Optimal controllers with complex order derivatives

This paper studies the optimization of complex-order algorithms for the discrete-time control of linear and nonlinear systems. The fundamentals of fractional systems and genetic algorithms are introduced. Based on these concepts, complexorder control schemes and their implementation are evaluated in the perspective of evolutionary optimization. The results demonstrate not only that complex-order derivatives constitute a valuable alternative for deriving control algorithms, but also the feasibility of the adopted optimization strategy.

Two cooperating manipulators with fractional controllers

This paper analyzes the dynamic performance of two cooperative robot manipulators. It is studied the implementation of fractional-order algorithms in the position/force control of two cooperating robotic manipulators holding an object. The simulations reveal that fractional algorithms lead to performances superior to classical integer-order controllers.

Realization of fractional-order controllers: analysis, synthesis and application to the velocity control of a servo system

The synthesis and application of fractional-order controllers is now an active research field. This article investigates the use of fractional-order PID controllers in the velocity control of an experimental modular servo system. The systern consists of a digital servomechanism and open-architecture software environment for real-time control experiments using MATLAB/Simulink. Different tuning methods will be employed, such as heuristics based on the well-known Ziegler Nichols rules, techniques based on Bode’s ideal transfer function and optimization tuning methods. Experimental responses obtained from the application of the several fractional-order controllers are presented and analyzed. The effectiveness and superior performance of the proposed algorithms are also compared with classical integer-order PID controllers.

Application of fractional controllers for quad rotor

This paper studies the application of fractional algorithms in the control of a quad-rotor rotorcraft. The development of a flight simulator provide the evaluation of the controller algorithm. Several basic maneuvers are investigated, namely the elevation and the position control.

Optimal tuning of fractional controllers using genetic algorithms

This study addresses the optimization of fractional algorithms for the discrete-time control of linear and non-linear systems. The paper starts by analyzing the fundamentals of fractional control systems and genetic algorithms. In a second phase the paper evaluates the problem in an optimization perspective. The results demonstrate the feasibility of the evolutionary strategy and the adaptability to distinct types of systems.

On the robustness of the slotine-Li and the FPT/SVD-based adaptive controllers

A comparative study concerning the robustness of a novel, Fixed Point Transformations/Singular Value Decomposition (FPT/SVD)-based adaptive controller and the Slotine-Li (S&L) approach is given by numerical simulations using a three degree of freedom paradigm of typical Classical Mechanical systems, the cart + double pendulum. The effects of the imprecision of the available dynamical model, presence of dynamic friction at the axles of the drives, and the existence of external disturbance forces unknown and not modeled by the controller are considered. While the Slotine-Li approach tries to identify the parameters of the formally precise, available analytical model of the controlled system with the implicit assumption that the generalized forces are precisely known, the novel one makes do with a very rough, affine form and a formally more precise approximate model of that system, and uses temporal observations of its desired vs. realized responses. Furthermore, it does not assume the lack of unknown perturbations caused either by internal friction and/or external disturbances. Its another advantage is that it needs the execution of the SVD as a relatively time-consuming operation on a grid of a rough system-model only one time, before the commencement of the control cycle within which it works only with simple computations. The simulation examples exemplify the superiority of the FPT/SVD-based control that otherwise has the deficiency that it can get out of the region of its convergence. Therefore its design and use needs preliminary simulation investigations. However, the simulations also exemplify that its convergence can be guaranteed for various practical purposes.

Tuning and application of integer and fractional order PID controllers

Fractional calculus (FC) is widely used in most areas of science and engineering, being recognized its ability to yield a superior modeling and control in many dynamical systems. In this perspective, this article illustrates two applications of FC in the area of control systems. Firstly, is presented a methodology of tuning PID controllers that gives closed-loop systems robust to gain variations. After, a fractional-order PID controller is proposed for the control of an hexapod robot with three dof legs. In both cases, it is demonstrated the system's superior performance by using the FC concepts.

Mode-Controlled Data-Flow Modeling of Real-Time Memory Controllers

Accepted in 13th IEEE Symposium on Embedded Systems for Real-Time Multimedia (ESTIMedia 2015), Amsterdam, Netherlands.

Limit Cycle Prediction of Systems with Fractional Controllers and Backlash

This article investigates the limit cycle (LC) prediction of systems with backlash by means of the describing function (DF) when using discrete fractional-order (FO) algorithms. The DF is an approximate method that gives good estimates of LCs. The implementation of FO controllers requires the use of rational approximations, but such realizations produce distinct dynamic types of behavior. This study analyzes the accuracy in the prediction of LCs, namely their amplitude and frequency, when using several different algorithms. To illustrate this problem we use FO-PID algorithms in the control of systems with backlash.

