CTU - CENTRO DE TECNOLOGIA E URBANISMO
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Navegando CTU - CENTRO DE TECNOLOGIA E URBANISMO por Autor "Agulhari, Cristiano Marcos"
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Item Desenvolvimento e análise de modelo robótico baseado na Plataforma Stewart-Gough aplicado à simulação de tremores de Parkinson(2023-09-27) Fajardo Junior, Jair; Melo, Leonimer Flávio de; Agulhari, Cristiano Marcos; Souza, Reginaldo Nunes de; França, José Alexandre de; Granziera Júnior, Francisco; Ló, Thiago BerticelliA Doença de Parkinson é uma enfermidade neurodegenerativa progressiva mais conhecida pelas implicações ao sistema motor, resultando em movimentos involuntários conhecidos como tremores. Buscando uma solução não invasiva, diversos trabalhos tem utilizado tecnologias vestíveis para avaliação de características específicas dos tremores e por meio de algoritmos especializados, se propõem a identificar padrões nos tremores e posteriormente realizar supressão destes movimentos involuntários, utilizando atuadores posicionados em juntas específicas como o punho. No entanto, o desenvolvimento de tais tecnologias depende, em sua maioria, de pacientes para testes presenciais, implicando em dificuldades tanto para os enfermos quanto para os pesquisadores. Assim, pretende-se desenvolver um sistema mecatrônico baseado na plataforma Stewart-Gough, que simule de forma satisfatória os movimentos de tremor causados pela doença de Parkinson. Neste trabalho, foi desenvolvido um simulador em ambiente computacional baseado no modelo cinemático e dinâmico da plataforma Stewart, para realizar testes e avaliar se o mecanismo robótico é capaz de replicar os movimentos de tremor de repouso causado pela DP na mão. O modelo foi desenvolvido em um ambiente de simulação utilizando a Biblioteca Simscape Multibody do Matlab, possibilitando estudos do espaço de trabalho, resposta dos motores ao estímulo em uma determinada faixa de frequência de tremores, bem como o torque fornecido pelos motores. Além disso, por meio de dados reais de pacientes portadores da Doença de Parkinson, foram realizados testes de reprodução dos sinais capturados. O modelo foi capaz de replicar os sinais de entrada com um coeficiente de correlação de Pearson de 0,94 em média. Este estudo antecede a construção de uma plataforma real, sendo importante avaliar como a cinemática e dinâmica dos movimentos funcionam durante a execução. O sistema tem como objetivo realizar testes preliminares com tremor sem a necessidade da presença do paciente, possibilitando a simulação da evolução da doença de Parkinson, variações nos movimentos do tremor, tanto em sua forma e amplitude, quanto no espectro da frequência. Essa implementação pode ajudar na comparação entre técnicas de supressão e auxiliar no desenvolvimento de novas tecnologias.Item Estudo de técnicas de controle PID para alocação de potência em redes ópticas passivas de próxima geraçãoAlves,Thiago Augusto Bruza; Durand, Fábio Renan [Orientador]; Melo, Leonimer Flávio de; Agulhari, Cristiano MarcosResumo: Neste trabalho são estudados os algoritmos de controle de potência distribuídos (DPCA - Distributed Power Control Algorithm) baseados nos modelos de Foschini/ Miljanic (FM) e Verhulst (V) e a composição desses modelos com o controle Proporcional-Integral-Derivativo para as novas gerações das redes ópticas passivas (NG-PON - New Generation - Passive Optical Network) A proposta de arquitetura NG-PON utilizada é a 4G-OCDMA-PON (OCDMA - Optical Code Division Multiple Access) Nos DPCA-V e FM que representam a teoria de controle clássica, está presente a parcela integrativa, e apresentam limitações na precisão das estimativas da razão sinal-ruído mais interferência (SNIR - Signal to Noise Plus Interference Ratio) em ambientes de sinal fraco O desenvolvimento dos DPCA-PID-FM e DPCA-PID-V, baseados em PID e originados dos DPCAFM e DPCA-V foram desenvolvidos para melhorar a precisão na estimativa da SNIR Os principais resultados mostram que o DPCA-FM atinge a convergência com menor número de iterações do que o DPCA-V para boas situações de SNIR No entanto, em cenários de sinal fraco, o DPCA-V apresenta menor discrepância do vetor de potência ótima (obtido através de inversão de matriz) e melhor taxa de convergência do que o DPCA-FM Neste sentido, o DPCA-PID-V não apresenta impacto significativo sobre a tendência e a velocidade de convergência em comparação com o DPCA-V O acréscimo das parcelas proporcionais e diferenciais ao DPCA-V para a criação do DPCA-PID-V com parâmetros de sintonia do PID obtidos empiricamente não apresentou impacto significativo na tendência e na velocidade de convergência Por outro lado, o DPCA-PID-FM muda a tendência de não convergência do DPCA-FM Finalmente, o aumento do erro da estimativa de canal faz com que em todos os DPCAs aumentem o erro quadrático médio normalizado (NMSE - Normalized Mean Square Error) de convergência Adota-se o uso da técnica de otimização por enxame de partícula (PSO - Particle Swarm Optimization) para o ajuste dos ganhos, realizando a sintonia do PID, obtendo resultados satisfatórios com incremento na velocidade de convergência do DPCA-PID-FM com 32 e 48 unidades de rede ópticas (ONU - Optical Network Unit)Item Sistema de navegação autônoma para plataforma robótica móvel com restrições não-holonômicasZamaia, Jessica Fernanda Pereira; Melo, Leonimer Flávio de [Orientador]; França, Maria Bernadete de Morais; Granziera Junior, Francisco; Agulhari, Cristiano MarcosResumo: Este trabalho descreve o processo de desenvolvimento de um protótipo robótico móvel, autônomo, com restrições não-holonômicas e sistema de tração diferencial, capaz de traçar rotas predefinidas e desviar de possíveis obstáculos presentes em seu trajeto através da aplicação de algoritmos de navegação autônoma A modelagem cinemática e dinâmica é realizada e resulta em equações para o posicionamento do robô em um plano, bem como a sua representação em espaços de estados Modelagens essas que são aplicadas a simulações do sistema em ambiente virtual e para sua verificação de estabilidade Simulações do robô em navegação sobre linha reta, circunferência completa e dois algoritmos de desvio são executadas com a utilização do software Matlab e, por fim, são realizadas implementações em cinco diferentes ambientes reais de aplicação Dados são colhidos durante a execução de trajetórias propostas em ambiente real e os mesmos são aplicados em um simulador de trajetória, que permite a visualização dos percursos traçados de forma gráfica Conclui-se a pesquisa com a comparação entre rotas de navegação simuladas em ambiente virtual e rotas traçadas em ambiente real, obtenção de erro entre elas e as devidas conclusões são apresentadas validando os algoritmos de navegação autônoma propostos