bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Dinamômetro Inercial para Avaliação do Desempenho Físico de Cadeirantes
Authors: Rech C. , E. M. Strelow A. , F. Caldeira A. , F. Maidana C. , N. Balafa P. , F. Venturini S.
Published: December 2020

O equipamento proposto visa auxiliar na reabilitação e desenvolvimento de habilidades motoras como dispositivo de treino para a realização das atividades diárias de forma independente e, também, como ferramenta para terapeutas e demais profissionais da saúde na avaliação cardiovascular pelos esforços físicos do cadeirante. Assim, o presente trabalho propõe o desenvolvimento de um dinamômetro inercial como dispositivo para a avaliação do desempenho e condicionamento físico de cadeirantes onde, a partir do impulso aplicado pelo cadeirante tem-se a variação da quantidade de movimento e, portanto, a velocidade, fazendo possível a obtenção de valores de torque e potência resultante do esforço físico. Para isso, são utilizados sistemas de medição e monitoramento dinâmico e, com os dados coletados, considerações sobre o condicionamento físico do cadeirante podem ser feitas por profissionaisespecializados da área como, por exemplo, uma agenda de treinos voltada à sua reabilitação.
Design Procedure of Current Controllers for LCL-filtered Grid-Tied Inverters with Robust Stability Certification
Authors: R. D. Osório Caio , G. Koch Gustavo , García Pablo , F. Montagner Vinicius
Published: December 2020

This paper proposes an alternative design procedure for current control of LCL-filtered grid-tied inverters, taking into account robustness against uncertain and possibly timevarying grid inductances. The control strategy is developed in stationary reference frame, and is based on a partial state feedback, including an active damping scheme of the LCL filter resonance. From the system parameters and the design specifications, analytical expressions for the calculation of the control gains are provided, oriented by a pole placement in discretetime domain. These expressions are obtained neglecting the dynamics of the filter capacitor, including resonant controllers to track sinusoidal references, and taken into account the delay due to digital implementation. To certicate robust stability of the closed-loop system undertime-varying grid inductances, a theoretical analysis based on a Lyapunov function is provided. Time and frequency domain results are presented for a case study, illustrating that the proposed design strategy is able to provide robust control gains leading to grid-injected currents with suitable responses for the entire range of grid inductances considered in the design.
Alocação de Geradores Distribuídos em Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica Utilizando Algoritmo GRASP-VNS
Authors: A. R. Silva Bruno , G. Zvietcovich Wilingthon , R. A. C. Baracho Francisco , J. S. Damião Laerty , F. Souza Laura
Published: December 2020

Este trabalho apresenta a implementação das meta-heuristicas, Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) e Variable Neighborhood Search (VNS) para a alocação ótima de Geradores Distribuídos (GDs) e seu dimensionamento em redes de distribuição com operação radial, visando a redução das perdas elétricas ativas e, simultaneamente, à melhoria dos níveis de tensão. Nesta metodologia, o algoritmo GRASP é utilizado para a construção de possíveis soluções do problema, enquanto o VNS se aplica à uma etapa de busca local, na qual realiza-se um refinamento no espaço de soluções para aprimorar a convergência do processo de busca. Para validação da técnica, a metodologia foi aplicada em duas redes, uma de 33 barras do IEEE e outra de 135 barras. Dos resultados obtidos, pôde-se verificar a eficácia da metodologia em encontrar soluções de boa qualidade com perdas mínimas e consideráveis melhorias nos perfis de tensão.
Rede de Instrumentação para Sensoriamento de Temperatura e Vibração de BCSS
Authors: A. Toledo Jose , F. F. Silva Luiz , A. R. Silva Leonardo , C. Furtado Edgar , P. Barbosa Tarsis , A. Aguirre Luis
Published: December 2020

Para se desenvolver soluções de controle que prolonguem a vida útil de uma BCSS (Bomba Centrífuga Submersa Submarina) e minimizem as causas do aumento de temperatura que promove dano permanente ao motor, faz-se necessário medir e monitorar temperatura e vibração. Este trabalho propõe a estruturação de uma rede de instrumentação inédita para sensoriamento de tais grandezas físicas, considerando as restrições de instalação no poço de petróleo e as altas capacitâncias acopladas no barramento da rede. Para conduzir a análise das capacitâncias, um modelo analítico que calcula a matriz de capacitância de Maxwell foi desenvolvido e comparado com um modelo numérico.
Modeling and Control of Four-bar Mechanism with Series Elastic Actuators
Authors: R. Lopes Felipe , A. Meggiolaro Marco
Published: December 2020

A new generation of robots that work in cooperation with humans (called collaborative robots) needs some flexibility to adapt to the environment and activities with people. That is why the Series Elastic Actuator (SEA) has been a breakthrough in actuator technologies. The idea of inserting an elastic element in series with a motor allows a lower output impedance, consequently a flexible behavior in the manipulator, in addition to providing torque feedback to better compensate disturbances caused e.g. by friction losses. This article presents a four-bar mechanism with SEA for the purpose of robotic manipulation. Its kinematics and dynamicsare studied, as well as its regulation and trajectory control. The behavior of the decoupled four-bar mechanism and the characteristics of the SEA are also analyzed. Then the regulation control of the complete system is carried out using LQR control. Finally, a circular trajectory is controlled in a simulation to validate the proposed control strategy. The simulation results show the effectiveness of the proposed controller for the mechanism in the presence of SEAs estimating torque and providing the desired compliance for human interaction.
Estimação Online dos Parâmetros do Circuito Equivalente do Motor de Indução Trifásico via Metaheurísticas
Authors: M. R. Baccarini João , C. R. Coelho Francisco , M. Rabelo Lane , F. V. Amaral Gleison
Published: December 2020

