Apresentação:

O Workshop “SBA na Terra da Luz” acontecerá nos dias 20 a 21 de Outubro de 2022 na encantadora praia de Canoa Quebrada-CE. A programação técnica contará com a apresentação de 06 palestras em temas especialmente selecionados para a comunidade da SBA. Será uma oportunidade para estudantes, docentes, pesquisadores e profissionais debaterem sobre tópicos relevantes nas áreas de automação, controle, sistemas inteligentes, sistemas elétricos, eletrônica de potência e áreas afins. Trata-se de um evento satélite do CBA’2022, sendo organizado pelo Departamento de Engenharia Elétrica do Centro Tecnologia da Universidade Federal do Ceará (UFC) e promovido pela Sociedade Brasileira de Automática (SBA).

Roteiro Workshop

Dados Gerais:

  • 19/10/22:
    18:30h     – Traslado Fortaleza – Canoa
    Quebrada
    *Saída da Fábrica de Negócios, sede do CBA 2022.
  • 20/10/2022:
    9-10h     – Palestra: Prof. Julio Elias Normey Rico (UFSC)
    10-11h     – Palestra: Profa. Lucíola Campestrini (UFRGS)
    11-12h     – Palestra: Prof. Guilherme de Alencar Barreto (UFC)
    20-23h     – Evento social: Jantar de Confraternização
  • 21/10/2022:
    9-10h     – Palestra: Prof. Marco Henrique Terra (USP)
    10-11h     – Palestra: Prof. Demercil de Sousa Oliveira Júnior (UFC)
    11-12h     – Palestra: Profa. Lucia Valeria Ramos de Arruda (UTFPR)

Haverão 02 horários de retorno de Canoa Quebrada para Fortaleza, sendo um no dia 21/10/22 e outro no dia 22/10/22. Às 15:30h e às 08:00h, respectivamente.

Auditório da barraca Chega Mais, Canoa Quebrada/CE.

Tal como um evento satélite, poderão se inscrever no Workshop SBA os participantes do CBA 2022. O pagamento da taxa de inscrição no workshop poderá ser realizado juntamente com a inscrição no CBA 2022, no site do evento: link.

Valor:
– Inscrição no workshop (com traslado Fortaleza-Canoa Quebrada-Fortaleza): R$450,00
– Inscrição no workshop (sem traslado): R$320,00
– Ticket extra do jantar: R$ 120,00

Está incluso na inscrição do Workshop SBA:

  • Participação e materiais do workshop;
  • Traslado Fortaleza – Canoa Quebrada – Fortaleza; (saída e chegada na Fábrica de Negócios, Fortaleza-CE)
  • Jantar de confraternização.
O evento tem um limite de 160 participantes.

Palestrantes:

Esta palestra trata do projeto de controladores preditivos (CP) com modelos lineares a parâmetros variáveis (LPV) para o controle de processos não lineares.
O controle preditivo é sem dúvida, uma das técnicas de controle avançado de maior importância nas aplicações industriais e que tem atraído a atenção de muitos pesquisadores. O controle preditivo com modelos lineares (CPL) está consolidado tanto teoricamente como nas aplicações, mas as soluções de CP para o caso de modelos não lineares (CPNL) ainda é desafiadora, principalmente pelos custos computacionais e complexidade algorítmica. Uma solução interessante para aproveitar as vantagens computacionais do CPL e resolver os problemas do CPNL é a utilização de modelos LPV. Usando esta abordagem, é possível obter representações exatas dos sistemas não lineares e formular o problema de CP usando as ferramentas de otimização do CPL, isto é, a solução de um problema de programação quadrática a cada amostra.
Na palestra, os conceitos básicos de CP são apresentados, assim como os desafios do tratamento de modelos não lineares, para em seguida, mostrar o uso de modelos LPV como alternativa de solução. A formulação do CP-LPV é então apresentada, mostrando como o problema do conhecimento dos parâmetros de agendamento no horizonte pode ser resolvido com o uso de uma aproximação de Taylor. Ainda, se mostra como se pode usar a ideia do CP-LPV para formular um controle tolerante a falhas, problema também de muita importância prática. Finalmente duas aplicações são apresentadas: o projeto de um controle de um sistema de suspensão ativa de um carro e o controle tolerante a falhas de uma micro rede com uso de energia renovável e armazenamento de H2.

