Defesa de Tese de Doutorado – Thiago Lima Silva – 19/04/2017

19/04/2017 16:45
Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Thiago Lima Silva
Orientador

Coorientador

Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Bjarne Anton Foss, Dr. – NTNU

Data

Local

19/04/2017  08h00   (quarta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

  Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Denis José Schiozer,  Dr. – UNICAMP

Prof. Regis Kruel Romeu, Dr. – Petrobrás

Prof. Erlon Cristian Finardi, Dr. – EEL/UFSC

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Juliano de Bem Francisco, Dr. – MTM/UFSC

Prof. Fábio Luis Baldissera, Dr. – DAS/UFSC

Título

 

Contributions to Modeling and Optimization of Oil Production Systems
Abstract: The traditional approach for the operation of an oil platform has been to make decisions based on sensitivity analysis using simulation software and heuristics. However, this strategy can be rather time-consuming and does not necessarily ensure an optimal production policy. Instead, oil companies are investing towards the development of optimal strategies in order to improve economic margins. An alternative that is gaining acceptance in the industry is model-based optimization, which may be seen as the integration of mathematical models with algorithms into effective optimization tools. This dissertation proposes models and optimization tools for production optimization of oil fields in the short-term and medium-term.

In the short-term, the contributions are a comprehensive study of multidimensional piecewise-linear models for daily production optimization and the modeling of flow splitting in subsea gathering networks. Because much of the literature was scattered, the first contribution consists of a common framework with the existing multidimensional piecewise-linear models for nonlinear function approximations appearing in oil production processes. Such models allow to transform the nonlinear production optimization problem into a mixed-integer linear program, for which off-the-shelf solvers can obtain optimal solutions. Computational and simulation analyses are performed to evaluate the efficiency and approximation quality of these models for a realistic oil field built in a commercial multiphase flow simulator. The second contribution consists of a model for flow splitting in subsea gathering networks. Despite being a common practice in offshore operations, where the wells can be connected to processing facilities by multiple routes, previous optimization models assumed single routes. An automatic routing model which decides upon single or multiple routing was developed and validated against simulation software. The model was further employed in the optimization of a synthetic oil field, where the optimal strategies with flow splitting yielded higher production rates than single-routed ones.

In the medium-term, the contribution is a methodology to handle network output constraints in reservoir management problems, particularly in water-flooding processes. Since full-field implicit simulations are prohibitively costly, reservoir management policies are typically developed with standalone reservoir models, while the constraints regarding the network are limited or fully disregarded. We propose to optimize the integrated problem with a multiple shooting formulation, which is a control method suitable for problems with numerous output constraints. The methodology is employed in the optimization of a two-phase black-oil reservoir producing to a gathering network with nonlinear constraints regarding the operation of electrical submersible pumps.  The method’s capability to handle network constraints is assesed by constrasting its results against conventional approaches which neglected the gathering network system. These contributions, seen from the integrated operations perspective, may support production and reservoir engineers in decision making processes of real-world fields.

Defesa de Tese de Doutorado – Gustavo Sobral Toscano – 05/04/2017

05/04/2017 16:45
Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Gustavo Sobral Toscano
Orientador

Coorientador

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Henrique Simas, Dr. – EMC/UFSC

Data

Local

05/04/2017  14h00   (quarta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

  Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Glauco Augusto de Paula Caurin,  Dr. – EESC/USP

Prof. Anibal Alexandre Campos Bonilha, Dr. – CCT/UDESC

Prof. Daniel Martins, Dr. – EMC/UFSC

Prof. Edson Roberto De Pieri, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Lucas Weihmann, Dr. – CEM/UFSC

Prof. Tarcísio Antônio Hess Coelho, Dr. – POLI/USP (suplente)

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC (suplente)

Título

 

