bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
O Efeito Droop na análise de fluxo de potência em microrredes isoladas
Authors: A. Almeida Iasmim , R. Saavedra Osvaldo , Q. Oliveira Denisson
Published: December 2020

Este artigo apresenta uma análise crítica da influência de modelagem do efeito droop na solução do fluxo de carga de microrredes isoladas. Inicialmente, é apresentada uma breve introdução do problema do fluxo de carga em microrredes isoladas e, posteriormente, são realizados dois estudos de casos em sistemas-testes de 6 e 38 barramentos; a fim de comparar e analisar as diferenças entre as soluções obtidas quando modela-se, ou não, o efeito droop. Para tais análises, fez-se uso dos métodos de cálculo de fluxo de carga Newton-Raphson (NR) e Modified Newton Raphson (MNR).
Retrofit de Controladores Lógicos Programáveis Industriais - Desenvolvimento de Placa de Comunicação
Authors: Xavier Ferreira Mateus , Luiz Max Mateus , Coelho Teixeira Estêvão , Marcio Soares Guilherme , Rodrigues Manso Silva Leandro , Duque Carlos Augusto
Published: December 2020

Controladores da década de 70 ainda estão em pleno funcionamento em diversas usinas siderúrgicas. Uma dificuldade em trabalhar com esses controladores é que os mesmos apresentam restrições à funcionalidades atuais, como sistemas de monitoramento limitados. Um outro ponto é a dificuldade em encontrar placas sobressalentes para circuitos danificados. Sendo assim, o presente trabalho propõe realizar o retrofit de um cartão P5GF, que realiza a comunicação do controlador MELPLAC 550 com drivers controladores de motores. O novo cartão, o NP5GF, foi desenvolvido utilizando lógica programável embarcada em FPGA, o que facilita o desenvolvimento do hardware e também permite a inclusão de novas funcionalidades. O processo de reengenharia será descrito e resultados das partes digital e analógica do circuito serão apresentados.
Aplicação do FCS-MPC para Despacho Econômico em Microrredes Ilhadas
Authors: De Carvalho Pedroso João Paulo , Costa Ferreira Sílvia , Aparecida Guimarães Rayane
Published: December 2020

Quando uma microrrede encontra-se desconectada do sistema eletrico principal, suas unidades geradoras devem ser capazes de manter níveis adequados de tensão e frequência para atendimento das cargas locais. Além disso, nessa condição também e necessário coordenar o fornecimento de potência de cada gerador com base em seus respectivos custos operacionais, visando minimizar o custo global de operação da microrrede. Nesse contexto, esse trabalho apresenta uma estratégia de compartilhamento de potência baseado no conceito Droop aplicada a conversores em operação ilhada. A principal inovação do trabalho esta na integração de uma estratégia para o despacho econômico de potência e da técnica Droop para microrredespredominantemente resistivas no controle preditivo baseado em modelo com conjunto de controlefinito (FCS-MPC) para o controle dos conversores. Os objetivos são: a) avaliar a redução de custos operacionais da microrrede obtida com a estrategia de despacho econômico em comparação a técnica Droop convencional e, b) observar a resposta dinâmica do sistema durante transitorios de carga e o desacoplamento entre o compartilhamento de potência ativa e reativa. Os resultados comprovando a validade dessa estratégia foram obtidos em ambiente de simulação MATLAB/Simulink, nos quais se verificou uma redução percentual nos custos totais de operação da microrrede de aproximadamente 19% na adoção da estratégia de despachoeconômico proposta em comparação à estratégia de controle droop resistivo convencional para as mesmas condições de demanda de carga.
Projeto de controladores com ganho escalonado usando realimenta¸c˜ao derivativa para sistemas descritores
Authors: Hardy Llins L´azaro Ismael , Assun¸c˜ao Edvaldo , Coutinho Daniel , Minhoto Teixeira Marcelo
Published: December 2020

Este trabalho aborda o problema de estabiliza¸c˜ao de sistemas descritores lineares em tempo cont´ınuo sujeitos a parˆametros variantes no tempo atrav´es de uma realimenta¸c˜ao com ganho escalonado (gain scheduled) da derivada dos estados. O projeto do controlador gain scheduled (GS) ´e obtido por meio de uma condi¸c˜ao de estabilidade descrita em termos de desigualdades matriciais lineares (LMIs) considerando uma fun¸c˜ao de Lyapunov independentedos parˆametros. O Lema de Finsler ´e utilizado para obter condi¸c˜oes de projeto menos conservadoras. Exemplos num´ericos s˜ao apresentados para demonstrar e validar a eficiˆencia da teoria proposta.
COORDENAÇÃO DO GERENCIAMENTO REATIVO OTIMO EM SISTEMAS DE TRANSMISSÃO CONSIDERANDO VARIAÇÕES NA VELOCIDADE DO VENTO EM AEROGERADORES
Authors: L. S. SANTOS LEONARDO , L. L. ZINATTO MALFATTI MARJHORRE , RODRIGUES S. NETO ANTONIO , D. MELO JOEL , A. BELATI EDMARCIO , W. S. ÂNGELOS EDUARDO
Published: December 2020

