Trabalho de Conclusão de Curso
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Navegando Trabalho de Conclusão de Curso por Autor "Doutor Leandro Freitas de Abreu"
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- ItemComparativo de um controlador PID convencional com um controlador PID de ordem fracionária(2024-09-23) Doutor Leandro Freitas de AbreuEste trabalho tem como objetivo comparar o desempenho de um controlador PID fracionário com um controlador PID convencional. Foram desenvolvidos três controladores fracionários e um controlador convencional, cada um sintonizado utilizando uma metodologia diferente. A validação dos controladores foi realizada em três tipos de sistemas: sistema de 1ª ordem com atraso de tempo, sistema de 2ª ordem com atraso de tempo e sistema de 3ª ordem instável. Os parâmetros observados foram tempo de subida, overshoot, tempo de assentamento, margem de fase, margem de ganho e erro em estado estacionário. Os resultados indicaram que o controlador fracionário é menos eficaz no controle de sistemas com alto atraso de tempo. No entanto, ele demonstrou ser mais rápido em termos de tempo de subida, devido aos seus dois ganhos adicionais que podem ser ajustados para otimizar o desempenho do controle.
- ItemDesenvolvimento de aplicativo Android para treinamento de pronúncia integrada ao Anki(2024-12-19) Ribeiro, Warley Soares; Especialista Maurício Monteiro da Silva; Doutor Leandro Freitas de AbreuO aprendizado de idiomas em dispositivos móveis tem crescido cada vez mais e ferramentas para aumento de vocabulário e treinamento de pronúncia auxiliam no processo. Este documento apresenta o contexto geral sobre a avaliação de pronúncia através de softwares, sobre o uso de inteligência artificial para a geração de flashcards e o reconhecimento de imagens utilizando OCR e visão computacional. O objetivo do trabalho é o desenvolvimento de um aplicativo Android que integre as funcionalidades de importação de vocabulário por reconhecimento de palavras destacadas utilizando OpenCV, criação de flashcards integrada ao AnkiDroid utilizando a API do Google Gemini e avaliação de pronúncia com os cards disponíveis utilizando o Azure Speech Services. O resultado obtido foi um aplicativo funcional de código aberto publicado no GitHub disponível para versões do Android 10 ou superior. O trabalho destaca as tecnologias utilizadas e as técnicas de implementação e de validação da qualidade dos serviços utilizados nas funcionalidades criadas.
- ItemDesenvolvimento de uma plataforma de topologia flexível para estudo de redes de osciladores quadratura(2025-01-20) Bittencourt, Victor Hugo Souza; Doutor Leandro Freitas de AbreuEste trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma para ajuste automático de topologias em redes de osciladores eletrônicos, permitindo a configuração dinâmica das conexões sem necessidade de reconfiguração manual dos circuitos durante os experimentos. Para isso, foi projetado um sistema baseado em um microcontrolador STM32, responsável por controlar chaves analógicas bidirecionais, possibilitando a alteração da estrutura da rede por meio de uma interface gráfica desenvolvida em Python. A interface gráfica permite ao usuário definir a topologia desejada, enviando as configurações para o microcontrolador via comunicação serial USB, que recebe a matriz de acoplamento e traduz as conexões em sinais digitais para ativação ou desativação das chaves eletrônicas. Além disso, o sistema auxilia no ajuste de frequência dos osciladores, garantindo maior precisão na configuração dos experimentos. Foram realizados testes comparativos entre redes ajustadas manualmente e automaticamente para validar a funcionalidade e precisão da plataforma. Os resultados demonstram que o sistema é capaz de configurar corretamente as conexões entre os osciladores, preservando a integridade dos sinais e garantindo fidelidade em diferentes configurações de rede. Além disso, a medição de frequência realizada pelo software foi validada com um osciloscópio, apresentando margens de erro insignificantes, confirmando a precisão do método empregado. Como perspectivas futuras, sugere-se a implementação de um sistema integrado de medição de sinais para captura e análise direta dos dados pelo software, além da inclusão de ajustes automáticos de frequência e força de acoplamento utilizando potenciômetros digitais. A escalabilidade da plataforma também pode ser aprimorada para permitir experimentos com um número maior de osciladores, ampliando sua aplicação no estudo de redes dinâmicas acopladas. Os resultados obtidos indicam que a plataforma desenvolvida contribui significativamente para a realização de experimentos em redes de osciladores, proporcionando maior flexibilidade, precisão e automação no ajuste das configurações experimentais.
