Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas

Defesa de Dissertação de Mestrado – Bruno Eduardo Benetti – 13/3/2019

17/05/2019 15:07

*Defesa de Dissertação de Mestrado*
Aluno	Bruno Eduardo Benetti
Orientador	Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC
Coorientador	Prof. Marcelo Lopes de Lima, Dr. – CENPES/Petrobras
Data	13/3/2019 (quarta-feira) – 8h30 Sala PPGEAS II (piso inferior)
Banca	Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC (presidente); Prof. Gustavo Artur de Andrade, Dr. – DAS/UFSC; Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC; Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC; Prof. Paulo Renato da Costa Mendes, Dr. – PPGEAS/UFSC
Título	Satisficing Infinite-Horizon Model Predictive Control
Abstract: This work aims to give an alternative formulation for Model Predictive Controllers that simplifies the stabilishment of stability and accommodates conflicting subobjectives. The stability issues are solved with the use of a infinite prediction horizon that takes into account the whole system dynamics untill the end of time. Then, it is proposed the use of the Output Prediction Oriented Model (OPOM) as a new prediction model that is sinergistic with the infinite horizon MPC (IHMPC) that provides a system representation that is physical meaning friendly and eases the stabilishment of stability guarantees. On top of that, it is added a Satisficing tunning strategy that gives dynamical weights to the system, freeing the operator from the burden of finding one of the many pareto-optimal solutions to the problem. The convergence of IHMPC and satisficing theory gives rise to a so called Satisficing Infinite Horizon Model Predictive Controller or SIHMPC that is presented here from its development to simulations.

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Defesa de Dissertação de Mestrado – Everton Machado – 8/3/2019

17/05/2019 15:04

*Defesa de Dissertação de Mestrado*
Aluno	Everton Machado
Orientador	Prof. Alexandre Trofino, Dr. – DAS/UFSC
Coorientador	Prof. Claudio Melo, Dr. – EMC/UFSC
Data	8/3/2019 (sexta-feira) – 9h00 Auditório do Polo – 2° Piso
Banca	Prof. Alexandre Trofino, Dr. – DAS/UFSC (presidente); Prof. Joaquim Manoel Gonçalves, Dr. – IFSC; Prof. Felipe Gomes de Oliveira Cabral, Dr. – DAS/UFSC; Prof. Marcelo de Lellis Costa de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC.
Título	Algoritmos de Detecção e Correção de Falhas para Sensores de Temperatura de Refrigeradores Domésticos
Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de algoritmos de detecção e correção de falhas de offset em sensores de temperatura de refrigeradores domésticos. Foram propostos dois algoritmos de detecção de falha, diferenciados na forma de avaliação do sensor de degelo. Adicionalmente, foram desenvolvidos dois sistemas de correção, o primeiro baseado em compensação de offset através de equações matemáticas e o segundo baseado em um sistema de controle alternativo que entra em operação em condições de falha do sensor. Foram definidos critérios de desempenho largamente usados em trabalhos de detecção de falha na literatura. Um dos algoritmos de detecção propostos obteve 86,5% de detecções corretas com nenhum falso positivo, detectando as falhas com maior potencial de provocar efeitos de perda de performance perceptíveis ao consumidor. Os sistemas de correção propostos também obtiveram bons resultados, levando o refrigerador a operar em condições muito similares àquelas em que o refrigerador operava antes de entrar em modo de falha.

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Defesa de Dissertação de Mestrado – Benhur Tessele – 1/3/2019

17/05/2019 15:01

*Defesa de Dissertação de Mestrado*
Aluno	Benhur Tessele
Orientador	Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC
Coorientador	Prof. Cristian Koliver, Dr. – INE/UFSC
Data	1/3/2019 (sexta-feira) – 14h00 Sala PPGEAS I (piso superior)
Banca	Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC (presidente); Prof. Rafael Rodrigues Obelheiro, Dr. – UDESC/Joinville; Profa. Patrícia Della Méa Plentz, Dra. – INE/UFSC; Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC.
Título	Emprego de Perf na Medição e Análise do Tempo de Resposta de Tarefas no Linux
Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a ferramenta perf, que é uma ferramenta de análise, depuração e monitoramento do Linux. Foi realizado um detalhamento sobre as principais funcionalidades do perf, juntamente com exemplos de uso da ferramenta. Também foram realizados estudos de caso com base em aplicações que representam situações reais e complexas no dia a dia dos desenvolvedores, em especial aplicações com requisitos temporais. As técnicas utilizadas nos estudos de caso foram capazes de coletar dados estatísticos e validar o comportamento das aplicações e também do sistema operacional. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência da ferramenta perf, bem como apontaram algumas limitações em determinados cenários de teste. Ao final deste trabalho, foram apresentadas dicas e recomendações sobre a utilização do perf para usuários e desenvolvedores

