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

Coordenador: Prof. Jackson Paul Matsuura

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) 3947-6937 (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 Lúcio 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. Atualmente é Professor Adjunto  do Departamento de Controle e Conversão de Energia, Divisão de Engenharia Eletrônica do ITA. Áreas de interesse: redes neurais artificiais e sua aplicação em controle, filtragem estocástica, robótica e aplicações da teoria de controle em geral. E-mail: cairo@ele.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 Controle e Conversão de Energia-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@ele.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 Adjunto do Departamento de Controle e Conversão de Energia, ITA, onde desenvolve pesquisas relacionadas com o Laboratório de Visão Computacional Ativa e Percepção. Áreas de interesse: Controle Aeroespacial, Navegação e Guiagem, Visão Computacional. E-mail: jacques@ele.ita.br
	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 Adjunto do Departamento de Controle e Conversão de Energia, ITA. Suas áreas de interesse são: controle robusto, controle aeroespacial, inteligência artificial e otimização em decisão e controle.  E-mail: kienitz@ele.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 Adjunto 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@ele.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 Controle e Conversão de Energia, ITA. As suas áreas de interesse são: controle ótimo, controle estocástico e aplicações de técnicas de inteligência artificial em controle. E-mail: takashi@ele.ita.br

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

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-263	Controle Estocástico	3
EE-264	Controle Adaptativo	3
EE-273	Controladores Lineares Robustos	3
EE-292	Visão Computacional para Controle de Sistemas	3
EE-294	Sistemas de Pilotagem e Guiamento	3
EE-295	Sistemas de Navegação Inercial	3

Observações:

1) Outras matérias coerentes com o trabalho de tese poderão compor o programa de estudos de mestrado ou de doutorado.
 

INÍCIO

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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: 3-0-6. 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. Critério de estabilidade de Routh-Hurwitz. Lugar Geométrico das Raízes. Resposta em Freqüência. Curvas de Bode. Critério de estabilidade de Nyquist. Compensadores avançadores e atrasadores de fase. Controladores PID. Estudo de casos. Bibliografia: Kuo, B.C. Automatic Control Systems, 7a ed., Prentice Hall, 1995. Ogata, K., Engenharia de controle moderno. 3a Edição, Prentice-Hall do Brasil, Rio de Janeiro, 1995.

EE-205 - SISTEMAS DE CONTROLE AUTOMÁTICO. Requisito recomendado: EE-204 ou equivalente. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 3-2-6. 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 métodos gráficos e tabulares. Projeto de controladores em tempo contínuo e em tempo discreto. Noções de robustez. Sistemas não-lineares: plano de fase e linearização harmônica. Estabilidade no sentido de Lyapunov. Bibliografia: Ogata, K., Engenharia de controle moderno. 3a Edição, Prentice-Hall do Brasil, Rio de Janeiro, 1995. Franklin, G. F.; Powell, J. D.; Emami-Naeini, A., Feedback control of dynamic systems. 3rd Edition, Addison Wesley, Reading, 1994. Shinners, S.M. Modern control system theory and design. Wiley, 1992.

EE-206 - TEORIA MATEMÁTICA DE SISTEMAS. Requisito recomendado: MAT-41 ou equivalente. Requisito exigido: EE-205 ou equivalente. Horas semanais: 4-0-8. 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. Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1991. Sastry, S., Nonlinear Systems: Analysis, Stability and Control, Springer Verlag, 1999. Faleiros, A.C.; Yoneyama, T., Teoria Matemática de Sistemas. Editora Arte e Ciência, São Paulo, 2002.

EE-214 - INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL EM CONTROLE E AUTOMAÇÃO. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: ELE-49 ou equivalente. Horas semanais: 3-2-6. Princípios de lógica. Representação de conhecimento. Solução de problemas. Heurística. Sistemas especialistas. Redes neurais, lógica fuzzy e aprendizado. Controladores empregando técnicas de inteligência artificial. Bibliografia: Nascimento Jr., C.L., Yoneyama, T. Inteligência artificial em controle e automação. Edgard Blücher, São Paulo, 2000; Rich, E.R., Knight, K. Inteligência Artificial. 2a Ed. Makron Books, Rio de Janeiro, 1994; Shaw, I., Simões, M.G. Controle e modelagem fuzzy. Edgard Blücher, São Paulo, 1999.

