Área de Concentração em
Sistemas e Controle - PG-EEC/S

Coordenador: Roberto Kawakami Harrop Galvão

Instituto Tecnológico de Aeronáutica
Divisão de Engenharia Eletrônica
Pça. Mal. Eduardo Gomes, 50 - V. das Acácias
12228-900 - São José dos Campos - SP
Tel: (12)3947-6871 (coordenador)
Secretaria: Tel: (12)3947-5878 - Fax: (12)3947-6930

1. LINHAS DE PESQUISA DO PG-EEC/S

A área de Sistemas e Controle do PG-EEC atua em linhas de pesquisa que, em parte, demandam colaboração com outras áreas de concentração e também com o Curso de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica do ITA.

As duas linhas de pesquisa desenvolvidas na área de concentração de Sistemas e Controle são:

• Controle de Sistemas Aeroespaciais: desenvolvimento de métodos e algoritmos para guiamento, pilotagem e navegação de aviões, foguetes, satélites e helicópteros;
• Controle de Sistemas Industriais: desenvolvimento de técnicas para modelagem, simulação, análise, estimação, otimização, implementação e validação de sistemas de controle automático para aplicação industrial, incluindo robótica, controle de processos, automação da manufatura, instrumentação e máquinas elétricas.

Dentro dessas linhas de pesquisa são abordados tópicos de vanguarda tais como: identificação e controle adaptativo, controle ótimo, controle robusto, sistemas de controle incorporando métodos de visão por computador, redes neurais e lógica nebulosa.

2. CORPO DOCENTE DO PG-EEC/S

	Cairo L. Nascimento Jr. - Graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia (UFU) em 1984. Mestrado em Engenharia Eletrônica pelo ITA em 1988 na área de Sistemas e Controle. Ph.D. pela UMIST, Control Systems Centre, Manchester, UK, em 1994. É professor na Divisão de Engenharia Eletrônica do ITA desde 1986 e co-autor do livro "Inteligência Artificial em Controle e Automação", publicado pela Ed. Edgard Blücher em 2000. Atualmente é Professor Adjunto do Departamento de Sistemas e Controle, ITA. Áreas de interesse: sistemas autônomos (VANT, AUV, USV), robótica inteligente (SLAM, walking machines), sistemas embarcados e programação em tempo real, redes neurais artificiais, aplicações da teoria de controle em problemas reais. E-mail: cairo@ita.br
	Elder Moreira Hemerly - Ph.D. Imperial College of Science, Technology and Medicine de Londres em 1989. Atualmente é Professor Titular do Departamento de Sistemas e Controle - ITA. Exibe particular interesse pela conexão entre teoria e prática, do qual resultaram softwares para modelagem de sistemas e projeto de controladores, e o livro "Controle por Computador de Sistemas Dinâmicos", publicado pela Edgard Blücher Ltda., São Paulo, 1996. Áreas de interesse: identificação, controle adaptativo e robótica. E-mail: hemerly@ita.br
	Jacques Waldmann - Engenheiro Mecânico pela PUC-RJ em 1983. Mestre em Engenharia Aeronáutica pelo ITA em 1986. D.Sc. pelo Technion - Israel Institute of Technology em 1992. Atualmente é Professor Associado do Departamento de Sistemas e Controle, ITA, onde desenvolve pesquisas relacionadas com o Laboratório de Sistemas Inerciais e Fusão Sensorial. Áreas de interesse: controle e estimação, fusão de sensores para aplicações aeroespaciais, navegação inercial, GPS, guiagem e visão computacional. Contato
	Karl Heinz Kienitz - Engenheiro de Eletrônica pelo ITA em 1983. Mestre em Engenharia Eletrônica na área de Sistemas e Controle pelo ITA em 1985. Doutor em Ciências Técnicas pela Escola Politécnica Federal de Zurique em 1990. Atualmente é Professor Associado do Departamento de Sistemas e Controle, ITA. Áreas de interesse: Controle robusto, controle aeroespacial, inteligência artificial e otimização em decisão e controle. E-mail: kienitz@ita.br
	Roberto Kawakami Harrop Galvão - Engenheiro Eletrônico (ITA, 1995), Mestre e Doutor em Ciência na área de Sistemas e Controle (ITA, 1997 e 1999). Atualmente é Professor Associado do Departamento de Sistemas e Controle, ITA. Áreas de interesse: processamento de sinais empregando wavelets e aplicações de técnicas de inteligência artificial em controle e reconhecimento de padrões. E-mail: kawakami@ita.br
	Takashi Yoneyama - Engenheiro de Eletrônica pelo ITA em 1975. Médico pela UNITAU em 1993. Mestre em Engenharia Eletrônica na área de Sistemas e Controle pelo ITA em 1979. Ph.D. pelo Imperial College of Science, Technology and Medicine de Londres em 1983. Atualmente é Professor Titular do Departamento de Sistemas e Controle, ITA. Áreas de interesse: controle ótimo, controle estocástico e aplicações de técnicas de inteligência artificial em controle. E-mail: takashi@ita.br

