apontadas vantagens e inconvenientes das estratégias. Como estudo de caso industrial trata-se o problema de controle de uma unidade de processamento de gás natural. Os resultados são comparados com metodologias clássicas de controle em duas camadas.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Ricardo Santos da Silva
Orientador Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC
Data 05/07/2017 (quarta-feira) 08h30

Sala PPGEAS II (Piso Inferior)

Banca Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Andrés Codas Duarte, Dr. – IBM Research;

Prof. Daniel Ferreira Coutinho, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – DAS/UFSC.

Título A Distributed Dual Algorithm for Distributed MPC of Linear Dynamic Letworks
Abstract: A linear dynamic network (LDN) is a system of interconnected subsystems that are coupled through dynamics and constraints, which can model geographically distributed systems such as urban traffic networks. For model predictive control (MPC) of LDNs, a distributed dual algorithm is proposed for optimizing control signals over a prediction horizon. While a master problem updates Lagrangian multipliers and penalty factors for the constraints, a slave problem is decomposed into a set of distributed subproblems whose variables are constrained only in sign. Under convexity assumptions, the distributed algorithm was shown to produce a sequence of iterates converging to the globally optimal solution. In an application to green-time control of an urban traffic network, the distributed algorithm yielded optimal solutions that corroborate the theoretical analysis.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Luan Nagel Constante
Orientador

Coorientador

Coorientador

Prof. Ricardo Alexandre R. de Moraes, Dr. – PPGEAS/UFSC

Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Gustavo Medeiros de Araújo, Dr. – UFSC/Araranguá

Data 12/07/2017 (quarta-feira) 10h00

Sala PPGEAS I (Piso Superior)

Banca Prof. Ricardo Alexandre R. de Moraes, Dr. – Presidente  – PPGEAS/UFSC;

Prof. Francisco Vasques, Dr. – Universidade do Porto;

Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC;

Profa. Luciana Rech, Dra. – PPGCC/UFSC;

Profa. Patrícia Plentz, Dra. – PPGCC/UFSC.

Título Melhorias no Mecanismo de Associação do Padrão IEEE 802.15.4
Resumo: O uso de redes de sensores sem fio (RSSFs) está aumentando consideravelmente, por seu baixo custo de aquisição e grande diversidade de aplicações, que permitem a utilização de dezenas ou centenas de nodos. A formação de uma RSSF ocorre por meio da associação dos nodos a um coordenador PAN (Personal Area Network). Este é um processo muito importante na rede, pois os nodos só podem enviar os dados monitorados após estarem associados à rede. No padrão IEEE 802.15.4, a comunicação entre os nodos que fazem a solicitação de associação à rede e o coordenador ocorre por meio do protocolo CSMA/CA. Nesta dissertação são propostas melhorias no processo de associação através da definição adequada dos parâmetros do protocolo CSMA/CA durante a troca de mensagens do mecanismo de associação. O objetivo é reduzir o tempo gasto no processo de associação, minimizando o tempo despendido para a formação da rede. A avaliação dessas melhorias foi realizada utilizando o simulador OMNeT++/Catalia, comparando com as configurações originais do padrão IEEE 802.15.4. Os resultados demonstram que a definição adequada dos parâmetros do protocolo CSMA/CA reduz significativamente o tempo de associação.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno José Alexander Dueñas Salazar
Orientador Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr.  – DAS/UFSC
Data 28/07/2017 (sexta-feira) 14h00

Sala PPGEAS I (piso superior)

Banca Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Mário Lúcio Roloff, Dr. – DAMM/IFSC;

Prof. Maurício Edgar Stivanello, Dr. – DAMM/IFSC;

Prof. Jorge Henrique Busatto Casagrande, Dr. – iFSC;

