|
|
|
|
|
Áreas de Interesse/Conhecimento
LATTES: CONTATOS: |
Utilizando Lógica Temporal na Especificação de Comportamentos de Sistemas a Eventos Discretos - Co-autoria com Antonio Marcus Nogueira Lima (I Seminário de Pós Graduação e Pesquisa da UFPB e I Encontro de Pós-Graduandos da UFPB - 1999) Resumo: Dentre os paradigmes utilizados na resolução do problema de Controle Supervisório, temos as Redes de Petri. Estas têm se tornado uma ferramenta de grande utilidade para modelagem e análise de Sistemas a Eventos Discretos (SED). SEDs são sistemas que mudam de estado abruptamente, pela ocorrência de eventos (mudanças no ambiente), onde temos como exemplos sistemas de tráfego aéreo e ferroviário, redes de computadores, sistemas de comunicação. Por outro lado, a lógica temporal possibilita a avaliação de caminhos na árvore de alcançabilidade de uma Rede de Petri, podendo ser usada na especificação de comportamentos, que é definida como a tarefa a ser executada pelo sistema. Com estas ferramentas, buscamos a síntese do supervisor. O uso da lógica temporal para a especificação de comportamentos de modelos de SEDs é, aqui, introduzido, desde que esta é uma ferramenta de alta abrangência, substituindo a utilização das linguagens formais, na busca da solução da síntese do supervisor. A classe de Redes de Petri utilizada para a síntese, são as Redes de Petri com Função de Habilitação de Transições, que apresentam funções lógicas em suas transições, as quais geram uma seqüência desejada, para servir como supervisor, o qual deve possuir a mesma estrutura do modelo do sistema a ser controlado. Desta forma, modelando um SED por uma Rede de Petri (Lugar/Transição), e especificando seu comportamento, geramos através do Algoritmo Modificado da Árvore de Alcançabilidade (AMArA) todos os estados do modelo do sistema e, através do Algoritmo para a Construção da Suprema Linguagem Controlável (ACGS), as funções de transição que definirão o supervisor, solucionando o problema.
Controle de Sistemas a Eventos Discretos Temporizados - Co-autoria com Osmar Franca Siebel (IV Seminário de Pesquisa e Pós-graduação - SEMPPG e XXII Seminário Estudantil de Pesquisa - SEMEP - 2003) Resumo: Os Sistemas a Eventos Discretos (SEDs) são sistemas que evoluem com a ocorrência instantânea de eventos físicos. Devido a sua natureza discreta, estes podem ser modelados por autômatos, pois utilizam os conceitos de estados e transições. As atividades industriais podem ser representadas como SEDs e, a partir daí, pode-se extrair a sua matriz de incidência e a sua linguagem. Conhecendo a matriz e a linguagem pode-se, utilizando a Teoria de Controle Supervisório (TCS), construir o supervisor que é o agente responsável por exercer ações de controle para supervisionar o SED para realizar uma tarefa requerida. A crescente necessidade de tornar a atividade industrial mais produtiva, rápida e segura tem estimulado vários projetos de pesquisas na área de modelagem de processos industriais utilizando o conceito de SEDs. Para controlar o SED é necessário modelá-lo. Várias situações necessitam de sua representação através de Autômatos com Temporização Variável (ATVs), como o desgastes de recursos, processos químicos e térmicos, entre outros. Para tanto, a formalização de um procedimento algorítmico para a modelagem desses sistemas através dos ATVs mostra-se de grande importância. Neste projeto foi desenvolvido este procedimento e um simples programa para Windows de edição de ATVs para desenhar os modelos estruturados dos SEDs estudados, o qual, embora básico, mostrou-se como forte base para o aprendizado da programação em C para esta plataforma.