- ItemDESENVOLVIMENTO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA DE COLETA E ANÁLISE DE SINAIS DE VIBRAÇÃO(2025-01-19) Nunes, Gustavo Ferreira; Doutor Leandro Freitas de AbreuO presente trabalho tem como objetivo principal demonstrar a relação entre o comportamento de máquinas rotativas e a análise de vibração, com ênfase na identificação de falhas a partir do espectro de sinal no domínio da frequência. A análise de vibração, uma técnica amplamente utilizada na manutenção preditiva, permite o monitoramento contínuo das condições operacionais dos equipamentos e a detecção precoce de problemas que possam comprometer o desempenho. Os métodos aplicados neste estudo incluem a coleta de dados de vibração em motores elétricos e geradores, seguida do processamento desses dados utilizando técnicas de análise espectral. O desenvolvimento de um código em Python foi essencial para a inserção e tratamento de sinais em tempo real, facilitando a visualização dos resultados e permitindo um diagnóstico mais preciso das condições das máquinas. A norma ISO 2372 foi considerada na determinação das frequências características associadas a diferentes tipos de falhas. As considerações finais destacam a importância da integração de métodos avançados de processamento de sinais com as técnicas tradicionais de análise de vibração. Essa combinação permite um monitoramento mais detalhado e eficaz das condições operacionais das máquinas, contribuindo para a redução de paradas não programadas e para a otimização dos processos de manutenção. O estudo também reforça a relevância da manutenção preditiva no contexto industrial atual, onde a confiabilidade dos equipamentos é crucial para a competitividade e sustentabilidade das operações.
- ItemDevelopment and Implementation of a Vibration Signal Collection and Analysis System(2025-02-19) Nunes, Gustavo Ferreira; Doutor Leandro Freitas de AbreuO presente trabalho tem como objetivo principal demonstrar a relação entre o comportamento de máquinas rotativas e a análise de vibração, com ênfase na identificação de falhas a partir do espectro de sinal no domínio da frequência. A análise de vibração, uma técnica amplamente utilizada na manutenção preditiva, permite o monitoramento contínuo das condições operacionais dos equipamentos e a detecção precoce de problemas que possam comprometer o desempenho. Os métodos aplicados neste estudo incluem a coleta de dados de vibração em motores elétricos e geradores, seguida do processamento desses dados utilizando técnicas de análise espectral. O desenvolvimento de um código em Python foi essencial para a inserção e tratamento de sinais em tempo real, facilitando a visualização dos resultados e permitindo um diagnóstico mais preciso das condições das máquinas. A norma ISO 2372 foi considerada na determinação das frequências características associadas a diferentes tipos de falhas. As considerações finais destacam a importância da integração de métodos avançados de processamento de sinais com as técnicas tradicionais de análise de vibração. Essa combinação permite um monitoramento mais detalhado e eficaz das condições operacionais das máquinas, contribuindo para a redução de paradas não programadas e para a otimização dos processos de manutenção. O estudo também reforça a relevância da manutenção preditiva no contexto industrial atual, onde a confiabilidade dos equipamentos é crucial para a competitividade e sustentabilidade das operações.
- ItemIdentificação de potenciais focos de dengue usando redes neurais artificiais com dados de sensoriamento remoto(2023-12-18) Reis, Letícia Fernandes dos; Doutor Leandro Freitas de Abreu; Mestre Virgil Del Duca AlmeidaEste trabalho tem como objetivo verificar a viabilidade de usar uma rede neural artificial (RNA) em imagens de sensoriamento remoto para identificar grandes focos de mosquito da dengue, proporcionando uma maneira automática e eficaz aliada ao combate à doença. O foco escolhido no trabalho foi a piscina, que possui uma grande área, não fica abastecida apenas no período de chuva e quando não está tratada se torna um grande criadouro dos mosquitos Aedes aegypti e Aedes albopictus transmissores da doença. Para isso foi necessário definir o tipo adequado de rede neural artificial para fazer a detecção automática de piscinas usando imagens de sensoriamento remoto, foi utilizada a rede neural convolucional (CNN) YOLOv8, pela sua notoriedade no desempenho de detecção de imagem. Em seguida foi preparado o banco de dados para o treinamento da rede, separando os dados de treinamento e validação, transformando as anotações COCO em anotações YAML, que podem ser identificadas corretamente pelo modelo. E nos resultados foi analisado o desempenho e a eficácia das respostas obtidas nas etapas de treinamento e validação e observar o comportamento do modelo em um novo conjunto de dados.