3. ESTRUTURA CURRICULAR DO CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E CONTROLE

Consulte a versão oficial da relação das matérias obrigatórias e eletivas do PG-EEC/S e as suas ementas no Catalógo de Cursos de Pós-Graduação do ITA.
Em caso de dúvida, consulte o Coordenador da área PG-EEC/S.

a) Matérias Obrigatórias

 

Sigla	Título	Crédito Máximo
EE-205	Sistemas de Controle Automático (Mestrado)	3
EE-206	Teoria Matemática de Sistemas (Doutorado)	3
EE-301	Seminário de Tese	1

b) Matérias Eletivas

Sigla	Título	Crédito Máximo
EE-204	Fundamentos de Controle Automático	3
EE-214	Inteligência Artificial em Controle e Automação	3
EE-253	Controle Ótimo de Sistemas	3
EE-254	Controle Preditivo	3
EE-263	Controle Estocástico	3
EE-264	Controle Adaptativo	3
EE-273	Controladores Lineares Robustos	3
EE-280	Fundamentos de Engenharia Biomédica	3
EE-294	Sistemas de Pilotagem e Guiamento	3
EE-295	Sistemas de Navegação Inercial	3

Observação:

Matérias de outras áreas/programas de Pós-Graduação do ITA e/ou de fora do ITA (p. ex., INPE), desde que coerentes com o trabalho de tese, poderão compor o programa de estudos de mestrado ou de doutorado. Consulte o Coordenador da área PG-EEC/S para mais detalhes.

INÍCIO

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4. EMENTAS DAS MATÉRIAS DE PÓS-GRADUAÇÃO OFERECIDAS PELO DEPARTAMENTO DE SISTEMAS E CONTROLE (IEES)

EE-204 - FUNDAMENTOS DE CONTROLE AUTOMÁTICO. Requisito recomendado: MAT-11, MAT-16, MAT-31, MAT-46 ou equivalentes. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 3-0-0-6. Apresentação geral do problema de controle automático. Fundamentos matemáticos para análise e projeto de sistemas de controle automático: matrizes, variáveis complexas, equações diferenciais, transformadas de Laplace e Fourier. Grafos de fluxo de sinal. Modelagem linear de sistemas mecânicos, pneumáticos, hidráulicos, elétricos e térmicos. Analogias. Servomecanismos. Espaço de estados. Solução numérica de equações diferenciais ordinárias: simulação de sistemas dinâmicos. Função de transferência. Coeficientes de erro. Sistemas de primeira e segunda ordem. Critérios de estabilidade de Routh- Hurwitz. Lugar geométrico das raízes. Resposta em freqüência. Curva de Bode. Critério de estabilidade de Nyquist. Compensadores avançados e atrasados de fase. Controladores PID. Estudo de casos. Bibliografia: KUO, B. C., Automatic control systems. 7. ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1995; FRANKLIN, G. F.; POWELL, J. D.; EMAMI-NAEINI, A. Feedback control of dynamic systems. 3 ed. Reading: Addison Wesley, 1994.