A representação do Motor de Indução Trifásico (MIT) por meio de um modelo matemático é uma ferramenta muito utilizada em projetos e implementações de engenharia elétrica. A obtenção dos parâmetros do circuito equivalente por meio de testes definidos nas normas nem sempre é viável em uma planta industrial. Assim, técnicas de estimação online destes parâmetros podem ser empregadas como alternativa. Neste trabalho, as metaheurísticas Enxame de Partículas (PSO), Algoritmo Genético e Estratégias de Evolução são empregadas para estimação dos parâmetros do MIT com base na comparação de valores calculados a partir do circuito estimado, com valores medidos. A metodologia é aplicada a um MIT de 2HP e quatro polos. Os resultados obtidos demonstram que o problema formulado possui múltiplas soluções ótimas, com diferentes conjuntos de parâmetros, dificultando a tarefa dos algoritmos de otimização. Por meio de análises estatísticas, constata-se a superioridade do PSO na resolução do problema aqui formulado, em termos de precisão e tempo computacional, sendo está última característica essencial para algoritmos com atuação em tempo real (online).
Localização de Curtos-Circuitos em Linhas de Transmissão: Desafios para os Métodos Baseados no Domínio do Tempo com Dados de Um Terminal
Authors: I. P. da Silveira Mirella , L. de A. Reis Raphael , L. A. Neves Washington
Published: December 2020

Os métodos de localização de faltas baseados na teoria de ondas viajantes (TW) são comumente reportados como mais confiáveis a serem aplicados em campo para estimar a distância de curto-circuito nas linhas de transmissão, uma vez que usam mais informações sobre o sistema de potência para estimar o ponto de falta. No entanto, nos casos em que não estão disponíveis os canais de comunicação, os algoritmos baseados em TW de um terminal aparecem como soluções alternativas. Esse tipo de rotina normalmente depende da identificação correta de reflexões e/ou refrações sucessivas a partir do ponto de falta, cuja detecção pode ser afetada pelos parâmetros de falta ou mesmo pelas configurações do sistema. Dessa forma, uma análise de sensibilidade é realizada neste artigo para investigar os desafios enfrentados pelos algoritmos tradicionais de um terminal que podem restringir seu uso em aplicações práticas, levando em consideração fatores como a resistência de falta, ângulo de incidência de falta, a relação de impedância do sistema (SIR) e medições de tensão obtidas a partir de transformadores de potencial capacitivo. As análises são realizadas através de extensas simulações de faltas em um sistema de energia de 230 kV / 60 Hz, utilizando o Alternative Transients Program (ATP).
Visão Computacional e Redes Neurais Convolucionais aplicadas à Detecção de Vazamentos de Óleo
Authors: M. Mendes Marcel , W. de Resende Filho Levi , V. Vargas Lucas , Jacoud Peixoto Alessandro
Published: December 2020

Neste trabalho são desenvolvidos dois algoritmos para a detecção automática de derramamentos de óleo usando informações de sensores locais, como imagens de câmeras visíveis. O primeiro método usa Visão Computacional e Processamento de Imagens, com base em operações de segmentação não supervisionadas e limiares de cores. O segundo usa Redes Neurais Convolucionais, em uma abordagem de aprendizado supervisionado. Simulações numéricas ilustram o desempenho de ambas as metodologias de detecção e é apresentada uma comparação entre eles.
Controle de epidemia baseado apenas em distanciamento social
Authors: M. Dias Samaherni , I. P. M. Queiroz Kurios , D. Araujo Aldayr
Published: December 2020

A Organização Mundial da Saúde (OMS) declarou que a COVID-19 já se caracterizava como uma pandemia em 11 de março de 2020. Para o surto da COVID-19 não há vacinação e nem tratamento. A única possibilidade de se controlar o surto de COVID-19 é através do distanciamento físico sustentável. Neste trabalho, uma de lei de controle simples será proposta para manter o número de indivíduos infectados que necessitarão de hospitalização abaixo de um valor desejado. A lei de controle manterá o número de indivíduos hospitalizados controlado apenas ajustando o nível de distanciamento social. A análise de estabilidade da lei de controle proposta é realizada considerando ou não que há incertezas nos parâmetros. Por fim, simulações numéricas serão realizadas para demonstrar o comportamento do número de indivíduos infectados que necessitam de hospitalização durante um surto epidêmico utilizando a lei de controle proposta para ajustar o nível de distanciamento social.
Parameters Design and Performance Analysis for Grid-tied VSG-Controlled Converters
Authors: F. do Nascimento Thiago , S. Barros Luciano , B. Costa Flavio
Published: December 2020

Because of the high penetration of distributed generation (DG) systems based on renewable energy sources (RES), it is necessary to develop control techniques for improving support to grid frequency and voltage from this kind of generation. Among the solutions proposed in the literature, the virtual synchronous generator (VSG) concept has proven to be an attractive solution to interconnect DG units to the power grid. However, the dynamic behavior of the VSG has not yet been discussed for cases in which line impedance parameters varies in relation to their rated values. To evaluate this issue, in this work a dynamic model of VSG power flow has been derived and its dynamic characteristics discussed. Based on this model, the parameters for VSG controllers are designed by using root-locus method (RLM) in order to realize desired dynamic performance. Then the VSG dynamic performance under line impedance variation eect is assessed. Finally, simulation results demonstrated theoretical analysis and parameters design method.
Estratégia Heurística para a Reconfiguração de Sistemas de Distribuição
Authors: Teles Vinícius , H. Macedo Leonardo , Romero Rubén
Published: December 2020

