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Projeto Sementes: Uma Introdução à Programação e à Robótica para Escolas Públicas de Nível Médio
Authors: S. Dâmaso Renato
Published: December 2020

Nesse trabalho é feita uma descrição da iniciativa de extensão chamada Projeto Sementes (PS), que vem sendo desenvolvida pelo grupo PET Eng. Mecatrônica do CEFET-MG desde 2017. O PS tem como objetivo oferecer uma introdução à programação e à robótica de uma forma atraente (e totalmente gratuita) para alunos interessados de escolas públicas de Divinópolis e região. Para formatar uma competição foi usada a experiência adquirida pelo Grupo de Estudos em Robótica (GER) em participações nas competições CBR e LARC. Diferentemente da Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR), o PS inclui toda a parte do treinamento, que foi organizado de forma que se tivesse um efeito multiplicador do conhecimento. Ao longo do texto, é feito um registro das escolas participantes em cada edição do projeto. Ao final são mostrados alguns dos resultados alcançados após esses três anos de realização do PS, bem como as perspectivas de sua continuidade em 2020. Acredita-se que esse tipo de iniciativa tenha um grande potencial de divulgação e aplicação de conhecimentos, e que esse projeto possa ser replicado em outros lugares do Brasil ou possa servir de alguma inspiração para outras ações de ensino semelhantes.
Análise Estocástica para Redução dos Custos de Contratação de Call Center da CPFL Energia
Authors: Busato Erick , Aranã Alexandre , Gusmão L´ídia , Akassaka Douglas , Helito Hugo , Ramos Júlia
Published: December 2020

O propósito deste estudo foi desenvolver uma análise sobre a volumetria de chamadas de Call Center de uma distribuidora e implementar um modelo preditivo retroalimentável para cálculo da demanda necessária. Foram levadas em conta as variáveis históricas do atendimento e a possibilidade de inclusão de variáveis meteorológicas para desenvolvimento de uma projeção estocástica do volume de chamadas recebidas. Foi realizada uma projeção estocástica para TMA (Tempo Médio de Atendimento), em que, com os modelos marginais Kernel e a estrutura de correlação temporal, foi obtido o modelo de simulação semanal de chamadas, gerando cenários em base intra horária. Também foi desenvolvido o modelo de projeção semanal de 48 postos diários (janelas de 30 minutos), em que foi utilizada a função de distribuição Kernel e função de acoplamento para análise de volumetria intra semanal. Para isso, foram construídos cenários com a devida correlação temporal entre os postos horários e dias da semana, o que permite o cálculo dos indicadores de atendimento, dado um número pré-estabelecido de atendentes disponíveis. Por fim, foi implementada uma ferramenta para cálculo dinâmico de volumetria, em que o usuário pode ajustar determinados parâmetros como janela temporal e número de atendentes para obtenção da projeção desejada.
Phenomena Analysis of Ferroresonance and Self-Excitation in Subsea Power Systems
Authors: De S. de Oliveira Diego , Cezimbra B. Leal Gustavo , Adolpho V. da Costa João , L. van Emmerik Emanuel , Aredes Mauricio
Published: December 2020

This article addresses the study regarding the emergence of ferroresonance and selfexcitation phenomena in Subsea Power Systems - SPS, composed essentially of synchronous generators installed on a platform (Topside), a three-phase umbilical cable and the electrical loads, the latter constituted by induction machines located on the seabed and connected to the umbilical through a power transformer and power electronic converters. Such phenomena are conceptually stated and characterized in the scope of SPS and the simulations are carried out in the PSCAD/EMTDC software, in its parallel processing environment, to verify indications of the existence of problems in the base network of the subsea distribution system.
Synthesis Of Robust Control Systems With Dynamic Actuators And Sensors Using A Static Output Feedback Method
Authors: Sereni Bruno , K. H. Galv˜ao Roberto , Assun¸c˜ao Edvaldo , C. M. Teixeira Marcelo
Published: December 2020

In this paper, we propose a strategy for the robust stabilization of uncertain linear time-invariant(LTI) systems considering sensors and actuators whose dynamics cannot be neglected. The control problem isaddressed by defining an augmented system encompassing the plant, sensor and actuator dynamics. The centralidea of the proposed method lies in the fact that the actual plant states, measured by sensors, are not available forfeedback, and thus, the problem can be regarded as a static output feedback (SOF) control design. Then, SOFgain matrices are computed through a two-stage method, based on linear matrix inequalities (LMIs). Intendingto illustrate the efficacy and explore the main features of the proposed technique, some computational examplesare presented in an application of the method for the design of a robust controller for the classic benchmarkproblem of the two-mass-spring problem. The examples cover the case of asymptotic stabilization of known anduncertain system model, in addition to decay rate inclusion and incomplete system state information.
Score de Pagamento Espontâneo para Direcionamento de Ações de Cobrança na CPFL Energia
Authors: Silva Dennis , Akassaka Douglas , Gusmão Lídia , Helito Hugo
Published: December 2020

A inadimplência prejudica financeiramente as distribuidoras de energia de forma significativa, uma vez que os processos de cobrança são custosos e suas margens de lucro, pequenas, frente aos volumes arrecadados. Sendo assim, garantir a eficiência nos processos de cobrança é essencial para reduzir as perdas financeiras e ampliar a recuperação de receita, garantindo ganhos operacionais. Esse trabalho propõe a implementação de um score de pagamento espontâneo para os consumidores com faturas em atraso, que indica sua propensão de quitar as dívidas espontaneamente, ou seja, sem receber qualquer ação de cobrança. Através desse índice, é possível otimizar a seleção dos mecanismos de cobrança, direcionando-os para grupos de clientes com menor probabilidade de pagarem suas faturas de forma espontânea. Esse índice foi criado através de um modelo preditivo capaz de ser implementado diretamente a partir do banco de dados, sem necessidade de software específico, e validado por um Teste A/B, fazendo uso de dados de cobrança, faturamento e pagamento dos consumidores para sua consolidação. A modelagem preditiva obteve uma aderência aos dados de 83% para cálculo de espontaneidade e propõe uma abordagem eficaz e adequada à dinâmica de aplicação, que requer uma solução mais simplificada no que diz respeito ao processamento exigido.
Análise Da Viabilidade Para A Instalação De Um Pequeno Aerogerador Na UFERSA Caraúbas
Authors: M. B. Soares Osian , L. Espindola Rafael , A. A. Freitas Antônio
Published: December 2020