Título Reconhecimento Automático de Placas Veiculares Brasileiras em Ambientes Não Controlados
Resumo: Um dos tópicos mais importantes dentro dos Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS, Intelligent Transport Systems) é o Reconhecimento Automático de placas veiculares (ALPR, Automatic License Plate Recognition), sendo parte fundamental em sistemas como: pedágios eletrônicos, análise de tráfego, contagem e rastreamento de veículos e monitoramento de infrações (fiscalização). O ALPR é uma combinação de diferentes módulos onde estão envolvidas técnicas de detecção de objetos, processamento de imagens e reconhecimento de padrões (Pattern recognition) e tem como principal objetivo extrair as placas de uma imagem de entrada e reconhecer os caracteres que nela se encontram. Nesse contexto, são três as fases que compõem o ALPR: localização e detecção da placa, segmentação dos caracteres e reconhecimento dos caracteres. Em cada uma dessas fases apresentam-se problemas a serem considerados, como variações nos tamanhos das placas, variação do contraste, ângulos variantes, sujeiras, diferentes tipos de letras e semelhança dos caracteres. Embora na literatura encontram-se métodos para o ALPR, muitos deles são desenvolvidos sobre bancos de imagens capturadas em ambientes controlados onde as condições de luz, contraste, ângulo e distância de captura sempre são as mesmas. A resposta desses métodos sobre imagens capturadas em ambientes urbanos, onde são apresentadas condições climáticas cambiantes e luminosidade variante (ambientes não controlados), não é boa. Assim, neste trabalho é apresentado um método para o reconhecimento de placas veiculares Brasileiras em ambientes não controlados, neste caso rodovias da cidade de São Paulo, tendo como base um banco de imagens fornecido pela empresa Brasileira Brascontrol.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Patrícia Bordignon André
Orientador Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC
Data 31/07/2017 (segunda-feira) 09h00

Sala PPGEAS II (piso inferior)

Banca Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Werner Kraus Junior, Dr. – DAS/UFSC;

Profa. Patrícia Della Méa Plentz, Dra. – INE/UFSC;

Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC (suplente).

Título Detecção e Identificação de Outliers em Redes de Sensores Sem Fio de Larga Escala
Resumo: Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) são utilizadas em diversas áreas para rastreamento e monitoramento de ambientes. A facilidade de implantação dessas redes, associada ao baixo custo dos nodos, incentivam a implantação e utilização das RSSFs, tanto para fins comercias, militares e industriais. Entretanto, as RSSFs de larga escala, por possuírem uma grande quantidade de nodos implantados, geram, por consequência, uma grande quantidade de dados brutos. Além disso, em virtude da própria natureza dessas redes, dados anômalos (outliers) podem ser gerados, comprometendo a confiabilidade dos dados. De forma geral, a utilização de técnicas para detecção e identificação de outliers é essencial para manter a confiabilidade dos dados para que futuras tomadas de decisões sejam realizadas. Devido às restrições de hardware dos nodos, as técnicas tradicionais de detecção e identificação de outliers geralmente não são aplicáveis às RSSFs. Sendo assim, a aplicação de técnicas de baixo custo computacional é interessante. O objetivo desse trabalho de mestrado é analisar e aplicar técnicas de detecção e identificação de outliers, de baixo custo computacional, para RSSFs de larga escala. A abordagem proposta é dividida em duas etapas: a primeira para detecção de outliers, através da aplicação de técnicas baseadas em estatísticas. A segunda etapa é dedicada à identificação de outliers, por meio da combinação de correlações espaciais e limites pré-definidos.  Para avaliação da proposta é utilizado o simulador OMNeT++/Castalia. Os resultados obtidos através das simulações mostraram que é viável a utilização de técnicas baseadas em estatísticas com baixa complexidade computacional, para a detecção e identificação de outliers em RSSF de larga escala.