Neste trabalho é apresentada uma estratégia heurística para resolver o problema de reconfiguração de alimentadores da rede primária de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais. A estratégia está inspirada em conhecimento relativamente recente que permite identificar todas as topologias radiais existentes em um sistema de distribuição. Entretanto, como esse número de topologias radiais é muito elevado, então, elabora-se uma estratégia para identificar apenas uma parcela delas. Neste trabalho, o espaço de busca do problema é reduzido fixando-se alguns ramos do sistema elétrico usando um algoritmo de Prim baseado na proposta de Merlin e Back. Assim, é fixado um número de ramos até encontrar-se uma configuração reduzida cujo número de topologias radiais possíveis de serem obtidos seja aceitável, de forma que todas essas topologias sejam identificadas e analisadas usando um algoritmo de fluxo de potência para redes radiais. Testes preliminares mostram resultados promissores utilizando os sistemas de 33 e 84 nós.
Towards the use of LSTM-based Neural Network for Industrial Alarm Systems
Authors: J. da Silva Marcio , E. Pereira Carlos
Published: December 2020

With the coming of the complex industrial plants, the majority of control rooms sharing a common scenario involve operators faced amount of alarms during an overload. Besides, were often unable to determine which were important in an alarm widespread flooding scenario is an increasingly frequent situation. To solve this issue, proper handling of industrial processes requires designing, implementing and updating Process Malfunction Prediction (PMP) systemsable to give advice to the operators being a recommendation to make necessary adjustments in operating variables. From the wide range of models, we apply Recurrent Neural Networks (RNNs) using Long Short-Term Memory (LSTM) units, built was a regressor trained to predict the behavior of failures in an industrial process. The activity values of LSTM units can give recommendations for the monitoring of malfunctions. To this end, data mining and machinelearning techniques are used, which allow the implementation of a regression. The distinctive feature of PMP is that dynamically provides information using the data process. Further, proposed approach was evaluated in a simulated industrial process case study scenario. Lastly, the evaluation of the experimental results demonstrate the contribution of this work.
Revisitando o Oscilador a Ponte de Wien sob o Enfoque da Teoria de Controle
Authors: Brero de Campos Paulo Roberto , Sovierzoski Miguel Antonio
Published: December 2020

Neste trabalho é feita a análise do oscilador a ponte de Wien através do plano de fase e comparado com resultados experimentais. Inicialmente é desenvolvido o modelo linear do oscilador através da função de transferência. É analisado o lugar das raízes determinando a condição para oscilação estável do sistema dinâmico. É determinado o modelo pelas variáveis de estado. É ensaiado um elemento não linear, lâmpada incandescente, levantando experimentalmente as características para determinar o modelo. O modelo do elemento não linear é introduzido nas equações de estado do sistema dinâmico. O diagrama de simulação é utilizado para determinar o plano de fase do sistema não linear. Ensaios são realizados e determina-se experimentalmente o plano de fase do circuito oscilador. Os comportamentos da simulação e do ensaio são comparados, obtendo-se ciclo limite estável para o oscilador a ponte de Wien.
Comparative Study of Three Output-Error Multi-Input Multi-Output Identification Methods
Authors: A. L. de Andrade Renato , R. Barros Péricles
Published: December 2020

Multi-input multi-output (MIMO) systems have been a major concern for decades. However, due to the intrinsic complexity raised by the process interactions and optimization issues, MIMO approaches have not been developed as extensively as the single-input single-output ones. Recently, nevertheless, several algorithms have been proposed to address this problem, most of them based on recursive algorithms and many dependent on the assumption that the transfer function denominator polynomials are the same for all subsystems. In this article, an iterative least-squares-based algorithm, a pseudolinear regression and a Gauss-Newton optimization-based algorithm are proposed to provide a continuous-time output-error multi-input single-output model by means of iterative strategies. The numerical simulations indicate the iterative least-squares-based and the pseudo-linear regression algorithms have similar performances and generate more accurate and precise estimates than the Gauss-Newton one, which presented averages and standard deviations of the parameters ranging from twice as large to one order of magnitude higher than those of the other two algorithms.
Projeto de Controle Feedforward Utilizando Desigualdades Matriciais Lineares
Authors: Gomes Ramos Egydio Tadeu , Acioli Júnior George , R. Barros Péricles , Da R. Neto José Sérgio
Published: December 2020

No controle feedforward, os modelos do processo e da perturbação podem resultar em um problema onde o compensador ideal é não-realizável. Sua função de transferência pode ser imprópria, possuir polos instáveis ou atrasos não-realizáveis. Neste trabalho é apresentada uma técnica de sintonia para controladores feedforward. O método consiste na solução de um problema de otimização H-infinito, que pode ser aplicado para diversas estruturas dos modelos do processo e da perturbação. Para regular o desempenho da rejeição de perturbação uma ponderação na frequência é proposta para aplicação em sistemas de uma entrada e uma saída. Uma solução utilizando desigualdades matriciais lineares é desenvolvida para o problema. Por fim, estudos de caso foram realizados para verificar o desempenho do método proposto, comparando-o com outros existentes na literatura.
Mobile Robot Navigation in a Cluttered Environment via Visual Predictive Control
Authors: Durand-Petiteville Adrien , Cadenat Viviane
Published: December 2020

