Optimal fuzzy PID control tuned with genetic algorithms

Fuzzy logic controllers (FLC) are intelligent systems, based on heuristic knowledge, that have been largely applied in numerous areas of everyday life. They can be used to describe a linear or nonlinear system and are suitable when a real system is not known or too difficult to find their model. FLC provide a formal methodology for representing, manipulating and implementing a human heuristic knowledge on how to control a system. These controllers can be seen as artificial decision makers that operate in a closed-loop system, in real time. The main aim of this work was to develop a single optimal fuzzy controller, easily adaptable to a wide range of systems – simple to complex, linear to nonlinear – and able to control all these systems. Due to their efficiency in searching and finding optimal solution for high complexity problems, GAs were used to perform the FLC tuning by finding the best parameters to obtain the best responses. The work was performed using the MATLAB/SIMULINK software. This is a very useful tool that provides an easy way to test and analyse the FLC, the PID and the GAs in the same environment. Therefore, it was proposed a Fuzzy PID controller (FL-PID) type namely, the Fuzzy PD+I. For that, the controller was compared with the classical PID controller tuned with, the heuristic Ziegler-Nichols tuning method, the optimal Zhuang-Atherton tuning method and the GA method itself. The IAE, ISE, ITAE and ITSE criteria, used as the GA fitness functions, were applied to compare the controllers performance used in this work. Overall, and for most systems, the FL-PID results tuned with GAs were very satisfactory. Moreover, in some cases the results were substantially better than for the other PID controllers. The best system responses were obtained with the IAE and ITAE criteria used to tune the FL-PID and PID controllers.

Pulseira inteligente para aplicações industriais e de lazer

Nos últimos anos, o avanço da tecnologia e a miniaturização de diversos componentes têm permitido o aparecimento de novos conceitos, ideias e projetos, que até aqui não passariam de filmes de ficção científica. Com a tecnologia atual, podem ser desenvolvidos pequenos dispositivos wearable com diversas interfaces, múltiplas conectividades, poder de processamento e autonomia. Permitindo desta forma, dar resposta à crescente necessidade de interação com os mais diversos equipamentos eletrónicos do dia-a-dia, melhorando o acesso e o fornecimento de informação. O principal objetivo deste trabalho passa assim por demonstrar e implementar um conceito que permita estreitar e facilitar a interação entre o utilizador e o mundo que o rodeia, quer em ambientes domésticos quer industriais. Para isso foi projetado e implementado um dispositivo wearable (para utilização no pulso) baseado numa arquitetura de hardware e software capaz de correr diferentes aplicações, tais como extensão de alertas de um smartphone, crowdsourcing de informações meteorológicas, manutenção e inspeção industrial e monitorização remota de forças de segurança. Os resultados obtidos demonstram que este conceito é viável tanto do ponto de vista técnico como funcional, evidenciando boas hipóteses para que estes conceitos, métodos e tecnologias possam ser integradas em plataformas robóticas desenvolvidas no âmbito de projetos do Laboratório de Sistemas Autónomos (LSA) bem como nos contextos industrial e de lazer.

Desenvolvimento de recursos educativos em dispositivos móveis - RealHiBook

Nos últimos anos têm existido bastantes pesquisas e um grande investimento quer na área da educação à distância quer ao nível das tecnologias móveis. A dada altura percebeu-se que cada vez mais poderiam ser utilizados dispositivos móveis no contexto da educação e de que estes já seriam capazes de responder às exigências necessárias para que fosse possível criar ou melhorar cenários com recursos educativos. Este trabalho tem como objetivo propor um modelo que facilite a aprendizagem em dispositivos móveis. Nesse sentido, decidiu-se que seria uma mais-valia adicionar a este projeto, a utilização da Realidade Aumentada como potenciador de melhorias no processo de aprendizagem. A Realidade Aumentada, a par do que acontece com a educação à distância e com as tecnologias móveis, é uma área alvo de constantes investigações e inovação. Apresenta como principal capacidade a interação do utilizador com vários modelos virtuais incluídos numa cena real. Esta capacidade proporciona experiências que podem contribuir para o aumento da motivação e da perceção por parte dos alunos. A forma como o utilizador interage com as aplicações móveis é vista com extrema importância, principalmente na área da educação. Aliar uma boa interação à utilização da Realidade Aumentada, é parte integrante deste trabalho. Foram estudados exemplos de interações e formas como o utilizador vive a experiência durante a utilização de aplicações que partilham o mesmo tipo de tecnologias utilizadas neste projeto. O objetivo final foca-se na criação de uma aplicação, capaz de fornecer uma experiência enriquecedora no âmbito do ensino, ligado ao tema história e que consiga fundamentar a criação de um modelo que facilite a aprendizagem utilizando plataformas móveis. Os objetivos são corroborados por um conjunto de testes efetuados à aplicação e pelos resultados obtidos através de um questionário feito a um grupo de pessoas que testaram o protótipo.

