Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas

Ementa: Ciência, ética e sociedade. Pesquisa na pós-graduação. Documentação na pesquisa. Tema de pesquisa: formulação do problema e hipóteses de pesquisa, objetivos, referencial teórico. Procedimentos metodológicos: coleta, validação, análise e discussão de dados e resultados. O projeto de pesquisa. Planejamento e estrutura de trabalho. Elaboração de artigos e dissertação.

Bibliografia:

Fourez, G. A Construção das Ciências – Introdução à Filosofia e à Ética das Ciências, Editora Unesp, 1995.

Waslawick, R. S. Metodologia de Pesquisa para Ciência da Computação, Editora Campus, 2009.

Bianchetti, L.; Machado, A. N. N. Bússola do Escrever, Editora da UFSC, 2002.

Gil, A. C . Como elaborar projetos de pesquisa, 5a. edição, Editora Atlas, 2010.

Ementa: Noções básicas do processo de automação: medição, atuação e controle. Estabilidade e desempenho de sistemas realimentados. Introdução aos sistemas a eventos discretos. Hierarquia em sistemas automatizados. Automação com Controladores Lógicos Programáveis.

Bibliografia:

Franklin, Gene et al. Feedback Control of Dynamic Systems. 4a. Edição, Prentice-Hall, 2002.

Schleicher, Manfred e Blasinger, Frank. Control Engineering – A Guide for Beginners. 3a. edição, Jumo Gmbh & Co., 2003.

Webb, John et all. Programmable Logic Controllers: Principles and Applications. 4th edition, Prentice-Hall, 1998.

Stenerson, Jon. Fundamentals of Programmable Logic Controllers, Sensors and Communications. 2nd edition, Prentice-Hall, 1999.

Rohner, Peter. Automation With Programmable Logic Controllers, MacMillan, 1996.

De Oliveira, Júlio César Peixoto. Controlador Programável. Makron Books do Brasil, São Paulo, 1993.

Obs.: esta disciplina é oferecida preferencialmente para graduados oriundos da área de computação, engenharia mecânica ou engenharia elétrica.

Ementa: Revisão de Probabilidade. Vetores Aleatórios. Vetores Aleatórios Gaussianos e Teorema do Limite Central. Processos Estocásticos em Tempo Discreto.

Bibliografia:

Leon-Garcia, A. Probability, Statistics and Random Processes for Electrical Engineering, 3a Edição, Prentice Hall, 2008.

Papoulis, A., Pillai, S. U. Probability, Random Variables, and Stochastic Processes, 4 a Edição, McGraw-Hill, 2002.

Gubner, J. A. Probability and Random Processes for Electrical and Computer Engineers, Cambridge University Press, 2006.

Kay, S. M. Intuitive Probability and Random Processes Using Matlab, Springer, 2006.

Ementa: Introdução à matemática discreta. Relações: definições e propriedades. Relações de Equivalência. Relações de ordem parcial. Lógica: motivação e princípios. Lógica Proposicional (sintaxe, semântica e cálculo). Lógica de Predicados (sintaxe, semântica e cálculo). Métodos de prova (tableaux, dedução natural, resolução). Outras Lógicas. Programação em Lógica.

Bibliografia:

ALENCAR F., E. Teoria Elementar dos Conjuntos. Editora Nobel, 1990.

ROSEN, K. H. Discrete Mathematics and Its Applications. McGraw-Hill, 1991.

CASSANDRAS, C. G.; LAFORTUNE, S. Introduction to Discrete Event Systems. Kluwer Academic, 1999.

James L. Hein. Discrete Structures, Logic, and Computability. Jones and Bartlett, 2010.

Frances Howard-Snyder and Daniel Howard-Snyder and Ryan Wasserman. The power of logic. McGraw-Hill, 2009.

FITTING, M.. First-Order Logic and Automated Theorem Proving. Springer Verlag, 1990.

Ementa: Autômatos: linguagens e expressões regulares, autômatos de estados finitos, autômatos não determinísticos, teorema de Nerode, minimização de autômatos. Redes de Petri: definições, modelagem, propriedades, análise, simulação, implementação, rede de Petri de alto nível. Extensões: autômato temporizado, rede de Petri temporal.

Bibliografia:

J.E. HOPCROFT; R. MOTWANI; J. ULLMAN, Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation. Addison Wesley, 2nd ed., USA, 2001.

J. CARROL; D. LONG. Theory of Finite Automata: with an Introduction to formal languages. Prentice-Hall International, USA, 1989.

M. Diaz. Petri Nets: Fundamental Models, Verification and Applications. John Wiley & Sons,USA, 2010.

W. Reisig. Understanding Petri Nets: Modeling Techniques, Analysis Methods, Case Studies. Springer-Verlag, De,2013.

Ementa: Controle avançado: controle hierárquico, controle temporizado, autômato jogo. Modelagem e análise de sistemas reativos: abordagem síncrona, linguagens imperativas (Esterel) e de fluxo de dados (Lustre). Noções de sistemas híbridos. Aplicações de controle e verificação.

Bibliografia:

W. M. WONHAM. Notes on Control of Discrete-Event Systems. Dept. of Electrical & Computer Eng., University of Toronto, 2003. http://www.control.utoronto.ca/DES.

N. HALBWACHS. Synchronous programming of reactive systems. Kluwer Academic Pub, 1993.

D. POTOP-BUTUCARU; S. A. EDWARDS; G. BERRY. Compiling Esterel. Springer-Verlag, 2007.

P. TABUADA. Verification and Control of Hybrid Systems. Springer-Verlag, 2009.

Ementa: Princípios de comunicação digital: topologias, multiplexação e modulação, comutação. Arquiteturas e padrões. O modelo de referência OSI da ISO. A arquitetura Internet: conceitos gerais, extensões (IP multicast, IPv6, IP QoS). Controle de fluxo: controle de congestionamento e gerência de fila de roteadores. Protocolos para comunicação multimídia.

Bibliografia:

Larrie Peterson, Brucie Davie. Computer Networks: A Systems Approach. Morgan Kaufmann, 2007.

James F. Kurose, Keith W. Ross. Computer Networking: A Top-Down Approach. Addison-Wesley, 2012.

Marcelo Stemmer. Redes Locais Industriais – A Integração da Produção Através das Redes de Comunicação. Ed. da UFSC, 2010.

Ementa: Redes na hierarquia fabril. Características desejáveis de redes industriais: comportamento temporal, confiabilidade, adequação ao meio, conectividade e interoperabilidade, padronização. Projetos de padronização: IEEE 802, MAP/TOP, Fieldbus (PROFIBUS, FIP, Foundation Fieldbus). Redes sem fio (IEEE 802.11). Visão geral de produtos e suas aplicações.

Bibliografia:

Marcelo Stemmer. Redes Locais Industriais – A Integração da Produção Através das Redes de Comunicação. Ed. da UFSC, 2010.

Andrew S. Tanenbaum. Computer Networks. Prentice Hall, 2010.

James F. Kurose, Keith W. Ross. Computer Networking: A Top-Down Approach. Addison-Wesley, 2012.

Ementa: Introdução; indicadores de desempenho; processos estocásticos; Cadeias de Markov a tempo discreto e contínuo; aplicações de Cadeias de Markov; Teoria de Filas; aplicações em redes, sistemas de produção e outras.

Bibliografia:

R. Jain. The Art of Computer Performance System Analysis. John Wiley & Sons, 1991.

G. Bolch, S. Greiner, H.de Meer, K. Trivedi. Queueing Networks and Markov chains: Modeling and Performance Evaluation with Computer Science Applications. John Wiley & Sons, 1998.