EE-205 - SISTEMAS DE CONTROLE AUTOMÁTICO. Requisito recomendado: EE-204 ou equivalente. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 4-0-1-7. Conceituação de sistemas, controle e automação. Modelagem de sistemas dinâmicos de tempo contínuo e de tempo discreto. Técnicas de linearização de sistemas. Respostas de sistemas lineares. Sistemas amostrados. Análise no espaço de estados: estabilidade, controlabilidade e observabilidade. Realização de funções de transferência. Realimentação de estado e observadores de estado. Análise no domínio transformado: investigação da estabilidade por metódos gráficos e tabulares. Projeto de controladores em tempo contínuo e em tempo discreto. Noções de robustez. Sistemas nãolineares: plano de fase e linearização harmônica. Estabilidade no sentido de Lyapunov. Bibliografia: GLAD, T.; LJUNG, L. Control Theory. Boca Raton: CRC Press, 2000; FRANKLIN, G. F.; POWELL, J. D.; EMAMI-NAEINI, A. Feedback control of dynamic systems. 3 ed. Reading: Addison Wesley, 1994; SHINNERS, S.M. Modern control system theory and design. New York: John Wiley & Sons, 1992.

EE-206 - TEORIA MATEMÁTICA DE SISTEMAS. Requisito recomendado: MAT-41 ou equivalente. Requisito exigido: EE-205 ou equivalente. Horas semanais: 4-0-0-8. Descrição formal de sistemas dinâmicos. Quantificações das especificações de desempenho para sistemas de controle. Condições de existência de soluções para equações de estado. Controlabilidade e observabilidade. Métodos de simplificação baseados em linearização, perturbação e médias temporais. Movimento deslizante. Análise de estabilidade por métodos do tipo Lyapunov. Noções de controle ótimo, controle robusto e controle adaptativo. Sistemas estocásticos. Filtro de Kalman. Bibliografia: SLOTINE, J. J.; LI, W., Applied nonlinear control. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1991; SASTRY, S., Nonlinear systems: analysis, stability and control. [S.l.]: Springer Verlag, 1999; FALEIROS, A. C.; YONEYAMA, T., Teoria matemática de sistemas. São Paulo: Editora Arte e Ciência, 2002.

EE-214 - INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL EM CONTROLE E AUTOMAÇÃO. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: ELE-49 ou equivalente. Horas semanais: 3-0-0-6. Princípios de lógica. Cálculo sentencial e de predicados. Fundamentos de Prolog. Sistemas especialistas. Métodos de busca min-max e A-estrela. Lógica nebulosa. Aprendizado com diferentes tipos de supervisão. Redes neurais artificiais. Algoritmo Back-Propagation. Aplicação de técnicas de inteligência artificial em problemas de reconhecimento de padrões e de controle. Bibliografia: NASCIMENTO Jr., C. L.; YONEYAMA, T., Inteligência artificial em controle e automação. São Paulo: Edgard Blücher, 2000; RUSSEL, S. L.; NORVIG, P., Artificial intelligence : a modern approach. 2. ed. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 2002; SHAW, I.; SIMÕES, M. G., Controle e modelagem fuzzy. São Paulo: Edgard Blücher, 1999.

EE-253 - CONTROLE ÓTIMO DE SISTEMAS. Requisito recomendado: EE-205 ou equivalente. Requisito exigido: ELE-49 ou equivalente. Horas semanais: 3-0-0-6. Formulação do problema de controle ótimo. Noções de cálculo variacional. Princípio do máximo de Pontryagin. Existência de controle ótimo. Princípio da otimalidade e programação dinâmica. Equação de Hamilton-Jacobi-Bellman. Controle subótimo. Problema linearquadrático. Otimização e métodos numéricos em controle ótimo. Bibliografia: KIRK, D. E., Optimal control theory: an introduction. Englewood Cliffs: Prentice- Hall, 1970; LEWIS, F. L.; SYRMOS, V. L., Optimal control. 2. ed. New York: John Wiley & Sons, 1995; GILL, P. E.; MURRAY, W.; WRIGHT, M. H., Practical optimization. New York: Academic Press, 1981.