This paper presents a Visual Predictive Controller scheme for a differential drive robot navigating in a cluttered environment. We introduce an analytic model predicting the future state for this specific system Moreover, constraints guaranteeing the convergence of the control law, and avoiding occultations and collisions with obstacles are presented. A large set of results obtained in simulations highlights the interest and efficiency of the approach.
Minimização do Custo de Geração com Restrição de Estabilidade à Pequenas Perturbações
Authors: B. Amaral Thiago , O. Amarante Clayderman , Peres Wesley , P. B. Poubel Raphael
Published: December 2020

A otimização de sistemas elétricos de potência operando em regime permanente é realizada em estudos de planejamento da operação através do Fluxo de Potência Ótimo (FPO). O FPO otimiza índices (minimização de custos e perdas, maximização de margem de carregamento, etc.) considerando restrições de tensão, carregamento em circuitos, geração de potência ativa e reativa, entre outros limites. É um problema bem estabelecido na literatura, sendo resolvido por métodos de otimização não lineares. Por outro lado, uma solução fornecida pelo FPO pode ser viável em regime permanente e inviável no regime dinâmico (avaliado em estudos de estabilidade do rotor dos geradores). Um dos estudos de estabilidade realizados é aquele que avalia a habilidade dos geradores síncronos manterem-se em sincronismo após pequenas variações de carga e geração (estabilidade à pequenas perturbações). O mínimo coeficiente de amortecimento do sistema em malha fechada é um índice que pode ser usado para a avaliação desse tipo de estabilidade. Nesse contexto, pode-se incluir uma restrição no FPO que garanta que o coeficiente de amortecimento mínimo seja maior que um valor especificado, dando origem ao SSFPO (Fluxo de Potência Ótimo com Restrição de Small Signal Stability). O SSFPO é um problema não convexo e não linear de difícil solução, ainda não bem estabelecido, e que tem sido tratado na literatura através de métodos de solução baseados em aproximações que podem comprometer a convergência do processo iterativo. Nesse contexto, o presente artigo visa a resolver o SSFPO para minimização do custo de potência ativa gerada através da aplicação da metaheurística baseada em Enxame de Partículas, sem qualquer aproximação para tratamento do índice de estabilidade em regime dinâmico. Estudos para o sistema New England são conduzidos.
Análise da Distribuição de Energia na Decomposição de Sinais no Domínio Wavelet
Authors: De A. Coelho Rodrigo , S. Silva Hugerles , S. D. Brito Núbia
Published: December 2020

A Transformada Wavelet Discreta (TWD) é uma das ferramentas mais aplicadas para estudos sobre a qualidade da energia elétrica (QEE). Entretanto, dependendo do filtro utilizado, a decomposição efetuada pela TWD pode implicar em vazamento espectral. O vazamento espectral pode acarretar uma má representação de componentes de frequência, o que é prejudicial a análise da QEE. Nesta conjuntura, este trabalho apresenta uma análise da distribuição de energia e do vazamento espectral na decomposição de sinais efetuada pela Transformada Wavelet Discreta Redundante (TWDR) e pela Transformada Wavelet Packet Discreta Redundante (TWPDR). Em sinais de teste, analisou-se a energia de cada coeficiente da TWDR e da TWPDR, bem como sua concentração em sua banda passante ideal. Para tanto, foram utilizadas funções wavelet com diferentes comprimentos. Os resultados indicaram que wavelets curtas acarretam um vazamento de energia superior ao de wavelets longas.
Estabilidade Entrada-Estado de Sistemas Discretos no tempo a Parâmetros Lineares Variantes e Sujeitos a Atuadores Saturantes
Authors: Oliveira Lucas A. L. , Barbosa Marcus V. C. , Silva Luís F. P. , Leite Valter J. S.
Published: December 2020

Este trabalho investiga a estabilização entrada-estado (ISS) de sistemas lineares com parâmetros variantes (LPV) discretos no tempo sujeitos a atuadores saturantes. Além disso, o sistema é afetado por sinais de perturbação limitados em energia. As condições convexas propostas, formuladas em termos de desigualdades matriciais lineares (LMIs), permitem a síntese de controladores por realimentação de estados dependentes linearmente de parâmetros variantes no tempo. Portanto, o projeto de controle proposto proporciona a estabilização local e poliquadrática do sistema para um determinado conjunto de condições iniciais e sinais de perturbação limitados em energia. A proposta é baseada na aplicação da condição de setor generalizada para tratar os atuadores saturantes e em resultados anteriores da literatura que estendem a estabilização poliquadrática, permitindo a dependência de parâmetros na matriz deentrada. Exemplos ilustram a proposta por meio de simulações numéricas e testes experimentais.
Graph Theory Analysis of Microstates in Attention-Deficit Hyperactivity Disorder
Authors: M. Alves Lorraine , F. Côco Klaus , L. de Souza Mariane , M. Ciarelli Patrick
Published: December 2020

Attention-Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is one of the most common disorders of childhood and youth. The diagnosis of ADHD remains essentially clinical, based on history and questionnaires for symptom assessment, therefore, a biomarker can be of great value to reduce the inherent uncertainty of clinical diagnosis. In recent years, several studies have been carried out to assess the usefulness of neurophysiological (electroencephalography - EEG)and functional image data to assist in the process of diagnosing ADHD. Previous researches have revealed evidences that microstates are selectively affected by ADHD, indicating that their analysis may be a useful tool in methods of automatic disease identication. In this paper is proposed a new methodology for the detection of ADHD using EEG microstate analysis and graph theory. The proposed method allows modeling and interpreting each microstate as a complex network, which permits to identify the effect of ADHD on some characteristics of the built networks. In addition, it provides useful information to identify ADHD and subtypes patients with an accuracy around 99%, indicating that the proposed method is promising.
Implementação de uma rotina de medição de pulsos de descargas parciais utilizando Python
Authors: Fernandes de Sousa Wendell Daniel , Bulhões Froes Filipe , De Macedo Braz Helon David , Tavares de Macedo Euler Cássio , Ramos de Souza Neto José Mauricio
Published: December 2020