Development of a New Kinetostatic Modelo for Humanoid Robots using Screw Theory
Abstract: The research and development in humanoid robots (HRs) have been increasing in the world due to motion versatility and the high degree of spatial and environmental adaptability of the human body. Likewise, the profitable product that such robot may become when inserted into human social environments. By resembling human kinematics, such robotic systems are composed of one mobile rigid base link, from which depart four independent and serial kinematic chains that mimic the human limbs. Although HRs are capable to perform a great set of human-like motion, such mimicry generates complex robotic systems. Nevertheless, due to the many ways by means HRs may interact with the environment and with themselves, and also given a multi-limb kinematic chain detached from any inertial reference frame, such robots can be represented by different mechanisms. So that, each mechanism is defined by different kinematic and static scenarios. The structure-varying kinematic chains, multiples contacts with the environment, arbitrarily formation of passive couplings, mobile and multi-limb kinematic structures may also become issues that increase the complexities of both the kinematic and the static models, depending on how there are approached. This thesis proposed a new kinetostatic model for humanoid robots. Such model is a combination of both the kinematic and the static models that, given the proposed approached, the features structure-varying kinematic chains, multiples contacts with the environment, arbitrarily formation of passive couplings, mobile and multi-limb kinematic structures cease to be issues. Such insight is based on the marionette doll approach, so that both the kinematic and the static models become to be characterized, individually, by single parallel kinematic chain mechanisms, whose structure do not vary. The proposal was provided by the straightforward relation between the strings of marionette doll mechanisms and the virtual chains, combined with the screw theory and Davies’ method. By the use of the kinetostatic model for HRs proposed in the thesis, any kinematic and static scenarios can be defined and analyzed.

Defesa de Tese de Doutorado – Fernando de Lucca Siqueira – 3/4/2017

03/04/2017 16:44
Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Fernando de Lucca Siqueira
Orientador

Coorientadora

Prof. Edson Roberto De Pieri, Dr. – DAS/UFSC

Profa. Vânia Bogorny, Dra. – INF/Bologna

Data

Local

03/04/2017  14h00   (segunda-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

  Prof. Edson Roberto De Pieri Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. João Maurício Rosário,  Dr. – DPFM/UNICAMP

Prof. André Bittencourt Leal, Dr. – UDESC

Prof. Marcelo Ricardo Stemmer, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Renato Fileto, Dr. – INE/UFSC

Prof. Ricardo Alexandre Reinaldo de Moraes, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Leandro Buss Becker, Dr. – DAS/UFSC (suplente)

Título

 

Incorporando Elementos de Contexto na Navegação Inteligente de Robôs Móveis usando Trajetórias Semânticas, Árvore de Comportamento e Mapa Semântico
Resumo: O desenvolvimento e popularização de novas tecnologias resultaram em uma produção em massa de informações por diversos dispositivos. Aplicar estas informações em sistemas computadorizados permite dar sentido e uso para estes dados, construindo um arcabouço de informações úteis para o funcionamento de diversos dispositivos. Uma área que pode se beneficiar de tais informações é a robótica móvel. Um robô móvel deve navegar em um ambiente a partir de informações de sensores que permitem ao robô entender e visualizar o ambiente ao seu redor. Para um robô se comportar de maneira similar a um ser humano, é preciso que ele saiba compreender e estruturar tais informações. Esta tese estuda a aplicação de informações de contexto em aplicação de robôs móveis, resultando em uma navegação inteligente baseada em contexto. A aplicação destas informações dá-se através do uso de trajetórias semânticas, árvore de comportamento e mapa semântico. Todas as informações são armazenadas para o refinamento do comportamento do robô através de análise do histórico de execução. Além disto, a tese explora a problemática da recarga autônoma de robôs móveis utilizando lógica fuzzy e informações de contexto. Experimentos e resultados de simulação considerando diferentes tarefas típicas de robótica ilustram a aplicabilidade dos métodos propostos.

Defesa de Tese de Doutorado – Maicon Rafael Zatelli – 31/03/2017

31/03/2017 16:43
Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Maicon Rafael Zatelli
Orientador

Coorientador

Prof. Jomi Fred Hübner, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Alessandro Ricci, Dr. – INF/Bologna

Data

Local

31/03/2017  08h00   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

  Prof. Jomi Fred Hübner, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Rafael Heitor Bordini,  Dr. – PUC/RS

Profa. Ingrid Nunes, Dra. – INF/UFRGS

Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC

Profa. Jerusa Marchi, Dra. – INE/UFSC

Profa. Anarosa Alves Franco Brandão, Dra. – PCS/USP (suplente)

Título

 