EE-253 - CONTROLE ÓTIMO DE SISTEMAS. Requisito recomendado: EE-205 ou equivalente. Requisito exigido: ELE-49 ou equivalente. Horas semanais: 3-0-6. 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 linear-quadrático. Otimização e métodos numéricos em controle ótimo. Bibliografia: Kirk, D.E. Optimal control theory: an introduction. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1970; Lewis, F.L., Syrmos, V.L. Optimal control. 2nd Ed. John Wiley, New York, 1995; Gill, P.E., Murray, W., Wright, M.H. Practical optimization. Academic Press, New York, 1981.

EE-263 - CONTROLE ESTOCÁSTICO. Requisito recomendado: EE-205 ou equivalente. Requisito exigido: EE-204 ou equivalente. ou equivalente. Horas semanais: 3-0-6. 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. e Vinter, R. B., Stochastic modelling and control. Chapman and Hall, London, 1985; Goodwin, G. C. e Sin, K. S., Adaptive filtering, prediction and control. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1984; Aström, K.J, Introduction to stochastic control theory. Academic Press, New York, 1970.

EE-264 - CONTROLE ADAPTATIVO. Requisito recomendado: não há. Requisito recomendado: EE-205 ou equivalente. Requisito exigido: EE-204 ou equivalente. ou equivalente. Horas semanais: 3-0-6. 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. e Annaswamy, A. M., Stable adaptive systems. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1989; Sastry, S. e Bodson, M., Adaptive control: stability, convergence and robustness. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1989; Goodwin, G. C. e Sin, K. S., Adaptive filtering, prediction and control. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1984.

EE-273 - CONTROLADORES LINEARES ROBUSTOS. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: EE-205 ou equivalente. Horas semanais: 3-0-6. 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. John Wiley, Chichester, 1996. Cruz, J. J., Controle robusto multivariável, Edusp, São Paulo, 1996. Maciejowski, J., Multivariable feedback design. Addison-Wesley, Reading, 1989.

EE-292 - VISÃO COMPUTACIONAL PARA CONTROLE DE SISTEMAS. Requisito recomendado: EE-205 ou equivalente. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 4-0-8. Interrelacionamento entre visão computacional, computação gráfica e processamento de imagens. Visão computacional: baixo nível e alto nível. Deteção e descrição de arestas, regiões e contornos. Segmentação de imagens. Reconstrução de estrutura 3-D a partir de sombreamento, estéreo, estéreo fotogramétrico e movimento. Estimação do fluxo ótico. Casamento de imagens estéreo e em seqüência. Calibração de câmeras. Fusão de sensores para sistemas de visão. Fluxo de informação em sistemas de controle baseados em visão. Análise de propagação de erros. Visão ativa. Validação de sistemas de controle baseados em visão. Problemas reais e soluções viáveis em projeto de sistemas de controle baseados em visão. Bibliografia: Horn, B.K.P., Robot vision. McGraw-Hill, New York, 1986; Shirai, Y., 3-D computer vision. Springer-Verlag, New York, 1987; Rosenfeld, A. e Kak, A. C., Digital picture processing. 2nd edition, Vol.2, Academic Press, New York, 1982.

EE-294 - SISTEMAS DE PILOTAGEM E GUIAMENTO. Requisito recomendado: EE-204 e EE-205 ou equivalentes. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 3-0-6. 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. Cabeça de rastreamento em mísseis. Guiamento por imagens. Subsistema de rastreamento e pilotagem. Técnicas de deteção empregando infravermelho. 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. The University of Kansas, 1979; Garnell, P., Guided Weapon control systems, Pergamon Press, 1980; Merhav, S. Aerospace sensor systems and applications, Springer-Verlag, 1996.

EE-295 - SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO INERCIAL. Requisito recomendado: EE-204 e EE-205 ou equivalentes. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 3-0-6. 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 vôo. Navegação empregando satélites: Navstar GPS. Fusão de navegação inercial com auxílios de barômetro, GPS, Doppler.Bibliografia: Siouris, G.M. Aerospace avionics systems: a modern synthesis, Academic Press, San Diego, 1993. Waldmann, J. Sistemas de navegação inercial, Apostila 629.7.052 W164S, Instituto Tecnológico de Aeronáutica, S. José dos Campos, SP, 1995. Farrell, J.A.; Barth, M. The Global positioning system and inertial navigation, McGraw-Hill, 1999.

EE-301 - SEMINÁRIO DE TESE. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 1-0-1. 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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