O uso de fontes renováveis para a geração de energia tem se tornado cada vez mais crescente, e com isso o mercado de energia eólica vem crescendo ao longo dos anos em todo o mundo, com uma adição de 51 GW em 2018. No Brasil esse sistema de geração também mostra crescimento, o Nordeste é a região do país que mais produz, com o Rio Grande do Norte como estado que mais gerou energia pelos ventos em 2018. O trabalho proposto busca analisar, a viabilidade econômica e em eficiência na produção de energia, para a UFERSA Caraúbas com a instalação de um aerogerador de 20 kW de potência, onde a mesma já possui uma usina fotovoltaica com 62,7 kW de capacidade instalada, e assim dispor de um sistema hibrido de geração distribuída. O estudo teve base no período de outubro a dezembro de 2019, obtendo uma produção de 2253,7 kWh/mês em dezembro e uma receita de 1.780,70 reais. Realizando uma comparação entre os resultados com as receitas da usina fotovoltaica da universidade, foi visto que três turbinas eólicas chegam a gerar uma economia maior em relação ao sistema fotovoltaico.
Diagnóstico Inteligente de Falhas em Equipamentos Dinâmicos Através da Transformada Wavelet e Dados Estatístic
Authors: Assereuy Lobão Diego , Pinto Luiz Alberto
Published: December 2020

Este artigo aborda o tema do diagnóstico de falhas em equipamentos dinâmicos aplicando técnicas de aprendizado de máquinas utilizando descritores extraídos por meio da Transformada Wavelet, e descritores estatísticos calculados no domínio do tempo. Os desempenhos dos modelos de classificação obtidos pelos algoritmos k-Nearest Neighbour, Support Vector Machine, Floresta Aleatória e Redes Neurais Artificiais Perceptron Multicamadas são comparados. Além disso, o trabalho traz uma breve abordagem sobre redução de dimensionalidade através da Análise de Componentes Principais (PCA). O conjunto de dados utilizado nos experimentos foi obtido no simulador de máquinas rotativas Mafaulda, e o melhor resultado foi alcançado com a Floresta Aleatória (98.46%), com os dados no domínio wavelet.
Utilização de Redes Neurais Artificiais para a estimação da potência gerada de Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede
Authors: S. F. Rocha Amanda , G. O. Queiroz Luann , E. Batista Oureste , K. O. M. V. Guerra Fabiana , R. B. G. Vale Marcelo
Published: December 2020

A utilização da energia solar fotovoltaica vem aumentando em todo o mundo, e no Brasil, devido às crises energéticas que o país enfrenta, essa fonte de energia tem sido uma alternativa para contornar esse problema. No entanto, por se tratar de uma fonte intermitente, e depender exclusivamente das condições climáticas locais, a mesma pode apresentar perda na eficiência de geração de energia, logo, se faz necessário um estudo prévio do local a ser instalado. Sendo assim, o presente trabalho utiliza uma Rede Neural Artificial (RNA) para analisar o desempenho de um sistema fotovoltaico conectado à rede, através da previsão da potência gerada. Para isso, foi utilizado um sistema de 3kWp como modelo localizado na cidade de Mossoró-RN. Realizou-se a implementação da RNA com o auxílio do Matlab®, inserindo como variáveis de entrada dados reais de irradiação solar, temperatura da cidade, e a potência elétrica gerada pelo próprio sistema fotovoltaico utilizada como variável de saída. Aplicando os métodos de análise de desempenho propostos, tem-se que a RNA se mostra favorável para a previsão da potência gerada, com Coeficiente de Correlação entre 0,88 e 0,96, Erro Médio percentual na faixa de 10~22 e potências médias previstas que se aproximam dos valores reais.
Controle de um Motor de Relutância Variável com Conversor Flying Capacitor Assimétrico e Histerese Multinível
Authors: P. Scalcon Filipe , S. Gabbi Thieli , P. Vieira Rodrigo , A. Gründling Hilton , Rech Cassiano
Published: December 2020

Este trabalho apresenta um conversor flying capacitor com histerese multinível para acionamento de um motor de relutância variável. O conversor e suas etapas de operação relevantes para o acionamento do SRM são mostradas em detalhe. A estratégia de modulação através da histerese multinível é desenvolvida, juntamente da lógica de uso das redundâncias para regulação da tensão de cada um dos capacitores flutuantes. Resultados de simulação são apresentados, onde são comparados com um conversor meia-ponte assimétrica convencional, a fim de demonstrar o desempenho superior do sistema proposto.
Estudo do Comportamento de um Sistema-Teste sob Diferentes Condições de Carregamento Utilizando o Equivalente de Ward Estendido
Authors: Gantes Cordeiro Jéssica , Clamer Jaqueline , Sousa da Silva Daniel , Gondres Torné Israel
Published: December 2020

O planejamento e a operação de Sistemas Elétricos de Potência visa atender o contínuo crescimento de carga, bem como suas variações, sejam elas diárias ou sazonais. Em estudos de planejamento da expansão do sistema de transmissão busca-se reduzir a dimensão do problema através de uma representação equivalente do sistema de potência original. Um dos métodos comumente utilizados é o método de redução de redes denominado Equivalente de Ward Estendido, abordado nesse artigo. Esse método é aplicado a um sistema-teste real que pertence ao Sistema Interligado Nacional. Através da ferramenta de Fluxo de Potência Continuado, do ANAREDE, alguns níveis de carregamento são simulados, inclusive, o carregamento máximo que o sistema é capaz de suportar. Nesse contexto, a fim de garantir a confiabilidade da operação, estudos de estabilidade de tensão são realizados através da análise das curvas PV e QV para obter a capacidade de compensação reativa das barras. Os resultados obtidos pelo Equivalente de Ward Estendido foram validados para os diferentes carregamentos do estudo, inclusive para o carregamento máximo do sistema proposto.
Análise De Desempenho De Um Sistema Fotovoltaico De Geração Distribuída Após 5 Anos De Operação
Authors: Toreti Scarabelot Letícia , Arns Rampinelli Giuliano
Published: December 2020