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno José Dolores Vergara Dietrich
Orientador

Coorientador

Coorientador

Prof. Julio Elias Normey-Rico, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Daniel Limón Marruedo, Dr.  – Universidad de Seville

Prof. Marcus Vinícius Americano da Costa Filho, Dr. – DEQ/UFBA

Data

Local

31/07/2017  13h30   (segunda-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

Prof. Daniel Ferreira Coutinho, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. Darci Odloak,  Dr. – POLI/USP

Prof. Aguinaldo Silveira e Silva, Dr. – EEL/UFSC

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr.  – DAS/UFSC (suplente)

Título

 

Controle Preditivo Econômico Robusto Aplicado a Sistemas de Geração de Energia Renovável
Resumo: Sistemas eficientes, sustentáveis e diversificados de geração de energia elétrica são uma preocupação crescente na maioria dos países, de tal forma que o aprimoramento dos sistemas de controle na geração e gerenciamento da energia é um tema de grande relevância no contexto econômico e social do país. Particularmente, na geração de energia elétrica utilizando fontes renováveis, destaca-se a forma como se enfrentam as incertezas que há tanto na produção quanto na demanda da energia elétrica, sendo que muitos trabalhos abordam este problema através de técnicas determinísticas. Por outro lado, métodos estocásticos têm sido pesquisados apresentando resultados promissores na captura das incertezas associadas à geração de energia utilizando fontes renováveis e configuram um tema importante a ser estudado. Entretanto, muitas propostas de MPC robusto e estocástico são provavelmente muito complexas para a implementação nas indústrias de processos, onde a maioria das aplicações é encontrada e, normalmente, incentiva-se o desenvolvimento de alternativas mais simples. Desta forma, este trabalho visa desenvolver e aplicar, com base em estratégias de controle preditivo, sistemas de controle e otimização econômica para processos de geração e gestão de energia, principalmente considerando o comportamento estocástico dos sistemas com fontes de energia renováveis.

Agosto

Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Sidney Roberto Dias de Carvalho
Orientador Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

22/08/2017  09h00   (terça-feira)

Sala PPGEAS II (piso inferior)

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. André Gustavo Scolari Conceição,  Dr. – UFBA

Prof. Adão Boava, Dr. – ENG/UFSC

Título

 

Controle de Topologia Aplicada a Problemas de Consenso
Resumo: Cooperative tasks demand less individual effort to be solved when compared to regular ones. However, this decrease of local effort increases the communication complexity. The information sharing process is an essential and desirable feature in multi-robot systems that are employed to execute cooperative tasks. In such systems, the individuals must share information with some reliability to ensure their teammates are trying to solve parts of the same global problem. So, information cohesion is an essential key to the correct actuation of interconnected systems under cooperative strategies. Such property can be ensured when the communication reaches some configurations obtained by correctly managing the network topology. In this work, we want to manipulate the network topology of a multi-robot system composed of autonomous mobile robots in a way that the resulting topology will be fault tolerant to the dropout of other robots, and to the eventual exogenous disturbances that can happen. The considered system is fully decentralised and distributed in the sense that there is no base-station or leader in it, and the known information is local, restricted to each robot’s neighbourhood. We use algebraic graph properties and consensus theory to develop an approach that can turn any connected network into a fault tolerant one. Besides that, some studies are performed to evaluate the relationship between the epidemic description of information spreading, the frequency response of interconnected systems under consensus dynamics and the fundamental network components, such as vertices and edges. Using this information, we present some strategies to solve the problem of disturbance attenuation in consensus-based networks in a distributed way while the connectivity is ensured.

 

Setembro

Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Eduardo Fensterseifer Schmidt
Orientador Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – DAS/UFSC
Data 01/09/2017 (quinta-feira) 14h30

Sala PPGEAS II (piso inferior)

Banca Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Fábio Baldissera, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Marcelo de Lellis Costa de Oliveira, Dr. – PGEEC/UNIOESTE.