LIHE – Learning in Higher Education – Contributo para a melhoria do ambiente e daexperiência de aprendizagem de estudantes adultos no Ensino Superior – o Caso Português

Artigo apresentado no V Congresso deGaliza e Norte de Portugal de Formação para o Trabalho – “Necessidades de Formação e Desenho Curricular por Competências”, Universidade de Compostela, 27-29 Novembro de 2003

Representações coloniais no feminino: o oriente de Isabel Tamagnini

O Diário de uma Viagem a Timor (1882-1883) descreve o itinerário de Isabel Pinto da França Tamagnini entre Singapura e Díli. O Diário oferece uma representação peculiar da cultura asiática e das suas mulheres, através do olhar de uma europeia cuja formação e mundividência em pouco ultrapassavam a esfera doméstica e religiosa. A escrita de Tamagnini reflecte a sensibilidade de um estrato privilegiado da sociedade, que considerava a escrita feminina como um passatempo tolerável de senhoras prendadas. Logo nas primeiras linhas do Diário, Tamagnini afirma claramente que a sua produção e recepção devem restringir-se ao círculo da família e amigos, pois ela mesma o considera um texto recreativo e impressionista. Mas é precisamente esta característica que faz do Diário de Tamagnini um documento da sociedade colonial portuguesa de finais do século xix. Tamagnini compõe uma representação subjectiva de uma realidade ‘exótica’ e dos seus actores, recordando a noção de ‘orientalismo’ de Edward Said. O olhar de Tamagnini é dominado pela pertença a uma elite etnocêntrica e produz um texto crítico, simultaneamente confessional e moralizador. Tamagnini parece viajar através de espaços de socialização aristocrática, mais do que através de geografias e culturas. Mas o espaço urbano é progressivamente substituído pelo território ‘selvagem’, à medida que a viagem se aproxima do destino. E aqui o Diário funciona como texto paradigmático, se bem que por vezes irreverente, de uma representação etnocêntrica da colónia, dos agentes coloniais e ‘seus’ colonizados, com especial atenção à descrição dos ‘tipos’ femininos observados ao longo desta Viagem a Timor.

A Lady's visit to Manilla and Japan: intercultural representations on a journey to the east

Numa primeira abordagem a A Lady’s Visit to Manilla and Japan (1863), de Anna D’Almeida, os leitores não deverão esperar encontrar a narrativa de uma experiência que poderia ter sido produzida por um desses “Etonnants voyageurs! Quelles nobles histoires / Nous lisons dans vos yeux profonds comme les mers!”, citando o último poema de Les Fleurs du Mal de Baudelaire. Nem deverão esperar ser confrontados com o relato superficial de uma turista indolente sobre a diversão convencional ou o previsível choque moral experimentados durante as várias etapas do seu grand tour pessoal, tão em voga, e que são característicos deste tipo de literatura, particularmente popular no campo emergente do turismo do final do século xix. Neste artigo, proponho-me analisar a escrita feminina occidental no contexto dos encontros culturais, mais precisamente, as imagens que uma viajante ocidental do século xix cria a partir da sua breve exposição a vários espaços e práticas da Ásia. A família D’Almeida viajou pelo Extremo Oriente entre Março e Julho de 1862. O título A Lady’s Visit to Manilla and Japan induz em erro, pois a narrativa começa em Singapura e termina em Hong Kong, mas a família visitou também Macau, Xangai, Nagasáqui, Yokohama, Xiamen (Hokkien) e Cantão, entre outros lugares, atestando assim o profundo desejo dos D’Almeida de explorar in loco todas as potencialidades dos países visitados Neste estudo tenciono demonstrar as complexidades que existem dentro de / entre as histórias, experiências e actividades interculturais de mulheres, e como estas alargam o âmbito do estudo dos sistemas sociais e culturais. Ao examinar as diferenças e semelhanças de género, podemos elaborar construções teóricas que analisam as variações entre mulheres; como elas são influenciadas pela classe, raça, etnia e religião; e como estas moldam a forma como entendemos a posição da mulher na cultura e na sociedade. O preconceito de classe da elite ocidental considera a mulher não-ocidental como sendo ‘a outra’, alguém que representa aquilo que o escritor ocasional não é. A questão da representação feminina das suas congéneres como ‘mulheres-outras’, com base numa ampla variedade de diferenças, é definitivamente um desafio para os estudos interculturais e de género.