A programação é uma ferramenta essencial na engenharia. Com novas ferramentas surgindo rapidamente para atender as necessidades do mercado, há uma necessidade constante de inovação também no ensino de programação. Uma das linguagens de programação que tem ganhado cada vez mais popularidade é a linguagem Python, sendo uma das mais utilizadas nomeio acadêmico. Com o objetivo de estimular o estudo dessa linguagem no grupo de pesquisa sobre descargas parciais (DP) da Universidade Federal da Paraíba e aproveitando a necessidade de otimizar a coleta de dados experimentais de uma célula geradora de descargas parciais desenvolvida previamente, foi feita uma rotina de medição em Python. O desafio lançado aos alunos da pesquisa foi automatizar o processo de coleta dos pulsos via osciloscópio, de modo que o processo de aquisição fosse realizado considerando tanto a autonomia das aquisições como o intervalo entre medidas. O processo de medição seria então incorporado pelo grupo como ferramenta para realizar medições de pulsos de DP a fim de verificar os parâmetros estatísticos da célula geradora de DP desenvolvida pelos estudantes.
Análise do Envelope da Corrente para Diagnóstico de Falhas em MITs
Authors: Oliveira Zaparoli Isabela , Rabelo Baccarini Lane Maria , Monteiro Lamim Paulo Cezar , De Souza Moreira Josemar , Bianchini Batista Fabiano
Published: December 2020

O diagnóstico de falhas é essencial para evitar interrupções não programadas e garantir a continuidade e confiabilidade dos processos de produção. Entretanto a detecção da falha incipiente no estator não é trivial e é reconhecida como uma das falhas mais cruciais e difíceis de se identificar. A análise do envelope da corrente tem sido amplamente utilizada nos métodos de diagnósticos, porém apenas o envelope sem um processamento de sinais adequado não é capaz de detectar a falha. Este artigo propõe uma nova técnica para o diagnóstico de curto-circuito inicial entre espiras do estator em motores de indução, considerando uma análise espectral do resíduo obtido do envelope da corrente. A metodologia consiste em separar as oscilações de alta e baixa amplitude do envelope da corrente utilizando a técnica Robust Extreme Envelope Average (REEA). O sinal formado pelas maiores oscilações, denominado resíduo, carregam as informações desejadas causadas pela falha incipiente, é analisado utilizando a Transformada Rápida de Fourier (FFT), e os componentes harmônicos excitados pela falha são utilizados para monitorar sua evolução. Os resultados experimentais mostram que o método é robusto e eficaz no diagnóstico inicial da falha do estator. A ferramenta é versátil e de fácil aplicação em uma planta industrial.
GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DE RESÍDUOS SANITÁRIOS URBANOS
Authors: J. A. Silva Davidson , De Nadai Bruno , Q. Oliveira Denisson
Published: December 2020

Com o crescimento da demanda energética e dos problemas relacionados a fatores ambientais, tais como o aumento gradativo do efeito estufa entre outros, buscou-se associar o uso de biogás produzido em estações de tratamento como um fator energético. Destaca-se o uso de biodigestores e motores de combustão interna no processo de produção de biogás e aproveitamento energético do mesmo, respectivamente. Assim, este artigo propõe investigar um método de extração de biogás a partir de efluentes urbanos bem como destacar algumas tecnologias de purificação e conversão energética dele. Também, apresenta-se uma metodologia para estimar a quantidade de biogás produzida e o potencial energético para a cidade de São Luís - MA tendo como base os dados do IBGE de 2018. Por fim, conclui-se que o uso dessa tecnologia poderá agregar na diversificação energética da cidade e impactos ambientais consequentes.
Reconhecimento de Gestos de Mão Utilizando Sinais de Eletromiografia de Superfície
Authors: Pinheiro Felipe , Martins Allan , Rodrigues Alessandra
Published: December 2020

O controle de próteses, órteses e outros mecanismos baseando-se em regiões específicas da musculatura representa a integração automática entre aplicação e usuário. Nesse trabalho são apresentadas três alternativas promissoras para extração de características, na intensão de identificar diferentes gestos executados com a mão direita considerando quatro sinais de eletromiografia da musculatura do antebraço.
Uma Proposta de Correção de Dados Ruidosos via K-Nearest Neighbours
Authors: M. Magalhães Pinto Victor , L. de Castro Cristiano
Published: December 2020

Conjuntos de dados ruidosos contribuem para o aumento da complexidade de modelos de classificação resultando em superfícies de decisão com complexidade superior à requerida pelo problema. Tal situação leva a um pior desempenho ao ser aplicado à distribuição real (função geradora) dos dados. Este artigo propõem um método de filtragem de ruído a partir da utilização do algoritmo k-nearest neighbours ponderado, cujos pesos são proporcionais à distância da amostra ruidosa sob análise e seus vizinhos mais próximos. Experimentos conduzidos com dados sintéticos e reais mostram a eficácia do método proposto em problemas binários de classificação.
Monitoramento de Redes Wireless Outdoor em Mineração
Authors: Tercio Zamperlini Paulo Roberto , Rêgo Segundo Alan Kardek , Uzeda Garcia Luis Guilherme
Published: December 2020