Exploiting Parallelism in the Agent Paradigm
Resumo: Muitas aplicações de Sistemas Multiagentes (SMA) requerem que os agentes reajam prontamente sobre as mudanças no ambiente, respondam mensagens rapidamente, e processem outras atividades de alto custo, e todas ao mesmo tempo. O modelo de concorrência adotado no SMA assim como a implementação da plataforma de execução de SMA tem um impacto direto nessas questões. Enquanto a maioria das pesquisas em SMA focam em questões abstratas de alto nível (por exemplo, compromissos), questões de baixo nível, relacionadas ao desenvolvimento de plataformas de execução, ainda precisam de uma investigação mais profunda e avanços. Como uma consequência, as plataformas atuais de execução faltam com desempenho, escalabilidade ou reatividade em certos cenários onde elas não são capazes de obter propriamente os benefícios da concorrência. Nesta tese, demos um passo em direção a uma plataforma mais flexível para explorar paralelismo em SMA e melhorar o uso dos recursos paralelos de um computador. Analizamos diferentes aspectos que podem ser considerados para melhor tirar vantagem de computadores multi-core e hardwares paralelos relacionados. A análise resultou em direções para enriquecer plataformas de execução de SMA que melhor suportam concorrência. Um modelo e uma arquitetura concorrentes de SMA e agentes são propostos, onde detalhamos como várias funcionalidades de concorrência inspiradas na análise podem ser combinadas. Para implementar e avaliar a proposta, nós estendemos uma plataforma de execução de SMA concreta com um conjunto mais rico de funcionalidades concorrentes. A avaliação é feita por meio de experimentos, que consistem no desenvolvimento de aplicações que cobrem cenários chaves para investigar os benefícios e inconvenientes das diferentes configurações para executar o SMA. Os resultados dos experimentos reforçam a importância do desenvolvimento de plataformas de execução de SMA que permitam um desenvolvedor configurar um SMA para melhor explorar concorrência de acordo com os requisitos, demandas e características intrínsecas de cada aplicação.

Defesa de Tese de Doutorado – Luciano Barreto – 29/03/2017

29/03/2017 16:42
Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Luciano Barreto
Orientador

Coorientador

Prof. Joni da Silva Fraga, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Frank Augusto Siqueira, Dr. – INE/UFSC

Data

Local

29/03/2017  09h00   (quarta-feira)

Sala PPGEAS II (piso inferior)

  Prof. Joni da Silva Fraga, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Leandro Buss Becker,  Dr. – DAS/UFSC

Prof. Carlos André Guimarães Ferraz, Dr. – CIN/UFPE

Prof. Mario Dantas, Dr. – INE/UFSC

Prof. Rafael Obelheiro, Dr. – UDESC

Prof. Altair Olivo Santin, Dr. – PUC/PR

Título

 

Controle de Autenticação Tolerantes e Intrusões em Federações de Clouds
Resumo: Federações de clouds tem sido um tópico de muitos estudos atualmente na área de Sistemas Distribuídos. A associação de provedores de clouds para formação de federações pode ser movidas pela necessidade de pequenos provedores se unirem no sentido de competirem em mercado agressivo. O objetivo principal desta tese sempre foi o estudo dos controles segurança em federações de clouds. A autenticação por ser peça fundamental na implantação de políticas de segurança acabou sendo o foco principal de nossos esforços. Em se tratando dos controles de autenticação, um ponto que quase sempre permanece em aberto nas formações destas federações é o gerenciamento de seus usuários. Neste sentido desenvolvemos uma proposta de federação de clouds cujas autenticações de seus usuários são baseadas no uso de provedores de identidades. Por se tornar ator principal na aplicação de políticas nestas federações, usamos técnicas que agregassem segurança e tolerância a intrusões a estes provedores de identidades. E, neste sentido, exploramos o uso da virtualização para permitir a proteção de entidades importantes para a segurança destes IdPs. Estes trabalhos preliminares de autenticação foram incorporados ao projeto SecFuNet e adotaram características definidas pelos parceiros de projeto, entre estas, o uso de processadores seguros. Posteriormente, diante de limitações de flexibilidade impostas pelo hardware especializado usado no projeto SecFuNet, outra abordagem envolvendo o armazenamento de informações de usuários em seus IdPs foi desenvolvida. Nesta segunda abordagem, a própria federação de clouds através de recursos de memorização foi utilizada como base para o armazenamento de credenciais e atributos de usuários.  Protocolos de disseminação baseados em técnicas de compartilhamento de segredo foram introduzidos no modelo, de forma que o armazenamento das informações de usuários se mantivessem seguras mesmo em casos de intrusões tanto nos IdPs como em parte dos provedores de cloud da federação. A evolução de nossos trabalhos envolveu protótipos, os quais foram submetidos a vários experimentos de testes a fim de verificar sua viabilidade prática de nossas propostas.