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Defesa de Exame de Qualificação – Suelen Macedo Laurindo – 27/2/2019

17/05/2019 14:57

*Defesa de Exame de Qualificação*
Aluno	Suelen Macedo Laurindo
Orientador	Prof. Ricardo Alexandre Reinaldo de Moraes, Dr. – PPGEAS/UFSC
Coorientador	Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – DAS/UFSC
Data	27/2/2019 14h00 (quarta-feira) Sala PPGEAS I (piso superior)
Banca	Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC (presidente); Prof. Érico Meneses Leão, Dr. – PPGCC/UFPI; Prof. Richard Demo Souza, Dr. – PGEEL/UFSC; Prof. Alex Sandro Roschild Pinto, Dr. – PPGEAS/UFSC.
Título	Cooperative Communication Mechanisms Applied to Wireless Sensor Network
Abstract: One of the major problems that still needs to be overcome in wireless sensor networks (WSN) is the unreliable nature of communication channels. In this PhD thesis, two types of communication techniques are addressed to minimize this problem: cooperative diversity and network coding techniques. Cooperative diversity techniques involve cooperation between nodes to improve the success rate of sent messages; and network coding techniques have been shown to be a promising solution to minimize the transmission delay, to balance the network load and also to improve the network throughput. In this context, this work intends to act upon these limitations by treating the relay node selection in a holistic way, combining both cooperative diversity techniques and the use of network coding algorithms to enhance the communication reliability in WSN networks. A relay selection technique based on multiple criteria to select the smallest number of relay nodes was proposed and evaluated through simulation and the network coding technique will be proposed and developed. Theses proposals will be evaluated by simulation and experimentally as well.

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Defesa de Exame de Qualificação – Gabriel Arthur Gerber Andrade – 25/2/2019

17/05/2019 14:54

*Defesa de Exame de Qualificação*
Aluno	Gabriel Arthur Gerber Andrade
Orientador	Prof. Luiz Cláudio Villar dos Santos, Dr. – INE/UFSC
Data	25/2/2019 14h00 (segunda-feira) Sala PPGEAS I (piso superior)
Banca	Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC (presidente); Prof. Rodolfo Jardim de Azevedo, Dr. – IC/UNICAMP; Prof. Márcio Bastos Castro, Dr. – INE/UFSC.
Título	Test Generation for Shared-Memory Verification of Multicore Chips
Abstract: Since non-deterministic behavior is key to exposing shared-memory errors, non-synchronized parallel programs are often used for verification and test of multicore chips. In the verification phase, the slow execution in a simulator requires non-conventional techniques for enabling error exposure with shorter programs. In this context, this work makes three contributions. First, the work proposes two novel techniques that build upon conventional random test generation for efficient shared-memory verification. One technique exploits canonical dependence chains for constraining the random generation of instruction sequences (to raise the coverage of state transitions due to memory events conflicting at a same shared location), another exploits address space constraints for biasing random address assignment (to raise the coverage of state transitions due to eviction events). As compared to a conventional generator, the combination of these techniques reduced the average verification effort by one order of magnitude in many cases. Second, the work proposes a new mechanism for directed generation that improves the quality of non-deterministic racy tests. The mechanism exploits general properties of coherence protocols and cache memories for better control on transition coverage (which serves as a proxy for increasing the actual coverage metric adopted in a given verification environment). Being independent of coverage metric, coherence protocol, and cache parameters, the mechanism is reusable across quite different designs and verification environments. With such mechanism, our test generation was faster to reach similar coverage as compared to the most recently reported generator of racy tests (based on Genetic Programming). For instance, when executing tests with 1K operations for verifying 32-core designs, our test generator reached 60% coverage ten times faster. Third, the work envisages a novel technique for directed test generation that relies on a feedback loop for further reducing the effort towards higher coverage. It exploits local-search heuristics for detecting coverage saturation and pruning heuristics for progressively reducing the exploration of the generation space without jeopardizing coverage. The first contribution was already reported in an submitted article and the second one in a published paper. The third contribution was conceptually designed, but its elaboration and implementation are part of the planned activities towards the future thesis.