Aplicação de advergames no contexto do Ensino Superior

As novas tecnologias, e a Internet em particular, criaram novas formas de transmissão de informação para o público e alteraram a forma como as pessoas comunicam. Isto abriu portas a novas formas de publicidade e ao aparecimento de um novo género de jogos, os advergames, aproveitando o facto dos jogos online contarem já com milhões de jogadores a nível mundial, um número que continua em constante crescimento. O conceito é relativamente recente mas apresenta resultados bastante positivos, com muitos especialistas a defender que os advergames são o futuro da publicidade, em grande parte devido aos custos inferiores e ao tempo de exposição do produto, quando comparado com os métodos mais tradicionais de publicidade. Os Jogos Sérios e, em especial, os advergames são o tema principal desta tese, com uma análise detalhada das suas vantagens e desvantagens, origens e oportunidade de desenvolvimento no futuro. São também analisados alguns casos de advergames de sucesso. A componente prática da tese tem como objetivo a criação de um advergame com o propósito principal de auxiliar os novos alunos do ISEP no seu processo de integração. O jogo consiste num formato de labirinto em duas dimensões, com objetivos que consistem na captura de certos objetos e entrega dos mesmos em pontos de destino pré-definidos, sempre dentro de um tempo limite e evitando outros perigos e obstáculos. Os resultados obtidos com a aplicação deste jogo demonstram que a transmissão de informação é bastante eficaz junto do seu público-alvo, devido em parte à abordagem mais dinâmica e interativa que um advergame tem com os seus utilizadores. A simplicidade da interface e facilidade de utilização proporcionada pelo jogo permitem uma exposição alargada da mensagem a passar, aumentando a motivação do jogador para se manter em contacto com o mesmo. Isto apresenta perspetivas bastante otimistas para o futuro da utilização de advergames no meio Universitário.

Aplicação de métodos estocásticos na gestão de custos de construção de condutas de saneamento

