Laboratório de Automação, Controle e Instrumentação
 

LACI: Minha história

Em julho de 1982 retornei do mestrado na Universidade Federal de Santa Catarina e, pela primeira vez, assumi uma disciplina da área de Sistemas de Controle, Controle e Servomecanismos I. A necessidade de atividades laboratoriais para as disciplinas dessa área era imperiosa pois, até então, ocorriam apenas as aulas teóricas. O primeiro equipamento que foi conseguido para a realização de práticas nessa área foi um Computador Analógico que chegou na UFRN como doação do IFRN, já que esse computador estava sem uso no Instituto. Wilson da Mata que era professor do IFRN e da UFRN encontrou o equipamento em um laboratório do IFRN e ajudou no processo de doação. Em 1985, foram adquiridos 2 equipamentos: um “plotter” analógico e um módulo de controle de posição e de velocidade de um motor de corrente contínua. O “plotter” foi comprado através de um projeto com a Eletrobrás, na época coordenado pelo professor Willians de Souza (já falecido). O módulo de controle de posição e velocidade de um motor de corrente contínua foi adquirido pela Pró-Reitoria de Assuntos Estudantis da UFRN, no mandato do pró-reitor Jaime Mariz de Faria Júnior (na época professor do Departamento de Engenharia Elétrica – DEE).

Inicialmente, esses equipamentos ficaram em uma bancada do Laboratório de Eletrotécnica. Após a criação do LECA (Laboratório de Engenharia de Computação e Automação), em 1990, houve a transferência dos equipamentos para o Laboratório de Controle de Processos em uma das salas do LECA. Durante os anos 90 foi desenvolvido um módulo de acionamento de motores CC e, em seguida, um módulo de acionamento de motores CA com a colaboração dos professores Ricardo Ferreira Pinheiro e Andrés Ortiz Salazar. Foram também desenvolvidos dois módulos para experiências na área de controle com materiais de baixo custo: um módulo para controle de nível de reservatórios (o reservatório foi confeccionado com acrílico e utilizou-se uma boia elétrica e duas bombas originárias de carros nacionais) e um módulo de controle de temperatura (com um resistor para aquecimento e um “cooler” de computador para resfriamento).

Os controladores nesses primeiros anos foram do tipo PID (Proporcional – Integrativo – Derivativo). Na sequência, teve início o desenvolvimento de controladores adaptativos com leis chaveadas, basicamente o VS-MRAC (Controlador Adaptativo por Modelo de Referência e Estrutura Variável). O VS-MRAC tinha sido o tema de minha tese de doutorado (realizado no final dos anos 80) e tínhamos interesse em realizar aplicações com essa estratégia de controle.

Com a criação do curso de Engenharia de Computação e Automação, um único laboratório para atender os alunos de dois cursos, engenharia elétrica e engenharia de computação e automação, passou a ser insuficiente. A inauguração de um novo Laboratório de Eletrônica permitiu que o espaço anterior fosse reivindicado para um laboratório da área de controle vinculado ao DEE. O antigo Laboratório de Eletrônica foi denominado de LACI e é constituído por duas amplas salas, uma delas dedicada às aulas práticas de graduação e pós-graduação, e a outra dedicada à pesquisa. O nome LACI foi uma sugestão dada pelo professor David Simonetti Barbalho e era a abreviatura de Laboratório de Acionamento, Controle e Instrumentação. A mudança para o antigo Laboratório de Eletrônica ocorreu em dezembro de 1999, e contou com a colaboração do Professor Judinor Aguirres Guerra Junior (já falecido) e de um aluno de graduação. Foram transportados para o novo local os equipamentos que até então estavam sendo usados (computador analógico, “plotter”, módulo de controle de posição e velocidade de motores CC, além de outros dispositivos e componentes).