Com o crescimento massivo da aplicação dos sistemas fotovoltaicos, deve-se avaliar o grau de confiabilidade e conhecer os mecanismos de falhas dos sistemas fotovoltaicos para cada região. Serão necessárias estratégias de manutenção programada com o propósito de mitigar problemas técnicos e econômicos. Este estudo apresenta resultados da operação e desempenho do primeiro sistema fotovoltaico conectado à rede de distribuição da CERSUL, fazendo parte dos primeiros mil sistemas instalados no Brasil em âmbito comercial. O sistema fotovoltaico com 1,25 kWp foi monitorado durante 60 meses, apresentando produtividade anual que varia entre 1395,7 kWh/kWp e 1560,8 kWh/kWp. Os dados de geração de energia elétrica mensal monitorados foram superiores aos dados simulados em diferentes ferramentas computacionais. Outros parâmetros elétricos e de temperatura também foram analisados, como os níveis de tensão da rede de distribuição, tempo e motivos de inatividade do sistema fotovoltaico, 54 % das ocorrências se dão pelas oscilações da tensão da rede, porém a perda energética é mínima. Nenhum defeito foi apontado pela análise termográfica dos módulos fotovoltaicos e o sistema permanece operando dentro das condições esperadas.
Pré-Ênfase Utilizando Modulação por Largura de Pulso Aplicada a Sistemas de Comunicação por Luz Visível
Authors: Brum João Paulo , A. Reguera Vitalio , Teixeira Lucas , Loose Felipe , A. Dalla Costa Marco
Published: December 2020

Neste artigo, aborda-se a limitação de largura de banda apresentada nos LEDs dopados com uma camada de fósforo, os quais usam essa camada para gerar a cor branca e atualmente são preferidos pela indústria devido ao baixo custo de produção. Nota-se que a resposta em frequência deste dispositivo semicondutor esteja entre 2 e 3 MHz, limitando a taxa de transmissão de dados quando usada em sistemas de comunicação de luz visível. Usando um sinal On-Off, uma técnica de pré-ênfase é proposta através de uma modulação por largura de pulso (PWM), considerando uma relação sinal-ruído fixa, para reduzir a interferência inter-simbólica ao transmitir em frequências acima da frequência de corte do LED. Foi empregada uma medida do Fator Q do sinal usando o diagrama de olho, que permite a avaliação direta da taxa de erro do sistema. Finalmente, uma taxa de erro de bit abaixo de 10^-6 foi alcançada com uma taxa de dados de 36 Mbps, que é consideravelmente mais alta do que a taxa de dados alcançada pelo sistema original sob condições de qualidade de sinal idênticas.
Modelagem e Identifiação Caixa Cinza Aplicadas a uma Válvula para Controle de Vazão
Authors: De Moraes Anderson Tiago , Heinz Kienitz Karl
Published: December 2020

Neste artigo, apresenta-se um modelo matemático obtido por modelagem caixa branca e identificação caixa cinza para uma válvula de controle de vazão, um tipo de atuador usado recorrentemente na indústria de processo. Leis da física bem como o método de predição de erro são empregados para obtenção desse modelo. Para fins de validação do modelo, compara-se a resposta estimada com os dados experimentais. Espera-se conseguir um ajuste igual ou maior a 90% como resultado dessa comparação. Adicionalmente, compara-se o desempenho de dois métodos de minimização numérica que são utilizados para estimar os parâmetros do modelo.
Problema de Ofertas Estratégicas de uma Companhia Price-Maker: Avaliação da Influência da Previsão de Ofertas dos Demais Agentes
Authors: N. Chaves Caio , G. Cabana Tiago , Nepomuceno Leonardo
Published: December 2020

O presente trabalho utiliza dados observados de potência e preço, de um leilão de energia elétrica, como base para previsão dessas grandezas em um tempo futuro. As técnicas de previsão abordadas incluem: Médias Móveis, Regressão Múltipla Linear e Tripla Suavização Exponencial de Holt-Winters. Uma notável aplicação deste trabalho é a resolução de um problema do Cálculo de Ofertas Estratégicas (COE), onde uma companhia geradora visa maximizar seus lucros por meio de ofertas otimizadas. A título de comparação foram adicionados dois métodos simplistas de benchmarking: Naïve e Média Simples. Os resultados corroboraram com a teoria apresentada, pois o método referente ao menor erro relativo entre a previsão e valor “real”, também gerou um maior lucro para a companhia geradora na simulação do leilão. A Média Simples apresentou os melhores resultados, superando os de algoritmos robustos como Holt-Winters.
Estratégias de Previsão de Vazão de Curto Prazo: um estudo de caso nas Bacias do Rio Grande e Rio Paranaíba
Authors: Akemi Castro Kuki Cassia , Lanai Ribeiro Torres Francisca , Duraes de Faria Victor Augusto , De Queiroz Anderson Rodrigo , Medeiros Marangon Lima Luana , Marangon Lima José Wanderley
Published: December 2020

Este estudo propõe três diferentes técnicas de modelos de previsão de vazões de curto prazo, utilizando como dados de entrada informações meteorológicas. Essas informações são essenciais para aplicação em problemas de planejamento e operação hidrelétricas no Sistema Interligado Brasileiro. Essas técnicas foram aplicadas em todos os aproveitamentos hidrelétricos localizados nas bacias dos rios Grande e Paranaíba. A utilização dessas diferentes técnicas permitiu observar as variabilidades associadas às entradas, bem como analisar suas performances em relação aos dados divulgados pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS). Os resultados mostram que a previsão de vazões é capazde reproduzir o comportamento das previsões do ONS, bem como as afluências consistidas, sendo bastante adequadas para uso de agentes comercializadores, geradores e consumidores.
Análise de Otimização Offline Data-Driven Baseado em Modelos RBF Surrogate
Authors: Martins Duarte Vinicius , Reynoso-Meza Gilberto
Published: December 2020