O trabalho apresentado centra-se na determinação dos custos de construção de condutas de pequenos e médios diâmetros em Polietileno de Alta Densidade (PEAD) para saneamento básico, tendo como base a metodologia descrita no livro Custos de Construção e Exploração – Volume 9 da série Gestão de Sistemas de Saneamento Básico, de Lencastre et al. (1994). Esta metodologia descrita no livro já referenciado, nos procedimentos de gestão de obra, e para tal foram estimados custos unitários de diversos conjuntos de trabalhos. Conforme Lencastre et al (1994), “esses conjuntos são referentes a movimentos de terras, tubagens, acessórios e respetivos órgãos de manobra, pavimentações e estaleiro, estando englobado na parte do estaleiro trabalhos acessórios correspondentes à obra.” Os custos foram obtidos analisando vários orçamentos de obras de saneamento, resultantes de concursos públicos de empreitadas recentemente realizados. Com vista a tornar a utilização desta metodologia numa ferramenta eficaz, foram organizadas folhas de cálculo que possibilitam obter estimativas realistas dos custos de execução de determinada obra em fases anteriores ao desenvolvimento do projeto, designadamente numa fase de preparação do plano diretor de um sistema ou numa fase de elaboração de estudos de viabilidade económico-financeiros, isto é, mesmo antes de existir qualquer pré-dimensionamento dos elementos do sistema. Outra técnica implementada para avaliar os dados de entrada foi a “Análise Robusta de Dados”, Pestana (1992). Esta metodologia permitiu analisar os dados mais detalhadamente antes de se formularem hipóteses para desenvolverem a análise de risco. A ideia principal é o exame bastante flexível dos dados, frequentemente antes mesmo de os comparar a um modelo probabilístico. Assim, e para um largo conjunto de dados, esta técnica possibilitou analisar a disparidade dos valores encontrados para os diversos trabalhos referenciados anteriormente. Com os dados recolhidos, e após o seu tratamento, passou-se à aplicação de uma metodologia de Análise de Risco, através da Simulação de Monte Carlo. Esta análise de risco é feita com recurso a uma ferramenta informática da Palisade, o @Risk, disponível no Departamento de Engenharia Civil. Esta técnica de análise quantitativa de risco permite traduzir a incerteza dos dados de entrada, representada através de distribuições probabilísticas que o software disponibiliza. Assim, para por em prática esta metodologia, recorreu-se às folhas de cálculo que foram realizadas seguindo a abordagem proposta em Lencastre et al (1994). A elaboração e a análise dessas estimativas poderão conduzir à tomada de decisões sobre a viabilidade da ou das obras a realizar, nomeadamente no que diz respeito aos aspetos económicos, permitindo uma análise de decisão fundamentada quanto à realização dos investimentos.

Estudo de aplicação de coletores solares na produção de eletricidade e calor para uso doméstico

O trabalho apresentado explora o aproveitamento da energia solar para suprir as necessidades energéticas, tanto elétricas como térmicas, de uma habitação tipo 3, recorrendo ao uso de coletores solares, em que o fluido de trabalho é água. As necessidades elétricas serão supridas através da produção de energia com recurso a um ciclo de Rankine, em que fluido de trabalho é um frigorigénio aquecido através de um permutador cujo fluido quente será uma mistura, de água com anticongelante, aquecida pelo coletor solar. Por outro lado, as necessidades térmicas serão satisfeitas através do calor libertado no ciclo de Rankine. Na instalação solar estará integrado um acumulador térmico com apoio energético, caldeira elétrica, que funcionará nas situações em que coletor seja insuficiente para satisfazer as necessidades térmicas. No final será feita uma avaliação económica para que possa atestar a viabilidade económica do projeto, tendo em conta os seus custos totais versus as poupanças energéticas que este sistema origina.

Levantamento elétrico e análise de equipamento para acabamento térmico e químico de telas para pneus

Esta dissertação surge da necessidade da empresa Continental - Indústria Têxtil do Ave S.A. – grupo Continental Mabor atualizar os esquemas elétricos de uma máquina para acabamento térmico e químico de telas para pneus. Esta máquina (Zell) é crucial no seu processo produtivo e foi ao longo dos anos sofrendo sucessivas atualizações no sentido de melhorar o seu processo de produção. Existiam já, esquemas elétricos da máquina realizados em EPLAN no entanto não foram acompanhando as sucessivas alterações sofridas pela mesma. Deste modo, torna-se assim necessário não só produzir um suporte digital desses mesmos esquemas como também proceder à sua atualização. Ao longo desta dissertação o leitor pode obter informações relativas à Zell e ao processo de análise, estudo e documentação dos seus quadros elétricos em software EPLAN Electric P8. São ainda abordadas técnicas de leitura e desenho em EPLAN e descritas algumas das funcionalidade que este permite. É abordada a base de dados criada com informações relativas à máquina tais como características dos seus motores, variadores de frequência e localização dos quadros elétricos ao longo dos pisos que a compõe. No âmbito desta dissertação foi redigido o “Manual da Máquina de Impregnar Zell” e neste relatório abordam-se os principais tópicos que o compõe. Com a atualização dos esquemas tornou-se necessário proceder à identificação de diversos componentes na máquina. Esse processo de identificação é também aqui retratado. O leitor pode por fim obter informações de como realizar um processo de troca de variadores de frequência da marca ABB de diferentes gamas tendo em consideração as ligações em causa para o fazer. Pretende-se assim que o leitor fique com uma noção geral das diferentes vertentes que foram abordadas neste trabalho realizado sob a forma de um estágio com duração de seis meses no seio desta indústria.