Título A State Estimation Strategy for Monitoring, Control and Optimization of Ariborne Wind Energy Systems
Abstract: Airborne wind energy (AWE) systems harvest wind power by exploiting the aerodynamic forces acting on lightweight suspended structures anchored to the ground by means of one or more tethers. Among other advantages, this technology is able to reach higher altitudes than conventional wind turbines, where the winds are generally stronger and more consistent, while dramatically reducing the construction and installation costs of the power plant. These characteristics allow AWE devices to be deployed virtually anywhere, and have been attracting a lot of interest from both academia and industry. However, despite the promising outlook in terms of economical feasibility, the technology is currently at an intermediate development stage, and there are still several challenges to be overcome before it can reach the market. In the last decade, the problem of control design for AWE generators has been extensively studied, and more recently the optimization of their power yield has also become a concern. Since effective solutions to these problems rely on knowledge of both system parameters and state, reliably estimating these quantities is fundamental for pushing the technology forward. In this context, this thesis presents an estimation strategy for AWE capable of obtaining in real time and from a minimum amount of data the position and velocity of the aircraft, the wind conditions at flight level, and the forces acting upon the system, which can in turn be used to determine its aerodynamic characteristics. The proposed solution is validated in a simulation environment and later tested under actual operating conditions in experiments involving a small scale prototype, with results indicating that it can indeed provide AWE systems with reliable information for the purposes of monitoring, control, and optimization. Finally, the designed estimator are shown to be easily extensible to support other configurations and to accommodate additional measurements, which is highly desirable given the level of maturity of the technology and the variety of experimental setups in use by the community

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Renê da Rosa Oliveira
Orientador Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

29/09/2017  09h00   (sexta-feira)

Sala PPGEAS II (piso inferior)

Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. Antonio Alfredo Ferreira Loureiro,  Dr. – DCC/UFMG

Prof. Cesar Albenes Seferino, Dr. – UNIVALI

Título

 

Uma Abordagem baseada em Controle Consensual e Comunicação Confiável para Pelotões Veiculares
Resumo: Os veículos modernos estão se tornando mais inteligentes graças ao contínuo desenvolvimento de novos Sistemas Avançados de Assistência à Condução, os quais permitem, por exemplo, detectar obstáculos na via. No entanto, em geral, as atuais tecnologias e sistemas de assistência não são cooperativos. Por esta razão, a comunidade cientifica busca projetar aplicações veiculares baseadas em pelotões (platoons), nos quais a segurança e problemas de congestionamento de tráfego são abordados através da coordenação cooperativa e autônoma de veículos. A ideia básica é formar pelotões otimizados de veículos, onde o primeiro veículo conduz o pelotão, enquanto os outros o seguem de forma autônoma a uma distância próxima, sem exigir que o condutor intervenha nas ações do veículo. A introdução de pelotões nas vias permitirá a viabilização do aumento no fluxo de tráfego e na segurança, melhorando o conforto do condutor e reduzindo as emissões de CO2. Este tipo de aplicação é desafiador devido à sua natureza interdisciplinar, envolvendo teorias de controle, dinâmica dos veículos, comunicação e engenharia de tráfego. Questões como, controle longitudinal, estabilidade de corda (a qual, relaciona-se com a propagação do efeito da perturbação nos veículos que fazem parte do pelotão), controle lateral e de manobra devem ser levados em consideração quando estudamos pelotões. Devido a uma constante interação entre a lógica de controle e a topologia de comunicação, uma abordagem de co-design para o controlador e a rede/protocolos de comunicação confiável tornam-se necessários. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma nova abordagem para a formação de pelotões e avaliar sua estabilidade e propriedades dinâmicas. Nas abordagens tradicionais, as leis de controle são projetadas a partir de uma topologia fixada a priori. Acredita-se que a abordagem adequada precisa tornar o controle da topologia um parâmetro de projeto a ser explorado para reconfigurar o controlador, dependendo das necessidades e características do cenário.

Outubro

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Novembro

Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Gabriel Manoel da Silva
Orientador Prof. Leandro Buss Becker, Dr. – DAS/UFSC
Data 01/11/2017 (quarta-feira) 14h00

Sala PPGEAS II (piso inferior)

Banca Prof. Leandro Buss Becker, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Guilherme Vianna Raffo, Dr. – DELT/UFMG;

Prof. Clovis Antônio Petry, Dr. – DAELN/IFSC;

Prof. Julio Elias Normey-Rico, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC (suplente).