Diversos projetos com o CNPq, um projeto financiado pela CHESF-ANEEL, e um projeto financiado pelo programa REUNI, permitiram a aquisição de vários equipamentos (futebol de robôs, módulos de geração de energia elétrica de forma convencional, módulo de geração de energia eólica, módulo de geração de energia fotovoltaica, manipulador robótico, pêndulo invertido, módulo de controle de nível de reservatório, módulos FPGA, Controlador Lógico-Programável), além dos dispositivos auxiliares (computadores, osciloscópios digitais, geradores de sinais, multímetros, componentes eletrônicos em geral). Também, com recursos do REUNI, foi realizada uma ampla reforma nas instalações elétricas e adquiridas novas bancadas. A inauguração da reforma das instalações físicas do LACI, com a mudança do nome para Laboratório de Automação, Controle e Instrumentação (com a principal razão da abreviatura em português e inglês ficar a mesma, dentro do esforço de internacionalização da universidade) ocorreu em 29 de Setembro de 2014.

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Professor Aldayr
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Ao lado do LACI encontram-se as salas dos professores da área de Sistemas de Controle do DEE, e uma sala para os alunos de graduação em projetos de iniciação científica e para os alunos de pós-graduação, tanto de mestrado como de doutorado.

Durante esses anos foram muitos os professores que desenvolveram trabalhos em automação, controle e instrumentação no LACI. Em ordem alfabética, Aldayr Dantas de Araújo, Allan de Medeiros Martins, Caio Dorneles Cunha, David Simonetti Barbalho, Francisco das Chagas Mota, José Alberto Nicolau de Oliveira, Judinor Aguirres Guerra Junior, Kurios Iuri Pinheiro de Melo Queiroz, Luciano Fontes Cavalcanti, Luiz Amorim Carlos, Ricardo Ferreira Pinheiro e Samaherni Morais Dias. Nos últimos anos, os professores Aldayr Dantas de Araújo, Allan de Medeiros Martins, Kurios Iuri Pinheiro de Melo Queiroz e Samaherni Morais Dias têm conduzido as atividades no LACI.

Com atividades no LACI já foram concluídas 8 teses de doutorado, 23 dissertações de mestrado, 40 trabalhos de conclusão de curso de graduação e 55 trabalhos de iniciação científica. Os professores da UFRN Caio Dorneles Cunha, Josenalde Barbosa de Oliveira, Leonardo Rodrigues de Lima Teixeira, Luciano Fontes Cavalcanti, Luiz Amorim Carlos, Kurios Iuri Pinheiro de Melo Queiroz e Samaherni Morais Dias desenvolveram os trabalhos de pós-graduação no LACI. Os professores do IFRN Breno Meira Moura de Amorim, Daniel Wanderley Honda, Francisco das Chagas da Silva Junior, Marcus Vinicius Araújo Fernandes, Odailson Cavalcante de Oliveira e Walmy André Cavalcante Melo da Silva também desenvolveram os trabalhos de pós-graduação no LACI.

O trabalho de pesquisa desenvolvido até o momento tem como principal assunto as estratégias de controle adaptativo robusto com a substituição de leis integrais de adaptação por leis chaveadas. Têm sido abordadas as técnicas de Controle Adaptativo por Modelo de Referência e Estrutura Variável (VS-MRAC), Controle Adaptativo Robusto em Modo Dual (DMARC), Controle Adaptativo por Posicionamento de Polos e Estrutura Variável (VS-APPC) e Controle Adaptativo Backstepping com Estrutura Variável (VS-ABC). O caso multivariável tem sido abordado com a utilização de desacoplamento a partir da teoria de sistemas inversos à esquerda. Têm sido feitas diversas aplicações como em robótica móvel, geradores síncronos, motores de indução trifásicos, sistemas caóticos, controle de nível de reservatórios, manipuladores robóticos, geração de energia eólica e pêndulo invertido. Mais recentemente, têm sido desenvolvidos trabalhos sobre a Pandemia de COVID-19, onde ficam estabelecidos níveis de distanciamento social para o equilíbrio entre a capacidade do sistema de saúde e a preservação das atividades econômicas.