Esta área de concentração refere-se ao projeto, desenvolvimento, caracterização, avaliação de desempenho e manutenção de sistemas de controle e sistemas de automação industrial e predial.
A análise detalhada de sistemas de controle e automação e o desenvolvimento de métodos otimizados para sua concepção e operação têm o potencial de incrementar substancialmente a produtividade e a qualidade no setor industrial. Somente com tal incremento poderá a indústria nacional agregar valor a seus produtos e inserir-se assim no mercado mundial, com a conseqüente alavancagem da geração de riquezas e empregos de alto nível no país. Esta necessidade de inserção gera uma demanda por tecnologias e profissionais, tanto para atuação na indústria como em universidades.
Esta demanda social reflete-se no meio acadêmico-científico, onde grande tem sido o desenvolvimento da área de automação e controle.
Os professores do PPGEE têm participado ativamente deste processo em todos os níveis: regional, nacional e internacional, com intensa atividades de pesquisa, ensino e extensão.
Por outro lado, os sistemas de controle e de automação fazem uso intenso da teoria de sistemas em seus estágios mais avançados, de forma que o desenvolvimento de trabalhos em controle e automação traz naturalmente desafios teóricos nesse campo do conhecimento. O enfrentamento desses desafios tem levado os pesquisadores desse grupo ao desenvolvimento de diversos projetos de cunho teórico, financiados principalmente pelos órgãos de fomento nacionais – CNPq, CAPES, FINEP. Dessa forma, além do impacto de curto e médio prazo sobre a produtividade da indústria nacional, os resultados das pesquisas desenvolvidas dentro dessa área de concentração também servem de embasamento teórico para desenvolvimentos futuros nessa área do conhecimento, bem como em outras que também fazem intenso uso da teoria de sistemas.
Linhas de Pesquisa
Automação
A linha de pesquisa em automação aborda o desenvolvimento de metodologias para todas as etapas do ciclo de projeto e implementação de sistemas de automação, envolvendo desde etapas de especificacao de requisitos, projeto e implementação de sistemas computacionais embarcados inteligentes e protocolos de comunicação. Diversas áreas de aplicação são exploradas nos estudos realizados nessa linha, tais como: automação industrial, manufatura inteligente, domotica, agricultura de precisão, smart grid, aplicações de monitoramento (surveillance), cidades inteligentes, internet das coisas, veículos autônomos, etc.
Palavras-chave:
Sistemas Autônomos, Internet das Coisas, Veículos Autônomos, Automação Industrial, Automação Residencial, Protocolos de Comunicação, Veículos Aéreos Não-Tripulados, Cidades Inteligentes, Sistemas de Transporte Inteligentes, Redes de Comunicação Veicular, Indústria 4.0, Agro 4.0, Sistemas de Tempo-Real, Sistemas Embarcados, Sistemas Críticos, Inteligência Artificial, Redes de Sensores Sem Fio.
Principais tópicos de pesquisa abordados:
- projeto de arquiteturas computacionais auto-organizáveis para aplicações em automação industrial;
- o desenvolvimento dos chamados “sistemas de manutenção inteligentes”, nos quais os sinais obtidos por sensores são processados usando-se técnicas de processamento de sinais, engenharia de conhecimento e modelos matemáticos de plantas industriais e equipamentos, para determinação da degradação do comportamento de dispositivos, permitindo assim uma avaliação do desempenho e a antecipação de possíveis falhas;
- projeto de ambientes inteligentes, para aplicações em automação predial e residencial, onde os dispositivos são capazes de perceber as demandas dos usuários e otimizam o ambiente de forma a aumentar o conforto e a produtividade dos mesmos;
- desenvolvimento de metodologias de projeto de sistemas eletrônicos embarcados e distribuídos para aplicações de automação usando conceitos de engenharia orientada a modelos (“model driven engineering”) e orientação a aspectos
- protocolos de comunicação, com e sem fio, para aplicações industriais (redes Profibus, WirelessHart, FoundationFieldbus, RT-Ethernet, …);
- arquiteturas computacionais e algoritmos para escalonamento de mensagens e tarefas.
Controle
Essa linha de pesquisa tem como objetivo desenvolver novas metodologias de análise e projeto de sistemas de controle, tanto de um ponto de vista teórico quanto aplicado, visando a operação mais confiável, eficiente e robusta de sistemas dinâmicos. Todas as etapas de concepção e operação de um sistema de controle são abordadas: modelagem e identificação de processos, projeto do controlador, análise de desempenho e robustez de malhas de controle e implementação prática dos métodos propostos. Em particular, são estudados métodos lineares e não lineares de controle, controle baseado em dados (data driven control), fusão de sensores e estimação de estados, controle robusto, controle adaptativo e controle preditivo. Os trabalhos desenvolvidos visam aplicações na área de energia, conversores de potência (CC-CC e CC-CA), sistemas ciber-físicos e controle em rede (networked control), processos industriais e veículos aéreos não tripulados (VANT), entre outros.
Palavras-chave:
Análise e projeto de sistemas de controle; aplicações de controle; controle linear; controle não linear; controle baseado em dados; controle robusto; controle em rede.
Principais tópicos de pesquisa abordados:
- Controle de processos – preditivo, adaptativo, auto-ajuste de controladores multivariáveis, auto-ajuste e adaptação de parâmetros de controladores;
- Modelagem e identificação de sistemas – projeto de experimentos para identificação, identificação orientada ao projeto de controladores, teoria da identificabilidade;
- Sistemas não lineares – análise e compensação de efeitos de componentes não lineares em sistemas de controle, projeto de controladores não lineares, aplicação a diversas classes de processos.