Localizado no estado do Pará, o complexo minerador S11D é responsável pela extração de 20 milhões de toneladas de ferro por trimestre. Suportando as suas operações, existem atualmente aplicações dependentes de conectividade por meio de uma rede sem fio padrão 802.11b/g/n. Para garantir a correta operação desta rede, uma equipe local utiliza uma ferramenta de monitoramento de redes chamada Ekahau Site Survey. No entanto, devido a relevo acidentado e periculosidade das operações do S11D, essa ferramenta sendo operada por intervenção humana não é capaz de coletar dados de todos os pontos de interesse, gerando mapas interpolados que podem não condizer com a real qualidade da rede. Propõe-se neste trabalho o desenvolvimento de uma plataforma, que possa ser acoplada a máquinas móveis nas operações, para coleta sem intervenção humana de parâmetros da rede, como canalização, RSSI, latência, perda de pacotes e largura de banda. Com base nesses dados são gerados mapas de RSSI por meio de Kriging que podem ser utilizados pela equipe local. Testes de comparação entre a plataforma desenvolvida e o Ekahau em laboratório e em campo apontam resultados equivalentes na captura dos parâmetros de rede, garantindo que a plataforma pode ser usada para mapeamentos no dia-a-dia das operações.
Estudo econômico referente à substituição de motores elétricos indutivos em uma indústria de papel celulose.
Authors: L. S. Saldanha Sarah , M. Sousa Jorgeane , R. S. Araujo Everton , De N. M. do Amaral Ferreira Cristiany
Published: December 2020

Desde o desenvolvimento dos primeiros motores elétricos no século XIX, sua presença é notória em praticamente todos os processos produtivos industriais que requer para empresas estudos detalhados a respeito da eficiência destas máquinas elétricas, consumo de energia e consequentemente liberação de potência reativa para o sistema elétrico de potência. Deste modo, o presente trabalho apresenta um estudo dos impactos gerados no consumo de energia elétrica e custos associados para uma empresa referente a substituição ou troca dos equipamentos internos dos motores. Os dados foram coletados em uma empresa do ramo de papel e celulose localizada na região metropolitana de Belém. A partir do estudo de caso adotado realizou-se uma pesquisa quantitativa onde os resultados mostram que a eficiência de um motor indutivo, cuja potência variam de 20 CV a 100 CV, depende do ano de utilização, fabricação, bem como os números de rebobinagem que o mesmo sofre. A partir disto foi realizado também a criação de um plano de manutenções para estas máquinas, desejando obter especialmente a relação de rebobinagens de cada motor, possibilitando assim estabelecer o seu rendimento e monitora-los, visando alcançar o consumo mais próximo do ideal de energia elétrica ocasionado por este tipo de máquina. Os resultados mostraram que o payback será de 2,31 anos, o saving foi de R$ 128.496,09 de economia (kWh/ano) e a taxa interna de retorno (%) de 54,48%
Command Governor strategy based on region of attraction control switching
Authors: C. e Sousa Álan , F. P. Silva Luís , Lucia Walter , J. S. Leite Valter
Published: December 2020

The command governor (CG) is a useful strategy to avoid constraints violation in case of control reconfiguration or operational conditions changes, like switched systems mode changes. In general, the structure of the CG specializes in producing an alternative reference signal to drive a closed-loop system to the desired reference while avoiding constraints violations in the control signal, state-space, or combinations of them. In this paper, we propose a simple strategy that modifies the conventional structures of the CG and supervisor, yielding a switched rule based on the estimated controllers' region of attraction. We present some simulations to illustrate the proposal's potential and compare it with a competitor scheme exploiting a dwell-time approach. The results suggest that our approach adds new possibilities of CG and supervisor design, reducing the transition time between system modes and improving the closed-loop performance indexes.
Explicit Model Predictive Control for Inverted Pendulum Systems
Authors: Mussi Brugnolli Mateus , Augusto Angélico Bruno
Published: December 2020

Model Predictive Control is a control technique that has been greatly investigated in recent years. It has the versatility of different types of models for the prediction of the system and aptitude to handle the system constraints. In the last decade, the multi-parametric optimization has been applied to the control theory that allowed for the MPC optimization to be performed offline, which was denominated as explicit Model Predictive Control. This work investigates the application of this control technique in Inverted Pendulum systems, which are commonly used as didactic control systems. The complete control design is described considering its validation for two Inverted Pendulum systems through simulations.
Controle Extremal Para Cascatas e Interconexões De Equações Diferenciais Parciais
Authors: Roux Oliveira Tiago , Sacchi Filipe
Published: December 2020

Neste artigo, a partir da apresentação de um esquema de busca extremal baseada no méetodo do gradiente para compensação da equação diferencial parcial (EDP) da onda, associada a um mapeamento estático a ser otimizado, estende-se a dinâmica de atuação para cascatas de EDPs, especicamente para: (a) uma EDP anti-estável da onda como uma interconexão de duas EDPs de transporte (atraso), e (b) uma EDP anti-estável da onda com entrada atrasada. As leis de controle dos sistemas em malha fechada são propostas a partir da aplicação de transformações do tipo backstepping e da formulação usando condições de Neumann e Dirichlet. Simulações numéricas ilustram os resultados teóricos.
Single-Stage LED Driver with Dimming and Universal Input Voltage Capability
Authors: Clerici Daros Giancarlo , Scherer Cipriani João Pedro , Menke Maikel Fernando , Raniere Seidel Álysson
Published: December 2020

