Projetos de controle discreto com modos deslizantes para sistemas sujeitos a atraso no controle

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Controle discreto com modos deslizantes em sistemas incertos com atraso no sinal de controle

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento de um sistema inteligente para o diagnóstico e prognóstico de falhas em sistemas de distribuição de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Reserva de recursos MSRP para o switch de tempo-real HaRTES

Os mecanismos e técnicas do domínio de Tempo-Real são utilizados quando existe a necessidade de um sistema, seja este um sistema embutido ou de grandes dimensões, possuir determinadas características que assegurem a qualidade de serviço do sistema. Os Sistemas de Tempo-Real definem-se assim como sistemas que possuem restrições temporais rigorosas, que necessitam de apresentar altos níveis de fiabilidade de forma a garantir em todas as instâncias o funcionamento atempado do sistema. Devido à crescente complexidade dos sistemas embutidos, empregam-se frequentemente arquiteturas distribuídas, onde cada módulo é normalmente responsável por uma única função. Nestes casos existe a necessidade de haver um meio de comunicação entre estes, de forma a poderem comunicar entre si e cumprir a funcionalidade desejadas. Devido à sua elevada capacidade e baixo custo a tecnologia Ethernet tem vindo a ser alvo de estudo, com o objetivo de a tornar num meio de comunicação com a qualidade de serviço característica dos sistemas de tempo-real. Como resposta a esta necessidade surgiu na Universidade de Aveiro, o Switch HaRTES, o qual possui a capacidade de gerir os seus recursos dinamicamente, de modo a fornecer à rede onde é aplicado garantias de Tempo-Real. No entanto, para uma arquitetura de rede ser capaz de fornecer aos seus nós garantias de qualidade serviço, é necessário que exista uma especificação do fluxo, um correto encaminhamento de tráfego, reserva de recursos, controlo de admissão e um escalonamento de pacotes. Infelizmente, o Switch HaRTES apesar de possuir todas estas características, não suporta protocolos standards. Neste documento é apresentado então o trabalho que foi desenvolvido para a integração do protocolo SRP no Switch HaRTES.

Avaliação dos efeitos da disponibilidade de luz sobre o crescimento e competição entre cepas de Planktothrix agardhii e Microcystis aeruginosa

As cianobactérias Microcystis aeruginosa e Planktothrix agardhii são espécies formadoras de florações comuns em ecossistemas aquáticos eutrofizados. Nestes ambientes, a disponibilidade de luz é um dos fatores determinantes para o desenvolvimento e estruturação da comunidade fitoplanctônica. O presente estudo teve como objetivo investigar o efeito da luz na fisiologia de cepas de cianobactérias (M. aeruginosa e P. agardhii), avaliando o crescimento, a variabilidade inter e intra-específica e a competição por luz. Para tanto foram realizados cultivos estanques em diferentes intensidades luminosas (10, 40, 60, 100 e 500 mol m-2 s-1) e calculadas as taxas de crescimento e os rendimentos máximos das culturas. O requerimento mínimo de luz de cada cepa foi determinado em experimentos com monoculturas em sistemas de cultivo contínuo (quimiostatos) sob condições de limitação de luz. A competição por luz foi avaliada através de experimentos com biculturas em quimiostatos. Foi observada variabilidade intra e inter-específica das cepas, nas diferentes intensidades luminosas testadas. Em 500 μmol m-2 s-1, as cepas de M. aeruginosa obtiveram maior biomassa do que P. agardhii, corroborando a maior sensibilidade de P. agardhii luz. Embora com rendimento máximo menor, P. agardhii cresceu em intensidades luminosas consideradas elevadas para a espécie, 100 e 500 μmol m-2 s-1. Estes resultados evidenciam a capacidade de P. agardhii ocorrer em ambientes com grandes amplitudes de luminosidade. Na intensidade de 10 μmol m-2 s-1, M. aeruginosa e P. agardhii apresentaram crescimento semelhante, demonstrando a habilidade das duas espécies em crescer com pouca luz. Nas monoculturas em quimiostato, sob condições de limitação de luz, as cepas de M. aeruginosa atingiram maior biomassa durante o equilíbrio (steady-state) do que P. agadhii, refletindo uma capacidade suporte mais elevada, enquanto que os valores de requerimento mínimo de luz foram semelhantes entre as duas espécies. Ao competirem, M. aeruginosa superou P. agardhii imediatamente após o início do experimento. Esse rápido crescimento resultou na dominância de M. aeruginosa em todos os pares de cepas testados e, em dois casos, ocorreu exclusão competitiva de P. agardhii. Quando não ocorreu exclusão, P. agardhii conseguiu manter-se no sistema com uma baixa biomassa (ca.15%). Estes resultados ajudam a entender a co-ocorrência destas espécies no ambiente e a dominância de M. aeruginosa mesmo em condições de baixa luminosidade.