Um Formalismo de Instrumentação Eletrônica para a Construção de um Capacímetro/Indutímetro Utilizando Amplificadores Operacionais - Co-autoria com José de Arimatéia dos Santos (I Seminário Técnico Científico - STEC - 2003) Resumo: A eletrônica, objeto de estudo de inúmeros pesquisadores no mundo inteiro, necessita de ferramentas específicas para trabalhar com circuitos dos mais variados tipos. Uma grande quantidade de componentes eletrônicos, como resistores, transistores, capacitores, etc, são utilizados para a construção de circuitos generalizados, permitindo o avanço da tecnologia. A microeletrônica permitiu circuitos como os amplificadores de baixa potência, serem reduzidos a pequenos componentes, denominados de circuitos integrados (CI). Essa tecnologia permitiu a construção dos amplificadores operacionais, que são circuitos amplificadores de baixa potência cuja entrada tem uma alta impedância (idealmente considerada infinita) e cuja saída tem uma baixa impedância (idealmente considerada nula). Esses circuitos são responsáveis por uma imensa quantidade de aparelhos aplicados no cotidiano e nos mais variados setores. Com a utilização desses componentes, é possível investigar e desenvolver novas ferramentas comerciais de baixo custo, como capacímetros e indutímetros, utilizando aplicações consagradas da literatura, como geradores de onda quadrada, circuitos diferenciadores e integradores, etc. Esta investigação e desenvolvimento permitirão a inclusão em multímetros comerciais, a um baixo custo, de medição de capacitores e indutores, o que é de grande importância tanto a nível comercial como em termos científicos. Baseado em circuitos operacionais cujos componentes são de baixo custo e, usando o princípio RC/RL o projeto oferece como alternativa ao mercado consumidor e científico uma possibilidade de se obter em um único instrumento (como o voltímetro) recurso a mais, ou seja, medição de capacitância e indutância. Os instrumentos como capacímetros e indutímetros são comercializados com apenas estas funções específicas o que justifica um valor médio alto. Em termos teóricos, o circuito se baseia na geração de uma onda quadrada de 5KHz, cuja saída é diferenciada através de um circuito RC/RL (onde entra o componente em medição) e saturada sobre o tempo de descarga para a medição do valor médio. Neste formalismo, o valor teórico de tensão média da saída do circuito é diretamente proporcional ao valor do componente em medição. Os testes práticos atualmente estão sendo formalizados para a determinação de erros devido à valores percentuais de erros dos componentes no circuito, bem como aos valores reais de saída e entrada dos amplificadores operacionais utilizados, como correntes de offset, tensão de saturação, entre outras. Projeto financiado pela Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB).
Os Processos de Automação de Sistemas a Eventos Discretos Utilizando Modelos Baseados em Redes de Petri - Co-autoria com André Luis Sousa Sena e Cléber Adriano de Azevêdo (I Seminário Técnico Científico - STEC - 2003) Resumo: A automação tem o intuito de utilizar cada vez menos o trabalho humano em processos, ou seja, sempre aperfeiçoando projetos existentes e formulando novos, fazendo desta forma produtos com valores cada vez mais acessíveis e com tempo de produção menor. Um grande exemplo deste importante papel da automação no mundo atual é o caso da Fiat que atualmente fabrica com 14 horas de trabalho o mesmo produto que há 15 anos atrás, fabricava em 170 horas. Neste projeto é utilizada o formalismo dos Sistemas a Eventos Discretos – SEDs, que abrange sistemas em que a evolução dinâmica é fundamentada através de ocorrência de eventos físicos (ou ações) que mudam os estados do sistema. Este formalismo descreve sistemas de redes de computadores, de tráfego e de manufatura. Exemplo de evento pode ser considerado numa ação onde uma máquina deve evoluir durante um processo ou uma dinâmica de produção, partindo de um estado inicial para um estado posterior, ou seja, inicialmente temos uma máquina desligada, após o evento, apertar o botão liga a máquina é levada ao estado de ligada. Para o controle dos SEDs é necessário a construção de um Sistema Supervisor, que verifica o estado do sistema determinando a ação de controle a ser aplicada ao sistema. Neste contexto, é necessário um modelo do SED para fazer uma verificação de sua dinâmica e poder analisar o comportamento, bem como especificar tarefas a serem realizadas flexivelmente, as quais são realizadas através da ação do supervisor. Dentre os modelos existentes, a ferramenta que tem se mostrado mais viável é a rede de Petri. Neste projeto é formalizado um editor/simulador de Redes de Petri, com interface com o usuário, baseado na plataforma Windows, que é atualmente o sistema mais utilizado comercialmente no mundo. Neste programa, pretende-se utilizar a comunicação do computador com o mundo externo através das portas serial e paralela para realizar controle virtual. Assim, partindo de um SED real, modelando-o em rede de Petri neste programa, não só a simulação é possível para verificação e análise, como também, a geração do controle virtual através do modelo. Para atender as expectativas do projeto, está sendo montado um pequeno SED composto por uma esteira transportadora, uma alavanca de posicionamento, um elevador de carga e disparo de materiais, em que será estruturado seu modelo e controle via computador através do software em desenvolvimento. Assim, os resultados esperados deste projeto são: o aprendizado a respeito dos SEDs e seu controle, a programação em C para Windows e, profissionalmente, lidar com as perspectivas atuais e reais do contexto da automação industrial.