N. Gunther. The Pratical Performance Analyst, Prentice-Hall, 1998.

L. Kleinrock. Queueing Systems (Vol. 1 & 2) John Wiley & Sons, 1975.

E. Lazowska et alli. Quantitative Systems Performance. Prentice-Hall, l984.

K. Trivedi. Probability, Statistics with Reliability, Queuing, and Computer Science Applications. Prentice-Hall, 1982.

A. Neely. Business Performance Measurement: Unifying Theory and Integrating Practice, Cambridge Press, 2011.

Ementa: Introdução a algoritmos. Análise de algoritmos. Recorrências. Abordagens indutivas e recursivas. Ordenação. Estruturas de dados fundamentais, tais como filas, pilhas, heaps binários e árvores binárias. Grafos. Algoritmos em grafos, tais caminhos mínimos e árvores de espalhamento mínimas. Noções de complexidade e redução.

Bibliografia:

Fourez Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, and Clifford Stein. Introduction to Algorithms, Third Edition. MIT Press, 2009.

Kleinberg, Jon. Tardos, Éva. Algorithm Design. Addison-Wesley, 2005.

Obs.: básica para as áreas de computação e automação, especializada para a área de controle.

Ementa: Introdução à programação matemática e otimização. Conjuntos convexos. Funções convexas. Problemas convexos. Dual Lagrangeano. Minimização de funções convexas sem restrições. Minimização de funções convexas em espaços afins. Minimização de funções convexas em espaços convexos. Aplicações.

Bibliografia:

Boyd, Fourez Stephen. Vandenberghe, Lieven. Convex Optimization. Cambridge University Press, 2004.

Bertsekas, Dimitri. Nedić, Angelina. Ozdaglar, Asuman. Convex Analysis and Optimization. Athena Scientific, 2003.

Obs.: básica para a área de controle, especializada para as áreas de computação e automação.

Ementa: Introdução à programação matemática. Programação linear. Teoria da dualidade linear. Formulação de problemas inteiros. Relaxações. Algoritmo de branch and bound. Teoria de desigualdades válidas. Algoritmo de planos de cortes. Aplicações.

Bibliografia:

Fourez Lawrence Wolsey. Integer Programming. Addison-Wesley, 1998.

Robert J. Vanderbei. Linear Programming: Foundations and Extensions. Springer, Second Edition. 2001.

Obs.: especializada/avançada para computação e automação.

Ementa: Aprofundamento em tópicos avançados, tais como otimização global, otimização robusta, otimização estocástica, e estratégias de decomposição. Estudos de caso e aplicações.

Bibliografia:

Ementa: Definição, caracterização, exemplos de aplicações. Abordagens de escalonamento, escalonamento com garantia, escalonamento melhor esforço.  Executivo cíclico. Testes de escalonabilidade baseados em utilização e baseados em análise do tempo de resposta. Escalonamento de tarefas periódicas e esporádicas. Controle de acesso a recursos. Escalonamento adaptativo. Protocolos de comunicação e sistemas operacionais de tempo real.

Bibliografia:

J.-M. Farines, J. da S. Fraga, R. S. de Oliveira. Sistemas de Tempo Real. Escola de Computação 2000, IME-USP, São Paulo-SP, julho/2000.

J. Liu. Real-Time Systems. Prentice-Hall, 2000.

A. Burns, A. Wellings. Real-Time Systems and Programming Languages. Addison-Wesley, 4th edition, 2009.

G. Buttazzo, Hard Real-Time Computing Systems – Predictable Scheduling Algorithms and Applications. Kluwer Academic Publishers, 1997.

Artigos selecionados.

Ementa: Métodos e ferramentas para obtenção do tempo de execução no pior caso. Escalonamento tempo real em multiprocessadores: particionamento e escalonamento global. Protocolos de alocação de recursos para multiprocessadores. Sincronização de relógios. Análise de escalonabilidade de redes de computadores.

Bibliografia:

J.-M. Farines, J. da S. Fraga, R. S. de Oliveira. Sistemas de Tempo Real. Escola de Computação 2000, IME-USP, São Paulo-SP, julho/2000.

J. Liu. Real-Time Systems. Prentice-Hall, 2000.

A. Burns, A. Wellings. Real-Time Systems and Programming Languages. Addison-Wesley, 4th edition, 2009.

G. Buttazzo, Hard Real-Time Computing Systems – Predictable Scheduling Algorithms and Applications. Kluwer Academic Publishers, 1997.

Artigos selecionados.

Ementa: Introdução. Caracterização de Sistemas Distribuídos. Programação em Sistemas Distribuídos. Modelo Cliente-Servidor. Serviço de Nomes. RPC. Semânticas de confiabilidade no RPC. Binding dinâmico. Middlewares. Objetos Distribuídos. Estudo de Casos: Java/RMI e CORBA. Ordenação e Sincronização. Ordens Parciais: Ordem Causal em Sistemas Distribuídos. Ordens Totais. Relógios Lógicos. Relógios Físicos. Estado Global. Algoritmos de SnapShot. Problemas de Coordenação (exclusão mútua e eleição de líder em Sistemas Distribuídos). Semântica de falhas em sistemas distribuídos. Sistemas Síncronos e Assíncronos.

Bibliografia:

G. Coulouris, J.Dollimore and Tim Kindberg. Distributed Systems Concepts and Design. Addison–Wisley, 2011.

Ajay Kshemkalayani and Mukesh Singhal. Distributed Computing: Principles, Algorithms and Systems. Cambridge Press, 2008.

A.S.Tanenbaum, M.V.Steen. Distributed Systems: Principles and Paradigms. 2002.

Ementa: Problemas de Acordo: Agreement Bizantino; Consenso; Consistência Interativa; Consistência Interativa com Mensagens Assinadas. Comunicação de Grupo. Protocolos de difusão confiável. Protocolos com ordenação FiFo e Causal. Protocolos de Difusão Atômica. Protocolos de Pertinência. Gestão de Múltiplas Cópias. Tipos de Estratégias na Gestão de Replicação. Modelo Primário/Secundário. Replicação Ativa. Determinismo de Réplica. Orientação a Serviço: WebServices e Arquitetura SOA. Computação em Grade: OGSA e OGSI. Computação em Nuvem. Gerenciamento de Identidades em Sistemas de larga Escala. Sistemas Distribuídos Dinâmicos: Redes P2P.

Bibliografia:

Ajay Kshemkalayani and Mukesh Singhal. Distributed Computing: Principles, Algorithms and Systems. Cambridge Press- 2008.

Gerard Tel. Distributes Algorithms. Second Edition, 2000, Cambridge University Press.

G. Coulouris, J.Dollimore and Tim Kindberg. Distributed Systems Concepts and Design. Addison–Wisley, 2011.

Ementa: Segurança de Funcionamento (Dependability): atributos, meios e ameaças. Serviço correto. Medidas na segurança de funcionamento. Tolerância a Falhas. Classificação de Faltas segundo a Semântica de falhas. Fundamentos de tolerância a falhas em Sistemas distribuídos. Segurança (Security) Ameaças, Ataques e Violações. Fundamentos de segurança em ambientes de Rede de Computadores e Sistemas Distribuídos. Criptosistemas: chave simétrica (chave privada); chave assimétrica (chave pública); checagem de integridade/autenticidade; algoritmos de sumarização de mensagem; mecanismo para selar/lacrar mensagens. Controle de Acesso. Modelos de Políticas de Controle de Acesso. Modelo Matriz de Acesso, RBAC, Modelos de política Multi-Nível (Bell e LaPadula). Modelos Dinâmicos (UCON). Autenticação. Autorização em Sistemas Distribuídos.Kerberos SPKI, PGP. Segurança em Middlewares. Estudos de casos. Web Security.