Dependable wireless real-time communications for open environments

Wireless communication technologies have become widely adopted, appearing in heterogeneous applications ranging from tracking victims, responders and equipments in disaster scenarios to machine health monitoring in networked manufacturing systems. Very often, applications demand a strictly bounded timing response, which, in distributed systems, is generally highly dependent on the performance of the underlying communication technology. These systems are said to have real-time timeliness requirements since data communication must be conducted within predefined temporal bounds, whose unfulfillment may compromise the correct behavior of the system and cause economic losses or endanger human lives. The potential adoption of wireless technologies for an increasingly broad range of application scenarios has made the operational requirements more complex and heterogeneous than before for wired technologies. On par with this trend, there is an increasing demand for the provision of cost-effective distributed systems with improved deployment, maintenance and adaptation features. These systems tend to require operational flexibility, which can only be ensured if the underlying communication technology provides both time and event triggered data transmission services while supporting on-line, on-the-fly parameter modification. Generally, wireless enabled applications have deployment requirements that can only be addressed through the use of batteries and/or energy harvesting mechanisms for power supply. These applications usually have stringent autonomy requirements and demand a small form factor, which hinders the use of large batteries. As the communication support may represent a significant part of the energy requirements of a station, the use of power-hungry technologies is not adequate. Hence, in such applications, low-range technologies have been widely adopted. In fact, although low range technologies provide smaller data rates, they spend just a fraction of the energy of their higher-power counterparts. The timeliness requirements of data communications, in general, can be met by ensuring the availability of the medium for any station initiating a transmission. In controlled (close) environments this can be guaranteed, as there is a strict regulation of which stations are installed in the area and for which purpose. Nevertheless, in open environments, this is hard to control because no a priori abstract knowledge is available of which stations and technologies may contend for the medium at any given instant. Hence, the support of wireless real-time communications in unmanaged scenarios is a highly challenging task. Wireless low-power technologies have been the focus of a large research effort, for example, in the Wireless Sensor Network domain. Although bringing extended autonomy to battery powered stations, such technologies are known to be negatively influenced by similar technologies contending for the medium and, especially, by technologies using higher power transmissions over the same frequency bands. A frequency band that is becoming increasingly crowded with competing technologies is the 2.4 GHz Industrial, Scientific and Medical band, encompassing, for example, Bluetooth and ZigBee, two lowpower communication standards which are the base of several real-time protocols. Although these technologies employ mechanisms to improve their coexistence, they are still vulnerable to transmissions from uncoordinated stations with similar technologies or to higher power technologies such as Wi- Fi, which hinders the support of wireless dependable real-time communications in open environments. The Wireless Flexible Time-Triggered Protocol (WFTT) is a master/multi-slave protocol that builds on the flexibility and timeliness provided by the FTT paradigm and on the deterministic medium capture and maintenance provided by the bandjacking technique. This dissertation presents the WFTT protocol and argues that it allows supporting wireless real-time communication services with high dependability requirements in open environments where multiple contention-based technologies may dispute the medium access. Besides, it claims that it is feasible to provide flexible and timely wireless communications at the same time in open environments. The WFTT protocol was inspired on the FTT paradigm, from which higher layer services such as, for example, admission control has been ported. After realizing that bandjacking was an effective technique to ensure the medium access and maintenance in open environments crowded with contention-based communication technologies, it was recognized that the mechanism could be used to devise a wireless medium access protocol that could bring the features offered by the FTT paradigm to the wireless domain. The performance of the WFTT protocol is reported in this dissertation with a description of the implemented devices, the test-bed and a discussion of the obtained results.