Desenvolvimento de um Braço Robótico Controlado Virtualmente por Software na Plataforma Windows - Co-autoria com Márcio Wagner Pontes Pereira e Luis Gustavo Rocha Ludwig (I Seminário Técnico Científico - STEC - 2003) Resumo: Com o crescimento e a necessidade da eficiência, os robôs vêm sendo desenvolvidos cada vez com mais precisão. A necessidade dos mesmos em tarefas intangíveis pelo homem fez com que a indústria moderna buscasse tecnologias, até então inexistentes, as quais evoluíram e baratearam os diferentes equipamentos robotizados. A implantação de um braço robótico necessita de motores de passo e de um software especialmente desenvolvido para atingir a precisão necessária. Motores de passo podem ser substituídos por motores de corrente contínua, se forem utilizados métodos criativos para gerar passos, a fim de baratear o custo do projeto. Os braços robóticos podem ser caracterizados através de sua dinâmica como um Sistema a Eventos Discretos (SEDs), pois apresentam uma evolução dinâmica descrita pela ocorrência de eventos que determinam sua interação com o ambiente e que alteram o seu estado. Atualmente, a tecnologia digital vem avançando cada vez mais e, a necessidade de criação de ambientes virtuais para geração de controle é cada vez mais procurada e utilizada. Para isto, é necessário o conhecimento de programação em que se gere virtualmente um determinado sistema e que comunique o computador com o sistema real. Assim, o controle virtual pode ser formalizado determinando o que se chama comumente de sistema supervisório. Para tal procedimento, é necessário que o computador apresente o desenho do sistema e se comunique através de suas portas serial ou paralela. Neste caso, sensores atualizam o programa em relação ao estado atual do sistema e, o computador envia respostas de comandos aos atuadores para novas atualizações requeridas pelo usuário. Isto determina um controle em malha fechada. Neste projeto utiliza-se a linguagem C para Windows para o desenvolvimento de um software de controle virtual de um braço robótico construído com materiais alternativos, utilizando as portas serial e paralela. Cada porta apresenta características distintas como o número de bits transmitidos por vez. Devido a isso, o software deverá ser desenvolvido para atuar pelas duas portas, assim como o projeto do braço, que deverá ser adaptado conforme a necessidade da porta e a forma engenhosa que deverá ser utilizada para o controle do braço. Em termos de materiais alternativos, leva-se em consideração a formalização de um protótipo de um braço robótico tipo fuso infinito, com um braço perpendicular que sobe e desce e uma garra, utilizando motores de corrente contínua para os movimentos do braço e solenóides para a garra. Para a adaptação dos motores de corrente contínua no lugar dos motores de passos, serão utilizados sensores e contadores para avaliar quantos giros foram dados pelo motor cc. Os sensores devem ser instalados de forma a interagir diretamente com o software e com o próprio controle do braço robótico. A título de formação profissional, este projeto mostra-se de grande relevância no contexto atual da automação e da robótica para os envolvidos, em que está se aprendendo sobre o controle industrial através de supervisórios.