Título Sistema de Gerenciamento de Energia Fotovoltaica aplicado a um Veículo Aéreo Não-Tripulado
Resumo: A obtenção de energia elétrica de fontes renováveis vem substituindo o uso de combustíveis fósseis, que são finitos e poluem. O avanço em tecnologias de semicondutores nos últimos 60 anos favorece a obtenção de energias renováveis alternativas, tais como fotovoltaica e eólica. Essas tecnologias já representam uma parcela de 6,6 % da produção na matriz energética brasileira. O uso de energia renovável, porém, não se limita apenas a rede elétrica convencional; é possível utilizar tal fonte de energia para alimentar motores que impulsionam veículos. Neste trabalho a energia fotovoltaica é aplicada em veículos aéreos não tripulados (VANTs). Em alguns casos, a energia solar capturada pode prover 100% da energia necessária para um VANT realizar uma missão, porém em outros casos a mesma é usada para aumentar seu tempo de voo. Buscando uma alternativa para aumentar a autonomia de um VANT do tipo VTOL-CP (do inglês, Vertical Take-Off and Landing Convertible Plane), em desenvolvimento no projeto ProVANT, este trabalho apresenta a hipótese da utilização de células fotovoltaicas nas asas e fuselagem da aeronave para obtenção de energia elétrica. Com essa finalidade, é proposto um sistema de gerenciamento de energia fotovoltaica, que tem por objetivo captar a energia solar durante o voo utilizando células fotovoltaicas, processá-la com um conversor de corrente contínua do tipo boost de três níveis e um algoritmo rastreador do ponto de máxima potência, fornecer essa energia ao barramento de alimentação da aeronave e estimar o estado de carga do banco de baterias. Para tal, é analisado, projetado e experimentado cada componente do sistema. Com os resultados experimentais deste trabalho e de dados de consumo, obtidos por simulação do VTOL-CP, é estimado o aumento de autonomia a fim de validar a hipótese inicial.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Guilherme Matias
Orientador Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – DAS/UFSC
Data 06/11/2017 (segunda-feira) – 08h30

Auditório do POLO

Banca Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Cláudio Melo, Dr. – EMC/UFSC;

Prof. Fábio Luis Baldissera, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Cesar Cataldo Scharlau, Dr. – UFSC/Araranguá.

Título Desenvolvimento de Estratégia de Controle para Compressor de Capacidade Variável e Válvula de Expansão Eletrônica em um Sistema de Refrigeração Doméstico
Resumo: Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de duas estratégias de controle para um sistema de refrigeração doméstico dotado de compressor de capacidade variável e válvula de expansão eletrônica. Um protótipo foi criado com a adaptação de um refrigerador doméstico, incluindo tal compressor e válvula, para o desenvolvimento das estratégias de controle. As duas estratégias utilizam um controlador PI para ajustar a velocidade de rotação do compressor baseado na temperatura do compartimento do sistema, e diferem no controlador utilizado para ajustar a fração de abertura da válvula, sendo um deles um controlador PI que se baseia no grau de superaquecimento do evaporador, e o outro uma lógica de controle baseada na técnica MPPT que utiliza como variável de controle a potência do compressor que é fornecida pelo inversor. Para as duas estratégias desenvolvidas são realizados testes importantes para a análise de suas performances em termos de refrigeração, e então estas técnicas são comparadas entre si. A comparação entre as duas estratégias é favorável a estratégia PI que utiliza sensores de temperatura adicionais para medir o grau de superaquecimento, e que com isso consegue ter um desempenho em relação ao consumo energético aproximadamente 5% melhor, e regimes transitórios mais comportados.

