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Laboratório de Controle e Automação (LACEA)

Última atualização em Segunda, 03 de Setembro de 2018, 16h48 | Acessos: 546

Apresentação (Presentation)

A missão do LACEA é desenvolver pesquisa básica e avançada nas áreas de Automação Industrial e de processos, de instrumentação eletrônica aplicada e de sistemas de controle. Sua infraestrutura atual possui um espaço físico de cerca de 90 m2 e fornece suporte às atividades acadêmicas do Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica (PPEEL) e às atividades de Iniciação Científica dos cursos de graduação em Engenharia do CEFET/RJ.

The mission of LACEA is to develop basic and advanced research in the areas of Industrial and processes automation, of applied electronic instrumentation and control systems. Its current infrastructure has a physical space of about 90 m2 and provides support to the academic activities of the Electrical Engineering Graduate Program (PPEEL) and to the Research Activities of the undergraduate Engineering courses at CEFET/RJ.




Professor Responsável (Responsible Professor):

Prof. Alessandro Rosa Lopes Zachi, D.Sc.
 
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Endereço (Address):
Avenida Maracanã 229, Bairro Maracanã, Bloco E, 2.o andar.
20.271-110 – Rio de Janeiro, RJ – Brasil.
Tel.: +55-21-2566-3179
FAX: +55-21-2569-4495
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Avenida Maracanã 229, Maracanã. Block E,  2nd Floor.
ZIP 20.271-110 – Rio de Janeiro, RJ – Brazil.
Phone: +55-21-2566-3179
FAX: +55-21-2569-4495
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Equipe (Team):

Prof. Alessandro Rosa Lopes Zachi, D.Sc.
(Pesquisador, Researcher)
CEFET/RJ
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Prof. Antonio Candea Leite, D.Sc. (PUC-Rio)
(Pesquisador colaborador, Collaborative researcher)
From Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro (PUC-Rio)
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Prof. Alessandro Jacoud Peixoto, D.Sc. (UFRJ)
(Pesquisador colaborador, Collaborative researcher)
From Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ)
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José Victor Gonçalez de Souza
(Mestrando, Master student)
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Sérgio Ramon Duarte Riveros
(Mestrando, Master student)
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Carlos Alberto Moraes Correia        
(Mestrando, Master student)
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Daniela de Araujo Azevedo
(Mestranda, Master student)
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Marcelo Silva de Souza
(Mestrando, Master student)
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Elisa Oliveira de Souza
(Estudante de graduação, Undergraduate student)
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Grupos de pesquisa CNPq associados (Associated research group at CNPq):

GAIC - Grupo de Automação, Instrumentação e Controle, Group of Automation, Instrumentation and Control


Linhas de pesquisa e projetos (Research fields and projects):

Controle Avançado de Sistemas Incertos (Advanced Control for Uncertain Systems):

A proposta geral deste projeto é desenvolver pesquisa básica e aplicada na área de sistemas de controle e analisar metodologias de controle a serem aplicadas a sistemas lineares não lineares incertos (sistemas cujo modelo matemático seja impreciso ou cujas características variem com o tempo de forma pouco conhecida), visando aplicações nas áreas de robótica e controle de processos. A principal motivação é a riqueza de material teórico básico desenvolvido recentemente na literatura e a existência de muitos sistemas incertos de interesse prático, cujas características não-lineares significativas (ex: histerese, saturação, atrito seco, zona-morta, perturbações externas, etc) necessitam ser suplantadas. Dentre os sistemas mencionados, incluem-se: sistemas mecânicos, sistemas robóticos (como manipuladores, robôs móveis em formação), sistemas robóticos de navegação, sistemas de servovisão e a robótica em escala de nanômetros (nanorobótica/nanotecnologia). No que tange aos sistemas mecânicos em geral, observa-se também que a presença de não-linearidades é responsável pela enorme diversidade no seu comportamento dinâmico e as especificações de precisão e exatidão se tornam cada vez mais exigentes. Como resultado, metodologias de controle adaptativo/robusto e controle a estrutura variável por modos deslizantes com aplicações em servomecanismos vem ganhando importância prática. Estas estratégias, que cobrem sistemas não-lineares multivariáveis, resultam no rastreamento preciso de trajetórias, ainda que sejam aplicadas a sistemas dinâmicos com parâmetros incertos e sujeitos a perturbações.

The general proposal of this project is to develop basic and applied research in the area of control systems and to analyze control methodologies to be applied to uncertain linear and non-linear systems (systems whose mathematical model is imprecise or whose characteristics vary with time in a little known way), aiming applications in the areas of robotics and process control. The main motivation is the richness of basic theoretical material recently developed in the literature and the existence of many uncertain systems of practical interest whose significant nonlinear characteristics (eg hysteresis, saturation, dry friction, dead zone, external disturbances, etc.) need to be overcome. These systems include: mechanical systems, robotic systems (such as manipulators, mobile robots in formation), robotic navigation systems, servo systems and robotics on a nanometer scale (nanorobotics/nanotechnology). Regarding mechanical systems in general, it is also observed that the presence of nonlinearities is responsible for the enormous diversity in their dynamic behavior and the specifications of precision and accuracy become more and more demanding. As a result, methodologies of adaptive/robust control and control the variable structure by sliding modes with applications in servomechanisms has gained practical importance. These strategies, which cover multivariate nonlinear systems, result in accurate tracking of trajectories, even if they are applied to dynamic systems with uncertain parameters and subject to disturbances.