- ItemModelagem de pequenos sinais do conversor seguidor de rede no contexto de microrredes(2023-06-28) Oliveira, Gustavo César de Melo; Doutor Reginaldo Vagner Ferreira; Doutor Leandro Freitas de AbreuA recente expansão da geração distribuída no contexto de microrredes, fortemente estimulada por motivos ambientais e econômicos, tem possibilitado o surgimento de estruturas cada vez maiores e mais complexas, com diversas formas de geração, diferentes quantidades de conversores, técnicas de controle e modos de operação, presença de cargas locais, dentre outros. Nesse cenário, o desenvolvimento de modelos de pequenos sinais para análise de estabilidade de microrredes representa uma importante ferramenta para maior garantia de uma operação segura e eficiente desses sistemas. Antes, na literatura, era possível encontrar diversos modelos de pequenos sinais aplicados às microrredes, porém, nenhum deles apresentava modularidade, no sentido de permitir a fácil representação de diferentes configurações. Apesar dessa ausência ter sido suprida no projeto de pesquisa “Modelagem, Simulação e Controle de Conversores em uma Microrrede de Geração Distribuída”, desenvolvido no IFMG Campus Betim, onde foi proposto um modelo de pequenos sinais modular de microrrede, o modelo continuou apresentando limitações em termos do modo de operação de conversores, uma vez que, os conversores seguidores de rede, muito relevantes nesse contexto, não foram abordados. Dessa forma, o objetivo deste trabalho de conclusão de curso consiste na modelagem de pequenos sinais do conversor seguidor de rede com foco na aplicação no modelo modular de microrrede. Para validação da modelagem realizada neste trabalho, é proposta uma estrutura simples de conversor seguidor de rede e rede principal, onde, a partir de uma configuração definida, são apresentados resultados de análise de estabilidade do ponto de vista dos ganhos de controle. Para demonstração da capacidade de integração do modelo do seguidor de rede ao modelo de pequenos sinais modular de microrrede, é definida uma estrutura com três conversores, dois com técnicas de controle que emulam a máquina síncrona (droop e synchronverter) e um seguidor de rede, presença de cargas locais e conexão com a rede principal. Fazendo uso do modelo de pequenos sinais da microrrede proposta, resultados de validação são apresentados.
- ItemProjeto de sistema de controle de temperatura ambiente para a igreja Comunidade Conecte(2023-12-14) Carvalho, Luiz Henrique Pereira; Doutor Leandro Freitas de AbreuApresenta-se neste trabalho um projeto de sistema de controle de temperatura ambiente para a Igreja Comunidade Conecte. Para tanto, são apresentadas três estratégias de controle diferentes para um sistema de condicionamento de ar, visando uma maior eficiência de energia elétrica e melhor conforto térmico para os frequentadores do templo. A partir de ensaios práticos e coleta de dados, pode-se obter um modelo matemático do sistema em análise e, com este, projetar os controladores on-off, PI e PI com a adição de uma ação antecipativa de tempo, controle feedforward. Analisou-se o desempenho dos controladores para atingir uma temperatura ambiente desejada com e sem perturbação através de simulações computacionais. Por fim, é estimada ainda a economia de energia elétrica feita com a utilização das técnicas de controle propostas. O sistema de controle projetado pode ser estendido a outros processos e sistemas de naturezas diversas.
- ItemProjeto, construção e análise de um simulador automobilístico(2022-12-12) Aquino, Vinicius Alefe de; Doutor Leandro Freitas de AbreuO presente trabalho tem como objetivo o projeto, desenvolvimento e construção de um simulador automobilístico – componente de hardware composto por volante e pedais capaz de simular, através da utilização de softwares específicos, a condução de um veículo automotor – que possa ser utilizado junto a softwares de simulação, possuindo um sistema ativo de force feedback. Foi construída uma base estrutural para o volante e outra base para os pedais, essas, responsáveis pela interface física de utilização do usuário e pelo suporte a implementação dos elementos elétricos e eletrônicos utilizados no projeto. O sistema eletroeletrônico foi constituídopor elementos sensores de instrumentação, por elementos atuadores e de acionamentos elétricos, sendo todos elementos comandados por uma central eletrônica microprocessada. Na construção final do projeto, para a leitura posicional do volante, foi utilizado um encoder incremental e para a leitura de variação dos pedais foram utilizados sensores de efeito hall lineares. Na composição do sistema de atuação foi utilizado um motor de corrente contínua bem como um circuito de acionamento em ponte completa. Foram utilizados também técnicas de processamento de sinais e algoritmos de correção posicional para o tratamento de variáveis lidas dos sensores utilizados. Ao fim do projeto, o simulador construído pôde ser aplicado a softwares de simulação apresentado boa comunicação. Os resultados obtidos foram considerados satisfatórios tendo em vista também a aplicação bem sucedida dos elementos de instrumentação e atuadores do projeto, atendendo os objetivos gerais e específicos do projeto. Palavras-chave: Simulador Automobilístico; Force Feedback; Microcontrolador; Eletrônica; Instrumentação.