Defesa de Tese de Doutorado – Eduardo Lenz Cesar – 17/03/2017

17/03/2017 16:41
Defesa de Tese de Doutorado
Aluno Eduardo Lenz Cesar
Orientador

Coorientador

Prof. Daniel Juan Pagano, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Marcelo Lobo Heldwein, Dr. – INEP/UFSC

Data

Local

17/03/2017  08h30   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

  Prof. Daniel Juan Pagano, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Humberto Pinheiro,  Dr. – CTLAB/UFSM

Prof. Seleme Isaac Seleme Júnior, Dr. – EEL/UFMG

Prof. Aguinaldo Silveira e Silva, Dr. – EEL/UFSC

Prof. André Luís Kirsten, Dr. – EEL/UFSC

Prof. Fábio Luis Baldissera, Dr. – DAS/UFSC

 

Título

 

Modelagem e Análise de Microrredes de Distribuição de Energia Elétrica
Resumo: Uma das tendências dentro da eletrônica de potência atualmente é a aplicação de conversores de energia para a operação em microrredes, o que na essência é eletrônica de potência aplicada à sistemas de distribuição de energia elétrica. Como as microrredes podem ser CC, CA, ou até mesmo redes híbridas, são sistemas complexos que possuem diversas interações entre fontes e fontes-cargas. O propósito deste trabalho é analisar a estabilidade de pequenas microrredes CC e CA. Um dos maiores problemas que existem em microrredes é o compartilhamento de cargas, na qual várias fontes de tensão operam em paralelo alimentando um conjunto de cargas. O controle por droop é a técnica mais popular para lidar com este problema, mas possui o contraponto de introduzir não linearidades no sistema. Por conta disso, este trabalho propõe o uso de ferramentas matemáticas como a teoria de bifurcações para compreender o comportamento dinâmico de microrredes. Este procedimento permite um entendimento mais amplo quando comparado com técnicas tradicionais baseadas em modelos linearizados, além de fornecer mais informações que permitem otimizar o funcionamento do sistema garantindo a sua estabilidade. Uma parte significativa deste trabalho possui uma natureza teórica, com exceção de um caso de estudo envolvendo o paralelismo de conversores CC-CA, em que resultados experimentais são apresentados.

Defesa de Tese de Doutorado – Rejane de Barros Araújo – 15/03/2017

15/03/2017 16:40
Defesa de Tese de Doutorado
Aluna Rejane de Barros Araújo
Orientador Prof. Antonio Augusto Rodrigues Coelho, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

15/03/2017  08h30   (quarta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

  Prof. Antonio Augusto Rodrigues Coelho, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Walter Barra Junior,  Dr. – FEE/ITEC/UFPA

Prof. Takashi Yoneyama, Dr. – EEL/ITA

Prof. Henrique Simas, Dr. – EMC/UFSC

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Rodrigo Castelan Carlson, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC

 

Título

 

Controladores Preditivos Filtrados utilizando Otimização Multiobjetivo para garantir OffSet-Free e Robustez
Resumo: A tese tem como objetivo estudar e desenvolver controladores preditivos do tipo GMV (Generalized Minimum Variance) e GPC (Generalized Predictive Controller), ampliando assim a família de projetos e a aplicabilidade destes controladores para eliminar o offset (erro de regime permanente), rejeitar perturbações e assegurar rastreamento de referência e robustez. A proposta apresenta um novo formalismo matemático aos projetos dos controladores GMV e GPC, aplicado a sistemas monovariáveis e multivariáveis, empregando o modelo do processo e a função custo na forma posicional e inserindo um filtro de ponderação polinomial e integral na referência e saída do processo, alcançando projetos de controladores denominados Indirect Filtered Positional GMV (I-FPGMV) e Filtered Positional GPC (FPGPC). Para o projeto do controlador I-FPGMV, dois controladores adicionais são implementados, um utilizando-se a abordagem adaptativa (Direct FPGMV) e o outro hibridizado com a síntese do controlador PID. Para o FPGPC, é apresentada uma metodologia de projeto para processos multivariáveis e para a hibridização do FPGPC com o controlador PID e com uma estrutura IMC filtrada (Filtered Internal Model Control – F-IMC). Adicionalmente, em ambos os controladores, I-FPGMV e FPGPC, uma estrutura de malha de controle é sugerida para mitigar problemas de saturação no sinal de controle. Ademais, os controladores I-FPGMV e FPGPC são combinados com a técnica de controle repetitivo para tratar referências e/ou perturbações periódicas, fornecendo dois projetos alternativos de controladores denominados Repetitive I-FPGMV (RI-FPGMV) e Adaptive Repetitive FPGPC (AR-FPGPC). Em seguida, é proposto um projeto de controle para lidar com perturbações conhecidas ou desconhecidas e mensuráveis ou não mensuráveis, combinando o FPGPC, hibridizado com a estrutura F-IMC, e a ação de controle feedforward adaptativa, alcançando uma estrutura de malha de controle denominada Adaptive Feedback/Feedforward Filtered IMC (AFF-FIMC). Por fim, aspectos de robustez são incorporados nos polinômios de projetos dos controladores propostos, por meio de uma implementação que envolve as definições da função sensitividade e da integral do erro absoluto (Integrated Absolute Error – IAE), para a sintonia “ótima” dos parâmetros do filtro, utilizando otimização multiobjetivo baseado no algoritmo genético. Simulações numéricas e ensaios práticos são aplicados para avaliar os projetos dos controladores propostos.