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Roque Oliveira Bezerra
Orientador Prof. Ricardo José Rabelo, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

23/11/2017  08h30   (quinta-feira)

Auditório do EMC

Prof. Joni da Silva Fraga, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. Neslon Souto Rosa,  Dr. – CIN/UFPE

Prof. Frank Augusto Siqueira, Dr. – INE/UFSC

Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – DA/SUFSC (suplente)

Título

 

Um Modelo de Resiliência Computacional na Composição e Deployment de Aplicações SOA baseados em BPM
Resumo: As empresas cada vez mais têm utilizado sistemas computacionais para automatizar seus processos de negócio. Por outro lado, como uma das consequências, as suas arquiteturas computacionais têm se expandido e se constituído cada vez mais por sistemas distribuídos e heterogêneos, e com grandes dificuldades de suportar uma maior flexibilidade às mudanças, evoluções e escalabilidade dos processos e sistemas. SOA (Service Oriented Architecture – Arquitetura Orientada a Serviços) tem emergido como um poderoso paradigma e estilo arquitetural para fazer frente àquelas dificuldades. Apesar das potencialidades do SOA, a sua implementação apresenta vários níveis de complexidade, incluindo a sua integração com a camada de negócios (“BPM” – Business Process Management), um dos pilares da plena adoção de SOA numa organização. Um dos grandes problemas em SOA tem a ver com manter os serviços das várias aplicações SOA permanentemente funcionando e dentro dos requisitos de QoS estabelecidos. Isso tem a ver com resiliência em sistemas SOA, e é o foco desta tese. Existem relativamente poucos estudos na área de resiliência em aplicações BPM-SOA, onde a grande maioria foca em aspectos bem específicos ou no nível BPM ou de SOA, sem uma abordagem mais ampla. Além disto, inúmeros trabalhos adotam uma visão demasiado simplificada sobre o que é uma aplicação SOA, fazendo com que suas propostas tenham uma muito limitada aplicação real. Nesse sentido, este projeto de tese pretende contribuir em algumas direções em termos de estratégias de resiliência para sistemas SOA. Esta contribuição será na forma de um modelo de resiliência, integrado, flexível, aberto, adaptativo e evolutivo, aplicado na composição de aplicações SOA, que seja capaz de aumentar a chance de sucesso na execução da aplicação mesmo que na presença de um cenário adverso. Para esta Qualificação um modelo inicial foi concebido e um protótipo foi implementado como instrumento preliminar de avaliação e de análise de viabilidade.

Dezembro

Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Vinícius Araújo de Oliveira
Orientador

Coorientador

Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Werner Kraus Junior, Dr. – DAS/UFSC

Data 01/12/2017 (sexta-feira) – 14h00

Sala PPGEAS II (piso inferior)

Banca Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Luciano Dionísio Dantas, Dr. – BRASCONTROL;

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Dainel Ferreira Coutinho, Dr. – DAS/UFSC.

Título Estimação do Tamanho da Fila em Vias Urbanas Semaforizadas utilizando um Detector a Laço Indutivo
Resumo: O tamanho da fila ou o número de veículos em uma via são medidas fundamentais em engenharia de tráfego, uma vez que são usados em estratégias de controle de tráfego, porém são difíceis de obter diretamente. Assim, tipicamente, essas quantidades são estimadas a partir de valores de ocupação e/ou fluxo obtidos por meio de detectores instalados nas vias. Detectores a laço indutivo são os mais utilizados e alguns dos métodos de estimação propostos na literatura requerem até três laços instalados em diferentes posições da via. Em função dos custos de instalação e manutenção, há a preferência por métodos que necessitem apenas de um laço. O método de estimação que foi proposto para uso com a estratégia de controle Traffic-responsive Urban Control (TUC) fornece o número médio de veículos da via em um ciclo baseado nas medidas de ocupação de um laço detector nela instalado. O estudo que gerou o método foi realizado em um simulador macroscópico de tráfego e para uma único cenário. Avalia-se neste trabalho este e outros métodos que utilizam a detecção via laço indutivo em um microsimulador de tráfego levando em consideração várias variáveis como o comprimento da via, posição do laço detector, e proporção entre tempo de verde e tempo de ciclo. Os resultados revelam que os métodos estudados possuem algumas limitações que precisam de tratamento adequado para sua utilização. A partir desse estudo, é feita uma proposta de modelo de estimativa determinística de filas baseada em um diagrama espaço-tempo e que utiliza dados fornecidos por um único detector, para o caso sem fila residual ao final do ciclo. O modelo proposto foi simulado e comparado com os métodos estudados e apresentou resultados com menores erros de estimação para as condições testadas, mostrando-se viável para a estimação da fila.