Género, viagem e representações interculturais

Numa primeira abordagem a A Lady’s Visit to Manilla and Japan (1863), de Anna D’Almeida, os leitores não deverão esperar a narrativa de uma experiência que poderia ter sido produzida por um desses “Etonnants voyageurs! Quelles nobles histoires / Nous lisons dans vos yeux profonds comme les mers!”, citando o último poema de Les Fleurs du Mal de Baudelaire. Nem tão pouco deverão esperar o relato superficial de uma turista indolente sobre a diversão convencional ou o previsível choque moral experimentados durante as várias etapas do seu grand tour, e que são característicos deste tipo de literatura, particularmente popular no campo emergente do turismo do final do século XIX. Este artigo defende uma leitura plural, conciliando noções aparentemente divergentes. Analisa a escrita feminina ocidental no contexto dos encontros culturais, mais precisamente, as peculiares imagens que uma viajante ocidental do século XIX cria a partir da sua breve exposição a vários espaços e práticas da Ásia. A familia D’Almeida viajou pelo Extremo Oriente entre Março e Julho de 1862. O título A Lady's Visit to Manilla and Japan induz em erro, pois a narrativa começa em Singapura e termina em Hong Kong, mas a família visitou também Macau, Xangai, Nagasaki, Yokohama, Xiamen (Hokkien) e Cantão, entre outros lugares, atestando assim o profundo desejo dos D’Almeida de explorar in loco todas as potencialidades dos países visitados. Neste estudo de A Lady's Visit to Manilla and Japan, tenciono demonstrar as complexidades que existem dentro de / entre as histórias, experiências e actividades interculturais de mulheres, e como estas alargam o âmbito do estudo dos sistemas sociais e culturais. Ao examinar as diferenças e semelhanças de género, podemos elaborar construções teóricas que analisam as variações entre mulheres; como elas são influenciadas pela classe, raça, etnia e religião; e como estas moldam a forma como entendemos a posição da mulher na cultura e na sociedade. O preconceito de classe da elite ocidental considera a mulher não-ocidental como sendo ‘a outra’, alguém que representa aquilo que o escritor ocasional não é. A questão da representação feminina das suas congéneres como ‘mulheresoutras’, com base numa ampla variedade de diferenças, é definitivamente um desafio para os estudos interculturais e de género.

Adaptable control for electrical generation at irregural wind speeds

The main aims of this work are the development and the validation of one generic algorithm to provide the optimal control of small power wind generators. That means up to 40 kW and blades with fixed pitch angle. This algorithm allows the development of controllers to fetch the wind generators at the desired operational point in variable operating conditions. The problems posed by the variable wind intensity are solved using the proposed algorithm. This is done with no explicit measure of the wind velocity, and so no special equipment or anemometer is required to compute or measure the wind velocity.

Controlo difuso de um AGV

Neste trabalho pretende-se introduzir os conceitos associados à lógica difusa no controlo de sistemas, neste caso na área da robótica autónoma, onde é feito um enquadramento da utilização de controladores difusos na mesma. Foi desenvolvido de raiz um AGV (Autonomous Guided Vehicle) de modo a se implementar o controlador difuso, e testar o desempenho do mesmo. Uma vez que se pretende de futuro realizar melhorias e/ou evoluções optou-se por um sistema modular em que cada módulo é responsável por uma determinada tarefa. Neste trabalho existem três módulos que são responsáveis pelo controlo de velocidade, pela aquisição dos dados dos sensores e, por último, pelo controlador difuso do sistema. Após a implementação do controlador difuso, procedeu-se a testes para validar o sistema onde foram recolhidos e registados os dados provenientes dos sensores durante o funcionamento normal do robô. Este dados permitiram uma melhor análise do desempenho do robô. Verifica-se que a lógica difusa permite obter uma maior suavidade na transição de decisões, e que com o aumento do número de regras é possível tornar o sistema ainda mais suave. Deste modo, verifica-se que a lógica difusa é uma ferramenta útil e funcional para o controlo de aplicações. Como desvantagem surge a quantidade de dados associados à implementação, tais como, os universos de discurso, as funções de pertença e as regras. Ao se aumentar o número de regras de controlo do sistema existe também um aumento das funções de pertença consideradas para cada variável linguística; este facto leva a um aumento da memória necessária e da complexidade na implementação pela quantidade de dados que têm de ser tratados. A maior dificuldade no projecto de um controlador difuso encontra-se na definição das variáveis linguísticas através dos seus universos de discurso e das suas funções de pertença, pois a definição destes pode não ser a mais adequada ao contexto de controlo e torna-se necessário efectuar testes e, consequentemente, modificações à definição das funções de pertença para melhorar o desempenho do sistema. Todos os aspectos referidos são endereçados no desenvolvimento do AGV e os respectivos resultados são apresentados e analisados.