A Estrutura de um Laboratório Didático/Experimental de Eletromagnetismo: Formalismos Físicos e Computacionais - Co-autoria com José Carlos Mendonça da Silva (I Seminário Técnico Científico - STEC - 2003) Resumo: Métodos experimentais e computacionais são usados em laboratórios de graduação visando uma melhor aprendizagem dos estudantes. Na Engenharia Elétrica, o conhecimento teórico e prático do Eletromagnetismo é de importância fundamental, especialmente para alunos de telecomunicações, visto ser a base da teoria de campos e de ondas eletromagnéticas. O desenvolvimento de estruturas físicas e computacionais para a realização de experimentos em laboratório é de fundamental importância do ponto de vista acadêmico e profissional, desde que dá base para o entendimento de inúmeros fenômenos naturais gerados pela eletricidade, como campos elétricos, descargas elétricas, potencial, corrente elétrica, entre outros. Fenômenos como o campo elétrico, só são percebidos quando há aproximação de parte do corpo em regiões onde o campo é intenso, como uma tela de computador. Por outro lado, descargas não são facilmente realizadas, a não ser que se gerem campos eletrostáticos intensos. Também, dado que tais fenômenos são descritos e percebidos como formações vetoriais, não só estruturas físicas se tornam necessárias para sua análise. Neste contexto, os computadores se apresentam como uma ferramenta de grande importância na formalização gráfica teórica para estudos desenvolvidos acerca do eletromagnetismo. Com esta visão, o conhecimento de eletromagnetismo e da utilização de computadores com softwares adequados para a construção dos programas são necessários. Neste projeto, está sendo desenvolvido um programa para Windows, utilizando a linguagem C que aborda a análise vetorial com apresentação gráfica, o qual será utilizado como base de futuros projetos na área, e um outro para a edição e esquadrinhamento de regiões bidimensionais para cálculo de potenciais elétricos baseado no método iterativo. Os protótipos dos experimentos práticos estão sendo baseados em métodos científicos específicos, como: o gerador eletrostático de Van De Graaff (GVDG) para gerar cargas elétricas e campos elétricos para análise de descargas, visualização de campos, indução elétrica, etc., sendo a base necessária para os outros materiais que necessitam de cargas e campos. Estes outros materiais em desenvolvimento são: o eletroscópio de folhas (para verificação de existência de cargas), equipamento para cálculo de força eletrostática e o equipamento para "visualização" das linhas de campo eletrostático, o qual utiliza a indução de cargas em pelos do corpo como princípio básico. Com a realização desse Projeto de Pesquisa, espera-se aprender mais a respeito do eletromagnetismo e dos fenômenos que permeiam este e construir um laboratório experimental aplicado exclusivamente aos estudos de eletromagnetismo, onde estudantes de Engenharia Elétrica possam realizar experimentos validando a teoria estudada em sala de aula. No contexto da formação profissional, este projeto se apresenta como de importância básica tanto a nível de conhecimento teórico, como a nível de praticidade em construção de protótipos de materiais de uso de laboratórios, os quais utilizam formalismos criativos, bem como fundamentados em teorias estudadas e pesquisadas. Projeto financiado pela Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB).