Este artigo tem como objetivo estudar o uso de modelos Surrogate seguidos de otimização. Foram realizadas diversas execuções do algoritmo que gera os modelos Surrogate seguidas de otimizações baseadas nos mesmos. Em sequência foram analisadas a qualidade dos modelos gerados e o tempo de execução do algoritmo respectivamente. Após a analise do modelo e o tempo que o algoritmo despendeu no processo, foram analisadas as soluções encontradas. Os resultados obtidos demonstraram que com o aumento de varreduras realizadas pelo algoritmo os resultados tendem a melhorar tanto para o ajuste dos modelos em relação aos dados de amostra, como também para os valores de soluções ótimas. Porém com o aumento de varreduras feitas pelo algoritmo o tempo despendido cresce consideravelmente.
An Extended Kalman Filter implementation for estimating the mass of a passenger vehicle
Authors: L. J. Galvão Stephanie , M. Fontes Raony , D. Santana Daniel , Requião Reiner
Published: December 2020

The vehicle mass is an important information to guarantee drivability, performance feel, fuel economy and safety. In this sense, the application of strategies to reach these goals depends on how accurate the vehicle operating information is, requiring a precise and robust algorithm. This paper proposes an offline mass estimation method to passenger cars, using the Extended Kalman Filter. The method combines the filter approach whereby only the speed is provided as a measurement with a parameter estimation to adjust possible modelling errors and to calculate a proposed engine torque. Tests in city routes were done in controlled dynamics to guarantee the effectiveness of the estimation and the simulation results presented errors below 5%.
Teste para Prognósticos de Falhas em Motores de Indução: Discussão Teórica e Estudo de Caso
Authors: Arantes Barbosa Luiz Henrique , De Paula Hélder , Oliveira Zaparoli Isabela , Mendonça Alzamora André
Published: December 2020

Este trabalho apresenta uma ampla discussão sobre os testes mais relevantes, on-line e off-line, empregados em âmbito industrial para o desenvolvimento da manutenção preditiva de motores de indução trifásicos (MITs). A definição de procedimentos apropriados, focados em prognóstico de falhas, é de vital importância para o programa de manutenção da empresa, pois possibilita identificar, antecipadamente, possíveis falhas nas máquinas que poderiam acarretar a parada dos processos e, consequentemente, substanciais prejuízos financeiros. Com o intuito de aplicar os conceitos avaliados em um caso prático, foram obtidos relatórios dos testes empregados no programa de manutenção de uma grande companhia multinacional do ramo de produção alimentícia, que foram avaliados criticamente pelos autores e então identificadas falhas de procedimentos, assim como propostas novas rotinas de ensaios para se ampliar as possibilidades de prognóstico dos problemas que acometem os motores de sua linha de produção.
Otimização Aerodinâmica de Aerofólio em Escoamento Compressível pelo Método Adjunto
Authors: Tanabi Naser , C. Duran Guilherme , Scaff William , S. G. Tsuzuki Marcos , Barari Ahmad
Published: December 2020

Este artigo apresenta a otimização multiobjetivo da aerodinâmica de um aerofólio em escoamentos viscosos e não viscosos usando o método contnuo de otimização adjunta. Diferentes soluções foram desenvolvidas para calcular as equações de escoamento e as equações adjuntas. O solucionador de equações adjuntas desenvolvido é capaz de projetar inversamente a forma do aerofolio e do flape, além de otimizar suas formas de acordo com os parâmetros e restrições de projeto considerados. O méetodo das equações adjuntas é um método baseado em gradientesque exige o cálculo das sensibilidades das variáveis de projeto para estimar o resultado ótimo dos coeficientes de sustentação e arrasto. A principal característica desse método é a capacidade de calcular as sensibilidades resolvendo a equação adjunta. Nesta pesquisa, as equações de Navier-Stokes foram discretizadas utilizando-se otimização adjunta contínua, resultando no desenvolvimento das equações necessárias para elaboração do cóodigo de otimização adjacente.
Análise de Perdas em Semicondutores SIC e GaN Utilizados em Conversor DAB Multinível Aplicado em Carregador de Veículo Elétrico
Authors: Costa Oliveira Carla Patricia , Silva Colado Barreto Luiz Henrique
Published: December 2020

Neste trabalho faz-se a comparação, por simulação, entre as perdas por condução e comutação geradas em semicondutores de banda larga (SiC e GaN) aplicados em um conversor DAB (Dual Active Bridge) multinível monofásico projetado para aplicação no estágio CC-CC de protótipo de um carregador de veículo elétrico. As simulações foram realizadas por meio do software PSIM, sendo consideradas apenas as perdas em regime permanente. A topologia do conversor aplicado é caracterizada por um conversor full-bridge no primário e um braço NPC (Neutral Point Clamped) de três níveis no secundário. É utilizada a modulação Phase-Shifted Modulation (PSM), com possibilidade de variação na razão cíclica do primário e secundário e variação do ângulo entre as tensões na ponte completa do primário e no braço NPC do secundário. O conversor é simulado em dois pontos de operação, 4,8 kW e 833,3 W, com 600 V e 250 V na porta 2, com frequência de comutação de 500 kHz. Maior eficiência é obtida na simulação com aplicação de 600 V na porta 2 do conversor e com a utilização de chaves GaN, obtendo-se uma redução de 2,037% de eficiência em comparação à 2,705% com aplicação das chaves SiC.
Geração Distribuída Fotovoltaica Trifásica com Estratégia de Compensação de Energia Reativa para a Regulação de Tensão
Authors: C. Souza Arthur , N. Santos Ivan , A. M. Moura Fabrício , R. C. Silva Leonardo
Published: December 2020