Bibliografia:

Matt Bishop. Computer Security Art and Science.Addison-Wesley,2003.

Anirban Chakrabati. Grid Computing Security. Springer verlag, 2007.

Charlie Kaufman, Radia Perlman, Mike Speciner. Network security: Private Communication in a Public World. Practice Hall, 2002.

Edward Amoroso. Fundamentals of Computer Security Technology. Prentice Hall 1994.

Ementa: Caracterização, classificação e aplicações de sistemas embarcados. Metodologias de desenvolvimento para sistemas embarcados. Caracterização de modelos de computação. Técnicas e linguagens de modelagem de sistemas embarcados. Simulação e verificação de sistemas embarcados. Codificação. Aplicações em sistemas ciberfísicos e sistemas críticos. Estudo de caso.

Bibliografia:

Lee & Seshia: Introduction to Embedded Systems – A Cyber-Physical Systems Approach. http :// leeseshia . org /

Marwedel, P.. Embedded System Design – Ed. Springer

P. Feiler and D. Gluch. Model-Based Engineering with AADL: An Introduction to the SAE Architecture Analysis and Design Language.

Bozzano, M., Villafiorita, A.. Design and Safery Assessment of Critical Systems. CRC Press, 2011.

Koopman, P.. Better Embedded System Software.

Obs.: Especializada para as áreas de computação e automação.

Ementa: Introdução à IA e seus fundamentos. Problemas de busca heurística e de satisfação de restrições CSP. Representação de conhecimento (Lógica e Ontologias). Inferência e Planejamento automático. Sistemas baseados em conhecimento (Sistemas de Apoio à Decisão e Sistemas Especialista). Lógica e controladores fuzzy.

Bibliografia:

Stuard J. Russell and Peter Norvig. Artificial Intelligence: A Modern Approach. 3rd Ed. Prentice Hall, 2012.

Guilherme Bittencourt. Inteligência Artificial: Ferramentas e Teorias. 3a Ed. Editora da UFSC, 2006.

Patrick Henry Winston. Artificial Intelligence. 3rd Ed. Addison-Wesley, 1992.

R. Brachman and H. Levesque. Knowledge Representation and Reasoning. Elsevier, 2004.

Michael R. Genesereth and Nils J. Nilsson. Logical Foundations of Artificial Intelligence. Morgan Kaufmann, 1987.

Ementa: Aprendizado indutivo de conceitos. Mineração de dados. Teoria geral de decisão estocástica (Redes Bayesianas). Redes Neurais. Aprendizado por reforço. Algoritmos genéticos.

Bibliografia:

T. M. Mitchell. Machine Learning. McGraw-Hill, 1997.

Ethem Alpaydim. Introduction to Machine Learning. 2nd. Ed. MIT Press, 2009.

R. O. Duda, P. E. Hart, D. G. Stork. Pattern Classification. 2nd Ed. John Wiley, 2001.

S. Haykin. Redes Neurais: princípios e prática. 2 ed. 2001.

R. S. Sutton and A. G. Barto. Reinforcement Learning: An Introduction. MIT Press, 1998.

Trevor Hastie, Robert Tibshirani, Jerome Friedman.The Elements of Statistical Learning: Data Mining, Inference, and Prediction. 2nd Ed. Springer, 2011.

Ementa: Introdução e fundamentação de Sistemas Multiagente (SMA). Dimensões de um SMA: agente, organização, ambiente e interação. Cooperação, coordenação, negociação e resolução de conflitos em SMA. Arquiteturas de agentes. Desenvolvimento de SMA (metodologias e plataformas).

Bibliografia:

Fourez M. Wooldridge. An Introduction to Multiagent Systems. 2nd Ed. John Wiley, 2009.

G Weiss, editor. Multiagent Systems. 2nd Ed. The MIT Press, 2013.

Jacques Ferber. Multi-Agent Systems: An Introduction to Distributed Artificial Intelligence. Addison-Wesley, 1999.

Y. Shoham and K. Leyton-Brown. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-theoretic, and Logical Foundations. Cambridge University Press, 2009.

Rafael Bordini et al. Multi-Agent Programming: Languages, Platforms, and Applications. Springer, 2005.

Obs.: a disciplina tem função integradora dos conteúdos de outras disciplinas: cada agente encapsula uma técnica vista em outras disciplinas.

Ementa: Aprofundamento em tópicos avançados de inteligência artificial aplicada à Engenharia de Automação e Sistemas, tais como Support Vector Machines e Clustering. Estudos de caso e aplicações.

Bibliografia:

Ementa: Computação Orientada a Serviços (SOC), Arquitetura Orientada a Serviços (SOA), ciclo de vida SOA, metodologias para desenvolvimento SOA, aspectos de integração e interoperação, qualidade de software em SOA, governança em SOA, Software como serviço (SaaS), web services, descoberta e composição.

Bibliografia:

N. M. Josuttis, SOA in Practice – The Art of Distributed System Design, O’Reilly, 2007

W. Brown, SOA Governance, IBM Press, 2009.

R. Daigneau, Service Design Patterns, Addison Wesley, 2012.

T. Erl, Web Service Contract, Design & Versioning for SOA, Prentice Hall, 2008.

G. Alonso, Web Services – Concepts, Architectures and Applications, Springer, 2010.

T. Erl, SOA Design Patterns, Prentice Hall, 2009.

M. P. Sing, M. N. Huhns, Service-Oriented Computing – semantics, processes, agents, Wiley, 2005.

M. P. Papazoglou, Web Services & SOA – Principles and Technology, Pearson, 2012.

M. Fiammante, Dynamic SOA and BPM, IBM Press, 2010.

T. Chou, The End of Software, Pearson, 2005.

M. B. Greer, Software as a Service – Inflection Point, iUniverse Press, 2009.

Ementa: Descrição do problema de controle. Controle em tempo contínuo e discreto. Controladores de 1 e 2 graus de liberdade. Transformada de Laplace e  Transformada Z. Função de transferência, polos e zeros, estabilidade. Resposta temporal: transitório e regime permanente. Resposta frequencial. Resposta à referência e perturbação. Especificações de desempenho e robustez. Análise e projeto de sistemas de controle em tempo contínuo e discreto via Lugar das Raízes, Métodos Frequencias e Posicionamento de Polos. Noções básicas sobre compensação de atraso, feed-forward e filtragem em controle. Aspectos práticos: controle PID, implementação de controladores digitais e aplicações.

Bibliografia:

W.A. Wolovich, Automatic Control Systems, Saunders Col. Publ., 1994.

G.F. Franklin, J. D Powel and A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems – Third Edition, Addison-Wesley, 1994.

G.F. Franklin, J. D Powel and M.L. Workman, Digital Control of Dynamic Systems – Third Edition, Addison-Wesley, 1990.

K. Astrom and Hagglund, PID Controllers: Theory, Design and Tuning – 2nd Edition, 1995.

Ementa: Introdução a sistemas dinâmicos e sistemas de controle. Descrição matemática de sistemas dinâmicos contínuos e discretos (função de transferência, variáveis de estado, SISO e MIMO). Revisão de álgebra linear. Transformação de similaridade. Solução de equações de estado (caso continuo e discreto). Estabilidade entrada-saída, interna e equação de Lyapunov (continuo e discreto). Relação entre pólos e autovalores. Conceito de zeros no caso MIMO. Controlabilidade, Observabilidade, representações canônicas, estabilização e detectabilidade. Realização de matrizes função de transferência e realização mínima. Realimentação de estados (SISO e MIMO). Os problemas de regulação, seguimento de referência, rejeição de perturbações (princípio do modelo interno). Controle LQR (Equação de Riccati). Observador de estados (ordem completa e reduzida) e princípio da separação (SISO e MIMO). Filtro de Kalman e controle LQG.