Modelagem de Sistemas a Eventos Discretos com Temporização Variável via Autômatos com Temporização Variável e Simulação no Ambiente WINDOWS - Co-autoria com Osmar Franca Siebel (V Seminário de Pesquisa e Pós-graduação (V SEMPPG) e XXIII Seminário Estudantil de Pesquisa (XXIII SEMEP) - 2004) Resumo: Os Sistemas a Eventos Discretos (SEDs) são aqueles que evoluem com a ocorrência de eventos físicos. Devido a sua natureza discreta, estes podem ser modelados por autômatos que são modelos matemático-gráficos, onde é possível conhecer a dinâmica do sistema. As atividades industriais podem ser representadas como SEDs modelados como autômatos, onde se pode extrair sua matriz de incidência e utilizar a álgebra de dióides para construir um controlador (ou supervisor) a partir de uma especificação de comportamento (ou tarefa) definida. A crescente necessidade de tornar a atividade industrial mais produtiva, rápida e segura tem estimulado projetos na área de modelagem de processos industriais utilizando o conceito de SEDs. Vários processos onde o tempo de transição é uma variável importante como processos químicos, térmicos e que envolvem desgaste de recursos, necessitam de sua representação através de Autômatos com Temporização Variável (ATVs). Para tanto, a formalização de um procedimento algorítmico para modelagem desses sistemas neste paradigma é relevante. Também, a simulação necessária na análise de processos, eliminando custos e inconveniências, baseou este projeto, onde foi desenvolvido um programa básico de edição e simulação de ATVs, tendo se apresentado como forte base na aprendizagem da programação em C para Windows.
Estudo e Implementação de Sensores de Campos Eletromagnéticos - Co-autoria com Gabriel Pinheiro Cardoso (II Seminário Técnico Científico - STEC - 2004) Resumo: A eletrônica, objeto de estudo de inúmeros pesquisadores no mundo inteiro, necessita de ferramentas específicas para trabalhar com circuitos dos mais variados tipos. Uma grande quantidade de componentes eletrônicos, como resistores, transistores, capacitores, etc, são utilizados para a construção de circuitos generalizados, permitindo o avanço da tecnologia. A microeletrônica permitiu circuitos como os amplificadores de baixa potência, serem reduzidos à pequenos componentes, denominados de circuitos integrados (CI). Essa tecnologia permitiu a construção dos amplificadores operacionais, que são circuitos amplificadores de baixa potência cuja entrada tem uma alta impedância (idealmente considerada infinita) e cuja saída tem uma baixa impedância (idealmente considerada nula). Esses circuitos são responsáveis por uma imensa quantidade de aparelhos aplicados no cotidiano e nos mais variados setores. Com a utilização desses componentes, é possível investigar e desenvolver novas ferramentas comerciais de baixo custo, utilizando aplicações consagradas da literatura, como geradores de onda quadrada, circuitos diferenciadores e integradores, etc. Junto a isto, encontram-se as pesquisas voltadas aos sensores, que são utilizados para transformarem variáveis em estudo em tensão, ou outra mais facilmente medida. Para este projeto, pretende-se estudar formas de antenas para servir como sensores de irradiações eletromagnéticas, e com este estudo, desenvolver um aparelho experimental de medição de campos eletromagnéticos, onde os amplificadores operacionais são peças fundamentais para sua construção. O desenvolvimento deste projeto se baseia numa revisão bibliográfica sobre os componentes eletrônicos a serem utilizados; construção de circuitos para suas análises e construção de circuitos específicos inerentes ao projeto, bem como as formas de irradiação eletromagnéticas e antenas específicas para servirem de captadores. A consolidação deste se dá na formalização e validação do circuito final para medição de campos eletromagnéticos a baixo custo comercial. Inicialmente estão sendo feitos testes com antenas compostas por dois fios de cobre envernizados, os quais diante de um campo elétrico se comportarão como capacitores em paralelo e gerarão uma diferença de potencial (ddp) nos seus terminais.E, conseqüentemente, esta ddp será amplificada através de um circuito composto por amplificadores operacionais.