This paper presents a boost bridgeless totem-pole converter operating as power factor correction (PFC) stage integrated with a half-bridge LLC resonant converter as power control (PC) stage. The resultant single-stage converter yields in an effective integration, reducing the number of switches from 4 to 2 (50% reduction). This integrated topology aims decreasing conduction and commutation power losses and, moreover, achieving high power factor (PF), low total harmonic distortion (THD) and good efficiency. The converter is designed to have a fixed bus voltage, which is controlled by changing the half-bridge duty cycle under universal input voltage (UIV). However, since the HB duty cycle also affects the LLC converter due to their integration, a variable inductor is employed to control the LLC impedance and achieve a controlled output current and dimming capability, consequently a constant frequency operation is achieved. Simulation results are presented to verify the theorical analysis, through a 100 W LED luminaire. The results show voltage and current levels in the topology, as well as PF and THD levels in compliance with IEC 61000-3-2. Moreover, it is shown the feasibility of output current control capability through variable inductor even with HB duty cycle variation.
Diagnóstico e Monitoramento de Cabos Isolados através da Análise de Descargas Parciais: O Estado da Arte
Authors: Fernandes Ribeiro Guilherme , De Paula Hélder
Published: December 2020

Este trabalho apresenta uma ampla e minuciosa revisão bibliográfica sobre a avaliação de descargas parciais para o diagnóstico e monitoramento do estado da isolação de cabos de média e alta tensão. Todos os possíveis métodos de detecção da atividade de descargas parciais, com os respectivos sensores adequados para cada situação, são discutidos de forma a explicitar suas vantagens, limitações e aplicações. É apresentada também uma avaliação dos métodos e parâmetros utilizados no tratamento dos dados de medição e discutido como os mesmos influenciam na distinção entre os sinais associados a descargas parciais e ruídos externos do sistema. Por fim, de forma ilustrar a aplicação das técnicas discutidas, são apresentados relatos de casos encontrados na literatura nos quais foram empregadas metodologias de monitoramento baseadas no controle dos níveis de descargas parciais em cabos isolados e adotadas estratégias de manutenção baseadas nesse princípio.
An Application of QSR-Dissipativity to the Problem of Static Output Feedback Robust Stabilization of Nonlinear Systems
Authors: De S. Madeira Diego , V. Viana Valessa
Published: December 2020

In this work we deal with the asymptotic stabilization problem of polynomial (and rational) input-affine systems subject to parametric uncertainties. The problem of linear static output feedback (SOF) control synthesis is handled, having as a prerequisite a differential algebraic representation (DAR) of the plant. Using the property of strict QSR-dissipativity, theFinsler's Lemma and the notion of linear annihilators we introduce a new dissipativity-based strategy for robust stabilization which determines a static feedback gain by solving a simple linear semidenite program on a polytope. At the same time, an estimate of the closed-loop domain of attraction is given in terms of an ellipsoidal set. The novelty of the proposed approach consists in this combination of dissipativity theory and powerful semidenite programming(SDP) tools allowing for a simple solution of the challenging problem of static output feedback design for nonlinear systems. A numerical example allows the reader to verify the applicability of the proposed technique.
Respirador Mecânico VENT19
Authors: S. G. Tsuzuki Marcos , Tanabi Naser , K. Sato André , Y. Takimoto Rogério , Scaff William , Horikawa Oswaldo , C. Martins Thiago
Published: December 2020

O vrus SARS-Cov2 disseminou-se pelo mundo rapidamente. Embora uma pequena fração das pessoas infectadas necessitarem de cuidados especiais, este número é muito superior ao que o sistema de saúde suporta. Nos casos mais severos, a ventilação mecânica é crucial para a recuperação do paciente, e não está disponível na quantidade necessária. No Brasil, os ventiladores mecânicos são em grande parte importados a um custo alto, elevado pela pandemiae a crise econômica, e com um atraso grande na entrega, agravado pelo risco de infecção através de embarcações, aviões e bens vindos do exterior. Nesse sentido, um ventilador mecânico de emergência desenvolvido e produzido no país poderia salvar muitas vidas acometidas pela falta de ventilação mecânica. Para resolver esses problemas, este artigo descreve os esforços para o desenvolvimento de tal dispositivo.
Detecção de Fraude em Unidades Consumidoras Não Telemedidas com Uso de Técnicas de Aprendizado de Máquina
Authors: R. Paulo Fernanda , M. M. Villanueva Juan , D. M. Braz Helon
Published: December 2020

Estima-se que em 2018 cerca de 310 TWh foram destinados a alimentação de ligações e medições irregulares no Brasil, aproximadamente R$ 9 bilhões de prejuízo para as distribuidoras. Para a concessionária de estudo, são observadas dificuldades para a detecção de fraudes devido ao volume de dados e a limitação de encontrar padrões. Considerando esse cenário, propõe-se o desenvolvimento de uma metodologia para detecção de fraude em clientes da baixa tensão, não telemedidos, com a utilização de ferramentas de inteligência artificial. Foram extraídas informações do banco de dados da empresa, gerados atributos, selecionadas variáveis e, então, avaliadas seis técnicas. A principal variável proposta compara a média de consumo da unidade com os vizinhos geográficos mais próximos com características elétricas semelhantes. Em testes teóricos, foi possível obter uma efetividade de 35% com o modelo do Random Forest, o que ultrapassa os indicadores da empresa em 218% para listas de inspeções com base em regras de redução de consumo.
Discrete-time Left-coprime Factors for LPV/LFR Systems
Authors: Degli Esposte Rosa Luiz Benicio , Lima Pereira Renan
Published: December 2020