EE-254 - CONTROLE PREDITIVO. Requisito recomendado: EE-204 ou equivalente. Requisito exigido: ELE-49 e ELE-51 ou equivalente. Horas semanais: 3-0-0-6. Elementos básicos de uma formulação de controle preditivo. Modelos de predição: resposta a impulso, resposta a degrau, função de transferência, espaço de estados. Solução na ausência de restrições. Inclusão de restrições de controle e saída: formulações de programação quadrática e programação linear. Tratamento de problemas de factibilidade. Estabilidade e robustez em controle preditivo. Bibliografia: CAMACHO, E. F.; BORDONS, C. Model predictive control. London: Springer-Verlag, 1999; MACIEJOWSKI, J. M. Predictive control with constraints. Harlow: Prentice Hall, 2002; ROSSISTER, J. A. Model-based predictive control. Boca Raton: CRC Press, 2003.

EE-263 - CONTROLE ESTOCÁSTICO. Requisito recomendado: EE-205 ou equivalente. Requisito exigido: EE-204 ou equivalente. Horas semanais: 3-0-0-6. Processos estocásticos. Modelagem de sistemas estocásticos. Estimação de estado e de parâmetros. Controle ótimo de sistemas estocásticos. Problemas LQG. Controle adaptativo de sistemas estocásticos. Métodos numéricos para filtragem recursiva e controle ótimo estocástico. Bibliografia: DAVIS, M. H. A.; VINTER, R. B., Stochastic modelling and control. London: Chapman and Hall, 1985; GOODWIN, G. C.; SIN, K. S., Adaptive filtering, prediction and control. Englewood Cliffs: Prentice- Hall, 1984; ASTRÖM, K. J., Introduction to stochastic control theory. New York: Academic Press, 1970.

EE-264 - CONTROLE ADAPTATIVO. Requisito recomendado: EE-205 ou equivalente. Requisito exigido: EE-204 ou equivalente. ou equivalente. Horas semanais: 3-0-0-6. Controle dual. Identificação de sistemas dinâmicos. Estabilidade de sistemas não-lineares. Controle adaptativo utilizando modelo de referência. Persistência de excitação. Controle adaptativo de sistemas estocásticos. Predição adaptativa. Controle adaptativo baseado na equivalência à certeza. Controle adaptativo tipo variância mínima. Estabilidade e otimalidade assintótica. Robustez a incertezas estruturadas e não estruturadas. Bibliografia: NARENDRA, K. S.; ANNASWAMY, A. M., Stable adaptive systems. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1989; SASTRY, S.; BODSON, M., Adaptive control: stability, convergence and robustness. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1989; GOODWIN, G. C.; SIN, K. S., Adaptive filtering, prediction and control. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1984.

EE-273 - CONTROLADORES LINEARES ROBUSTOS. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: EE-205 ou equivalente. Horas semanais: 3-0-0-6. Estabilidade e desempenho de sistemas multivariáveis. Robustez e modelagem de incertezas. Estabilidade e desempenho robusto. Técnicas de projeto de controladores para sistemas multivariáveis: extensão de técnicas para sistemas com uma entrada/saída, LQG/LTR, H¥, métodos algorítmicos. Projeto de sistemas de controle multivariáveis auxiliado por computador. Bibliografia: SKOGESTAD, S.; POSTLETHWAITE, I. Multivariable feedback control. Chichester: John Wiley & Sons, 1996; MACIEJOWSKI, J., Multivariable feedback design. Reading: Addison-Wesley, 1989; CRUZ, J. J. Controle robusto multivariável. São Paulo: EdUSP, 1996.