Defesa de Exame de Qualificação – Karila Palma Silva – 14/03/2017

14/03/2017 16:39
Defesa de Exame de Qualificação
Aluna Karila Palma Silva
Orientador Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

14/03/2017  14h30   (terça-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

  Prof. Carlos Barros Montez, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Adenilso da Silva Simão,  Dr. – ICMC/USP

Prof. Joni da Silva Fraga, Dr. – DAS/UFSC

 

Título

 

Estudo sobre Métodos para Teste de Tempo de Execução em Sistemas de Tempo Real
Resumo: Na medida em que o uso de sistemas computacionais prolifera em nossa sociedade, aplicações com requisitos de tempo real tornam-se cada vez mais comuns. Há necessidade da indústria de sistemas de tempo real fornecer sistemas mais eficazes, confiáveis e flexíveis, disponibilizando-os ao mercado o mais rápido possível. Isto resulta em aumento da complexidade do software, onde temos cada vez mais equipamentos com computadores controlando e tomando decisões que afetam o mundo físico e, consequentemente, empregando elementos complexos de hardware. Fornecer garantias de que os requisitos temporais são atendidos torna-se cada vez mais difícil, considerando que os sistemas de tempo real incluem equipamentos industriais com milhões de linhas de código e até mesmo controladores embutidos em utilidades domésticas baseados em Linux. Em um extremo temos os testes para sistemas críticos com técnicas de análise do Worst-Case Execution Time (WCET) rigorosa, para garantir o atendimento dos requisitos temporais, porém, com elevado custo e aplicabilidade limitada. E no outro extremo temos a abordagem de teste convencional de engenharia de software que é ad hoc, ou seja, a prática na indústria é realizar testes informais, sem utilização de metodologia, planejamento ou técnica de projeto de casos de teste. Testes convencionais são muitas vezes inapropriados, fornecendo apenas estimativas grosseiras sobre o cumprimento dos requisitos temporais. A tese a ser demonstrada é que é possível conceber métodos para teste de tempo de execução que são melhor estruturados do que os disponíveis hoje na literatura de engenharia de software, no sentido de fornecerem estimativas mais confiáveis para o WCET, e estabelecerem uma melhor relação entre o custo e a confiabilidade.

Defesa de Exame de Qualificação – Luís Fernando Arcaro – 10/03/2017

10/03/2017 16:38
Defesa de Exame de Qualificação
Aluno Luís Fernando Arcaro
Orientador Prof. Rômulo Silva de Oliveira, Dr. – DAS/UFSC
Data

Local

10/03/2017  14h30   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

  Prof. Luiz Cláudio Villar dos Santos, Dr. – PPGEAS/UFSC (orientador)

Prof. Sandro Rigo,  Dr. – IC/UNICAMP

Prof. Cesar Albenes Zeferino, Dr. – CTTMar/UNIVALI

 

Título

 