Competências das escolas de ensino de cariz tecnológico enquanto entidades cooperadoras com o Ensino Superior

No presente artigo faz-se a apologia da criação e desenvolvimento de escolas tecnológicas, estreitamente ligadas a montante ao tecido empresarial e a jusante ao ensino Superior público de base tecnológica, estabelecendo-se como fundamental interface de ligação entre estas duas realidades, contribuindo desta forma para um melhor ajustamento do modelo de Ensino Superior, na definição das suas competências, face ao aumento da concorrência nos mercados tradicionais. Como caso de estudo apresenta-se o exemplo de sucesso da Escola Tecnológica de Vale de Cambra.

Soluções de melhoria de desempenho térmico na reabilitação de edifícios

O presente relatório pretende descrever a atividade desenvolvida durante o estágio efetuado na empresa Porto Vivo, SRU - Sociedade de Reabilitação Urbana da Baixa Portuense, SA, à qual se encontra inserida num tema importantíssimo nos dias de hoje: a Reabilitação Urbana. Irá ainda ser dada uma ênfase especial a um caso de estudo relativo ao comportamento térmico de um edifício em reabilitação no Centro Histórico do Porto promovido pela mesma empresa. Este estágio que decorreu desde o dia 3 de Dezembro até 3 de Junho, teve em vista a conclusão do Mestrado em Engenharia Civil, na área das Construções, no Instituto Superior de Engenharia do Porto e foi realizado no âmbito da disciplina de DIPRE. Neste documento, procurar-se-á descrever, com detalhe e objetividade, toda a informação necessária para dar a conhecer o trabalho desenvolvido ao longo do estágio. Procurar-se-á igualmente abordar o tema da Reabilitação Urbana, o funcionamento da própria empresa, Porto Vivo, SRU e ainda expor as principais implicações ao nível das soluções construtivas exigidas pelo estudo do comportamento térmico de edifícios a reabilitar.

Gestão de projectos e equipas em PMEs de desenvolvimento de software

Este documento consubstancia um trabalho de natureza profissional, submetido a apreciação no âmbito de um pedido de atribuição pelo Instituto Politécnico do Porto do título de Especialista na área científica de Informática, mais concretamente em gestão de projectos e equipas em PMEs de desenvolvimento de software. Nesse sentido, proceder-se-á a uma breve análise do estado da prática relevante, seguida de uma descrição das funções que desempenhei ao longo do meu percurso profissional e dos principais projectos em que tive oportunidade de participar durante o mesmo. Finalmente, o documento procede a uma análise crítica de alguns sucessos e insucessos na aplicação do estado da prática, ilustrados com exemplos reais que vivenciei durante a minha carreira.

