Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

DEFESAS MARCADAS

Teses de Doutorado

Data: 23/08/2022 - Horário: 14:00
Local: ---
Aluna: Gabriela L�gia Reis
Orientador(a): Leonardo Ant�nio Borges Torres
Co-Orientador(a): Reinaldo Mart�nez Palhares, RODRIGO FARIA ARA�JO
Título: Exploring Difference-algebraic Representation For Discrete-time Nonlinear Systems: Novel Stabilization Conditions Based On Alternative Lyapunov Functions And Nonlinear Control Laws
Banca:
Prof. Dr. Leonardo Ant�nio Borges T�rres - Orientador (DELT (UFMG))
Prof. Dr. Reinaldo Mart�nez Palhares (DELT (UFMG))
Prof. Dr. Rodrigo Farias Ara�jo ((Universidade do Estado do Amazonas))
Prof. Dr. Jeferson Vieira Flores (Engenharia El�trica (UFRGS))
Prof. Dr. Daniel Ferreira Coutinho (Dep. de Automa��o e Sistemas (UFSC))
Prof. Dr. Pedro Henrique Silva Coutinho (DELT (UFMG))
Prof. Dr. V�ctor Costa da Silva Campos ((UFMG))
Resumo/abstract

Resumo

Ao longo das �ltimas d�cadas, a estabiliza��o robusta regional(/local) de sistemas n�o lineares tem sido estudada sob diferentes aspectos. Neste cen�rio, a teoria de Lyapunov tem sido utilizada com sucesso como ponto de partida para desenvolver condi��es de estabiliza��o na forma de desigualdades lineares matriciais (LMIs, do ingl�s Linear Matrix Inequalities) para diferentes classes de sistemas n�o lineares. Essas abordagens consideram restri��es nos estados do sistema devido a limita��es f�sicas ou associadas � validade do modelo utilizado, al�m disso, restri��es na entrada de controle decorrentes da satura��o do atuador tamb�m t�m sido estudadas de forma mais aprofundada. No contexto de controle baseado em modelos, uma alternativa pouco explorada na literatura, principalmente no dom�nio do tempo discreto, � o uso de Representa��es Alg�brico-Diferenciais ou de Diferen�as (DAR, do ingl�s Difference-Algebraic Representation). Neste sentido, esta tese aborda o problema de estabiliza��o regional de sistemas n�o lineares em tempo discreto com par�metros variantes no tempo modelados por DAR. Os resultados deste trabalho s�o apresentados em duas partes: (i) Novas condi��es suficientes na forma de LMIs s�o desenvolvidas para projetar controladores por realimenta��o de estado com ganho escalonado, utilizando fun��es de Lyapunov dependentes de par�metros. Dois problemas de otimiza��o s�o propostos para obter o maior Dom�nio de Atra��o (DoA, do ingl�s, Domain of Attraction) estimado ou para minimizar o ganho l2 da entrada de perturba��o limitada por energia para a sa�da de desempenho; e (ii) Uma nova metodologia para projetar controladores por realimenta��o de estados (SF) e de sa�da (SOF) baseada em fun��es de Lyapunov polinomiais � proposta. As condi��es LMIs obtidas garantem a estabiliza��o do sistema e fornecem uma estimativa do DoA. Em ambos os casos, o uso de fun��es de Lyapunov alternativas e informa��es sobre as n�o linearidades do sistema para o projeto do controlador reduz o conservadorismo das condi��es de s�ntese. Exemplos num�ricos ilustram a efic�cia da metodologia proposta, apresentando resultados favor�veis ao comparar com trabalhos recentes na literatura para controle de sistemas n�o lineares em tempo discreto.