Nesta palestra abordarei aspectos teóricos e implementacionais de modelos preditores baseados em máquinas de kernel para identificação de sistemas não lineares e previsão de séries temporais. Discutirei como o método dos mínimos quadrados ordinários e sua versão regularizada podem ser facilmente usados para estimação de parâmetros de tais modelos preditores, assim como técnicas de estimação recursiva de parâmetros, tais como kernel LMS (KLMS) e kernel RLS (KRLS) do. Métodos de construção de dicionários de vetores-suporte para fins de geração de modelos esparsos, tais como Novidade, Surpresa, e Coerência serão abordados em seguida. Por fim, extensões dos estimadores recursivos para ambientes contaminados com outliers serão apresentadas. Tudo isso acompanhado de um grande número de exemplos ilustrativos envolvendo conjuntos de dados consagrados na literatura de identificação de sistemas dinâmicos e séries temporais.

Projeto de controle por modelo de referência é uma metodologia prática para sintonia de controladores pela possibilidade de incorporar os requisitos de desempenho diretamente ao problema. Nesta técnica, o comportamento desejado para o sistema em malha fechada é definido por uma função de transferência entre a saída e, na maioria das vezes, a referência a ser seguida, a qual é conhecida como modelo de referência. Desta forma, o controlador é projetado através da minimização de um critério com o objetivo de atingir uma dinâmica desejada em malha fechada. Métodos de controle baseado em dados, por sua vez, solucionam problemas de controle por modelo de referência sem utilizar qualquer modelo matemático para a planta: o projetista realiza um experimento na planta a fim de coletar dados informativos e define o comportamento desejado para o sistema em malha fechada. Então, os parâmetros de um controlador de estrutura pré-definida são obtidos através da minimização de uma função custo envolvendo os dados e o modelo de referência. Considerando os elementos envolvidos no projeto, métodos de controle baseado em dados podem ser vistos como métodos de identificação do controlador e, assim como em identificação de sistemas, um “bom controlador” depende das escolhas do projetista. Neste trabalho, algumas destas escolhas são exploradas e resultados práticos demonstram a melhoria no comportamento em malha fechada se certas flexibilizações são adotadas na definição do modelo de referência.

Na primeira parte desta palestra serão apresentados alguns resultados que obtivemos no Instituto Nacional de Sistemas Cooperativos Autônomos (INSac), voltados para meio ambiente e segurança nacional. Neste Instituto, pesquisadores das Universidades Federais do Rio de Janeiro, Minas Gerais, Amazonas; Universidade de Campinas e Universidade de São Paulo, têm trabalhado de forma colaborativa desenvolvendo novas abordagens sobre teoria de controle e inovação tecnológica. Essas pesquisas estão relacionadas, por exemplo, com controle robusto, detecção e isolamento de falhas e sistemas inteligentes, aplicadas a robôs submarinos, de reabilitação, aéreos e terrestres. Na segunda parte, será apresentada uma abordagem algébrica para a regulação de sistemas sujeitos a incertezas paramétricas e a saltos Markovianos. Quando sistemas lineares com salto de Markov de tempo discreto estão sujeitos a incertezas, em particular as modeladas de maneira politópica, é necessário considerar todos os vértices de cada modo de Markov para projetar controladores robustos adequadamente. Será apresentado um regulador quadrático linear recursivo robusto para esta classe de sistemas. Um problema quadrático de otimização é definido pela combinação de mínimos quadrados e funções de penalidade em uma estrutura unificada, baseada em uma abordagem do tipo Gauss (Johann Carl Friedrich Gauss, 1777-1855). Projetamos uma função de custo de um passo para abranger todo o conjunto de vértices de cada modo, mantendo suas estruturas quadráticas e a convexidade do problema. A solução é então obtida de maneira recursiva onde os estados são minimizados e as incertezas maximizadas. Assim, o regulador resultante não requer nenhum pacote de otimização numérica para ser obtido. Estabelecemos condições de convergência e estabilidade estendendo uma determinada estrutura matricial da solução recursiva. Além disso, fornecemos exemplos numéricos e de aplicação do mundo real para validar nosso método e enfatizar sua recursividade e seu esforço computacional reduzido. Do ponto de vista de inovação, será considerado o controle de um caminhão Scania autônomo para serviço pesado, baseado em um modelo linear sujeito a incertezas politópicas e a saltos Markovianos. Suas matrizes de parâmetros foram identificadas com base em dados coletados durante a condução do caminhão pelo campus da Universidade de São Paulo em São Carlos.