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Defesa de Exame de Qualificação – Marina Enricone Stasiak – 20/2/2019

17/05/2019 14:50

*Defesa de Exame de Qualificação*
Aluna	Marina Enricone Stasiak
Orientador	Prof. Daniel Juan Pagano, Dr. – DAS/UFSC
Coorientador	Prof. Francisco Rafael Moreira da Mota, Dr – IFCC
Data	20/2/2019 13h30 (quarta-feira) Sala PPGEAS I (piso superior)
Banca	Prof. Rodolfo César Costa Flesch, Dr. – DAS/UFSC (presidente); Prof. Marco José da Silva, Dr. – CPGEI/UTFPR; Prof. Fábio Margotti, Dr. – MTM/UFSC.
Título	Contribuições para o Desenvolvimento de um Sistema de Medição de Permissividade Elétrica de Materiais baseado no Princípio de Tomografia Capacitiva Elétrica
Resumo: Neste trabalho são apresentadas contribuições para o desenvolvimento de um sistema de medição de permissividade elétrica de materiais, o qual tem seu princípio de funcionamento baseado na técnica de tomografia capacitiva elétrica. Este sensor foi inicialmente desenvolvido para medição de fração volumétrica de água em escoamentos bifásicos de água e óleo, porém novas aplicações estão sendo estudadas. As contribuições abrangem tanto a parte de hardware, com a implementação de melhorias no sistema de medição, controle, condicionamento de sinais e aquisição de dados, quanto na parte software, com a implementação de uma interface gráfica para o usuário operar o sistema e visualizar os resultados das medições. Também há contribuições na parte de resolução de problemas inversos, com a implementação e aplicação de novos algoritmos de reconstrução de imagem e no desenvolvimento de uma solução embarcada utilizando uma plataforma FPGA.

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Defesa de Dissertação de Mestrado – João Marcel Serafin – 13/2/2019

16/05/2019 16:56

*Defesa de Dissertação de Mestrado*
Aluno	João Marcel Serafin
Orientador	Prof. Nestor Roqueiro, Dr. – DAS/UFSC
Coorientador	Prof. Rodrigo A. M. Braga, Dr. – INESC/UFSC
Data	13/2/2019 (quarta-feira) – 9h00 Sala PPGEAS I (piso superior)
Banca	Prof. Nestor Roqueiro, Dr. – DAS/UFSC (presidente); Prof. Jonny Carlos da Silva, Dr. – EMC/UFSC; Prof. Rodrigo de Souza Vieira, Dr. – EMC/UFSC; Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC.
Título	Modelagem, Análise e Controle de um Protótipo de Cadeira de Rodas Auto Equilibrista
Resumo: A inclusão de pessoas com necessidades especiais é um assunto sempre pertinente frente ao número de pessoas dentro deste grupo e as dificuldades que estas enfrentam diariamente. A deficiência motora é a segunda mais relatada no Brasil. Cerca de 3,7 milhões de brasileiros relatam ter grandes dificuldades de locomoção. Considerando a evolução dentro das Tecnologias Assistivas (TA) nos últimos anos, busca-se cada vez mais alternativas para implementar e facilitar a inclusão social de pessoas com mobilidade reduzida. Este documento descreve o processo de desenvolvimento de uma cadeira de rodas com o princípio de funcionamento por auto-equilíbrio, visando possibilitar maior liberdade de movimentos ao deficiente físico, e consequentemente, uma locomoção mais intuitiva. O documento apresenta o projeto mecânico e elétrico de um protótipo em escala real, o modelo dinâmico do sistema e o projeto de 3 controladores: compensador estático com inclusão de integrador na malha direta, regulador linear quadrático e modos deslizantes. Cada controlador é aplicado à 3 estratégias de controle diferentes, cada uma com objetivos específicos de funcionamento. Ao final, são apresentados os resultados de simulações computacionais e testes práticos realizados com o protótipo, juntamente com a análise e comparação dos resultados.

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Defesa de Exame de Qualificação – Vinícius Berndsen Peccin – 14/12/2018

29/09/2018 15:51

Defesa de Exame de Qualificação

Aluno

Vinícius Berndsen Peccin

Orientador

Coorientador

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

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

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

Data

Local

14/12/2018 14h00 (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

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

Prof. Ricardo Hiroshi Caldeira Takahashi, Dr. – MAT/UFMG

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

Prof. Douglas Wildgrube Bertol, Dr. – UDESC/Joinville

Título

GPC e DMC Embarcados de Cômputo Rápido: contribuições para a formulação e otimização online em arquitetura paralela reconfigurável

Resumo: Em geral, o controle preditivo baseado em modelo (MPC) necessita do cômputo de um problema de programação quadrática (QP) a cada ciclo de controle. Esse cômputo pode ser considerado custoso do ponto de vista computacional e se tornar um limitante para a utilização do MPC em plantas com períodos de amostragem rápidos. Para contornar essa limitação e permitir a atuação em uma variedade maior de sistemas, pode-se utilizar um solver que faça o cômputo da ação de controle de forma eficiente e possa ser implementado em um hardware de rápida execução. Diversos trabalhos foram propostos para esse tipo de solução, mas a grande maioria foca nas características do MPC representado em espaço de estados, que é muito popular na academia. Dessa forma, outras formulações de MPC populares na indústria, como o GPC e o DMC, carecem de pesquisas na área de cômputo rápido no nível de integração com o solver.