Abstract

Over the past decades, the regional robust stabilization of nonlinear systems has been investigated under different viewpoints and methodologies. As a matter of fact, in this scenario, Lyapunov theory has been successfully used as a starting point to develop stabilization conditions in Linear Matrix Inequality (LMI) form for different classes of nonlinear systems. These approaches have considered state constraints generated by limitations in the physical system or associated with the model validity and, more recently, control input constraints arising from actuator saturation have also been studied more deeply. In the context of model-based control, an alternative not widely explored in the literature, especially in the discrete-time domain, is the use of Differential or Difference-Algebraic Representation (DAR). In this sense, this thesis addresses the regional stabilization problem of discrete-time nonlinear systems with time-varying parameters modeled by DAR. The results of this investigation are presented in this thesis in two parts: (i) A novel set of sufficient LMI conditions is developed to design gain-scheduled state feedback controllers, using parameter-dependent Lyapunov functions. Two optimization problems are proposed to either obtain the largest estimated Domain-of-Attraction (DoA) or to minimize the l2-gain from the energy-bounded disturbance input to the performance output; and (ii) A new methodology to design State Feedback (SF) and Static Output Feedback (SOF) controllers based on polynomial Lyapunov functions is provided. The proposed LMI conditions guarantee the system stabilization with an estimate of the DoA. In both cases, considering alternative Lyapunov functions and information on the systems nonlinearities to synthesize the control law reduces design conservatism. Numerical examples illustrate the effectiveness of the proposed methodology, showing favorable comparisons with recently published results in the context of discrete-time nonlinear systems control.

Data: 26/08/2022 - Horário: 13:30
Local: ---
Aluno: Jean Carlos Pereira
Orientador(a): Guilherme Vianna Raffo
Co-Orientador(a): Valter J�nior de Souza Leite
Título: Nonlinear Model Predictive Control On Se(3) For Aggressive Maneuvers
Banca:
Prof. Dr. Guilherme Vianna Raffo - Orientador (DELT (UFMG))
Prof. Dr. Valter J�nior de Souza Leite - Coorientador (DEMDV (CEFET-MG))
Prof. Dr. Luciano Cunha de Ara�jo Pimenta (DELT (UFMG))
Prof. Dr. Antonio Ferramosca (DMIPE (University of Bergamo))
Prof. Dr. Tito Luis Maia Santos (DEE (UFBA))
Prof. Dr. Rubens Junqueira Magalh�es Afonso (IEE (ITA))
Resumo/abstract

Resumo

Esta tese investiga o controle de movimento agressivo de uma classe de ve�culos subatuados, com controle total de orienta��o e apenas uma entrada de for�a translacional, que possui dire��o fixa com rela��o ao corpo do ve�culo. Este modelo de atua��o abrange v�rios tipos de ve�culos como helic�pteros, drones multi-h�lice, drone de ventilador canalizado, sat�lites e ve�culos submarinos. Existem v�rios desafios de controle, especialmente quando esta classe de ve�culos navega em ambientes desordenados com obst�culos desconhecidos. O problema se intensifica quando manobras agressivas s�o consideradas pelo controlador, permitindo movimentos r�pidos e precisos para reduzir o tempo de miss�o e melhorar a efici�ncia de desvio de obst�culos. Devido �s condi��es extremas de voo, esses controladores devem ser formulados usando um espa�o de configura��o adequado. O uso do grupo Euclidiano Especial, abreviado como SE(3), � apropriado porque a representa��o � �nica e independente de quaisquer coordenadas locais, al�m de descrever efetivamente o acoplamento dos movimentos rotacionais e translacionais. Portanto, esta tese prop�e esquemas de controle n�o linear preditivo baseado em modelo (NMPC), formulados no espa�o SE(3), para regula��o, rastreamento de trajet�ria e navega��o r�pida em ambientes desordenados com obst�culos desconhecidos. Quando os obst�culos s�o tratados no problema, os controladores propostos consideram a orienta��o do ve�culo durante o desvio do obst�culo. Al�m disso, como algumas aplica��es, como, por exemplo, miss�es de busca e resgate, exigem que se chegue ao ponto de destino o mais r�pido poss�vel, este trabalho tamb�m prop�e esquemas de NMPC que consideram a redu��o do tempo de miss�o como crit�rio econ�mico.