O avanço da tecnologia de semicondutores tem permitido o uso de conversores estáticos com operação em média e alta frequências para potências e tensões cada vez maiores. A concepção de novas estruturas de conversores que permitem a divisão dos esforços de tensão e corrente também ampliou o leque das aplicações existentes para a faixa de média ou mesmo alta tensão, processando potências da ordem de alguns gigawatts. Entretanto, em aplicações com média ou alta tensão, eventuais estágios de conversão com isolação galvânica ainda utilizam transformadores projetados de acordo com os típicos valores de frequências disponíveis na linha isto é, 16,67Hz, 50Hz, 60Hz e 400Hz. Embora a tecnologia de transformadores com operação em baixa frequência já esteja amplamente consolidada, resultando em dispositivos com alta robustez, confiabilidade, baixo custo e alto rendimento, por outro lado, um grande volume e peso também são esperados. Adicionalmente, a característica naturalmente passiva desse dispositivo pode levar a problemas relacionados à qualidade da energia fornecida, especialmente em áreas com grande penetração de fontes renováveis de energia. Essa palestra pretende abordar os princípios envolvidos na concepção dos Transformadores de Estado Sólido, abrangendo também suas potencialidades, desafios e o estado da arte das principais pesquisas realizadas Brasil e no mundo.

A utilização de sistemas robóticos autônomos e semiautônomos para a inspeção de grandes estruturas tais que tanques de armazenamentos, pontes estaiadas, torres de transmissão e similares tem posado grandes desafios para engenharia. A combinação de Tecnologias avançadas em robótica, controle, sensores, dispositivos de hardware, inteligência artificial, aprendizado de máquina, internet das coisas e computação em nuvem tem possibilitado a solução de muitos desses desafios. Os robôs escaladores possuem requisitos específicos de adesão, manobrabilidade e capacidade de carga. Já para a função de inspeção existem requisitos rígidos de estabilidade mecânica, localização e controle de movimentação, confiabilidade da inspeção. Cada uma desses requisitos estabelece problemas e desafios que podem ser colocados através de perguntas. Por exemplo:

    1. O robô vai conseguir se locomover por todo o ambiente de trabalho?
    2. O robô pode alcançar velocidades suficientes para cumprir a trajetória planejada de inspeção?
    3. O robô é capaz de carregar os equipamentos necessários?
    4. O robô consegue lidar com as incertezas/imprevisibilidade do ambiente em que navega e as restrições impostas pelos equipamentos que carrega?
    5. O robô durante a inspeção é capaz de garantir a segurança para a estrutura inspecionada, ele mesmo e os humanos envolvidos na inspeção?
    6. O robô é financeiramente viável?

Essa palestra apresenta as soluções encontradas para alguns desses problemas através de três gerações de robôs escaladores e inspetores desenvolvidos na última década no Laboratório de Automação e Sistemas de Controle Avançado (LASCA) da UTFPR.