Detecção de falhas estruturais usando sensores e atuadores piezelétricos e algoritmos genéticos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Utilização de modelos de falhas e observadores de estado em estruturas reticuladas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Diagnose de falhas via observadores de estado em sistemas mecânicos com absorvedores dinâmicos de vibrações tipo lâmina vibrante

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Diagnóstico de falhas via observadores de estado com excitações desconhecidas, identificadas via funções ortogonais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Bancada multifuncional para simulação de mecanismos de falhas em máquinas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudos de estratégias de identificação paramétrica para detecção e diagnóstico de faltas em um processo industrial do tipo tanques comunicantes

Esta dissertação apresenta uma técnica para detecção e diagnósticos de faltas incipientes. Tais faltas provocam mudanças no comportamento do sistema sob investigação, o que se reflete em alterações nos valores dos parâmetros do seu modelo matemático representativo. Como plataforma de testes, foi elaborado um modelo de um sistema industrial em ambiente computacional Matlab/Simulink, o qual consiste em uma planta dinâmica composta de dois tanques comunicantes entre si. A modelagem dessa planta foi realizada através das equações físicas que descrevem a dinâmica do sistema. A falta, a que o sistema foi submetido, representa um estrangulamento gradual na tubulação de saída de um dos tanques. Esse estrangulamento provoca uma redução lenta, de até 20 %, na seção desse tubo. A técnica de detecção de falta foi realizada através da estimação em tempo real dos parâmetros de modelos Auto-regressivos com Entradas Exógenas (ARX) com estimadores Fuzzy e de Mínimos Quadrados Recursivos. Já, o diagnóstico do percentual de entupimento da tubulação foi obtido por um sistema fuzzy de rastreamento de parâmetro, realimentado pela integral do resíduo de detecção. Ao utilizar essa metodologia, foi possível detectar e diagnosticar a falta simulada em três pontos de operação diferentes do sistema. Em ambas as técnicas testadas, o método de MQR teve um bom desempenho, apenas para detectar a falta. Já, o método que utilizou estimação com supervisão fuzzy obteve melhor desempenho, em detectar e diagnosticar as faltas aplicadas ao sistema, constatando a proposta do trabalho.

Metodologia baseada em sistema fuzzy intervalar do tipo-2 para detecção e identificação de faltas de incipientes em motores de indução

Desde a incorporação da automação no processo produtivo, a busca por sistemas mais eficientes, objetivando o aumento da produtividade e da qualidade dos produtos e serviços, direcionou os estudos para o planejamento de estratégias que permitissem o monitoramento de sistemas com o intuito principal de torna-los mais autônomos e robustos. Por esse motivo, as pesquisas envolvendo o diagnóstico de faltas em sistemas industriais tornaram-se mais intensivas, visto a necessidade da incorporação de técnicas para monitoramente detalhado de sistemas. Tais técnicas permitem a verificação de perturbações, falta ou mesmo falhas. Em vista disso, essa trabalho investiga técnicas de detecção e diagnostico de faltas e sua aplicação em motores de indução trifásicos, delimitando o seu estudo em duas situações: sistemas livre de faltas, e sobre atuação da falta incipiente do tipo curto-circuitoparcial nas espiras do enrolamento do estator. Para a detecção de faltas, utilizou-se analise paramétrica dos parâmetros de um modelo de tempo discreto, de primeira ordem, na estrutura autoregressivo com entradas exógenas (ARX). Os parâmetros do modelo ARX, que trazem informação sobre a dinâmica dominante do sistema, são obtidos recursivamente pela técnica dos mínimos quadrados recursivos (MQR). Para avaliação da falta, foi desenvolvido um sistema de inferência fuzzy (SIF) intervala do tipo-2, cuja mancha de incerteza ou footprint of uncertainty (FOU), características de sistema fuzzy tipo-2, é ideal como forma de representar ruídos inerentes a sistemas reais e erros numéricos provenientes do processo de estimação paramétrica. Os parâmetros do modelo ARX são entradas para o SIF. Algoritmos genéricos (AG’s) foram utilizados para otimização dos SIF intervalares tipo-2, objetivando reduzir o erro de diagnóstico da falta identificada na saída desses sistemas. Os resultados obtidos em teste de simulação computacional demonstram a efetividade da metodologia proposta.