O aumento contínuo do número de acessos, ao sistema elétrico brasileiro, por parte de fontes distribuídas fotovoltaicas, tem gerado preocupações quanto à regulação de tensão da rede. Neste contexto, estudos correlatos ao gerenciamento de compensação reativa em inversores comerciais têm ganhado importância. Nesse sentido, este artigo propõe uma estratégia simplificada de controle de reativo em inversores fotovoltaicos trifásicos, explorando o controle da corrente de quadro estacionário. Para tanto, serão empregados cenários mais realistas da rede de conexão, adotando condições de rede distorcidas e desequilibradas.
H∞ Robust State Feedback Sampled-Data Control of Interval Linear Systems
Authors: M. Alves Rafael , R. Fioravanti André , Souza Matheus
Published: December 2020

In this paper, we address the H∞ control problem for uncertain sampled-data systems rewritten as hybrid systems. The conditions proposed are formulated as intervals to ensure stability and design controllers that guarantee an upper bound for an associated H∞ norm. A numerical example points out the main features of the proposed method.
Algoritmos Genéticos para Determinação da Cinemática Inversa de um Robô de 6DoF
Authors: Alves e Farnese Matheus , Medeiros Freitas Gustavo , Pessin Gustavo
Published: December 2020

O cálculo da cinemática inversa de um manipulador robótico consiste em determinar a posição das juntas do robô de forma que seu efetuador alcance uma posição e orientação definida. Conforme a arquitetura do robô e a pose desejada, o problema pode possuir uma, múltiplas, infinitas ou até mesmo nenhuma solução. Esse artigo apresenta o desenvolvimento e aplicação de técnicas de algoritmos genéticos para determinação da cinemática inversa de um manipulador robótico de seis graus de liberdade. Buscando melhor desempenho para a aplicação específica, são investigadas diferentes configurações de algoritmos genéticos, considerando os efeitos da população inicial, número de gerações, métodos de seleção, crossover e mutação. Os algoritmos genéticos são implementados no MatLab, que é integrado ao software RobotStudio para o comando de robôs virtuais e reais da ABB. A solução proposta é validada através de simulações com um manipulador IRB120, comandando as juntas do robô de forma a alcançar a pose desejada.
Conversor a capacitor chaveado abaixador série-paralelo: Projeto e considerações sobre a regulação da potência de saída
Authors: Brancalione Menegatti Ricardo , Ribeiro Vargas Diogo , De Pelegrini Lopes ´Juliano
Published: December 2020

Este artigo apresenta uma metodologia de projeto detalhada do conversor a capacitor chaveado abaixador série-paralelo, com ganho estático de tensão de 1/2. É apresentado como minimizar a resistência equivalente do conversor, minimizando perdas e aumentando seu rendimento. A regulação de potência é avaliada pelo ajuste da tensão de entrada, resistência de carga ou da resistência equivalente (variando razão cíclica, capacitância ou frequência). Por razão cíclcia a regulação é limitada e não se mostrou suficiente para o exemplo. A regulação por capacitância e frequência apresentaram aumento nos picos de corrente. Um protótipo de laboratório de 30 W é utilizado para validar a proposta, apresentando um rendimento de 87,89% no ponto nominal. Os resultados obtidos mostram a regulação por tensão de entrada (rendimento máximo de 88,65%) e resistência de carga (rendimento máximo de 88,42%).
Identificação do aeromodelo Piper J3 em movimento longitudinal através da implementação de algoritmo OEM e simulações computacionais em softwares X-PLANE e MATLAB/SIMULINK
Authors: C. Y. C. Sato Fernando , G. P. Sarmento Andrew , M. F. Oliveira Neusa
Published: December 2020

O projeto e desenvolvimento de sistemas de controle para aeronaves não tripuladas, VANT, tem sido amplamente estudado nos últimos anos havendo a necessidade de modelos matemáticos com maior representatividade aos comportamentos físicos. Por esse motivo, existe a fundamental aplicação de métodos de identificação, para a obtenção das derivadas de estabilidade e controle da aeronave, para respostas mais próximas da realidade. O algoritmo de identificação OEM (Output Error Method) é amplamente utilizado na identificação de aeronaves, com diversos resultados de sua aplicação reportados na literatura. O método OEM foi utilizado neste trabalho para identificar as derivadas de estabilidade e controle, para a dinâmica longitudinal do modelo em uma escala de 1/6 ”, Piper J3, com base nos dados coletados no simulador de voo X-PLANE. O modelo não linear da aeronave foi implementado em um ambiente MATLAB/SIMULINK e o algoritmo OEM foi simulado. O vetor inicial da matriz de derivadas aerodinâmicas usado no algoritmo OEM e os tensores de inércia, foram obtidos a partir dos softwares de simulação aerodinâmica XFLR5 e AVL. Pois este trabalho tem como objetivo apresentar uma alternativa para a identificação de VANTs, devido às características destas aeronaves de pequeno porte não estarem disponíveis em tabelas e softwares empíricos, assim como para aeronaves de escala real. Além disso é apresentada uma fase de amadurecimento e familiarização para o uso do método OEM, que antecedem a identificação da aeronave em voos reais, realizando campanhas de voo virtuais através do modelo em software X-PLANE.
Avaliação dos impactos ocasionados pela recarga de veículos elétricos em um sistema de distribuição residencial
Authors: Da S. Santos Hugo Henrique , H. C. Angelim Jorge , De M. Affonso Carolina
Published: December 2020

O uso de veículos elétricos vem crescendo rapidamente nos últimos anos em muitos países, o que pode causar impactos técnicos na operação do sistema de distribuição. Este artigo analisa o efeito da conexão monofásica de veículos elétricos em um sistema de distribuição de baixa tensão, avaliando a carga do transformador e os impactos na qualidade da tensão. O sistema teste adotado é a rede de distribuição do CIGRE. As simulações são conduzidas com cálculos de fluxo de carga usando o software OpenDSS. Diferentes estratégias de recarga não controlada são adotadas, incluindo o modo de operação V2G (vehicle-to-grid), considerando dois níveis de penetração de veículos elétricos. Os resultados mostram que um cenário de recarga de veículos elétricos desequilibrado com alto nível de penetração pode causar sobrecarga significativa no transformador, além de problemas de desequilíbrio de tensão.
Estudo Experimental De Um Sistema De Controle Para Integração Eficiente Da Iluminação Natural E Artificial
Authors: T. Francis Leonardo , Cataldo Scharlau César
Published: December 2020