Nesta pesquisa, propõe-se uma formulação integrada da técnica de controle com um método de programação quadrática, de modo a obter uma solução MPC de cômputo rápido e moldada para a implementação em arquitetura paralela. Os algoritmos integrados propostos foram testados, simulados e comparados em MATLAB. Os melhores métodos foram também implementados em FPGA e apresentaram bons resultados com um cômputo da ordem de microssegundos.

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Defesa de Exame de Qualificação – Juan Gabriel Guerrero Grijalva – 7/12/2018

29/09/2018 14:29

*Defesa de Exame de Qualificação*
Aluno	Juan Gabriel Guerrero Grijalva
Orientador	Prof. Edson Roberto De Pieri, Dr. – DAS/UFSC
Data Local	7/12/2018 14h00 (sexta-feira) Sala PPGEAS I (piso superior)
	Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC (presidente) Prof. Daniel Martins, Dr. – EMC/UFSC Prof. Anibal Alexandre Campos Bonilla, Dr. – CCT/UDESC
Título	Folding Mechatronics
Abstract: The exponential increase of people around the world, the concentration of population in urban areas; moreover the global need to develop efficient products lead to the apparition of new technologies. Under this perspective Folding Mechatronics proposes a novel procedure to develop mechatronic devices such as buildings, shelters, cars, furniture and robots being folding capacity its main feature. Reconfigurable mechanism offers the possibility to change mechanical properties in rigid structures such as morphology, stiffness, vibration avoidance, etc. Scissor-like elements (SLE) assembles are popular reconfigurable mechanisms, its kinematics usually are represented by conventional matrices approach. Due to the huge number of joints and links that SLE assembles are built with, the matrices which represent its kinematics have plenty of rows and columns. The dynamic modeling of SLE assembles is not easy neither efficient due to the friction and stiffness embedded in its various joints and links. Mechatronic devices have a control system designed according to the needs of the application, in this case it is necessary to look for a control algorithm with low computational cost. Thus we present a novel approach to deal with analysis and synthesis of SLE assembles based in Dual-quaternions and Screw theory. The dynamics of the system is obtained by identification, then linear time-invariant (LTI) and linear parameter-varying (LPV) models are available. Robust control based in polytope approach and Takagi-Sugeno (TS) fuzzy employing linear matrix inequalities (LMI) conditions are the control techniques chosen to develop a control algorithm which is going to be embedded in a microcontroller or a microprocessor. Hardware in the loop (HIL) is the way proposed to test the mechatronic system. Finally aiming to find an easy way to interact, internet of things (IoT) is pretended to be applied, between the various devices.

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Defesa de Exame de Qualificação – Flávio Gabriel Oliveira Barbosa – 5/12/2018

28/09/2018 16:00

*Defesa de Exame de Qualificação*
Aluno	Flávio Gabriel Oliveira Barbosa
Orientador	Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC
Data Local	5/12/2018 9h00 (sexta-feira) Sala PPGEAS I (piso superior)
	Prof. Leandro Buss Becker, Dr. – DAS/UFSC (presidente) Prof. Adilson Gonzaga, Dr. – SEL/EESC/USP Prof. Maurício Edgar Stivanello, Dr. – DAMM/IFSC
Título	Still Image Action Recognition for Android Mobile Devices
Abstract: We consider the fundamental computer vision problem of enabling computers to visually understand its surroundings. It is interesting to note that we continuously receive a large amount of visual data, and one of the most remarkable features of the human visual system is how rapidly, accurately, comprehensively and almost unconsciously we process this information, recognizing and understanding the complex visual world. To classify an object, a scene or a situation based on a single image can be trivial for humans, however, to enable a computer perform similarly is challenging. The still image action recognition (SIAR) is the task of localizing and classifying a person’s action based on a single image, and it is an extremely challenging problem due to factors such as person pose variation (e.g climbing), person context (e.g. gardening), and object-person interactions (e.g. phoning). Hence, the SIAR based systems have the potential to provide useful meta-data to many applications such as image understanding, human-computer interaction, indexing and searching of large-scale image archives, and it can be used in several other real-world tasks, as helping impaired people perform daily activities. The state-of-the-art algorithms on SIAR are based on deep Convolutional Neural Networks, which requires high computational power, and the use of these CNN based methods on embedded devices can be challenging due to the lower computational capacity and battery life (compared to high-end computers). The Mobile Artificial Intelligence (MAI) is the methodology of using artificial intelligence methods in the mobile context, as robots or smartphones, which requires to propose or adapt methods that are feasible with the hardware limitations. We intend to propose a SIAR that localizes and classifies human actions on an Android mobile platform with accuracy performance comparable to the state-of-the-art .

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