RESEARCH LINES
LINHAS DE PESQUISA
LINHAS DE PESQUISA
The overall proposal of this project is to develop basic and applied research in the area of control systems and analyze control methodologies to be applied to uncertain non-linear linear systems (systems whose mathematical model is imprecise or whose characteristics vary over time in a poorly known manner), aiming at applications in the areas of robotics and process control. The main motivation is the wealth of basic theoretical material recently developed in the literature and the existence of many uncertain systems of practical interest, whose significant nonlinear characteristics (e.g., hysteresis, saturation, dry friction, dead-zone, external disturbances, etc.) need to be overcome. Among the mentioned systems are mechanical systems, robotic systems (such as manipulators, mobile robots in formation), robotic navigation systems, servovision systems, and robotics at the nanometer scale (nanorobotics/nanotechnology). Regarding mechanical systems in general, it is also noted that the presence of nonlinearities is responsible for the enormous diversity in their dynamic behavior, and the specifications for precision and accuracy are becoming increasingly demanding. As a result, methodologies of adaptive/robust control and variable structure control by sliding modes with applications in servomechanisms are gaining practical importance. These strategies, which cover multivariable nonlinear systems, result in precise trajectory tracking, even when applied to dynamic systems with uncertain parameters and subject to disturbances.
A proposta geral deste projeto é desenvolver pesquisa básica e aplicada na área de sistemas de controle e analisar metodologias de controle a serem aplicadas a sistemas lineares não lineares incertos (sistemas cujo modelo matemático seja impreciso ou cujas características variem com o tempo de forma pouco conhecida), visando aplicações nas áreas de robótica e controle de processos. A principal motivação é a riqueza de material teórico básico desenvolvido recentemente na literatura e a existência de muitos sistemas incertos de interesse prático, cujas características não-lineares significativas (ex: histerese, saturação, atrito seco, zona-morta, perturbações externas, etc) necessitam ser suplantadas. Dentre os sistemas mencionados, incluem-se: sistemas mecânicos, sistemas robóticos (como manipuladores, robôs móveis em formação), sistemas robóticos de navegação, sistemas de servovisão e a robótica em escala de nanômetros (nanorobótica/nanotecnologia). No que tange aos sistemas mecânicos em geral, observa-se também que a presença de não-linearidades é responsável pela enorme diversidade no seu comportamento dinâmico e as especificações de precisão e exatidão se tornam cada vez mais exigentes. Como resultado, metodologias de controle adaptativo/robusto e controle a estrutura variável por modos deslizantes com aplicações em servomecanismos vem ganhando importância prática. Estas estratégias, que cobrem sistemas não-lineares multivariáveis, resultam no rastreamento preciso de trajetórias, ainda que sejam aplicadas a sistemas dinâmicos com parâmetros incertos e sujeitos a perturbações.
The activities involved in this project aim at the development, application, and implementation of advanced control techniques, pattern recognition, and signal processing for the instrumentation and intelligent automation of industrial processes. The development of appropriate instrumentation for measurement systems is a fundamental part of this line of action, as well as the implementation of control techniques in programmable logic controllers (PLCs), in microcontrollers for the development of embedded electronic systems, possibly pressure hyperbaric tolerant, and in fast FPGA-based electronics with application in particle detectors. Overall, the project seeks to train human resources with an emphasis on control, automation, and instrumentation, offer postgraduate courses related to this theme, and create laboratory infrastructure for more effective interaction with the productive sector of Rio de Janeiro and the national market, and with International Research Centers, through the provision of consulting services or participation in specific projects.
As atividades envolvidas neste projeto visam o desenvolvimento, a aplicação e a implementação de técnicas avançadas de controle, de reconhecimento de padrões e de processamento de sinais para a instrumentação e automação inteligente de processos industriais. O desenvolvimento de instrumentação adequada para os sistemas de medição é parte fundamental desta linha de atuação, bem como a implementação de técnicas de controle em controladores lógico-programáveis (CLPs), em microcontroladores para o desenvolvimento de sistemas eletrônicos embarcados, possivelmente tolerantes a pressão hiperbárica e em eletrônica rápida baseada em FPGA com aplicação em detectores de partículas. De forma geral, busca-se formar recursos humanos com ênfase em controle, automação e instrumentação, oferecer disciplinas de pós-graduação relacionadas a esta temática e criar infraestrutura de laboratório para uma maior interação efetiva com o setor produtivo do Rio de Janeiro e nacional, e com Centros de pesquisa Internacionais, através da prestação de serviços de consultoria ou de participação em projetos específicos.