Particle swarm design of digital circuits

Swarm Intelligence (SI) is the property of a system whereby the collective behaviors of (unsophisticated) agents interacting locally with their environment cause coherent functional global patterns to emerge. Particle swarm optimization (PSO) is a form of SI, and a population-based search algorithm that is initialized with a population of random solutions, called particles. These particles are flying through hyperspace and have two essential reasoning capabilities: their memory of their own best position and knowledge of the swarm's best position. In a PSO scheme each particle flies through the search space with a velocity that is adjusted dynamically according with its historical behavior. Therefore, the particles have a tendency to fly towards the best search area along the search process. This work proposes a PSO based algorithm for logic circuit synthesis. The results show the statistical characteristics of this algorithm with respect to number of generations required to achieve the solutions. It is also presented a comparison with other two Evolutionary Algorithms, namely Genetic and Memetic Algorithms.

Location-Based services - A crescente import��ncia da localiza����o

Disserta����o apresentada como requisito parcial para obten����o do grau de Mestre em Estat��stica e Gest��o de Informa����o

Controlo de um rob�� aut��nomo atrav��s de redes neuronais

Neste trabalho pretende-se introduzir os conceitos associados ��s redes neuronais e a sua aplica����o no controlo de sistemas, neste caso na ��rea da rob��tica aut��noma. Foi utilizado um AGV de modo a testar experimentalmente um controlo atrav��s de uma rede neuronal artificial. A grande vantagem das redes neuronais artificiais �� estas poderem ser ensinadas a funcionarem como se pretende. A partir desta carater��stica foram efetuadas duas abordagens na implementa����o do AGV disponibilizado. A primeira abordagem ensinava a rede neuronal a funcionar como o controlo por l��gica difusa que foi implementado no AGV aquando do seu desenvolvimento. A segunda abordagem foi ensinar a rede neuronal artificial a funcionar a partir de dados retirados de um controlo remoto simples implementado no AGV. Ambas as abordagens foram inicialmente implementadas e simuladas no MATLAB, antes de se efetuar a sua implementa����o no AGV. O MATLAB �� utilizado para efetuar o treino das redes neuronais multicamada proactivas atrav��s do algoritmo de treino por retropropaga����o de Levenberg-Marquardt. A implementa����o de uma rede neuronal artificial na primeira abordagem foi implementada em tr��s fases, MATLAB, posteriormente linguagem de programa����o C no computador e por fim, microcontrolador PIC no AGV, permitindo assim diferenciar o desenvolvimento destas t��cnicas em v��rias plataformas. Durante o desenvolvimento da segunda abordagem foi desenvolvido uma aplica����o Android que permite monitorizar e controlar o AGV remotamente. Os resultados obtidos pela implementa����o da rede neuronal a partir do controlo difuso e do controlo remoto foram satisfat��rios, pois o AGV percorria os percursos testados corretamente, em ambos os casos. Por fim concluiu-se que �� vi��vel a aplica����o das redes neuronais no controlo de um AGV. Mais ainda, �� poss��vel utilizar o sistema desenvolvido para implementar e testar novas RNA.

Interface IP-KNX para um sistema de controlo dom��tico

S��o v��rios os factores sociais e econ��micos que valorizam a aplica����o de tecnologias de dom��tica em edif��cios. No caso particular dos edif��cios residenciais, a tend��ncia dos seus utilizadores �� a instala����o de sistemas de controlo da seguran��a, do ambiente, de mecanismos de rega e de alarmes. Assim, seguindo a premissa do marketing, que identifica como uma boa pr��tica a projec����o de produtos / servi��os que satisfa��am as necessidades inventariadas pelos seus utilizadores, este trabalho assenta na cria����o de um sistema dom��tico, controlado remotamente atrav��s de uma aplica����o Android, que pretende, numa primeira inst��ncia, o controlo das l��mpadas de uma habita����o. Neste trabalho �� utilizado o protocolo KNX.TP para a comunica����o dos dispositivos de dom��tica existentes no ISEP, que constituem o ambiente dom��tico deste trabalho. De forma a implementar o controlo remoto destes dispositivos via internet, este trabalho foca-se no desenvolvimento de uma interface IP-KNX, usando como hardware de controlo, um Arduino Mega 2560, uma placa de interface Ethernet para Arduino, a placa de integra����o KNX, e um servidor web com a linguagem PHP instalada. Para efeitos de demonstra����o, foi criada uma aplica����o para o SO Android que controla as l��mpadas da rede KNX. Neste trabalho foram utilizadas v��rias linguagens de programa����o: C++ no firmware do Arduino, PHP no servidor web e JAVA + XML na aplica����o Android.