Pensar o ensino do fagote hoje: contributo para um catálogo de música portuguesa

Este estudo destina-se à obtenção do Estatuto de Especialista na Escola Superior de Música, Artes do Instituto Politécnico do Porto. Constitui objectivo principal tratar a música portuguesa para fagote, levando uma série de compositores portugueses da actualidade a escrever para o mesmo. Pretende-se, com isto, abordar as mais variadas correntes estéticas e musicais que circulam no país, assim como agilizar um catálogo editorial de repertório nacional para o instrumento. A história do fagote remonta ao século XVI, evoluindo ao longo do percurso da história da música, ganhando notoriedade não só no que respeita à sua constituição organológica, mas também pelo papel solístico e concertístico conquistado. O projecto que iremos apresentar, teve início em 2008 e ainda se encontra em pleno desenvolvimento, tendo a pretensão de realizar doutoramento, ainda sobre esta temática. Ao longo da actividade docente, tenho vindo assistir a uma crescente preocupação e debate nos meios educativos sobre música. O ensino artístico tem vindo a abordar diversas questões que vão desde a história e organização do ensino vocacional em Portugal à prática pedagógica e os demais currículos em vigor. Tal facto despertou em nós uma curiosidade sobre os motivos para ausência de uma escola de fagote em Portugal, bem como a evolução das políticas educativas e de aprendizagem do instrumento. Também na qualidade de instrumentista, várias tem sido as dificuldades para aquisição/interpretação de partituras para fagote que possam colmatar a prática pedagógica, académica e performativa, em grande medida motivadas pela falta de uma estruturação curricular sólida e eficaz como iremos debater no capítulo dedicado ao currículo, ponto I do presente trabalho. Partituras para o referido instrumento são escassas e não remetam o intérprete para um repertório português devidamente documentado e que possa integrar os currículos nacionais, ou até mesmo o plano internacional. As condições para realização deste projecto surgiram da realização de uma dissertação de Mestrado em Interpretação Artística, e da ansiedade de ver circular um repertório nacional. No âmbito da performance musical e enquanto profissional do instrumento, temos desenvolvido uma actividade regular, nomeadamente em música de câmara portuguesa, que a seu tempo se veio a revelar extremamente deficitária no plano de um repertório erudito português, sem já questionarmos que programa musical vigorou ao longo de varias décadas para a disciplina do instrumento então já existentes desde 1835. No entanto, reconhecemos um amplo e notável investimento na investigação, estudos e publicações de natureza científico-artística, retirando do anonimato compositores, obras e espólios de vários autores portugueses, e a seu tempo, com a formação continua dos estudos de 2º ciclo há já uma preocupação assistida sobre o ensino da música em Portugal, tomemos como exemplo o estudo de Carlos Gomes, Contributos para o estudo do ensino especializado em Portugal e de Alexei Iria O ensino da Música em Portugal – desde 25 de Abril de 1974, ou até mesmo o Estudo de Avaliação do Ensino Artístico – Relatório Final Revisto, fevereiro de 2007. Assim, recrutamos um conjunto de obras musicais, produzidas por: Sérgio Azevedo, Telmo Marques, Jean François Lezé, Fernando Lapa, Carlos Azevedo e José Luís Ferreira, privilegiando e promovendo a diversidade da linguagem musical que caracteriza cada um dos convidados, lembrando desde já que encontra em processo de finalização uma obra de Alexandre Delgado, Daniel Moreira, Paulo Perfeito, Pedro Faria Gomes e Luís Tinoco. Do convite formalizado a uma vasto número de compositores, pensamos haver reunido as condições essenciais tratar este tema, dado que também os compositores se sentiram motivados pela escrita para o fagote, sabendo que o produto que daí surgisse iria ter um intérprete e uma edição musical já no mercado. O objectivo final deste projecto será editar um disco com todas as obras reunidas, dado das já por mim interpretadas se encontram editadas e em circulação, integrando não só programas académicos, mas também concursos nacionais, cite-se: Concurso Terras de LASalete (nível médio e superior) e Prémio Jovens Músicos, nível Superior (2012). Os compositores por mim escolhidos, reflectem não só uma aproximação pessoal e musical, mas também uma observação de conceitos estéticos, estilísticos, técnicos e métodos utilizados pelos compositores, não dissociados claro do acto performativo. Ao enunciarmos a performance musical esta pressupõe a interpretação, um dos objectos de estudo no presente trabalho, o mesmo é dizer que actividade performativa no domínio da arte musical, implica uma personificação do intérprete. Este trabalho pretende-se elaborar uma resenha das obras e explorar dois aspectos que parecem pertinentes neste tipo de repertório: por um lado, a relação indispensável entre o intérprete/compositor para a criação de um repertório para fagote, que como sabemos pouco o nenhum interesse tem revelado no decurso da história da música portuguesa, e por outro analisar os diferentes modos de nomenclatura musical empregues, estabelecendo pontos de conexão com a motivação, a criatividade, sem descorar o papel do público com o compositor e o acto performativo. Com a realização de um pequeno questionário, a cada um dos intervenientes, ambicionámos apurar e envolver os compositores na análise e no envolvimento directo com este projecto. 1- Qual ou qual a(s) preocupação principal que julga ter na composição para este instrumento (fagote)? 2- No seu trabalho preocupa-se em escrever para um público que se identifica com determinados padrões musicais, ou pelo contrário segue o seu, independentemente de qualquer reacção menos agradável? 3- O que considera ser uma escrita contemporânea? (Terá que ter efeitos, electrónica, instrumentações menos convencionais, ou pelo contrário, o escrever até em linguagem tonal sem qualquer destes efeitos pode ser considerado um meio deste mesmo “chavão”? 4- Qual o seu entendimento sobre o caminho e as várias direcções da música do nosso tempo? Pretendeu-se, com este questionário, explorar questões relacionadas com o processo de escrita para o instrumento e o conhecimento sobre as suas potencialidades, analisando seguidamente ausência de um catálogo em conformidade com os padrões musicais e o público em causa. Inserimos, ainda, uma entrevista gravada concedida por Pascal Gallois como testemunho para as peças de Luciano Berio e Pierre Boulez. Focamos ainda aspectos relacionados com a escrita contemporânea, para assim inserir, ou não, o compositor na música actual e o seu entendimento sobre o que poderá ser a música hoje, acreditando que o trabalho que vimos a desenvolver se insere em contexto académico, formativo e performativo no seio das principais escolas (Secundárias e Superiores de Música), inscrevendo neste contexto os conteúdos programáticos e organização curricular por nós elaborada e em vigor nas Escolas de Música do ensino vocacional artístico: Viana do castelo e Vale do Ave.