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Defesa de Dissertação de Mestrado
Aluno Henrique Salvaro Furtado
Orientador Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – DAS/UFSC
Data 08/12/2017 (sexta-feira) – 14h00

Sala PPGEAS II (piso inferior)

Banca Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – Presidente  – DAS/UFSC;

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Fábio Luiz Baldissera, Dr. – DAS/UFSC;

Prof. Werner Kraus Junior, Dr. – DAS/UFSC.

Título Evaluation of Automated Intersection Control Strategies for Automated Vehicles
Abstract: The development of automated vehicles has been experiencing an increased growth since 2000, and tends to continue growing as major car manufacturers start their own initiatives. With the advances in connected and automated vehicle technologies, a number of complications arise. These complications are not only related to the technological development itself, but also to the operational aspects, such as the seamless usage of these technologies in order to make traffic flow safer and more efficiently, particularly in conflict regions, i.e, regions within a traffic network where two or more streams of traffic have conflicting trajectories. Regarding the operational aspects, the existence of conflict regions, such as crossings and intersections, leads to the necessity of creating control strategies that coordinate the safe and efficient usage of those regions. Examples of improvements in traffic flow are the reduction in vehicle delay, reduction in the number of accidents and the emission of pollutants. In this work, we will study the current automated intersection control strategies and the trends around them. A few chosen strategies will be implemented within the same environment, and compared among them, under quantitative and qualitative analysis, e.g., scalability, efficiency, generality, etc.

 

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Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Nader Ghoddosi
Orientador Prof. Ricardo José Rabelo, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

07/12/2017  14h00   (quinta-feira)

Sala PPGEAS II (piso inferior)

Prof. Ricardo José Rabelo, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Leonardo Guerreiro Azevedo,  Dr. – UNIRIO

Prof. Leandro Buss Becker, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Jean Carlo Rossa Hauck, Dr. – INE/UFSC

Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC

Título

 