Sistemas de supervis��o e controlo de aut��matos: solu����es baseadas em OPC E IEC 60870-5-104

Atualmente, no segmento metro-ferrovi��rio, h�� uma tend��ncia para que todos os equipamentos que constituem os sistemas auxiliares de uma esta����o (escadas mec��nicas, elevadores, bloqueadores, validadores de bilh��tica, ventiladores, bombas, entre outros) sejam dotados de intelig��ncia. Tipicamente, um conjunto de equipamentos s��o ligados a um aut��mato que permite o controlo local e remoto e �� vulgar que, sendo de fabricantes diferentes, suportem tecnologias distintas. Um sistema de supervis��o que permita o acesso �� informa����o disponibilizada por cada um dos aut��matos, ou �� atua����o sobre um deles, ter�� por isso que implementar e suportar diversos protocolos de comunica����o de forma a n��o ficar limitado a um tipo de tecnologia. De forma a diminuir os custos de desenvolvimento e opera����o de um sistema de supervis��o e controlo e facilitar a integra����o de novos equipamentos, com diferentes caracter��sticas, t��m sido procuradas solu����es que garantam uma mais f��cil comunica����o entre os diversos m��dulos intervenientes. Nesta disserta����o s��o implementadas solu����es baseadas em clientes OPC-DA e OPC-AE e no protocolo IEC 60870-5-104, permitindo que os sistemas de supervis��o e de controlo comuniquem com os equipamentos atrav��s destes tr��s m��dulos. Os principais aspectos inovadores est��o associados �� implementa����o de uma arquitetura multiprotocolo usando as novas tend��ncias de supervis��o e controlo baseadas em solu����es distribu��das.

Auditoria de resultados no Minist��rio da Defesa Nacional, ramo Ex��rcito

Trabalho de Projeto apresentado ao Instituto de Contabilidade e Administra����o do Porto para a obten����o do grau de Mestre em Auditoria, sob orienta����o do Dr. Rodrigo Carvalho e co-orienta����o do Major de Artilharia Ant��nio Raba��o

Mobile cockpit system for enhanced electric bicycle use

This paper presents the project of a mobile cockpit system (MCS) for smartphones, which provides assistance to electric bicycle (EB) cyclists in smart cities' environment. The presented system introduces a mobile application (MCS App) with the goal to provide useful personalized information to the cyclist related to the EB's use, including EB range prediction considering the intended path, management of the cycling effort performed by the cyclist, handling of the battery charging process, and the provisioning of information regarding available public transport. This work also introduces the EB cyclist profile concept, which is based on historical data analysis previously stored in a database and collected from mobile devices' sensors. From the tests performed, the results show the importance of route guidance, taking into account the energy savings. The results also show significant changes on range prediction based on user and route taken. It is important to say that the proposed system can be used for all bicycles in general.

Enhanced PCA-based localization using depth maps with missing data

In this paper a new method for self-localization of mobile robots, based on a PCA positioning sensor to operate in unstructured environments, is proposed and experimentally validated. The proposed PCA extension is able to perform the eigenvectors computation from a set of signals corrupted by missing data. The sensor package considered in this work contains a 2D depth sensor pointed upwards to the ceiling, providing depth images with missing data. The positioning sensor obtained is then integrated in a Linear Parameter Varying mobile robot model to obtain a self-localization system, based on linear Kalman filters, with globally stable position error estimates. A study consisting in adding synthetic random corrupted data to the captured depth images revealed that this extended PCA technique is able to reconstruct the signals, with improved accuracy. The self-localization system obtained is assessed in unstructured environments and the methodologies are validated even in the case of varying illumination conditions.

Choosing amine-based absorbents for CO2 capture

CO2 capture from gaseous effluents is one of the great challenges faced by chemical and environmental engineers, as the increase in CO2 levels in the Earth atmosphere might be responsible for dramatic climate changes. From the existing capture technologies, the only proven and mature technology is chemical absorption using aqueous amine solutions. However, bearing in mind that this process is somewhat expensive, it is important to choose the most efficient and, at the same time, the least expensive solvents. For this purpose, a pilot test facility was assembled and includes an absorption column, as well as a stripping column, a heat exchanger between the two columns, a reboiler for the stripping column, pumping systems, surge tanks and all necessary instrumentation and control systems. Some different aquous amine solutions were tested on this facility and it was found that, from a set of six tested amines, diethanol amine is the one that turned out to be the most economical choice, as it showed a higher CO2 loading capacity (0.982 mol of CO2 per mol of amine) and the lowest price per litre (25.70 ��/L), even when compared with monoethanolamine, the benchmark solvent, exhibiting a price per litre of 30.50 ��/L.

Robot visual localization through local feature fusion: an evaluation of multiple classifiers combination approaches

In the last decade, local image features have been widely used in robot visual localization. In order to assess image similarity, a strategy exploiting these features compares raw descriptors extracted from the current image with those in the models of places. This paper addresses the ensuing step in this process, where a combining function must be used to aggregate results and assign each place a score. Casting the problem in the multiple classifier systems framework, in this paper we compare several candidate combiners with respect to their performance in the visual localization task. For this evaluation, we selected the most popular methods in the class of non-trained combiners, namely the sum rule and product rule. A deeper insight into the potential of these combiners is provided through a discriminativity analysis involving the algebraic rules and two extensions of these methods: the threshold, as well as the weighted modifications. In addition, a voting method, previously used in robot visual localization, is assessed. Furthermore, we address the process of constructing a model of the environment by describing how the model granularity impacts upon performance. All combiners are tested on a visual localization task, carried out on a public dataset. It is experimentally demonstrated that the sum rule extensions globally achieve the best performance, confirming the general agreement on the robustness of this rule in other classification problems. The voting method, whilst competitive with the product rule in its standard form, is shown to be outperformed by its modified versions.