Bibliografia:

C.-T. Chen. Linear System: Theory and Design. Oxford, 1999.

S. Skogestad e I. Postlethwaite. Multivariable Feedback Control: Analysis and Design. John Wiley & Sons, 2001.

P. Albertos e A. Sala. Multivariable Control Systems: An Engineering Approach. Springer, 2004.

Ementa: Introdução, cinemática de robôs com rodas (RMRs), controle de robôs móveis com rodas, percepção, localização e mapeamento, planejamento de tarefas e navegação, aplicações.

Bibliografia:

Roland Siegwart, Illah R. Nourbakhsh, David Scaramuzza — Introduction to Autonomous Mobile Robots (2nd Edition) – MIT Press, Londres, 2011. 

Bruno Siciliano, Osama Khatib. Springer Handbook of Robotics, Springer, 2008.

Gerald Cook. Mobile Robots, Navigation, Control and Remote Sensing. Wiley-IEEE Press, 2011.

Farbod Fahimi. Autonomous Robots, Modeling, Path Planning and Control. Springer, 2009.

Campion, G. Bastin, B. D’Andrea Novel. Structural Properties and Classification of Kinematics and Dynamic Models of Wheeled Mobile Robots. IEEE Transactions on Robotics and Automation, Vol. 12, N. 1, pp 47-62, 1996.

Campion, G. Bastin, B. D’Andrea Novel. Structural Properties and Classification of Kinematics and Dynamic Models of Wheeled Mobile Robots. Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, Vol. 1, pp 462- 469, 1993.

Yamamoto, X. Yun. Coordinating Locomotion and Manipulation of a Mobile Manipulator. The 31 st IEEE Conference on Decision and Control, Vol. 3, pp 2643 – 2648, 1992.

Nardênio Almeida Martins — Controle Adaptativo e Robusto de Robôs Móveis com Rodas — Tese de Doutorado, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, UFSC, 2010.

Ebrahim Samer El’Youssef. Controle por Modo Deslizante de Robôs Movéis sobre Rodas. Tese de Doutorado, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, UFSC, 2013.

Ementa: Introdução ao conceito de predição. Preditores em controladores básicos. Conceitos de controle preditivo (model predictive control – MPC). Revisão do controlador GPC (Generalized Predictive Control). Representação do GPC sem restrições como um controlador clássico. Implementação de códigos. GPC para sistemas com atraso. Representação do GPC como um DTC (dead-time compensator). Revisão dos conceitos de compensação de atraso, Preditor de Smith e Preditor de Smith Filtrado. Análise de robustez e rejeição de perturbações. O controlador DTC-GPC. Controle feed-forward no GPC. GPC com perturbações medíveis. GPC com restrições. Formulação do problema e tratamento de restrições. Algoritmos para solução do problema de otimização com programação quadrática. Casos de estudo simulados e experimentais. Controle preditivo não linear. Formulação do problema. Solução usando otimização não linear. Soluções aproximadas com use de programação quadrática. Controle preditivo multivariável (MIMO). Formulação do problema geral de MPC MIMO. Tratamento de restrições, robustez, análise de sistemas com atraso. Casos de estudo simulados e experimentais.

Bibliografia:

Model Predictive Control, Camacho and Bordons, Spinger 2004.

Control of Dead-Time Processes, Normey-Rico and Camacho, 2007.

Ementa: Revisão de análise convexa; Definição e propriedades de LMIs; Ferramentas básicas: Complemento de Schur, Lema de Finsler, S-Procedure, Lema da eliminação, D-G scalings, Sistemas incertos e estabilidade quadrática, estabilidade com autovalores em regiões convexas, Normas de sistemas, controle ótimo por realimentação de estados via norma de sistemas, alocação de pólos em regiões convexas, generalização para o caso de sistemas incertos, controle ótimo H2 e H-infinito dinâmico de saída, filtragem robusta.

Bibliografia:

Alexandre Trofino. Apostila com as notas de aula do professor.

U. Mackenroth, “Robust control systems”, Springer Verlag, 2004.

L.El Ghaoui, S. Niculescu (Editors), “Advances in Linear Matrix Inequality Methods in Control”, SIAM Advances in Design and Control, 2000.

S. Boyd, L. El Ghaoui, E. Feron, V. Balakrishnan, “Linear Matrix Inequalities in System and Control Theory”, SIAM Studies in Applied Mathematics, 1994.

Ementa: Estrutura de controle RST: aspectos de estabilidade, rejeição a perturbação na entrada e saída, seguimento de trajetória, robustez pelo teorema do pequeno ganho. Projeto de controladores por alocação de pólos indireto e direto. Implementação via código em simulação numérica e experimental. Projeto de controladores PID indireto e direto. Estruturas, parâmetros de sintonia, forma canônica RST, anti-windup, avaliação de desempenho. Implementação via código em simulação numérica e experimental. Projeto do Controlador por Modelo Interno (IMC-Internal Model Control). Hibridização com a estrutura de controle PID. Implementação via código em simulação numérica e experimental. Projeto ótimo de controladores digitais via funções quadráticas. Implementação via código em simulação numérica e experimental. Projetos de controladores de Variância Mínima e Variância Mínima Generalizada nas abordagens indireta e direta. Avaliação de desempenho. Hibridização com a estrutura de controle PID. Implementação via código em simulação numérica e experimental. Projetos e sintonia de controladores MAC (Model Algorithm Control) e DMC (Dynamic Matrix Control). Controlador DMC não-linear. Implementação via código em simulação numérica e experimental. Projetos e sintonia do controlador GPC (Generalized Predictive Control). Implementação via código em simulação numérica e experimental.

Bibliografia:

FourezP. E. Wellstead & M. B. Zarrop, “Self-Tuning Systems: Control and Signal Processing”, 1991.

C. C. Hang; T. H. Lee & W. K. Ho, “Adaptive Control”, 1993.

K. J. Åström & B. Wittenmark, “Adaptive Control”, 1995.

W. S. Levine, “The Control Handbook”, 1996.

B. Coleman & B. Joseph, “Techniques of Model-Based Control”, 2002.

K. M. Moudgalya, “Digital Control”, 2007.

R. Isermann; K. H. Lachmann & D. Matko, “Adaptive Control Systems”, 1992.

K. Åström & T. Hägglund, “PID Controllers: Theory, Design, and Tuning”, 1995.

D. E. Seborg; T. F. Edgar & D. A. Mellichamp, “Process Dynamics and Control”, 2004.

G. F. Franklin; J. D. Powell & M. Workman, “Digital Control of Dynamic Systems”, 1997.

A. Visioli, “Practical PID Control”, 2006.

V. Bobál; J. Böhm; J. Fessl & J. Machácek, “Digital Self-Tuning Controllers”, 2005.

Ramon Vilanova & Antonio Visioli, “PID Control in the Third Millennium”, 2012.

Ementa: Introdução ao Controle de Processos Industriais. Exemplos motivadores. Estruturas de controle SISO para processos industriais. Conceitos gerais. Controle de sistemas com atraso. Preditor de Smith e Modificações. Sintonia, análise de robustez, rejeição de perturbações e tratamento de ruídos. Implementação discreta. Controle feed-forward. Ação feed-forward para set-point e perturbações medíveis. Solução ideal do problema, realizabilidade. Técnicas de ajuste para casos práticos. Robustez e desempenho em malha fechada. Controle Cascata. Conceito. Técnicas de ajuste de malhas cascata. Aplicação a sistemas com atraso. Casos de estudo. Outras técnicas de controle de processos: controle por relação, controle “override”, controle por media, etc. Controle de processos multivariáveis (MIMO). Conceitos e problemática do controle de sistemas MIMO: escolha de pares entrada-saída, normalização de variáveis, RGA, etc. Controle de sistemas MIMO com PID descentralizados. Métodos de sintonia. Controle de processos multivariáveis via desacoplamento. Diversas técnicas de desacoplamento. Casos de estudo simulados. Controle de processos multivariáveis com atraso. Generalização do preditor de Smith e modificações. Casos de estudo simulados.