Um Método de Apoio à Decisão na Estimação de Software baseado em Serviços numa Perspectiva SOA
Resumo: A indústria de software tem se tornado cada vez mais um setor de grande relevância econômica e estratégica no desenvolvimento de um país. Cada vez mais pressionadas pela grande competitividade e pela constante necessidade de investimentos em inovação e recursos humanos, tem sido essencial para a sobrevivência das empresas a adoção de novos paradigmas tecnológicos que as dê melhores condições de implementação de mais rentáveis e sustentáveis modelos de negócio. A Arquitetura Orientada a Serviços (Service Oriented Architecture – SOA) tem emergido como um dos mais importantes novos paradigmas de software. Diferentemente do modelo tradicional de software, em SOA um sistema é constituído por uma composição de módulos de software distribuídos, desacoplados e heterogêneos – chamados serviços – cujas funcionalidades são invocadas dentro de variadas lógicas de negócio do sistema. Neste sentido, SOA introduz uma nova visão quanto ao projeto, desenvolvimento, reuso e integração de software, podendo este ser fornecido mais flexivelmente sob diversas arquiteturas e modelos de negócios com um maior grau de alinhamento à camada negócio da empresa. Apesar de suas grandes potencialidades e dos grandes avanços verificados nos ambientes de desenvolvimento, normas e modelos de maturidade para ajudar no desenvolvimento de soluções SOA, a sua adoção num sistema e por parte de uma empresa tem vários impactos, em diferentes dimensões. Como consequência, projetos SOA geralmente acabam por ser mais complexos de serem projetados, geridos, integrados e implantados e, portanto, com um razoável risco de insucesso. Além disso, dependendo do tipo de problema a ser resolvido, do que já existe de sistemas legados, dos requisitos do negócio em questão e de um grande número de outros aspectos, nem sempre a adoção de SOA / orientação a serviços pode vir a ser a melhor decisão para o caso. Dentro do ciclo de vida SOA, essas ponderações são feitas na fase de análise e levam em consideração estimações de software, que basicamente culminam com o cálculo de custos, esforço, tempo de desenvolvimento e grau de alinhamento ao negócio. A literatura mostra uma lacuna sobre métodos mais completos ou que não sejam apenas baseados em checklists genéricos para apoiar gestores de TI nessa decisão sobre quando implementar demandas de software na forma de serviços. Observações empíricas e relatos na Internet também comentam que muitos gestores tomam tal decisão essencialmente com base na sua experiência e nível de conhecimento técnico, portanto com grande margem de subjetividade, baixa padronização, pouca mensuração quantitativa dos custos gerais daquela adoção e com limitada visão do grau de alinhamento ao negócio. Na direção de mitigar tais problemas, esta tese propõe um método que sistematiza o processo de análise sobre a adoção ou não de serviços numa dada solução de software que contempla os devidos fatores de decisão em SOA. O método é constituído por 15 fatores inter-relacionados, que são organizados e sequencialmente percorridos pelo gestor de TI, que os alimenta com certas informações da empresa e da solução pretendida. Cada fator é calculado e gera um valor. O método sintetiza os valores dos fatores e provê ao final números concretos para custos, esforço, tempo de desenvolvimento e grau de alinhamento ao negócio. O método foi desenvolvido com base nas melhores práticas de engenharia de software e de SOA, adaptando-as a um cenário de tomada de decisão multicritério e de comparação em relação a custos gerais de desenvolvimento de um software tradicional. Um conjunto de empresas de software foi utilizado para avaliar o método, onde se pôde confirmar a sua proposição de valor.

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Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Marco Aurélio Schmitz de Aguiar
Orientador

Coorientador

Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Morten Hovd, Dr. – NTNU/Noruega

Data

Local

12/12/2017  10h30  (terça-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

  Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – DAS/UFSC (presidente)

Prof. Jorge Otávio Trierweiler,  Dr. – ENQ/UFRGS

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC

Título

 

Distributed Otpimal Control of Nonlinear Dynamic Networks
Abstract: Optimal control is a field that looks into finding the best controls to apply to a system with respect to some given criteria. In the last century, a lot of effort has been put into creating a strong theoretical background. Lately, the advances in computational power and specific software made it possible to solve optimal control problems for a range of systems and applications. In this work, we are interested in making scientific and technological contributions in the specific area of distributed optimal control applied to distributed systems. Distributed systems are dynamic systems that are composed by many coupled subsystems. These systems occur naturally in various fields: consumers and generators in a power supply network; reactors, valves, and tanks in chemical plants; interconnected autonomous vehicles; etc. Developing centralized approaches, where a single regulator controls the whole system, might be too costly for large scale, and at the same time it creates a single point of failure.  On the other hand, a decentralized approach where each subsystem has its own controller that is independent of the other subsystems can lead to poor performance or even unstabilize certain systems. Therefore, in this work a cooperative distributed controller is proposed where each subsystem has its own controller but also accounts the interactions of neighboring subsystems. To achieve this, a framework for modeling networked systems is proposed, the framework renders a decoupled cost and coupled constraints model, where the couplings are simply the equations that connect inputs and outputs of neighboring subsystems. This framework facilitates the modeling and creates a structure that is highly sparse. To exploit the structure created by this framework, two algorithms are proposed for cooperative optimal control of distributed systems. Later a modification to these algorithms is proposed to achieve full parallelization of the computation of the optimal controls.