On the numerical computation of the Mittag-Leffler function

Recently simple limiting functions establishing upper and lower bounds on the Mittag-Leffler function were found. This paper follows those expressions to design an efficient algorithm for the approximate calculation of expressions usual in fractional-order control systems. The numerical experiments demonstrate the superior efficiency of the proposed method.

Pr��ticas de contabilidade e controlo de gest��o no setor autom��vel

Disserta����o apresentada para obten����o do Grau de Mestre em Contabilidade e Finan��as, sob orienta����o de: Am��lia Ferreira da Silva Jos�� Ant��nio Fernandes Lopes Oliveira Vale

Procedimentos contabil��sticos e a sua imprt��ncia no controlo interno

Disserta����o de Mestrado apresentado ao Instituto de Contabilidade e Administra����o do Porto para a obten����o do grau de Mestre em Contabilidade e Finan��as, sob orienta����o do Doutor Carlos Quelhas Martins

Dimensionamento do Sistema H��brido para Alimenta����o de Energia El��trica da Escola Rural de Nangade (Cabo Delgado)

Os combust��veis f��sseis, como o carv��o, o petr��leo e o g��s, constituem fontes de energia que em breve se esgotar��o e que s��o demasiado caras para serem desperdi��adas pelas centrais el��tricas na produ����o de electricidade. Para al��m desse facto, existem outros argumentos (sobretudo econ��micos) que inviabilizam a utiliza����o destas fontes de energia em algumas regi��es, abrindo caminho a fontes de energia alternativas (e.g. solar, e��lica, biomassa, mini-h��dricas, geot��rmicas, etc) e preferencialmente com contornos locais. No caso particular de Mo��ambique, tem-se verificado um interesse crescente por parte do governo e de v��rias ONGs na promo����o do uso de energias alternativas para as zonas onde a energia convencional n��o chega e n��o chegar��, devido aos custos muito elevados que esse processo acarretaria. Esta disserta����o apresenta um estudo aprofundado do dimensionamento dum sistema h��brido de gera����o de energia el��trica envolvendo gerador FV e grupo eletrog��neo de emerg��ncia para a Escola Rural da Nangade, situada no Distrito de Nangade, na Prov��ncia do Cabo Delgado. S��o tamb��m descritos os diversos componentes e as tecnologias associadas a um sistema deste g��nero, com a inclus��o de sistemas inteligentes de controlo de energia com a utiliza����o de inversores bidireccionais (inversores de bateria e carregadores) para sistemas isolados. Os resultados s��o apresentados de forma a facilitar a aplica����o e montagem deste tipo de sistemas in loco. Espera-se que esta disserta����o possa servir de base no futuro pr��ximo, para a implementa����o deste tipo de sistemas para permitir a melhoria da qualidade de ensino atrav��s de melhores infraestruturas, democratizando desta forma o acesso �� educa����o para as crian��as das zonas rurais das v��rias prov��ncias de Mo��ambique. Como as energias renov��veis s��o parte integrante do Sistema El��trico Nacional, apresenta-se resumidamente, no anexo 17, o ���Plano de Desenvolvimento na ��rea de Energia de Mo��ambique���.

Dimensionamento de Sistemas de Compensa����o do Fator de Pot��ncia com Filtragem Passiva de Harm��nicos

A efici��ncia energ��tica tem um papel de import��ncia crescente devido a quest��es ambientais e ao aumento dos custos energ��ticos. Recentemente foram tomadas medidas para regular o consumo e o fornecimento de energia reativa em Portugal, que tornaram mais rigorosas as condi����es de fatura����o. O custo crescente da energia e a implementa����o das smart grids apontam para um futuro de maior rigor sobre a utiliza����o da energia reativa. N��o ser�� de estranhar que as regras de fatura����o sejam mais severas daqui a uns anos. O desenvolvimento tecnol��gico nas ��reas da an��lise da energia e nas formas de controlo da compensa����o de energia reativa permitem resultados muito mais eficazes que aqueles apresentados pelos vulgares sistemas a contactores que constituem a maioria dos cen��rios. Apesar de terem um custo inicial superior, os sistemas de compensa����o do fator de pot��ncia com filtragem passiva de harm��nicos, desde que projetados corretamente, trazem vantagens evidentes na sua explora����o a longo prazo. Com este trabalho pretende-se promover a sensibiliza����o para o uso de sistemas mais eficientes na compensa����o de energia reativa e para que estes sejam projetados mais �� medida das necessidades de cada local. Tamb��m se demonstra a extrema import��ncia da adequa����o destes sistemas �� qualidade de energia do local, principalmente em termos de conte��do harm��nico. Desta forma, os sistemas ser��o mais flex��veis em termos de utiliza����o e possibilitam a sua adapta����o ��s necessidades mesmo que as regras de fatura����o de energia reativa se tornem mais rigorosas.