Bibliografia:

Shinskey. Process Control Systems. Mc Graw Hill, 1996.

Skogestad and Postlethwaite. Multivariable Feedback Control. Wiley, 2007.

Normey-Rico and Camacho. Control of Dead-Time Processes. 2007.

Ementa: Identificação de modelos de primeira e segunda ordem por resposta impulsiva e ao degrau. Identificação de modelos de funções de transferência pela resposta em frequência. Identificação de modelos representados por equações a diferenças. famílias de modelos e suas propriedades. Métodos de mínimos quadrados. Identificação por variável instrumental. Métodos recursivos. Modelagem via rele. Modelos LT (Look-Up Table). Identificação de modelos em variáveis de estado. Modelos de Wiener e Hammerstain. Séries de Volterra. Redes neurais. Sinais de excitação. Métodos numéricos para identificação de modelos não lineares. Complexidade do modelo. Aplicações.

Bibliografia:

Coelho, A.A.R e Coelho, L.S. Identificação de sistemas lineares. Ed. UFSC, 2004.

Ljung, L. System Identification: Theory for the user. Prentice Hall, 1999.

Nelles,O. Nonlinear System Identification. Springer, 2001.

Ementa: Introdução. Revisão Sistemas lineares. Problemas não lineares em engenharia e sistemas dinâmicos não lineares. Não linearidades típicas. Equações diferenciais: existência e unicidade de soluções. Análise qualitativa de sistemas dinâmicos contínuos e discretos. Sistemas autônomos e forçados. Análise no plano de fase. Atratores: equilíbrios, ciclos limites e comportamento aperiódico. Linearização e pontos de equilíbrio (hiperbólicos e não hiperbólicos). Teorema de Hartman-Grobman. Estabilidade Estrutural. Análise de Bifurcações em sistemas dinâmicos contínuos e discretos. Aplicação de Poincaré. Multiplicadores característicos. Ferramentas computacionais para continuação numérica e determinação de bifurcações. Método de Lyapunov. Teorema de Lasalle. Teorema da Variedade de Centros. Análise de sistemas realimentados com restrições na ação de controle. Sistemas lineares por partes. Sistemas comutados.

Bibliografia:

Monteiro, L. H. A. Sistemas Dinâmicos, Editora Livraria da Física, 3a edição, 2011.

Khalil, H. Nonlinear Systems. Prentice Hall, 3nd edition, 2002.

D. W. Jordan and P. Smith. Nonlinear ordinary differential equations: an introduction for scientist and engineers. 4th edition. Oxford Press, 2007.

M. di Bernardo, C.J. Budd, A.R. Champneys, P. Kowalczyk. Piecewise-smooth Dynamical Systems: Theory and Applications. Springer. Applied Mathematical Sciences 163, 2008.

Ementa: Sistemas Lineares Estocásticos em Tempo Discreto. Síntese de Controladores. Estimação, Filtragem e Filtros de Kalman. Controlador Linear Quadrático, LQG e Princípio da Separação.

Bibliografia:

Astrom, K. J. Introduction to Stochastic Control Theory. Academic Press, 1970.

Davis, M. H. A. Linear Estimation and Stochastic Control. Chapman and Hall, 1977.

Kay, S. M. Fundamentals of Statistical Signal Processing – Estimation Theory, Vol. 1. Prentice Hall, 1993.

Jazwinski, A. H. Stochastic Processes and Filtering Theory. Dover, 2007.

Kailath, T., Sayed, A. H., Hassibi, B. Linear Estimation. Prentice Hall, 2000.

Ementa: Introdução e aplicações. Revisão de conceitos de sistemas não-lineares, estabilidade e funções de Lyapunov. Desacoplamento. Linearização exata. Forma normal. Dinâmica zero e estabilização de sistemas não-lineares. Platitude diferencial. Exemplos de sistemas planares. Rastreamento de saída para sistemas não-lineares. Projeto baseado em backstepping. Análise e síntese via estabilidade absoluta. Passividade em sistemas dinâmicos e Energy Shapping. Utilização da Modelagem Fuzzy de Takagi-Sugeno. Exemplos de aplicações.

Bibliografia:

Isidori, A. Nonlinear Control Systems, 3a Edição. Springer, 1995.

Nijmeijer, H. van der Schaft, A. J., Nonlinear Dynamical Control Systems. Springer, 1990.

Khalil, H. Nonlinear Systems, 3a Edição. Prentice Hall, 2002.

Sepulcre, R. Jankovic, M., Kokotovic, P. Constructive Nonlinear Control. Springer, 1997.

Van der Schaft, A. J. L2-Gain and Passivity Techniques in Nonlinear Control. Springer, 2000.

Ementa: Introdução. Sistemas integrados. Integração de processos e eletrônica. Processamento de informação. Procedimento de projeto. Fundamentos de modelagem teórica de processos. Modelagem teórica e experimental. Classificação de elementos de processos. Equações fundamentais de elementos de processos com fluxos de massa e energia. Equações de balanço para sistemas a parâmetros concentrados. Elementos de conexão de processos. Modelagem de sistemas mecânicos. Leis de Newton. Princípio de D’Alembert. Equações de Lagrange. Modelagem de sistemas elétricos. Modelagem de máquinas. Modelagem de processos.

Bibliografia:

Isermann, R. Mechatronic Systems: Fundamentals, Springer, 2005.

Ljung, L., Glad, T. Modeling of dynamic systems, Prentice – Hall, 1994.

Garcia, C. Modelagem e Simulacao 2a. ed. Edusp, 2005.

Pelz,G. Mechatronic Systems: Modelling and Simulation with HDLs. John Wiley & Sons, 2003.

Chiasson. J. Modeling and High-Performance Control of Electric Machines. John Wiley & Sons, 2005.

Luyben, W.L. Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers. 2a. ed. McGraw-Hil, 1996.

Ementa: Introdução à indústria de petróleo e gás natural. Processos de upstream (exploração, produção) e downstream (refino, transporte). Instrumentação na indústria de P&G. Sensores e atuadores utilizados nas plantas de extração, produção, transporte e refino. Transmissores “inteligentes”. Válvulas de controle e de segurança. Controladores industriais. Redes industriais fieldbus para P&G. Redes padrão Foundation Fieldbus e Profibus. Redes para áreas de segurança intrínseca (áreas sujeitas a risco de explosão ou incêndio). Telemetria e telecomando. Sistemas Supervisórios SCADA. Técnicas específicas de engenharia de software e de controle em tempo real empregadas para sistemas críticos no controle e supervisão de instalações de petróleo e gás. Controle e supervisão de instalações de P&G.  Sistemas de controle baseados em redes industriais tipo fieldbus.

Bibliografia:

Thomas, José Eduardo. Fundamentos de Engenharia de Petróleo. Editora Interciência. 2001.

Berge, J. Fieldbuses for Process Control: Engineering, Operation and Maintenance. ISA – The Instrumentation, Systems and Automation Society. 2002.

Bentley, J. Principles of Measurement Systems. Third edition, Logman Scientific & Technical.1995.