Architecture for real-time coordination of multiple autonomous mobile units

Interest on using teams of mobile robots has been growing, due to their potential to cooperate for diverse purposes, such as rescue, de-mining, surveillance or even games such as robotic soccer. These applications require a real-time middleware and wireless communication protocol that can support an efficient and timely fusion of the perception data from different robots as well as the development of coordinated behaviours. Coordinating several autonomous robots towards achieving a common goal is currently a topic of high interest, which can be found in many application domains. Despite these different application domains, the technical problem of building an infrastructure to support the integration of the distributed perception and subsequent coordinated action is similar. This problem becomes tougher with stronger system dynamics, e.g., when the robots move faster or interact with fast objects, leading to tighter real-time constraints. This thesis work addressed computing architectures and wireless communication protocols to support efficient information sharing and coordination strategies taking into account the real-time nature of robot activities. The thesis makes two main claims. Firstly, we claim that despite the use of a wireless communication protocol that includes arbitration mechanisms, the self-organization of the team communications in a dynamic round that also accounts for variable team membership, effectively reduces collisions within the team, independently of its current composition, significantly improving the quality of the communications. We will validate this claim in terms of packet losses and communication latency. We show how such self-organization of the communications can be achieved in an efficient way with the Reconfigurable and Adaptive TDMA protocol. Secondly, we claim that the development of distributed perception, cooperation and coordinated action for teams of mobile robots can be simplified by using a shared memory middleware that replicates in each cooperating robot all necessary remote data, the Real-Time Database (RTDB) middleware. These remote data copies, which are updated in the background by the selforganizing communications protocol, are extended with age information automatically computed by the middleware and are locally accessible through fast primitives. We validate our claim showing a parsimonious use of the communication medium, improved timing information with respect to the shared data and the simplicity of use and effectiveness of the proposed middleware shown in several use cases, reinforced with a reasonable impact in the Middle Size League of RoboCup.

Paralelização automática de algoritmos matriciais

Tese de dout., Engenharia Electrónica e Computação, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2003

Real-time scheduling in multicore : time- and space-partitioned architectures

Tese de doutoramento, Informática (Engenharia Informática), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Análise e gestão de projetos de investimento: uma aplicação da teoria das opções em projetos de exploração de recursos naturais

Sob incerteza, possibilidades de gestão e flexibilidade do projeto, os métodos convencionais de desconto que ignoram estes intangíveis e tratam passivamente os investimentos, tem se mostrado limitados, subavaliando o valor do projeto. Nesta tese, aplicamos e exploramos as potencialidades da teoria das opções, na análise e gestão de projetos de exploração de recursos naturais não renováveis. Aplicando-se as técnicas da moderna teoria de finanças, teoria de recificação de opções, técnicas de arbitragem em tempo contínuo, teoria de controle ótimo e métodos numéricos, desenvolve-se uma abordagem para avaliação e política ótima de gestão, definindo-se os momentos ótimos para abrir, fechar ou abandonar o projeto. Os valores do projeto são definidos em função dos valores de uma carteira de títulos transacionados no mercado de capitais. Para tanto, forma-se uma carteira arbitrária autofinanciada cujos fluxos de caixa replicam os fluxos do projeto. Tratado, também, o problema do sequenciamento do investimento quando os desembolsos para implantação do projeto ocorrem num período longo de tempo. Determina-se o efeito do tempo na implantação do projeto, o valor da opção de espera pelo melhor momento para exercer a opção de investir e o custo de oportunidade implícito nessa espera. Finalmente, a abordagem desenvolvida é aplicada a um projeto real de mineração aurifera.

Modelos de precificação de bonds : uma análise evolutiva

Trata de modelos de avaliação debonds, dentro de uma abordagem evolutiva. Apresenta a evolução das técnicas de precificação desses títulos de renda fixa. Inicialmente discute a abordagem tradicional, que compreende a determinação do valor do fluxo de caixa descontado e a análise de sensibilidade dos preços dos títulós a alterações nas taxas de juros, bem como imunização de carteira de bonds quando seadmite uma estrutura temporal de juros constante. A seguir apresenta as várias formas da curva de juros a vista e as teorias econômicas elaboradas para explicar estas formas. Finalmente, traz modelos dinâmicos de determinação da estrutura temporal de juros, desenvolvidos para tempo contínuo e para tempo discreto.