Estratégia de identificação paramétrica aplicada à modelagem fenomenológica de um sistema do tipo correia transportadora industrial para fins de detecção de faltas

Os sistemas do tipo correia transportadora, são sistemas essenciais para grandes empresas, embora este equipamento apresente um elevado grau de criticidade, de modo que uma parada não planejada do mesmo, pode gerar perdas imensas ou até mesmo a parada de todo o processo produtivo. Tendo em vista a criticidade do equipamento, torna-se necessário realizar a monitoração adequada do mesmo e detectar com maior antecedência possível a ocorrência de alguma falta ocorrida no sistema. Objetivando reduzir as paradas não planejadas, investiga-se nesta dissertação a modelagem de um sistema do tipo correia transportadora com a finalidade de uso no monitoramento e diagnóstico de faltas neste tipo de sistema. Primeiramente é discutido um modelo fenomenológico do processo, o qual é baseado na aplicação das leis da mecânica e considerando-se os diversos tipos de força de oposição ao movimento de uma correia transportadora. Os principais parâmetros do transportador foram estimados utilizando-se técnicas de identificação baseadas em Mínimos Quadrados Não Recursivos. Em seguida, foi desenvolvido e implementado um algoritmo de detecção de faltas utilizando a teoria de análise intervalar, de modo que possibilite detectar condições inadequadas de funcionamento. Com o intuito de avaliar o desempenho do algoritmo proposto foi projetado e construído um protótipo que emula as condições operacionais típicas de um sistema real do tipo correia transportadora. Os resultados obtidos experimentalmente, confirmam o bom desempenho da metodologia proposta.

Desenvolvimento de um sistema de instrumentação de medição de vibração mecânica em máquina rotativas, em tempo real, embarcado em FPGA

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise e extração de características de imagens termográficas utilizando componentes principais

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Tolerância a falha em um ambiente de computação em nuvem open source

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Cartas de controle para gerenciamento de operações agrícolas mecanizadas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Localizador de faltas por ondas viajantes em linhas de transmissão

It is important to ensure smoothly operation of a transmission line, sending energy to the consumption centers with minimal interruptions and safer. With this necessity, the fault location techniques have grown, in order to mitigate the impact of the fault and its correction can be more quickly and accurately. This paper presents a comparison between two different techniques of fault location, the fault location by impedance method, which uses the line parameters, the impedance per distance, voltage and current signals, and the other is the traveling wave method, which uses only a very fast analysis of time, synchronization and length between the line ends, do not using voltage and current values, but the temporal perception of the fault. Using travelling waves fault detection makes the previous knowledge of line parameters obsolete, which helps a lot network technicians and engineers with a quick and easy analysis. The methods are simulated in ATP Draw software, so both algorithms can be evaluated for their effectively and accuracy

A Controlled Experiment Assessing Test Case Prioritization Techniques via Mutation Faults

Regression testing is an important part of software maintenance, but it can also be very expensive. To reduce this expense, software testers may prioritize their test cases so that those that are more important are run earlier in the regression testing process. Previous work has shown that prioritization can improve a test suite’s rate of fault detection, but the assessment of prioritization techniques has been limited to hand-seeded faults, primarily due to the belief that such faults are more realistic than automatically generated (mutation) faults. A recent empirical study, however, suggests that mutation faults can be representative of real faults. We have therefore designed and performed a controlled experiment to assess the ability of prioritization techniques to improve the rate of fault detection techniques, measured relative to mutation faults. Our results show that prioritization can be effective relative to the faults considered, and they expose ways in which that effectiveness can vary with characteristics of faults and test suites. We also compare our results to those collected earlier with respect to the relationship between hand-seeded faults and mutation faults, and the implications this has for researchers performing empirical studies of prioritization.

Designing Software Product Lines for Testability

Software product line (SPL) engineering offers several advantages in the development of families of software products such as reduced costs, high quality and a short time to market. A software product line is a set of software intensive systems, each of which shares a common core set of functionalities, but also differs from the other products through customization tailored to fit the needs of individual groups of customers. The differences between products within the family are well-understood and organized into a feature model that represents the variability of the SPL. Products can then be built by generating and composing features described in the feature model. Testing of software product lines has become a bottleneck in the SPL development lifecycle, since many of the techniques used in their testing have been borrowed from traditional software testing and do not directly take advantage of the similarities between products. This limits the overall gains that can be achieved in SPL engineering. Recent work proposed by both industry and the research community for improving SPL testing has begun to consider this problem, but there is still a need for better testing techniques that are tailored to SPL development. In this thesis, I make two primary contributions to software product line testing. First I propose a new definition for testability of SPLs that is based on the ability to re-use test cases between products without a loss of fault detection effectiveness. I build on this idea to identify elements of the feature model that contribute positively and/or negatively towards SPL testability. Second, I provide a graph based testing approach called the FIG Basis Path method that selects products and features for testing based on a feature dependency graph. This method should increase our ability to re-use results of test cases across successive products in the family and reduce testing effort. I report the results of a case study involving several non-trivial SPLs and show that for these objects, the FIG Basis Path method is as effective as testing all products, but requires us to test no more than 24% of the products in the SPL.