Ementa: Palestras sobre temas selecionados proferidas por especialistas, tratando de temas como: Geologia do Petróleo, Petrofísica, Perfuração/Completação, Recuperação Avançada de Petróleo, Simulação de Reservatórios de Petróleo, Dutos, Refino: Separação de Hidrocarbonetos por Destilação, Produção de Biocatalisadores para utilização em biorrefino e biorremediação de áreas contaminadas com petróleo, Geração Termelétrica e Cogeração com Gás Natural, Gás Natural, Meio Ambiente, Política e Economia. Estruturação de seminário sobre o tema de pesquisa na área de petróleo, gás e biocombustíveis.

Bibliografia:

Material preparado pelos palestrantes e disponibilizado pelos professores no Moodle.

THOMAS, J. E. Fundamentos de Engenharia de Petróleo. Interciência, 2004.

VAN DYKE, K. Fundamentals of Petroleum. 4. ed. Univ of Texas at Austin, 1997.

DAKE, L. P. Fundamentals of Reservoir Engineering. Elsevier, 2010.

Ementa: Verificação de sistemas: visão geral. Sistemas de Transição. Propriedades temporais lineares: segurança e vivacidade. Gramáticas Formais. Linear Temporal Logic (LTL). Algoritmos baseados em autômatos para verificação de propriedades LTL. Computation Tree Logic (CTL). Tópicos avançados: equivalências e abstração, Timed Computation Tree Logic (TCTL) e Probabilistic Computation Tree Logic (PCTL).

Bibliografia:

BERARD, B; BIDOIT, M; FINKEL, A; LAROUSSINIE, F; PETIT, A; PETRUCCI, L; SCHNOEBELEN, P. Systems and Software Verification: Model-Checking Techniques and Tools. 1st ed. 2001. Springer Berlin Heidelberg: Imprint: Springer, 2001. Disponível em: https://doi.org/10.1007/978-3-662-04558-9 (acessar pelo VPN da UFSC). 

GRUMBERG, Orna; VEITH, Helmut (ed). 25 Years of Model Checking: History, Achievements, Perspectives. 1st ed. 2008.: Springer Berlin Heidelberg: Imprint: Springer, 2008. Disponível em: https://doi.org/10.1007/978-3-540-69850-0 (acessar pelo VPN da UFSC).

BAIER, Christel; KATOEN, Joost-Pieter. Principles of model checking. MIT press, 2008.

MANNA, Zohar; PNUELI, Amir. The Temporal Logic of Reactive and Concurrent Systems: Specification. 1st ed. 1992. New York, NY: Springer New York: Imprint: Springer, 1992. Disponível em: https://doi.org/10.1007/978-1-4612-0931-7 (acessar pelo VPN da UFSC).

MANNA, Zohar; PNUELI, Amir. Temporal Verification of Reactive Systems: Safety. 1st ed. 1995. New York, NY: Springer New York: Imprint: Springer, 1995. Disponível em: https://doi.org/10.1007/978-1-4612-4222-2 (acessar pelo VPN da UFSC). 

ALUR, Rajeev. Principles of cyber-physical systems. MIT press, 2015.

Ementa: Modelagem de problemas para resolução por otimização; Programação Linear: método simplex, dualidade, aplicações; Programação Inteira; Programação Não-linear: problema geral, quadrática e convexa. Ferramentas: solvers, linguagens de codificação de problemas formulados por programação matemática.

Bibliografia:

Wolsey, Laurence A. Integer programming. John Wiley & Sons, 2020.

Boyd, Stephen P., and Lieven Vandenberghe. Convex optimization. Cambridge university press, 2004.

Powell, Warren B. Sequential decision analytics and modeling: modeling with python. 2022.

Ementa: Definições e taxonomias de Internet das Coisas (IoT). Redes sem Fio. Protocolos de comunicação para IoT. Modelos publish-subscribe e MQTT. Ferramenta Node-RED. Fundamentos de Sistemas Distribuídos. Comunicação em grupo. Sincronização. Programação multithreads e uso de mutexes. Modelos de Sistemas Distribuídos: Assíncronos, Síncronos, RPC e RMI. Conceitos básicos de sistemas tempo real e testes de escalonabilidade de tarefas. Segurança e tolerância à faltas.

Bibliografia:

Couloris, G; Dollimore, J. Distributed Systems: Concepts and Design, Pearson, 2012.

Van Steen M.; Tanenbaum, A. Distributed Systems: Principles and Paradigms. Pearson, 2016.

Veríssimo, P.; Rodrigues, P. Distributed Systems for System Architects, Ed. Kluwer Academic, 2001, https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4615-1663-7.

Costa, F.; Henderson, B. Rethinking the Internet of Things – A Scalable Approach to Connecting Everything, Connections The Quarterly Journal.

Rayes, A.; Salam, S. Internet of Things from Hype to Reality, The Road to Digitization. Springer, 2022.

Avižienis, A., Laprie, J. C., Randell, B., Landwehr, C. (2004): Basic concepts and taxonomy of dependable and secure computing. IEEE Trans. Dependable Secure Comput. 1(1).

C. A. Boano, K. Römer, R. Bloem, K. Witrisal, M. Baunach, M. Horn, Dependability for the Internet of Things — from dependable networking in harsh environments to a holistic view on dependability, 2016, Elektrotechnik & Informationstechnik. DOI 10.1007/s00502-016-0436-4.

Ementa: The goal of the course is to provide good knowledge and practice the ability to use classical as well as modern analysis and design methods for modelling and control of AC and DC power electrical microgrids. 1. Basic concepts on power electrical Microgrids: DC, AC and Hybrid microgrids. Distributed energy generation. Renewable energy sources (PV and WECS). Battery Energy Storage Systems (BESS). Modeling Constant Power Loads (CPL). Interconnected and Islanded microgrid systems. Centralized vs. Decentralized control. Droop control. Decentralized control for DC and AC microgrids. Inductive and resistive droop control. Renewable energy source modeling. 2. Basic Microgrid operation and control: different levels of control. Primary, secondary and tertiary control levels. 3. Control of power converters for DC microgrids: Modeling and control of DC bidirectional converters. Modeling AC-DC converter (rectifier). Droop control. Feedback Linearization Cascade control. 4. Modeling and stability analysis of DC microgrids: study of a small DC microgrid (nanogrid) setup. Local bifurcation analysis. Stability analysis by applying Bifurcation theory. Design by using modified Routh-Hurwitz criteria. 5. Control of power converters for AC microgrids: modeling a DC-AC converter (inverter). PLL synchronization analysis. Controlling the DC-AC converter. Resonant controllers. Resistive and inductive droop control. Virtual impedance. 6. Modeling and stability analysis of AC microgrids: study of a small AC microgrid setup. Local bifurcation analysis.

Bibliografia:

Lenz, E. Modelagem e análise da dinâmica de microrredes de distribuição de energia elétrica. Doctoral Thesis. PPGEAS. UFSC. 2017.

Tahim, A. Controle de microrredes de distribuição de energia elétrica em corrente continua. Doctoral Thesis. PPGEAS, UFSC. 2015.

Stramosk, V. Controle não linear de conversores de eletrônica de potência interconectados em microrredes de corrente continua. Master Thesis. UFSC. 2014.

Tahim, A., Pagano, D., Lenz, E. and V. Stramosk. Modeling and stability analysis of islanded dc microgrids under droop control. IEEE Trans. on Power Electronics. V. 30. Pp. 4597-4607. August 2015.

Lenz, E., Pagano, D. J. and J. Pou. Bifurcation analysis of parallel-connected voltage source inverters with constant power loads. IEEE Trans. Smart Grids. V. 9, No 6, 2018.

Lenz, E., Pagano, D. J., Saito, M. and J. Pou. Nonlinear control of a bidirectional power converter for connecting batteries in dc microgrids. 8th International Symp. of Power Electronics for Distributed generation Systems. 2017.