Um Estudo de Compactadores para Arquivos Executáveis - Co-autoria com Jefferson Luiz Nogueira da Silva (II Seminário Técnico Científico - STEC - 2004) Resumo: Com o avanço tecnológico digital atual, os computadores têm aumentado suas capacidades tanto de armazenamento, como de taxas de transferência de dados. Entretanto, na medida em que a tecnologia avança, os arquivos se tornam cada vez maiores (caso de músicas e filmes digitais), o que ainda é um problema. A quantidade imensa de arquivos transitando na Internet e, sendo estes arquivos de grande porte, as velocidades de transferências caem rapidamente, inclusive por estarem sujeitas às restrições das bandas de passagens das formas utilizadas para transmissão (linha telefônica, etc.). Dessa forma, entre os grandes problemas que se encontram no mundo atual, situa-se a compactação de dados. Tal problema encontra-se no armazenamento de arquivos e transferência de dados via redes, como citado. Neste contexto, inúmeros casos são tratados com compactação por radicais, palavras comuns, seqüências de bytes iguais, entre outros, dando bons resultados, ou seja, a compactação reduz em porcentagens de até 90 a 95%. Entretanto, o maior problema encontrado na compactação de dados é localizada especialmente em arquivos executáveis, desde que sua estrutura de dados é totalmente binária (linguagem de máquina), e outros arquivos similares, como arquivos de músicas e filmes. Estudos a respeito de tal caso são feitos no mundo inteiro (como se pode ver, por exemplo, o Centro Nacional de Compactação de Dados) em que se busca uma forma de redução desses dados para a eliminação de sobrecargas em armazenamento e transferência de dados. A realização de um estudo acerca deste problema e a análise de possíveis formalismos neste contexto é de suma importância ao nível da formação profissional, bem como na possível estruturação de algoritmos que visem a dar uma luz sobre novas formas de solução. A busca na formalização de algoritmos que solucionem tal problema é mundial, encontrando-se vários programas compactadores no mercado, como WinZip, WinRar, ARJ, entre outros. Métodos muito utilizados são os Zlib e o Código de Huffman. Entretanto, todos estes esbarram no mesmo problema, em se tratando de arquivos executáveis, cuja compactação, geralmente, gira em torno de no máximo 5%, necessitando de estudos de novas codificações e possibilidades através de métodos numéricos e outros meios criativos para novos desenvolvimentos. Atualmente, na iniciação científica da Faculdade Área 1, estamos implementando a idéia inicial de um algoritmo para compactação de arquivos puramente binários baseado em estruturas pré-definidas pelo programador. Dentre as estruturas têm-se como exemplo uma que identifica se o byte é composto da seguinte seqüência de bits: 0000xxxx – Onde x pode ser bit 0 ou 1. Se o byte lido enquadrar-se nesta estrutura, no arquivo compactado é gravado a seguinte informação 001xxxx, onde 001 identifica tal estrutura. Desta maneira houve uma redução de um bit para o byte de origem. Utilizando esta formalização para várias estruturas, pretende-se encontrar um formalismo que possa melhorar a compactação desses arquivos. Paralelamente esta sendo feito um estudo de linguagem C para ambiente windows a qual será desenvolvido um software simples de compactação de arquivos executáveis.
Modelagem de Sistemas a Eventos Discretos via Redes de Petri - Co-autoria com com André Luis Sousa Sena e Cléber Adriano de Azevêdo - Resumo Estendido (II Seminário Técnico Científico - STEC - 2004) Resumo: A automação tem o intuito de utilizar cada vez menos o trabalho humano em processos, ou seja, sempre aperfeiçoando projetos existentes e formulando novos, fazendo desta forma produtos com valores cada vez mais acessíveis e com tempo de produção menor. Um grande exemplo deste importante papel da automação no mundo atual é o caso da Fiat que atualmente fabrica com 14 horas de trabalho o mesmo produto que há 15 anos atrás, fabricava em 170 horas. Neste projeto é utilizada o formalismo dos Sistemas a Eventos Discretos – SEDs, que abrange sistemas em que a evolução dinâmica é fundamentada através de ocorrência de eventos físicos (ou ações) que mudam os estados do sistema. Este formalismo descreve sistemas de redes de computadores, de tráfego e de manufatura. Exemplo de evento pode ser considerado numa ação onde uma máquina deve evoluir durante um processo ou uma dinâmica de produção, partindo de um estado inicial para um estado posterior, ou seja, inicialmente temos uma máquina desligada, após o evento, apertar o botão liga a máquina é levada ao estado de ligada.
|
Eduard Montgomery Meira Costa