Dificuldades encontradas no processo de internacionalização: estudo nas PME de mobiliário nos concelhos de Paços de Ferreira e Paredes

Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto Superior de Contabilidade e Administração do Porto para a obtenção do grau de Mestre em Auditoria, sob orientação do Mestre Adalmiro Álvaro Malheiro de Castro Andrade Pereira

O Burnout e o engagement: estudo numa amostra de professores do ensino superior público português

Dissertação apresentada ao Instituto Politécnico do Porto para obtenção do Grau de Mestre em Gestão das Organizações, Ramo de Gestão de Empresas. Inclui as sugestões do Jurí Orientada por Prof.ª Doutora Maria Alexandra Pacheco Ribeiro da Costa

Conceção e implementação de um programa de melhoria da qualidade: estudo de caso na Eurico Ferreira, S.A.

Os programas de melhoria contínua dos processos são cada vez mais a aposta das empresas para fazer face ao mercado. Através da implementação destes programas é possível conferir simplicidade e padronização aos processos e consequentemente reduzir os custos com desperdícios internos relacionados com a qualidade dos mesmos. As ferramentas de melhoria da qualidade e as ferramentas associadas ao Lean Thinking representam um pilar importante no sucesso de qualquer programa de melhoria contínua dos processos. Estas ferramentas constituem meios úteis na análise, controlo, organização de dados importantes para a correta tomada de decisão nas organizações. O presente projeto tem como principal objetivo a conceção e implementação de um programa de melhoria da qualidade na Eurico Ferreira, S.A., tendo por base a avaliação da satisfação do cliente e a aplicação dos 5S. Neste contexto, o trabalho teve como fundamentação teórica a Gestão da Qualidade, Lean Thinking e algumas ferramentas de ambas as matérias. Posteriormente foi selecionada a área de negócio da empresa a abordar. Após a seleção, realizou-se um diagnóstico inicial do processo identificando os diversos pontos de melhoria onde foram aplicadas algumas ferramentas do Lean Thinking, nomeadamente o Value Stream Mapping e a metodologia 5S. Com a primeira foi possível construir um mapa do estado atual do processo, no qual estavam representados todos os intervenientes assim como o fluxo de materiais e de informação ao longo do processo. A metodologia 5S permitiu atuar sobre os desperdícios, identificando e implementando diversas melhorias no processo. Concluiu-se que a implementação das ferramentas contribuiu eficientemente para a melhoria contínua da qualidade nos processos, tendo sido decisão da coordenação alargar o âmbito do projeto aos restantes armazéns do centro logístico da empresa. Pode afirmar-se com recurso à satisfação do cliente expressa através da evolução favorável do Service-level agreement que as ferramentas implementadas têm gerado resultados muito positivos no curto prazo.