Monteiro, L. H. A., “Sistemas Dinâmicos”, Editora Livraria da Física, 3ª edição, 2011.

Ementa: Noções de geologia; prospecção; perfuração; avaliação de formações; completação; reservatórios; elevação; processamento primário de fluidos; refino. Visão de processos de petróleo, gás, biocombustíveis e demais fontes de energias renováveis, com foco em controle, automação, otimização e instrumentação.

Bibliografia:

THOMAS, J. E. Fundamentos de Engenharia de Petróleo. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2004.

GAUTO, M. (org.). Petróleo e Gás: Princípios de Exploração, Produção e Refino. Porto Alegre: Bookman, 2016.

DAREING, D. W. Engineering Practice with Oilfield and Drilling Applications. New York, Wiley, 2022.

Ementa: Introdução a algoritmos baseados em dados; Decomposição por valores singulares; Transforma de Fourier rápida; Transformada de Wavelet; Modelos e algoritmos de regressão; Seleção de modelos; Clusterização e classificação; Redes neurais profundas; Redes neurais consistentes com leis físicas; Síntese de modelos dinâmicos baseados em dados; Decomposição por modos dinâmicos; Operador de Koopman; Controle baseado em dados; Redução de ordem de modelos.

Bibliografia:

Steven L. Brunton and J. Nathan Kutz, Data Driven Science & Engineering: Machine Learning, Dynamical Systems, and Control, Cambridge University Press, 2019.

Steven L. Brunton, Joshua L. Proctor, J. Nathan Kutz, “Discovering governing equations from data by sparse identification of nonlinear dynamical systems,” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol 113(15), pp. 3932-3937, 2016, https://doi.org/10.1073/pnas.1517384113.

Ian Goodfellow, Yoshua Bengio, Aaron Courville, Deep Learning, The MIT Press, 2016.

Kadierdan Kaheman, J. Nathan Kutz, Steven L. Brunton, “SINDy-PI: a robust algorithm for parallel implicit sparse identification of nonlinear dynamics,” Proceedings of the Royal Society A, 476:20200279, 2020. http://dx.doi.org/10.1098/rspa.2020.0279.

G. E. Karniadakis, I. G. Kevrekidis, L. Lu et al. “Physics-informed machine learning,” Nature Reviews Physics 3, 422–440, 2021, https://doi.org/10.1038/s42254-021-00314-5

Ementa: Conceitos de Inovação; Design Thinking; Business Model Canvas; MVP (Minimum Viable Product); Pitches; Modelos de Negócios e exemplos na economia digital; Empresas Exponenciais; Elementos de base para Modelos de Negócios para Indústria 4.0.

Bibliografia:

Business Model Generation: Inovação Em Modelos De Negócios, Alexander Osterwalder, Yves Pigneur, Raphael Bonelli, Editora Alta Books, 2011, 300 páginas.

O Dilema da Inovação, Clayton M. Christensen, Editora M.Books, 2011, 320 páginas. 

Design Thinking: uma metodologia poderosa para decretar o fim das velhas ideias, Tim Brown, Editora Alta Books, 2020, 304 páginas.

Value Proposition Design: Como construir propostas de valor inovadoras, Alex Osterwalder, Greg Bernarda, Yves Pigneur, Alan Smith, Editora Alta Books, 2019, 320 páginas.

Exponential Organizations: Why new organizations are ten times better, faster, and cheaper than yours, Salim Ismail, Michael S. Malone, Yuri van Geest, Peter H. Diamandis, Editora Diversion Books, 2014, 402 páginas.

Data-Driven Business Models for the Digital Economy, Rado Kotorov, Editora Business Expert Press, 2020, 152 páginas.

Transformação Digital: Melhores práticas para implementar e acelerar a transformação do seu negócio, Michael Wade, Didier Bonnet, Tomoko Yokoi, Nikolaus Obwegeser, Editora M.Books, 2022, 368 páginas.

MVP (Mínimo Produto Viável): A Forma Mais Eficiente de Criar, Validar e Comercializar um Novo Produto ou Serviço, Mayra Matsumoto, Editora M.Strategi, 2020, 31 páginas.

Guia prático do PITCH: Como fazer uma apresentação clara e objetiva do seu negócio, Camila Ferreira, Giovanni Santoro Junior, Editora Dazideia, 2019, 60 páginas.

Ementa: Relevância e Objetivos da Indústria 4.0; Transformação Digital no Contexto da Indústria 4.0; Tecnologias Habilitadoras da Indústria 4.0; Análise Crítica das Tecnologias Habilitadoras da Indústria 4.0; Visão Estratégica de Indústria 4.0; Jornada da Indústria 4.0 e Transformação Digital; Modelos de Maturidade e Roadmap de Indústria 4.0; A “Pirâmide de Maslow” da Indústria 4.0; A Integração das Tecnologias Habilitadoras na Indústria 4.0; As Mudanças numa Empresa com a Indústria 4.0; Estratégias (Inter)Nacionais de Indústria 4.0; Boas Práticas da Indústria 4.0; Indústria 5.0.

Bibliografia:

A Quarta Revolução Industrial, Klaus Schwab, Editora Edipro, 2018, 160 páginas.

Indústria 4.0, Max Mauro Dias Santos, Murilo Oliveira Leme, Sergio Luiz Stevan Junior, Editora Érica, 2020, 297 páginas. 

A engenharia de produção na era da indústria 4.0: estudos de casos e benchmarking da indústria 4.0, M. R. Albertin, H. L. J. Pontes, Editora Appris, 2021, 193 páginas.

Indústria 4.0: Tecnologias e gestão na transformação digital da indústria, Mario Fernández, Amazon-Kindle, 2020, 196 páginas.

Indústria 4.0: Princípios básicos, aplicabilidade e implantação na área Industrial, Paulo Samuel de Almeida, Editora Érica, 2019, 136 páginas.

Tecnologias De Automação Na Indústria 4.0, J. R. Caldas Pinto, Editora Lidel, 2021, 440 páginas.

Sistema de Controle da Indústria 4.0: Modelagem e Técnicas de Projeto, Robson Marinho da Silva, Amazon-Kindle, 2016, 46 páginas.

Indústria 4.0: Impactos Sociais e Profissionais, André Accorsi, Cinthia Obladen de Almendra Freitas, Cynthia Maria Jorge Viana, Editora Blucher, 2021, 120 páginas.

Ementa: Parte I – Concorrência: Processos e threads, race conditions, semáforos e mutexes, busywaiting, starvation e deadlock. Parte II – Tempo Real: Conceitos básicos de sistema tempo real, escalonamento tempo real; executivo cíclico, deadlines hard, soft e firm; prioridades fixas e prioridades dinâmicas. Políticas de escalonamento por prioridades fixas (RM e DM) e por prioridades dinâmicas (EDF). Análise de escalonabilidade baseada em Utilização, Herança de prioridades. Parte III – Prática de concorrência e tempo real: Programação de processos POSIX e Pthreads em um dispositivo microcontrolado (ex. Raspberry Pi Pico ou ESP32), mecanismos do kernel do Linux para suporte a concorrência e tempo real e exemplo de programação em um sistema operacional em tempo real para dispositivos de IoT (Free RTOS).

Bibliografia:

Burns & Wellings, “Real-time Systems and Programming Languages”, Addison Wesley.

Nichols, Buttlar & Farrel, “Pthreads Programming”, O’Reilley

Robert Love, “Linux Kernel Development”, Novell Press

Bill Gallmeister, “POSIX.4 Programmers Guide: Programming for the Real World”, O’Reilley.