Financiamentos (Financial Support):

O projeto foi financiado com parte do montante de R$ 51.665,00 proveniente do orçamento alocado ao Programa pela Diretoria de Pesquisa e Pós-graduação do CEFET/RJ, R$ 33.306,45, em 2013, R$ 51.665,00, em 2014, R$ 14.000,00, em 2015 e R$ 19.069,77, em 2016, pela FUNDAÇÃO CARLOS CHAGAS FILHO DE AMPARO A PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO-FAPERJ - (Edital FAPERJ Nº 41/2013 Apoio a Grupos Emergentes de Pesquisa no Estado do Rio de Janeiro - 2013) e com parte do montante de R$ 14.000,00 proveniente do orçamento alocado ao Programa pela Diretoria de Pesquisa e Pós-graduação do CEFET/RJ, em 2015.

The project was financed with part of the amount of R$ 51,665.00 from the budget allocated to the Program by the CEFET/RJ Research Directory, R$ 33,306.45 (BRL) in 2013, R$ 51,665.00 (BRL) in 2014, R$ 14,000.00 (BRL) in 2015 and R$ 19,069.77 (BRL) in 2016 by the CARLOS CHAGAS FILHO RESEARCH FOUNDATION OF THE STATE OF RIO DE JANEIRO-FAPERJ - (Call for proposals Nº 41/2013 Support to Emerging Research Groups In the State of Rio de Janeiro - 2013) and with part of the amount of R$ 14,000.00 (BRL)  from the budget allocated to the Program by the CEFET/RJ Research Directory in 2015.

 

Instrumentação Inteligente em Robótica e Automação Industrial (Intelligent Instrumentation in Robotics and Industrial Automation)

As atividades envolvidas neste projeto visam o desenvolvimento, a aplicação e a implementação de técnicas avançadas de controle, de reconhecimento de padrões e de processamento de sinais para a instrumentação e automação inteligente de processos industriais. O desenvolvimento de instrumentação adequada para os sistemas de medição é parte fundamental desta linha de atuação, bem como a implementação de técnicas de controle em controladores lógico-programáveis (CLPs), em microcontroladores para o desenvolvimento de sistemas eletrônicos embarcados, possivelmente tolerantes a pressão hiperbárica e em eletrônica rápida baseada em FPGA com aplicação em detectores de partículas. De forma geral, busca-se formar recursos humanos com ênfase em controle, automação e instrumentação, oferecer disciplinas de pós-graduação relacionadas a esta temática e criar infraestrutura de laboratório para uma maior interação efetiva com o setor produtivo do Rio de Janeiro e nacional, e com Centros de pesquisa Internacionais, através da prestação de serviços de consultoria ou de participação em projetos específicos.

The activities involved in this project aim at the development, application and implementation of advanced control, pattern recognition and signal processing techniques for intelligent instrumentation and automation of industrial processes. The development of adequate instrumentation for measurement systems is a fundamental part of this research project, as well as the implementation of control techniques in programmable logic controllers (PLCs), in microcontrollers for the development of embedded electronic systems, possibly tolerant to hyperbaric pressure and fast FPGA-based electronics with application in particle detectors. In general, the aim is to train human resources with emphasis on control, automation and instrumentation, to offer graduate courses related to this subject and to create laboratory infrastructure for a more effective interaction with the productive sector of Rio de Janeiro, other brasilian states and with International Research Centers, through the provision of consulting services or participation in specific projects.

Financiamentos (Financial Support):

O projeto foi financiado com parte do montante de R$ 51.665,00 proveniente do orçamento alocado ao Programa pela Diretoria de Pesquisa e Pós-graduação do CEFET/RJ, R$ 33.306,45, em 2013, R$ 51.665,00, em 2014, R$ 14.000,00, em 2015 e R$ 19.069,77, em 2016.

The project was financed with part of the amount of R$ 51,665.00 (BRL) from the budget allocated to the Project by the CEFET/RJ Research Directory, R$ 33.306,45 (BRL) in 2013, R$ 51.665.00 (BRL) in 2014, R$ 14.000,00 (BRL) in 2015 and R$ 19.069,77 (BRL) in 2016.


Principais Equipamentos (Main Equipments):

  • Sistema giroscópio com 3 graus de liberdade; (3 DOF Gyroscope system)
  • Placas de desenvolvimentos para microcontroladores PIC e Arduino; (Development boards for PIC and Arduino microcontrollers)
  • Estações de Retrabalho SMD (2 unidades); (SMD Rework Stations (2 units))
  • Alicate Amperímetro de Precisão (1 unidade); (Precision Precision Pliers (1 unit))
  • Fonte de tensão programável Agilent (1 unidade); (Agilent programmable voltage source (1 unit))
  • Osciloscópio Tektronix digital 100MHz, 2 canais (1 unidade).(Tektronix 100 MHz digital oscilloscope, 2 channels (1 unit))

Imagens do LACEA (Images of LACEA):

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