Introdução à integração estocástica (Revisado em Julho de 1999)

A integração estocástica é a ferramenta básica para o estudo do apreçamento de ativos derivados1 nos modelos de finanças de tempo contínuo. A fórmula de Black e Scholes é o exemplo mais conhecido. Os movimentos de preços de ações, são frequentemente modelados - tanto teóricamente quanto empÍricamente - como seguindo uma equação diferencial estocástica. O livro texto de D. Duflle, "Dynamic asset pricing theory)) 1 usa livremente conceitos como o teorema de Girsanov e a fórmula de Feynrnan-Kac. U fi conhecimento básico da integração estocástica é cada vez mais necessário para quem quer acompanhar a literatura moderna em finanças. Esta introdução à integração estocástica é dirigida para alunos de doutourado e no final de mestrado. Um conhecimento sólid02 de continuidade, limites e facilidade de operar com a notação de conjuntos é fundamental para a compreensão do texto que se segue. Um conhecimento básico de integral de Lebesgue é recomendável. No entanto incluí no texto as definições básicas e os resultados fundamentais da teoria da integral de Lebesgue usados no texto.

Um modelo de acumulação de capital físico e humano: um diálogo com a economia do trabalho

Neste trabalho faz-se um modelo de gerações sobrepostas em tempo contínuo de acumulação de capital físico e humano em que o capital humano é incorporado da forma como tratado pelos economistas do trabalho: (i)é um fator limitado, (ii)embutido no trabalhador, (iii)e acumulado nos primeiros anos de vida. Mostra-se que a oferta de ensino público básico e gratuíto …nanciada por impostos não distorcivos não altera a escolha ótima individual de acumulação de capital humano. Também é possível mostrar que em geral o progresso técnico poupador de trabalho torna o retorno marginal do capital humano mais elevado. De sorte que é possivel que o elevado retorno à educação se ja um fenômeno recente e que para um passado suficiente remoto a escolha ótima fosse não se educar.

Apreçamento não-paramétrico de derivativos de renda fixa baseado em teoria da informação

Este trabalho apresenta um método de apreçamento não paramétrico de derivativos de taxa de juros baseado em teoria da informação. O apreçamento se dá através da distribuição de probabilidade na medida futura, estimando aquela que mais se aproxima da distribuição objetiva. A teoria da informação sugere a forma de medir esta distância. Especificamente, esta dissertação generaliza o método de apreçamento canônico criado por Stutzer (1996), também baseado na teoria da informação, para o caso de derivativos de taxas de juros usando a classe Cressie-Read como critério de distância entre distribuições de probabilidade.

O processo de institucionalização de um sistema de planejamento governamental : o caso do Estado do Parana

O objetivo da presente monografia é descreveruma experiência de planejamento governamental, mediante a utili zação do modelo de desenvolvimento institucional e enfocando o caso do Estado do Paraná. A escolha do tema decorreu, em grande parte, da existência de um sentimento generalizado nos meios técnicos oficiais, da inviabilidade do planejamento governamental a nível estadual no Brasil; sentimento motivado pela constat~ ção de uma excessiv'a centralização da formulação de políticas públicas e dos seus principais instrumentos implementadores pelo Governo Fedéral. E, .também~ da possibilidade de estar a experiência de planejamento vivida pelo Governo do Paraná, ~o período de 1975 a 1980, sendo conduzida de forma a consti tuir uma exceçao a esse sentimento. o desenvolvimento do estudo utilizou como refe rencial teórico o modelo formulado por Milton J.Esman e Hans C.Blaise, do Inter-University Research program in Institution Building - IRPIB, capitaneado pela Universidade de Pittsburgh. O,modelo fundamenta-se na teoria geral de sistemas e, conse qUentemente, visualiza as organizações como sistemas abertos, em contínuo relacionamento com o meio ambiente,pelo que as diversas variáveis exploradas pelo modelo concentram-se na caracterização de três elementos básicos: a organização, o meio ambiente e as transações. A monografia está dividida em cinco capítulos.No primeiro, uma introdução ao tema procura apontar a sua impor tância, os seus objetivos e a metodologia adotada. O segundo capítulo descreve o modelo teórico e sua utilização como um guia de pesquisa no campo organizacional e faz uma breve re visão da literatura mais relevante. No terceiro capítulo en contra-se uma resenha histórica da utilização do planejameg to governamental no Brasil, mais especificamente no Estadodo Paraná, que evolui até mostrar a configuração organizacio nal atual do sistema de planejamento estadual. O quarto ca pítulo refere-se ã aplicação do modelo teórico, através da identificação das variáveis institucionais (liderança.doutri na. programa. recursos e estrutura interna). dos elos insti tucionais-ambientais (elos capacitadores. normativos. funci~ nais e difusos) e das transações. o que permitiu a formula ção de considerações sobre o grau de institucionalidade. Fi nalmente. no quinto capítulo, estão formuladas as conclusões, com comentários gerais sobre o organismo objeto do estudo e suas perspectivas.