Os gastos com iluminação artificial nas edificações representam valores expressivos no consumo de energia elétrica, motivando a busca por alternativas que contribuam para o uso racional dessa energia. Assim, esse artigo apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle e análise experimental com o objetivo de integrar a iluminação natural e artificial, sob diferentes orientações geográficas, buscando reduzir o consumo de energia elétrica. Para essa finalidade, um conjunto de sensores, responsáveis pela aquisição de valores de iluminância do ambiente, foi inserido em um protótipo em escala com dimensões de uma sala de aula, fornecendo informações para um sistema de controle que ajusta de forma adequada o nível de iluminação artificial. Foram avaliados três cenários com as aberturas orientadas para o norte e sul, todos utilizando controladores do tipo Proporcional Integral (PI). O cenário que proporcionou maior redução de consumo de energia elétrica utilizou um controlador para todo o ambiente orientado para o norte. Nesse caso, foi obtida uma redução de 43,02% em comparação com uma estratégia sem controle com ajuste fixo. Houve maior presença de iluminação natural nos resultados ao norte em comparação com o sul, o que permitiu menores consumos de energia elétrica.
Previsão de Curto Prazo para Geração Fotovoltaica a partir de Dados Meteorológicos via RNA
Authors: R. Fischer Darlan , L. Paixão Joelson , P. Sausen Jordan , R. Abaide Alzenira
Published: December 2020

A disseminação de sistemas fotovoltaicos em nível de distribuição de energia como complemento as unidades geradoras de grande porte centralizadas motivam a pesquisa relacionada a previsão da capacidade horária de geração distribuída de eletricidade. Em função da dependência das condições climáticas, os sistemas fotovoltaicos apresentam variabilidade considerável em termos de potência de saída. Para prever essa intermitência, o presente estudo faz uso de dados meteorológicos e de geração de um sistema fotovoltaico de 100kWp, localizado no Sul do Brasil, para prever a geração de curto prazo a partir de Redes Neurais Artificiais (RNAs). Características locais são as informações de entrada do modelo, que visa analisar a influência de diferentes variáveis de entrada. Como resultado, é apresentado a quantidade de neurônios da RNA, bem como os fatores que exercem maior influência na previsão da geração para uma hora a frente.
O Método Newton Modificado-PL Aplicado ao Problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo
Authors: A. S. Carreira Renan , N. da Silva Diego , R. M. da Costa Geraldo
Published: December 2020

O método Newton-PL é um complemento do método de Newton clássico. Possui vantagens teóricas em relação ao método de Newton pois sua convergência não pressupõe unicidade local das soluções ou mesmo a diferenciabilidade das equações do sistema até segunda ordem. Além disso, possui aplicação direta em sistemas não lineares de equações não singulares. O método Newton Modificado-PL guarda todas as vantagens do método Newton-PL e simplifica os cálculos realizados no processo. Neste trabalho, o método Newton Modificado-PL é aplicado na resolução do problema de Fluxo de Potência Ótimo Reativo. Apresenta-se uma busca linear de modulação do tamanho do passo iterativo visando melhorar o processo de convergência. A eficácia da abordagem proposta é demonstrada em testes numéricos nos sistemas de 3 barras, IEEE 14, 30 e 118 barras.
Modelagem e Extração Paramétrica de Baterias de Chumbo-Ácido para Desenvolvimento de Conversores
Authors: S. Cipriani João Pedro , C. Daros Giancarlo , F. Gonçalves Matheus , M. Ilha Lucas , Roggia Leandro , P. de Morais Adriano , E. Bisogno Fábio , R. Seidel Álysson , F. da Rocha Luciano
Published: December 2020

Este artigo apresenta uma revisão bibliográfica sobre os principais modelos para baterias de chumbo-ácido, dando foco aos modelos de circuito equivalente. Estes podem ser utilizados em simuladores comerciais e acelerar o desenvolvimento de eletrônica de potência voltada para carga e manutenção dessas baterias, especialmente em subestações de energia. Além de uma visão geral sobre ensaios com baterias, o artigo traz um levantamento dos dados fornecidos pelos principais fabricantes nacionais de baterias e apresenta métodos de extração paramétrica baseados em dados experimentais e fornecidos no manual. São ressaltadas a relação entre estado de carga, tensão, corrente e resistência interna da bateria. Por último, simulações de curva de descarga com diferentes correntes são realizadas, validando os métodos apresentados.
Avaliação da estabilidade de tensão em sistemas de potência através de análise modal e estimação de estados
Authors: S. Mingorança Jeanderson , D. Melo Igor , P. Antunes Matheus , C. de Oliveira Bráulio
Published: December 2020

Este artigo apresenta uma nova abordagem para a avaliação da estabilidade de tensão em sistemas de potência utilizando análise modal aplicada aos resultados obtidos por um estimador de estados. Na abordagem proposta, medições são obtidas de uma rede elétrica monitorada por medidores de grandezas elétricas e essas são processadas através do método dos mínimos quadrados ponderados (MQP). A partir das estimativas de magnitudes e ângulos de tensões em barramentos do sistema, é possível calcular uma matriz de sensibilidade das potências reativas em relação às magnitudes de tensão através de equações algébricas. A análise modal é aplicada nesta matriz, calculando seus autovalores e autovetores os quais são utilizados para se estimar fatores de participação de cada barra do sistema indicando as mais críticas. O sistema IEEE de 30 barras será utilizado para a condução de testes e os resultados de estimação serão analisados através de métricas estatísticas.
Método Analítico e Automatizado para Modelagem de Baterias
Authors: G. B. da Rocha William , Rech Cassiano
Published: December 2020