Abstract

This thesis investigates aggressive motion control of a class of underactuated vehicles, with full attitude control and one translational force input, which is in a body-fixed direction. This actuation model covers a wide range of vehicles such as helicopters, multi-propeller helicopters, ducted fans, satellites, and underwater vehicles. There are several control challenges, especially when this class of vehicles navigates in cluttered environments with unknown obstacles. The problem is intensified when aggressive maneuvers are regarded by the controller, allowing fast and accurate movements to reduce mission time and to improve the obstacle avoidance efficiency. Due to the extreme flight conditions, these controllers must be formulated using an accordingly configuration space. The use of the Special Euclidean group, abbreviated as SE(3), is appropriated because the representation is both unique and independent of any local coordinates, and it effectively describes the coupling of rotational and translational motions. Therefore, this thesis proposes Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) schemes formulated on SE(3) manifold for regulation, trajectory tracking, and high-speed navigation in cluttered environments with unknown obstacles. When obstacles are considered in the problem, the vehicles attitude is regarded during the obstacle deviation by the proposed controllers. In addition, since some applications, such as search-and-rescue missions, require to reach the destination point as soon as possible, this work also proposes NMPC schemes that consider the mission time reduction as an economic criterion.

Exames de Qualifica��o

Nenhum exame de qualifica��o marcado

Dissertações de Mestrado

Data: 09/08/2022 - Horário: 09:00
Local: ---
Aluna: Juliana Neves Chaves
Orientador(a): Henrique Resende Martins
Co-Orientador(a): Hani Camille Yehia
Título: Desenvolvimento e Valida��o de Sistema de Detec��o e Monitoramento de Contra��o Uterina Durante Trabalho de Parto Baseado Em Mecanomiografia
Banca:
Prof. Dr. Henrique Resende Martins (DEE (UFMG))
Prof. Dr. Hani Camille Yehia - Orientador (DELT (UFMG))
Prof. Dr. Auzuir Ripardo de Alexandria (Departamento da Ind�stria (Instituto Federal do Cear�))
Dra. Dan�bia Mariane Barbosa Jardim de Carvalho (Programa de Resid�ncia em Enfermagem Obst�trica (Hospital So)
Resumo/abstract

Resumo

A mecanomiografia (MMG) � um m�todo n�o invasivo que consiste em registrar o sinal mec�nico observado na superf�cie muscular ao realizar uma contra��o. Durante o trabalho de parto, o �tero apresenta contra��es r�tmicas, intensas e prolongadas, as quais geram uma atividade mec�nica associada. Atualmente, os principais m�todos de monitoramento da contratilidade uterina utilizados no Brasil s�o: a din�mica uterina, palpa��o manual realizada pelo profissional qualificado; e a tocografia externa (TOCO), sendo este um m�todo de registro eletr�nico utilizado desde 1960. Por�m esses m�todos apresentam limita��es relativas � confiabilidade das informa��es, visto que dependem de uma avalia��o subjetiva, t�til ou visual do tra�ado. Ademais, eles negligenciam informa��es relevantes para o entendimento da evolu��o do trabalho de parto, como por exemplo, a intensidade da contra��o a qual � apresentada em escala subjetiva e dificilmente compar�vel durante a din�mica uterina. E al�m de n�o exibir a intensidade uterina, o TOCO apresenta restri��es quanto ao posicionamento do transdutor e perda de sinal constante devido a movimenta��o materna. Desta forma, o presente estudo tem como objetivo propor o desenvolvimento de um dispositivo baseado em MMG para monitorar a contra��o uterina, reduzindo e/ou eliminando as limita��es dos m�todos atuais. Assim, o mesmo n�o necessita de um constante reposicionamento, apresenta confiabilidade nas informa��es de intensidade, in�cio e fim de cada contra��o al�m de gerar seguran�a, conforto, mobilidade e economia de tempo para as pacientes e para os profissionais da sa�de que realizam o monitoramento. O dispositivo proposto foi avaliado atrav�s de testes de bancada, testes funcionais da detec��o do sinal MMG e testes funcionais em ambiente cl�nico, avaliando o desempenho do mesmo em mulheres gr�vidas durante trabalho de parto. A avalia��o em ambiente cl�nico real foi realizada em 5 mulheres durante trabalho de parto induzido, com idade entre 15 e 40 anos, e �ndice de massa corp�rea <29,9 kg/m2, com objetivo da realiza��o de uma valida��o cruzada com o TOCO quanto ao reconhecimento da contra��o uterina. Os resultados sugerem que o sistema � capaz de identificar corretamente o in�cio e o final de cada contra��o; de quantizar a intensidade de cada contra��o, ao atestar a capacidade de relacionar a amplitude da intensidade quadr�tica do valor m�dio do sinal MMG (MMGRMS) com diferentes n�veis de esfor�o de contra��o (p<0.005). Ademais, os resultados revelam que o posicionamento do sensor n�o � um fator relevante para a an�lise da dura��o das contra��es. No entanto, sensores situados no fundo uterino apresentam maiores amplitudes do sinal, quando comparados a sensores posicionados na linha do topo do osso p�bico. Em conclus�o, o dispositivo proposto � v�lido para avalia��o da contratilidade uterina. Como trabalho futuro, sugere-se a coleta de mais dados e um aperfei�oamento do processamento do sinal a fim torn�-lo robusto ao ambiente cl�nico.