This paper presents novel LMI-based conditions to address the discrete-time left-coprime factorization problem for linear parameter-varying (LPV) systems using linear fractional representation (LFR). The conditions have been derived using a special structure for the output injection approach, which from a given observation law allows us to synthesize left-coprime factors via the H2 filtering problem. An important characteristic of the proposed method is the ability to recover the normalized coprime factorization notion as a particular case. A numerical example demonstrates the effectiveness of the proposed conditions in comparison to similar approaches.
Carregamento Eficiente de Veículos Elétricos usando Algoritmo de Consenso
Authors: M. Sobrinho Dário , B. Almada Janaína , P. S. Leão Ruth , F. Sampaio Raimundo
Published: December 2020

Com o crescimento do número de veículos elétricos (VEs) nos últimos dez anos, cresce a preocupação e o desafio para as redes elétricas de distribuição com o volume adicional de carga e a mobilidade aleatória dos VEs. O gerenciamento do carregamento de um número elevado de VEs será fundamental para a adoção bem-sucedida dessa nova tecnologia de transporte. Este artigo apresenta uma estratégia de controle e otimização para gerenciar o carregamento de VEs, visando a redução de perdas elétricas. O carregamento é realizado em função da potência disponível de uma estação de carregamento presente em um estacionamento. Para tanto, dois estudos de caso são realizados, para 10 VEs e para 100 VEs. O objetivo é alcançado com a aplicação do algoritmo de consenso que precisa apenas de informações trocadas entre VEs vizinhos. O controle distribuído possui um baixo custo computacional e de comunicação em relação a outras arquiteturas de controle. O gerenciamento de carregamento de VEs baseado em consenso é adaptativo ao número variável de VEs. Os resultados demonstram que a coordenação de carregamento pode ser eficientemente realizada por consenso.
Uso do OpenDSS em Aplicações Reais para Concessionárias de Energia
Authors: Assunção de Souza João Paulo , Klock Ferreira JoãoPedro , Esteves Mendes Campos Guilherme
Published: December 2020

Este trabalho apresenta algumas funcionalidades utilizadas em aplicações para concessionárias de energia que foram implementadas utilizando o software OpenDSS (Open Distribution System Simulator), desenvolvido pelo EPRI (Electric Power Research Institute). As funcionalidades desenvolvidas são o cálculo de perdas técnicas em redes de média e baixa tensão, cálculo de modelos reduzidos de alimentadores de média tensão, localização de faltas em redes de média tensão e simulação da operação de sistemas de distribuição com recursos energéticos distribuídos em tempo real. As estratégias para a implementação das funcionalidades e testes para a validação das mesmas são apresentados.
H2 gain-scheduled state-feedback synthesis conditions applied to a quadruple tank system
Authors: P. Neves Gabriel , A. Angélico Bruno , C. L. F. Oliveira Ricardo
Published: December 2020

This article presents design conditions for controllers with polynomial dependence on the parameters for LPV systems.The technique is used to solve the problem of controlling a quadruple tank considering variations in valve opening. First, the nonlinear modeling of the system is presented as well with an analysis of its characteristics, and then an approximation to the dynamics is proposed in terms of a pure LPV polynomial model. As a main contribution, a sufficient condition based on LMIs is proposed for the design of scheduled controllers by state feedback with performance criterion based on the H2 norm. The design condition is general in the sense of treating LPV models with an arbitrary number of parameters and degree of polynomial dependence. Simulation in three distinct scenarios are presented to illustrate the design methodology and the quality of the controller designed for the quadruple tank.
Visão Computacional e Aprendizado de Máquina para Classificação de Componentes em Alimentadores de Subestações Elétricas
Authors: Soares Oliveira Bruno Alberto , Pereira de Faria Neto Abílio , Arruda Fernandino Roberto Márcio , Fernandes Carvalho Rogério , De Proença Costa Diego , Gadelha Guimarães Frederico
Published: December 2020

Hodiernamente o monitoramento manual para a gestão de obras em subestações de energia elétrica vem se tornando recorrente no dia a dia, visto que há um constante crescimento na demanda da sociedade pela energia. Dito isso, surgem oportunidades de automatização de tais processos utilizando a inteligência artificial e, sendo assim, o objetivo deste trabalho é realizar um comparativo entre quatro arquiteturas de redes neurais convolucionais: DenseNet, Inception, ResNet e SqueezeNet, visando resolver um problema de classificação de elementos que compõem alimentadores em subestações de energia. Foram capturadas em campo 32 fotos de diferentes alimentadores e, posteriormente, foi aplicado técnicas de aumento de dados, visando aumentar a quantidade de imagens. Os modelos foram treinados utilizando aprendizado por transferência e ambos obtiveram resultados próximos a 100% no conjunto de teste, sendo possível concluir que, para o problema proposto, não houve diferença significativa entre a assertividade destes.
Desenvolvimento de uma Ferramenta de Corte a Laser de Baixo Custo para um Robô Industrial
Authors: Pereira Castro Carla , De Sousa Dâmaso Renato
Published: December 2020

Este artigo trata do desenvolvimento de uma ferramenta de corte a Laser em madeira MDF para o robô industrial Comau Smart5 Six. Para obtenção de cortes foram realizados testes de forma a analisar variáveis como número de passadas de feixe Laser, velocidade de corte e efetividade de corte. Dessa forma, são apresentadas as etapas de construção do hardware e software do projeto, explicitando os procedimentos necessários para utilização da ferramenta, culminando em uma análise qualitativa do corte obtido, utilizado como exemplo. Com essa ferramenta busca-se contribuir no processo de prototipação rápida de projetos desenvolvidos no CEFET-MG Unidade Divinópolis, além de permitir que sejam realizados outros trabalhos que explorem a tecnologia Laser agregada ao robô industrial.