Atualmente, é indispensável conhecer o funcionamento de baterias, suas características e prever seu comportamento em aplicações práticas. Dessa forma, este artigo propõe o projeto e a implementação de um sistema automatizado para modelagem de baterias, empregando um método analítico. O modelo consiste em um circuito elétrico equivalente com uma fonte de tensão, um resistor série e um único par RC para representar as dinâmicas observadas nos dados experimentais. Estes dados experimentais são obtidos a partir de pulsos de descarga de corrente constante que revelam a dependência dos elementos do circuito equivalente elétrico com o estado de carga, estado de saúde, corrente de descarga e temperatura. Um método analítico foi proposto para a estimação destes parâmetros tanto em baterias de chumbo-ácido quanto em células de lítio-íon. Este método é de fácil implementação em um sistema automatizado e também foi possível diminuir o tempo computacional na estimação dos parâmetros em comparação com algoritmos de otimização. O modelo foi validado para células de lítio-íon e baterias de chumbo-ácido com um erro absoluto máximo menor que 74 mV e 83 mV, respectivamente.
Continuous-Time PDC-LMI Fuzzy Applied to 3SSC Boost Converter
Authors: R. L. Neto Jozias , Carvalho Luis , C. Rezende Jefferson , V. S. Costa Marcus , De Vargas Fortes Elenilson
Published: December 2020

The application of DC-DC converters is widely approached in several studies to ensure its performance and robustness. This paper proposes the voltage control of a three-state switching cell (3SSC) boost converter in the continuous time. On this occasion, the output voltage is controlled by a Tagaki-Sugeno-Kang (TSK) Fuzzy with integral action, which thegains are obtained using Parallel Distributed Compensation via Linear Matrix Inequalities (PDC-LMI) combined through linear membership functions and activated by the duty cycle and inductor current. This approach aims to reject problems originated by load and input voltage variations and improve the stability response of the converter output voltage. The obtained results of this paper evidences the effectiveness of the proposed controller in the continuoustime, reducing the effects of external disturbances and maintaining the stability of the output voltage conforming to the control design characteristics.
Desenvolvimento de Aplicativo para Definição da Melhor Modalidade Tarifária para Consumidores do Grupo B
Authors: Loebens Thales , L. C. dos Santos Laura
Published: December 2020

No Brasil, os consumidores de baixa tensão são responsáveis pelos maiores custos de expansão do sistema elétrico brasileiro, isso se deve à grande concentração de consumo de energia entre às 18 e 21 horas. A razão do elevado consumo nesses horários ocorre devido ao perfil de carga dos consumidores do Grupo B. Com uma demanda mais elevada em determinadas horas do dia, necessita-se de investimentos na distribuição e subtransmissão e, para que isso não seja necessário, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) criou a tarifa branca, a qual possui valores diferenciados de tarifa ao longo dia, buscando diminuir o carregamento de energia no horário de ponta, onde o preço da tarifa é mais caro. Durante o dia, a tarifa branca possui três valores distintos: ponta, intermediário e fora de ponta. Os finais de semana e feriados contam com apenas um valor fixo durante todo o dia. Desta forma, os consumidores que aderirem a Tarifa Branca poderão diminuir o custo de energia com o deslocamento de cargas para períodos em que a energia seja mais barata (horário fora ponta). A partir do incremento da tarifa branca como nova modalidade tarifária, esse trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um aplicativo que define, em termos econômicos, qual a tarifa mais adequada para o consumidor de baixa tensão aderir. O aplicativo foi executado através do ambiente de desenvolvimento MIT App Inventor e validado com a realização de estudos de casos.
Projeto de Controladores Ressonantes para Condicionamento de Potência em Geradores de Alta Frequência
Authors: O. Nascimento Saulo , S. Silva Andre , D. Sánchez R. Carlos , G. Oliveira Janaína , A. Rendón Manuel , C. B. P. Rodrigues Márcio , S. Almeida Pedro
Published: December 2020

Esse artigo estuda os aspectos de controladores ressonantes para aplicação em condicionamento de potência em um retificador trifásico conectado a um gerador de alta frequência. O sistema considera um gerador de 30 kW conectado a um retificador trifásico que utiliza a Teoria pq para controlar diretamente potência ativa e reativa para aplicação em sistemas turboelétricos.
Modelo SIR Estocástico na Transmissão da COVID-19 no Rio de Janeiro - Abordagem preliminar
Authors: Lau de Almeida Michelle , Morgado Igor , González Arenas Zochil
Published: December 2020

O novo Coronavirus (COVID-19) espalhou-se rapidamente pelo mundo e dinamizou a pesquisa da modelagem matemática aplicada a epidemiologia. Um dos modelos utilizados na modelagem dessa doença é o Suscetível-Infectado-Recuperado (SIR) utilizando uma abordagem determinística. Neste trabalho, apresentamos o modelo SIR com uma abordagem estocástica, utilizando Cadeia de Markov de Tempo Contínuo (CTMC). Foram realizadas simulações a fim de comparação entre os dois modelos utilizando dados públicos sobre a COVID-19 e valores de parâmetros reportados na literatura. Algumas das propriedades dos modelos estocásticos possuem um custo computacional elevado que limitam o seu uso em populações grandes. Resultados preliminares são apresentados assim como uma discussão dos trabalhos futuros.
Filtragem Computacional de Kalman Fuzzy Tipo-2 para Rastreamento e Previsão da Dinâmica de Propagação da COVID-19: Estudo de Caso Aplicado ao Brasil
Authors: Dos Santos Gomes Daiana Caroline , De Oliveira Serra Ginalber Luiz
Published: December 2020