EE-280 - FUNDAMENTOS DE ENGENHARIA BIOMÉDICA. Requisito recomendado: Não há. Requisito exigido: ELE-49 e ELE-51 ou equivalentes. Horas semanais: 3-0-0-6. Ética na experimentação in vivo. Noções de anatomia geral e fisiologia. Patologia geral e evolução clínica das moléstias. Modelagem, identificação e simulação de sistemas biomédicos. Sensores, instrumentação e dispositivos biomédicos. Processamento de sinais e imagens de interesse médico. Agrupamento e classificação de padrões para apoio ao diagnóstico. Controle de sistemas fisiológicos. Órgãos artificiais. Ferramentas de reabilitação. Engenharia clínica. Bibliografia: OTTESEN, J. T.; OLUFSEN, M. S.; LARSEN, J. K. Applied mathematical models in human physiology. Philadelphia: SIAM, 2004 (SIAM Monographs on Mathematical Modelling and Computation); RANGAYYAN, R. M. Biomedical signal analysis – A case-study approach. [S.l.]: IEEE - John Wiley & Sons, 2001; KHOO, M. C. K. Physiological control systems – analysis, simulation, and estimation. New York: IEEE, 2000.

EE-294 - SISTEMAS DE PILOTAGEM E GUIAMENTO. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: EE-205 ou equivalentes. Horas semanais: 3-0-0-6. Equações de movimento de corpo rígido com seis graus de liberdade. Linearização das equações de movimento: modos lateral e longitudinal. Modelos de sensores inerciais: giroscópios vertical e direcional, girômetros mecânicos e a fibra óptica, acelerômetros. Malhas de balanceamento em sensores. Técnicas para síntese de autopiloto. Conceitos básicos em vôo orbital e dinâmica da atitude de satélites. Sensores e atuadores para vôo orbital. Controle da atitude de satélites. Subsistema de rastreamento e pilotagem em mísseis. Leis de guiamento: navegação proporcional, perseguição de linha de visada, comando para linha de visada. Erro final de aproximação. Bibliografia: ROSKAM, J., Airplane flight dynamics and automatic flight control, parts I and II, DARcorporation, 2007; WERTZ, J.R., Spacecraft Attitude Determination and Control, Kluwer, 1978; MERHAV, S., Aerospace sensor systems and applications. [S.l.]: Springer-Verlag, 1996.

EE-295 - SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO INERCIAL E AUXILIADOS POR FUSÃO SENSORIAL. Requisito recomendado: EE-204 ou EE-205 ou equivalentes. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 3-0-0-6. Sistemas de coordenadas relevantes. Cinemática e determinação de atitude de corpo rígido. Noções de instrumentação inercial. Equações de navegação. Mecanização da navegação em plataforma estabilizada e strap-down. Coning e sculling: algoritmos para determinação de atitude e navegação empregando múltiplas taxas de amostragem. Análise de erros e especificação inicial de sensores. Implementação subótima de filtro de Kalman, análise de covariância, filtro de Kalman estendido. Calibração e alinhamento inicial no solo e em voo. Navegação empregando satélites: Navstar GPS. Fusão de navegação inercial com auxílios de barômetro, GPS, Doppler, imageadores e visão computacional para embarque em VANTs de baixo custo. Bibliografia: SIOURIS, G. M., Aerospace avionics systems: a modern synthesis. San Diego: Academic Press, 1993; WALDMANN, J., Sistemas de navegação inercial. São José dos Campos, SP: Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 1995. Apostila 629.7.052 W164S; FARRELL, J.A.; BARTH, M., The Global Positioning System and inertial navigation. New York: McGraw-Hill, 1999.

EE-301 - SEMINÁRIO DE TESE. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 1-0-0-1. Sistemática de pesquisa e divulgação de resultados de pesquisa em engenharia. Apresentação pelos alunos de mestrado e doutorado das teses em andamento e de assuntos e propostas de tese. Bibliografia: a critério do professor.

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Data de atualização: 3/Jun/2014 por CLNJ