Time-Randomized Hardware Elements for Increasing the Applicability of Measurement-Based Probabilistic Timing Analysis
Abstract: Recently proposed Measurement-Based Probabilistic Timing Analysis (MBPTA) approaches employ Extreme Value Theory (EVT), a statistical framework that provides foundation to the probabilistic analysis of extreme events, for deriving bounds on Worst-Case Execution Times (WCETs) for tasks that compose critical Real-Time Systems (RTSs). Under conditions that guarantee its applicability requirements are met, EVT is claimed to allow deriving WCET bounds with associated exceedance probabilities which can be low enough even for certification purposes, based solely on measurements of the analyzed tasks’ execution times. To be analyzed through MBPTA, the execution times of a task must be modellable as a set of independent and identically distributed random variables, and their maximum values must present frequencies that fit the probability distributions expected by EVT (e.g. Gumbel, Fréchet or Weibull). Perfect fitting to these distributions is not likely to be obtained in practice due at least to (1) the lack of probabilistic behavior of the underlying hardware, which is typically observed in traditional platforms, and (2) the discreteness of the yielded execution time distributions due to hardware construction characteristics, e.g. if variability sources are coarse-grained, which is especially harmful for short code segments (e.g. basic blocks). The introduction of time-randomized hardware elements is capable of both (A) enabling processors to present true probabilistic timing behavior, by making latencies dependent mainly on (pseudo-)random events, and (B) reducing the granularity of the yielded execution times by inducing fine-grained jitter, potentially improving the fitting quality. In this work we expect to improve MBPTA applicability by proposing (A) an interleaved multi-threaded pipeline that randomly chooses the thread that owns the next instruction to be processed, (B) a mesh Network-on-Chip (NoC) that employs randomized routing and switching policies, and (C) other time-randomized hardware elements, such as a randomly pre-charged and refreshed Dynamic Random Access Memory (DRAM) controller and a randomly-forwarded bus bridge. Since traditional fitting evaluation tools (e.g. quantile plots) do not allow the quantitative comparison of time-randomized hardware platforms in relation to their adequacy to MBPTA, we also propose developing proper metrics to assess the achieved results. With that, we expect to develop a processor capable of increasing the chances of successfully applying MBPTA for deriving Probabilistic Worst-Case Execution Time (pWCET) estimates even for small code segments, thus making it an even more attractive solution for RTSs’ timing analysis in industry.

Defesa de Tese de Doutorado – André Francisco Caldeira – 10/03/2017

10/03/2017 16:37
Defesa de Tese de Doutorado
Aluno André Francisco Caldeira
Orientador

Orientador

Coorientador

Prof. Daniel Ferreira Coutinho, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Christophe Prieur, Dr – GIPSA/Grenoble

Prof. Valter Juinor da Souza Leite, Dr. – CEFET/MG

Data

Local

10/03/2017  09h30   (sexta-feira)

Sala PPGEAS I (piso superior)

  Prof. Daniel Ferreira Coutinho, Dr. – DAS/UFSC (orientador)

Prof. Leonardo Antônio Borges Torres,  Dr. – UFMG

Profa. Sophie Tarbouriech, Dra. – LAAS/França

Prof. Eugênio de Bona Castelan Neto, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Edson Roberto De Pieri, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Ubirajara Franco Moreno, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC (suplente)

Título

 

Static and Dynamic Boundary Control of Coupled PDE-ODE Systems
Abstract: This work studies boundary control strategies for stability analysis and stabilization of first-order hyperbolic system coupled with nonlinear dynamic boundary conditions. The modeling of a flow inside a pipe (fluid transport phenomenon) with boundary control strategy applied in a physical experimental setup is considered as a case study to evaluate the proposed strategies. Firstly, in the context of finite dimension systems, classical control tools are applied to deal with first-order hyperbolic systems having boundary conditions given by the coupling of a heating column dynamical model and a ventilator static model. The tracking problem of this complex dynamics is addressed in a simple manner considering linear approximations, finite difference schemes and an integral action leading to an augmented discrete-time linear system with dimension depending on the step size of discretization in space. Hence, for the infinite dimensional counterpart, two strategies are proposed to address the boundary control problem of first-order hyperbolic systems coupled with nonlinear dynamic boundary conditions. The first one approximates the first-order hyperbolic system dynamics by a pure delay. Then, convex stability and stabilization conditions of uncertain input delayed nonlinear quadratic systems are proposed based on the LyapunovKrasovskii (L-K) stability theory which are formulated in terms of Linear Matrix Inequality (LMI) constraints with additional slack variables (introduced by the Finsler’s lemma). Thus, strictly Lyapunov functions are used to derive an LMI based approach for the robust regional boundary stability and stabilization of first-order hyperbolic systems with a boundary condition defined by means of a nonlinear quadratic dynamic system. The proposed stability and stabilization LMI conditions are evaluated considering several academic examples and also the flow inside a pipe case study.