Abstract

Mechanomyography (MMG) is a non-invasive method that consists of recording the mechanical signal observed on the muscle surface when performing a contraction. During labor, the uterus presents rhythmic, intense and prolonged contractions, which generate an associated mechanical activity. Currently, the main methods of monitoring uterine contractility used in Brazil are: uterine dynamics approach, a manual palpation performed by a qualified professional; and external tocography (TOCO), which is an electronic recording method used since 1960. However, these methods have limitations regarding the information reliability , since they depend on a subjective, tactile or visual assessment of the tracing. In addition, they neglect relevant information for understanding the evolution of labor, such as the intensity of contraction, which is presented on a subjective scale and is hardly comparable when peforming uterine dynamics approach. On the other hand , TOCO, does not displays uterine intensity, and also has restrictions on transducer positioning and constant signal loss due to maternal movement. Thus, the present study aims to propose the development of a device based on MMG to monitor uterine contraction, reducing and/or eliminating the limitations of current methods. Thus, it does not require constant repositioning, it presents a reliable information on intensity, beginning and end of each contraction, in addition to generating safety, comfort, mobility and time savings for patients and health professionals who perform the monitoring. The proposed device was evaluated through bench tests, functional tests of MMG signal detection and functional tests in a clinical environment, evaluating its performance in pregnant women during labor. The evaluation in a real clinical environment was carried out in 5 women during induced labor, aged between 15 and 40 years, and body mass index <29.9 kg/m2, with the aim of performing a cross-validation with the TOCO regarding recognition of uterine contraction. The results suggest that the system is able to correctly identify the beginning and end of each contraction; to quantize the intensity of each contraction, by attesting the ability to relate the amplitude of the quadratic intensity of the mean value of the MMG signal (MMGRMS) with different levels of contraction effort (p<0.005). Furthermore, the results reveal that the sensor positioning is not a relevant factor for the analysis of the duration of contractions. However, sensors located in the uterine fundus have greater signal amplitudes when compared to sensors positioned in the top line of the pubic bone. In conclusion, the proposed device is valid for the assessment of uterine contractility. As future work, we suggest collecting more data and improving the signal processing in order to make it robust to the clinical environment.

Data: 16/08/2022 - Horário: 14:00
Local: ---
Aluno: Abra�o Regis Guia
Orientador(a): Thales Alexandre Carvalho Maia
Título: Design Of A Silicon Carbide In-wheel Traction Converter For Automotive Application
Banca:
Prof. Dr. Braz de Jesus Cardoso Filho (DEE (UFMG))
Prof. Dr. Tomas Perpetuo Correa (DELT (UFMG))
Prof. Dr. Menaouar Berrehil El Kattel (DEE (UFC))
Resumo/abstract

Data: 02/10/2022 - Horário: 14:00
Local: ---
Aluno: Lucas Lima Carneiro
Orientador(a): Walmir Matos Caminhas
Título: Desenvolvimento e Implementa��o de Uma Metodologia Para Avaliar Impacto de Eventos Naturais (epidemias e Desastres)
Banca:
Prof. Dr. Walmir Matos Caminhas (DELT (UFMG))
Prof. Dr. Ed Wilson Rodrigues Vieira (Departamento de Enfermagem Materno-Infantil e Sa�de P�blica)
Prof. Dr. Frederico Gadelha Guimar�es (DEE (UFMG))
Prof. Dr. Jorge Gustavo Vel�squez Mel�ndez (Enfermagem materno infantil e sa�de p�blica (UFMG))
Prof. Dr. M�rio Neto Borges (DELE (UFSJ))
Resumo/abstract