Ementa: As diferentes fontes renováveis de energia e suas aplicações práticas; sistemas de geração de energia solar: sistemas solares fotovoltaicos, outros tipos de coletores solares; sistemas de geração de energia eólica: turbinas, aerogeradores, aplicações off-shore; biomassa e biocombustíveis: aplicações na indústria brasileira e perspectivas globais; hidrogênio verde: sistemas de armazenamento e geração; microrredes e redes inteligentes de energia: modelagem e aplicações de controle para a maximização da eficiência energética e gestão ótima de cargas.

Bibliografia:

BORDONS, C.; GARCIA-TORRES, F.; RIDAO, M. A. Model predictive control of microgrids. Berlin/Heidelberg, Germany: Springer, 2020.

CAMACHO, E. F.; SORIA, M. B.; RUBIO, F. R.; MARTÍNEZ, D. Control of Solar Energy Systems. London, England: Springer, 2012.

DERBEL, N.; ZHU, Q. (eds.). Modeling, identification and control methods in renewable energy systems. Singapore: Springer, 2019.

RIGATOS, G. Intelligent renewable energy systems: modelling and control. Switzerland: Springer, 2016.

Azar, A. T., & Kamal, N. A. (Eds.). (2021). Renewable Energy Systems: Modelling, Optimization and Control. Academic Press.

SOUZA, Antonio Carlos Zambroni de; PINHEIRO, Carlos Alberto Murari. Introdução à modelagem, análise e simulação de sistemas dinâmicos. Rio de Janeiro, RJ: Interciência, 2008. 166p. ISBN 9788571931886(broch.).

CHATURVEDI, Devendra K. Modeling and Simulation of Systems Using MATLAB and Simulink. Boca Raton. CRC Press, 2010. 734p. ISBN 9781315218335.

Ementa: Sistemas a Eventos Discretos (SEDs): conceituação, classificação, propriedades, exemplos; Redes de Petri: definições, modelagem, propriedades, análise, implementação, Rede de Petri Temporal; Verificação formal: noções de lógica temporal e de model checking; Linguagens e Autômatos: linguagens e expressões regulares, autômatos determinísticos de estados finitos, autômatos não determinísticos, minimização de autômatos. Modelagem e análise de SEDs com autômatos: composição e bloqueio. Teoria de Controle Supervisório: definições, controlabilidade, síntese de supervisores, controle modular, implementação em CLP. Noções de diagnóstico de falhas.

Bibliografia:

CARROL, J.; LONG, D. Theory of Finite Automata: with an Introduction to formal languages. Prentice-Hall International, USA, 1989.

DIAZ, M. Petri Nets: Fundamental Models, Verification and Applications. John Wiley & Sons, USA, 2010. 

CASSANDRAS, C. G.; LAFORTUNE, S. Introduction to Discrete Event Systems. Kluwer Academic Publishers, USA, 1999. https://link.springer.com/book/10.1007/978-0-387-68612-7 (acessar pelo VPN da UFSC)

HOPCROFT, J.E.; MOTWANI, R.; ULLMAN, J. Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation. Addison Wesley, 2nd ed., USA, 2001

REISIG, W. Understanding Petri Nets: Modeling Techniques, Analysis Methods, Case Studies. Springer-Verlag, De,2013.

ROSEN, K. H. Discrete Mathematics and Its Applications. McGraw-Hill International, Singapore, 1991.

Artigos e outras referências.

Ementa: Conceitos preliminares; Paradoxo da Automação; Conceito de Artefato e Filosofia da Tecnologia; Ética em Tecnologia; Supervisão de Sistemas, Conceito de Agência, Out-of-theloop, Tomada de Decisão Humana, Compartilhamento Humano-Máquina na Tomada de Decisão; Ergonomia e Automação Centrada no Humano; Segurança em Sistemas Automatizados; Teleoperação; Estudos de Casos; Legislação, Políticas Internacionais e Iniciativas Globais.

Bibliografia:

R. Chatila and J. C. Havens, “The ieee global initiative on ethics of autonomous and intelligent systems,” in Robotics and Well-Being, pp. 11–16, Springer, 2019.

S. G. Tzafestas, “Ethics and law in the internet of things world,” Smart Cities, vol. 1, nº. 1, pp. 98–120, 2018.

F. Lamnabhi-Lagarrigue, A. Annaswamy, S. Engell, A. Isaksson, P. Khargonekar, R. M. Murray, H. Nijmeijer, T. Samad, D. Tilbury, and P. Van denHof, “Systems & control for the future of humanity, research agenda: Current and future roles, impact and grand challenges,” Annual Reviews in Control, vol. 43, pp. 1–64, 2017.

M.-P. Pacaux-Lemoine, D. Trentesaux, G. Z. Rey, and P. Millot, “Designing intelligent manufacturing systems through human-machine cooperation principles: A human-centered approach,” Computers Industrial Engineering, vol. 111, pp. 581 – 595, 2017.

Verbeek, P.P. and Vermaas, P.E. (2009). Technological artifacts. Blackwell Companions to Philosophy. Wiley-Blackwell.

R. Chatila, K Firth-Butterfield, JC Havens. Ethically aligned design: A vision for prioritizing human well-being with autonomous and intelligent systems version 2.

Bruno Berberian, Bertille Somon, Aïsha Sahaï, Jonas Gouraud, The out-of-the-loop Brain: A neuroergonomic approach of the human automation interaction, Annual Reviews in Control, Volume 44, 2017, Pages 303-315, ISSN 1367-5788.

Ementa: Industrial and Vehicular Networks in the context of Industry 4.0, Internet of Things (IoT) and Inteligent Transportarion Systems paradigms. Structured and ad-hoc, wired and wireless network technologies. Industrial and vehicular communication protocols; resource management; temporal and spatial synchronization; cross-layer protocols; middlewares and interoperability; simulation; reliability; security.

Bibliografia:

Richard Zurawski, Industrial Communication Technology Handbook, 2 ed, CRC Press, 2017. ISBN 9781138071810.

Hartenstein e K. P. Laberteaux, VANET: Vehicular Applications and InterNetworking Technologies, Wiley, 2010.

S. Mackay et al, Practical Industrial Data Networks Design, Installation and Troubleshooting, Elsevier, 2004.

C. Sommer, F. Dressler, Vehicular Networking, Cambridge University Press, 2015.

M. Emmelmann, B. Bochow and C. C. Kellum, Vehicular Networking: Automotive Applications and Beyond, Wiley, 2010.

National Research Council, Embedded, Everywhere: A Research Agenda for Networked Systems of Embedded Computers, October 2001.

Ementa: Deep learning. Generative AI. Transformers and Generative Adversarial Nets.

Bibliografia:

Zhang, A., Lipton, Z., Li, M., & Smola, A. (2023). Dive into Deep Learning. Cambridge University Press. (Freely available at https://d2l.ai/)

Goodfellow, Ian, Yoshua Bengio, and Aaron Courville. Deep learning. MIT press, 2016. (available for free at https://www.deeplearningbook.org/)

Ementa: Sistemas Operacionais: gerenciamento e escalonamento de processos, métodos de sincronização. Visão geral do kernel do Linux. Sistemas Operacionais de Tempo Real: gerenciamento de recursos, tarefas, interrupções e filas. Especificação de Requisitos, Estimação de Tempo de Execução, Modelagem de Sistemas, Análise de Modelos.

Bibliografia:

Lee, E.A., Seshia, S.A.: Introduction to Embedded Systems: A Cyber-physical Systems Approach. Mit Press, Cambridge, U.S. (2016)

R. Barry, Mastering the FreeRTOS™ Real Time Kernel, Real Time Engineers Ltd., 2016

A. Silberschatz, P. Galvin, Sistemas Operacionais: Conceitos, Prentice-Hall, 2000

R. Love. Linux Kernel Development. Second Edition. Novell Press, 2005.