- ItemReforma e automação de um torno CNC(2019-12-13) Souza, Samantha Pereira de; Doutor Leandro Freitas de AbreuPara que um equipamento tenha seu desempenho explorado de forma a atingir um alto nível de eficiência, é necessário que o mesmo esteja conforme a necessidade do processo. É de característica de um torno CNC um alto nível de precisão e controle no processo de usinagem, características que são garantidas se o sistema da máquina atua de forma eficaz. Um equipamento CNC com defasagem na tecnologia de controle, incompatibilidade entre os módulos do sistema e modificações não padronizadas dificilmente atingirá o objetivo do processo. Neste trabalho é apresentado o processo de reforma de um torno CNC e reestruturação de todo o sistema eletrônico, construção da lógica de CLP, configuração do CNC e outras particularidades do equipamento. Após a reforma a máquina apresenta maior integração entre CNC, CLP e inversores onde a comunicação entre os sistemas é completa e eficaz, o comissionamento e optimização dos eixos se torna mais compatível com a a máquina e o processo , impactando em um menor índice de quebra e redução do tempo de manutenção corretiva. Palavras-chaves: CNC, Automação, CLP, Torno, Fanuc.
- ItemUma abordagem para detecção de Concept Drift no contexto de detecção de eventos em processos industriais(2022-07-04) Lara, Daniel da Silva Diogo; Doutor Leandro Freitas de AbreuSistemas dinâmicos podem apresentar alterações de estado estacionário de forma inesperada. Algumas destas alterações podem ser ocasionadas por atuação humana como mudança de um setpoint, por exemplo. Outras podem ser ocasionadas por falhas ou condições indevidas da planta. O novo estado pode ser válido ou não a depender das razões que ocasionaram a mudança. Apesar disso, é bastante interessante que sistemas dinâmicos críticos sejam, de alguma maneira, avaliados de forma automática com relação ao seu comportamento em estado estacionário. Sistemas industriais geralmente não são monitorados por um humano a todo tempo. Em sua maioria, cada processo possui um número grande de variáveis dificultando essa monitoração detalhada por uma pessoa. Neste sentido, esse trabalho propõe um método para identificação automática e não supervisionada de drifts abruptos. A implementação foi constituída de uma filtragem multidimensional de variáveis de processo no domínio da frequência seguida por uma classificação realizada por meio de uma rede neural. Os resultados foram comparados com outros dois métodos bastante referenciados na literatura (DDM e EDDM). Para avaliação, foram utilizadas oito bases bem referenciadas e conhecidas na literatura para esse fim. Foi possível perceber que, para processos cujas variáveis possuem um comportamento complexo, em algumas bases, o método proposto apresentou um desempenho superior aos comparados.
- ItemUtilização da análise quantitativa de recorrência e coeficientes cepstrais de frequência mel para reconhecimento de incêndio em vegetação usando sinal de áudio(2019-12-12) Amaral, Bruno Santos Gollo do; Doutor Leandro Freitas de AbreuNeste trabalho buscou-se avaliar a possibilidade de detectar incêndios em ambientes de vegetação por meio de sinais de áudio. Para isso, idealizou-se a utilização de um algoritmo de aprendizagem, mais especificamente uma Máquina de Vetores de Suporte, que realiza a tarefa de classificação binária entre áudios correspondentes ou não a fogo de acordo com as características que o alimentam. Para o treinamento dessa máquina foram obtidos na internet áudios de incêndio em vegetação e sons típicos dos ambientes de mata e campo como sons de animais, vento, água corrente e chuva por exemplo. A principal técnica proposta para a extração de características dos sinais é a Análise Quantitativa de Recorrência que é voltada para a análise de sistemas caóticos ou não lineares. Aliada a esta, empregaram-se os Coeficientes Cepstrais de Frequência Mel que facilitaram a aplicação daquela técnica, mas também contribuíram para o aumento da acurácia do algoritmo de classificação que, nos melhores modelos treinados, atingiram 95,1% de acurácia com uma taxa de falso negativo de 3%. Desta forma, concluiu-se que os métodos aqui utilizados são realmente capazes de realizar a detecção de incêndio em sinais de áudio de forma satisfatória quando comparados com resultados de outros trabalhos.