Resumo

Esta disserta��o prop�e uma metodologia para a an�lise do impacto de eventos, como epidemias e desastres naturais, em um dado conjunto de localidades. O m�todo proposto utiliza t�cnicas de Machine Learning e ferramentas estat�sticas para investigar os efeitos do evento, em uma ou mais vari�veis. Prop�e-se realizar tr�s diferentes an�lises onde duas s�o monovariadas e uma � multivariada. O Gr�fico de Resultantes Vetoriais apresenta uma nova t�cnica para visualizar resultados de diversos diagramas de controle em uma �nica figura e permite comparar os dados ap�s a ocorr�ncia do evento com seus limites hist�ricos; a compara��o estat�stica, por testes t pareados, permite comparar a mudan�a de comportamento das localidades atingidas com um conjunto de localidades de controle; j�, a an�lise multivariada, por meio do algoritmo de agrupamento Fuzzy c-means, observa a mudan�a de comportamento das localidades atingidas ao investigar as rela��es entre as vari�veis estudadas. Ademais, a metodologia apresenta uma forma de utilizar o algoritmo Fuzzy c-means para determinar as localidades de controle. Por fim, o m�todo proposto � aplicado em dois estudos de caso: Rompimento da barragem de Fund�o em MarianaMG e Impacto da pandemia da COVID-19 nos atendimentos para acompanhamento do crescimento e desenvolvimento de crian�as no Brasil.

Abstract

This work proposes a new methodology for assessing the impact of an event, such as epidemics and natural disasters, in a given set of places. The proposed method uses machine learning techniques and statistical tools to investigate effects of the event, in one or more variables. Three distinct analyses are performed where two are monovariate and one is multivariate. The Resultant Vectors Graph presents a new technique to visualize results from several control charts in only one figure and it also allows comparison between data after the event occurs and its historical limits; the statistical comparison, through paired t tests, allows to compare the change in behavior between probable affected locations and its control locations; in turn, the multivariate analysis, through Fuzzy c-means clustering algorithm, observes the behavior change in probable affected locations while investigating the relationship between studied variables. In addition, the methodology presents a way to use the Fuzzy c-means algorithm to determine the set of control locations. Lastly, the proposed methodology is tested in two case studies: the Fund�o dam failure in Mariana MG and the Impact of COVID-19 pandemics in visits for monitoring child growth and development in Brazil

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UFMG anuncia suspens�o das aulas presenciais a partir de quarta-feira, 18
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15/03/2020
CORONAVIRUS: Atendimento Presencial suspenso
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09/03/2020
Resultado dos Requerimentos de Disciplina Isoladas
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04/03/2020
Mudan�as Administrativas PPGEE
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23/01/2020
Solicita��o de Documentos
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02/01/2020
Voc� est� irregular no PPGEE?
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13/12/2019
Altera��o de Prazo para Realiza��o de Matr�cula pelo Discente
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21/11/2019
Resultado ao Edital 02/2019 de Sele��o de bolsista PNPD/CAPES
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29/10/2019
Resultado Eleitoral para Recomposi��o do Colegiado do PPGEE
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18/10/2019
Edital 02/2019 de Sele��o PNPD/CAPES
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17/10/2019
Edital de recomposi��o do Colegiado do PPGEE
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03/09/2019
Resultado ao Edital de Sele��o de bolsista PNPD/CAPES
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02/08/2019
Edital de recomposi��o do Colegiado do PPGEE
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29/07/2019
Edital de Sele��o PNPD/CAPES - 2019
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29/05/2019
HOMOLOGA��O DE CANDIDATURAS AO PROCESSO SELETIVO DO MESTRADO DO PPGEE/UFMG
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05/12/2018
Edital de recomposi��o do Colegiado do PPGEE
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12/11/2018
Resultado da Sele��o PNPD/CAPES
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05/10/2018
Edital de recomposi��o do Colegiado do PPGEE
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05/10/2017
Edital de Sele��o PNPD/CAPES
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07/12/2016
Portaria 032/2016 - Resultado do Processo Seletivo do Mestrado com entrada no 1� semestre de 2017
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27/09/2016
Nova Diretoria SBMicro 2016-2018
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