Neste artigo é proposto um modelo computacional para a análise da dinâmica de propagação da COVID-19 utilizando sistemas fuzzy tipo-2. A metodologia adotada consiste na estimação paramétrica recursiva de um filtro de Kalman fuzzy tipo-2 intervalar para rastreamento e previsão da dinâmica presente nos dados experimentais, usando uma versão fuzzy tipo-2 intervalar do algoritmo Observer/Kalman Filter Identification (OKID). O particionamento dos dados experimentais é obtido pelo algoritmo de agrupamento Gustafson-Kessel tipo-2 intervalar. Os ganhos de Kalman intervalares na proposição do consequente do filtro de Kalman tipo-2 intervalar são atualizados de acordo com as componentes não observáveis obtidas por meio da decomposição espectral recursiva dos dados experimentais. Resultados experimentais ilustram a eficiência e aplicabilidade da metodologia proposta para rastreamento e previsão adaptativa em tempo real do comportamento de propagação dinâmica do novo Coronavírus 2019 (COVID-19) no Brasil quando comparada a abordagens relevantes da literatura.
Detecção de Sujidade do Transportador de Carrocerias em Cabine de Pintura Automotiva com Visão Computacional
Authors: Pereira da Silva Anderson , Groenner Barbosa Bruno Henrique , Pereira da Silva Sandro , Durão Rezende Pereira Joelma , Ferreira Danton Diego
Published: December 2020

O processo de pintura automotiva é complexo e envolve diversas etapas. Neste sentido, a presença de defeitos na pintura da carroceria ocasiona perdas de desempenho e alto custo de retrabalho. Apesar de existirem diversos fatores que possam interferir na qualidade da pintura, o excesso de sujidade na corrente do transportador de carrocerias é uma causa importante. Assim, este trabalho teve por objetivo implementar um sistema de visão computacional para estimar o nível de sujidade desta corrente em tempo-real. Para isso, foi construído um modelo em escala reduzida do transportador e implementado um sistema de visão computacional de baixo custo monetário. A partir da construção de um banco de dados com imagens da corrente em diferentes condições de operação, um software de processamento de imagens foi desenvolvido de forma que um índice de sujidade fosse obtido. Os resultados mostram que o sistema implementado consegue diferenciar bem as diferentes condições da corrente utilizando um algoritmo simples, de baixo custo computacional. Portanto, o sistema projetado pode ser empregado para análise em tempo-real da sujidade, detectando o momento correto da limpeza da corrente, evitando assim a parada não programada da produção.
Efeito da adubação foliar em soqueira de cana-de-açúcar
Authors: Nicchio Bruno , Santos Gustavo Alves , Lino Ana Carolina Marostica , Ramos Lucélia Alves , Pereira Hamilton Seron , Korndörfer Gaspar Henrique
Published: December 2020

Os macro e micronutrientes desempenham função importante no desenvolvimento e produtividade da cana-de-açúcar e aplicação foliar pode ser considerada uma ótima alternativa como adubação suplementar. Objetivou-se com este trabalho avaliar a produção, qualidade tecnológica e teores de nutrientes em soqueira de cana-de-açúcar submetida à aplicação de diferentes fertilizantes via foliar. Foram conduzidos três experimentos em áreas distintas, localizadas em áreas de unidades produtoras de cana-de-açúcar. Os experimentos foram instalados apresentando delineamento experimental de blocos casualizados, sendo cinco tratamentos (testemunha com água, controle visando fornecimento de N, B, Zn e Mn, Micro Foliar + N-Foliar nas doses de 1,0 kg ha-1 + 3,0 L ha-1, 2,0 kg ha-1 + 6,0 L ha-1 e 3,0 kg ha-1 + 10,0 L ha-1, respectivamente) com quatro repetições. As variáveis analisadas foram: altura de plantas, diâmetro de colmos, tonelada de colmos (TCH) e açúcar (TAH) por hectare, açúcar teórico recuperado (ATR), brix, pol da cana e teor foliar de N, B, Mn, Zn e Cu. A adubação foliar na dose de 1,56 kg ha-1 de Micro + 5,18 L ha-1 de N foi mais eficiente em aumentar a produção de açúcar para variedade RB 85-5536. O aumento de doses de Micro Foliar + N-Foliar (1, 2 e 3 kg ha-1 e 3, 6 e 10,0 L ha-1) foram mais eficientes em aumentar os teores foliares de nitrogênio, zinco e boro para variedade RB 86-7515.
Parâmetros genéticos na seleção de feijão-caupi sob estresse hídrico em cultivo protegido
Authors: Meira Ariana Lisboa , Santana Thays Moura , Amorim Yuri Ferreira , Da Silva Joseane Oliveira , Miguel Divino Levi , Amaral Cláudio Lúcio Fernandes
Published: December 2020

O feijão-caupi é uma Fabacea amplamente distribuída no mundo. Foi objetivo deste trabalho, estimar parâmetros genéticos na seleção de cultivares de feijão-caupi, sob estresse hídrico, no município de Vitória da Conquista, BA, em cultivo protegido. Os tratamentos consistiram em quatro cultivares (BRS Pujante, BRS Guariba, BRS Marataoã, BRS Xique-xique), submetidas a quatro níveis de irrigação (40, 60, 80 e 100%, que foi a testemunha) com delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições. As variáveis analisadas foram comprimento de vagem (CVag), número de vagem por planta (NVP), número de grãos por vagem (NGV), massa de cem grãos (MCG) e produtividade (PROD). Somente CVag e NGV diferiram entre as cultivares, sendo estimadas para estas, coeficientes de variação genotípica (CVg), fenotípica (CVf), ambiental (CVa), relação CVg/CVa, herdabilidade (h2) e ganho genético (GA%). As estimativas de CVa foram baixas, CVf foi média e h2 e GA%, foram altas. Em relação às correlações, CVag apresentou correlações fenotípicas e genotípicas positivas fracas e significativas entre NGV, MCG e PROD; observaram-se correlações significativas positivas entre PROD e NGV e negativas entre PROD e NV e entre NGV e NV. As correlações ambientais foram moderadas e fracas, independentes se positivas ou negativas. A MCG foi a variável menos afetada, em relação aos níveis de irrigação. A cultivar BRS Marataoã foi a mais tolerante ao estresse hídrico e BRS Xique-xique, a menos tolerante quando submetidas ao nível de irrigação de 80%, intermediárias para 60 % e menores para 40%.