Nos últimos anos, novas fontes de potência reativa têm sido conectadas às redes de transmissão para melhorar o perfil de tensão. Dentre essas fontes, a energia reativa fornecida pelos parques eólicos pode colaborar com o controle dos níveis de tensão. No entanto, a potência reativa desses parques eólicos deve ser coordenada com outras fontes reativas disponíveis na rede de transmissão, como banco de capacitores ou compensadores estáticos de tensão, de forma a garantir a adequada operação do sistema de transmissão. O objetivo deste trabalho é realizar o gerenciamento reativo coordenado em sistemas de transmissão com parques eólicos e outras fontes de reativos, criando intervalos de confiança que ajudem na análise da operação segura do sistema elétrico frente às variações da velocidade do vento. A metodologia utiliza um modelo de fluxo de potência ótimo para minimizar as perdas no sistema de transmissão e a soma dos desvios da tensão em relação a um valor de referência. A variação da velocidade do vento é caracterizada pela distribuição de Weibull. Os valores dessa distribuição são dados de entrada para o modelo de fluxo de potência ótimo, cuja saída fornece uma amostra de valores para a definição dos intervalos de confiança da potência reativa injetada e os valores de tensão em cada barramento do sistema elétrico. A proposta foi testada usando um sistema de 140 barras da Espanha para realizar o gerenciamento coordenado e otimizado de potência reativa. Os resultados obtidos podem ajudar na tomada de decisões realizadas dentro da operação em dos sistemas elétricos.
Novel Gaussian State Estimator based on H2 Norm and Steady-State Variance
Authors: De Paula Alesi Augusto , Costa da Silva Campos Víctor , Vianna Raffo Guilherme , Soares Teixeira Bruno Otávio
Published: December 2020

This paper proposes a novel state estimator for discrete-time linear systems with Gaussian noise. The proposed algorithm is a fixed-gain filter, whose observer structure is more general than Kalman one for linear time-invariant systems. Therefore, the steady-state variance of the estimation error is minimized. For white noise stochastic processes, this performance criterion is reduced to the square H2 norm of a given linear time-invariant system. Then, the proposed algorithm is called observer H2 filter (OH2F). This is the standard Wiener-Hopf or Kalman-Bucy filtering problem. As the Kalman predictor and Kalman filter are well-known solutions for such a problem, they are revisited.
Fator de potência em instalações com geração distribuída: Estudo de caso em geração fotovoltaica de 73,28 kWp
Authors: Machado Alves Zedequias , Mondardo Cunico Lucas , Kroth Geóvio , Peres de Morais Adriano , Marchesan Gustavo , Cardoso Junior Ghendy
Published: December 2020

O uso da Geração Distribuída (GD) é essencial para que sejam atingidos critérios como: Descarbonização, Descentralização e Digitalização, conhecidos como os 3D. Porém, as GD podem causar impactos no Sistema Elétrico de Potência (SEP). Neste sentido, este trabalho visa analisar as alterações no Fator de Potência (FP) causadas pelo uso de GD. Para o estudo, são coletados dados de geração e consumo em uma unidade prossumidora localizada em Criciúma, Santa Catarina. Na análise, são utilizados os dados coletados de dois dias, um com geração superior à carga e outro com geração inferior à carga. O trabalho realiza uma abordagem do tema considerando a legislação vigente. Os resultados obtidos indicam que o uso de GD causa alterações no FP do prossumidor. Unidades de GD, quando instaladas em grande quantidade, por prossumidores classificados como consumidores do grupo B, podem gerar alterações no FP percebidos pela concessionária de distribuição de energia elétrica.
Detecção de Presença a Partir de Dados de Sensores Utilizando Rede Neural ARTMAP Fuzzy
Authors: Biagi Vilela Danieli , Plasencia Lotufo Anna Diva
Published: December 2020

A detecção de presença em um ambiente tem se mostrado uma tarefa com grande potencial para aumentar a eficiência energética de prédios e auxiliar em tecnologias remotas de monitoramento e assistência nos smarts buildings, prédios inteligentes. Com a disponibilidade cada vez maior de sensores e tecnologias integradas, os smarts buildings vêm evoluindo na maneira de interação com usuários, com destaque na literatura recente as técnicas de machinelearning e redes neurais articias. Com o intuito de testar novos algoritmos para esta tarefa, foi proposto neste trabalho, o uso da rede neural articial ARTMAP Fuzzy como algoritmo classicador. Foram utilizados dados obtidos de sensores de temperatura, CO2, luz e umidade. As simulações foram realizadas com treinamento em ordem sequencial e aleatória e dois tamanhos de amostras. Foi possível observar uma acurácia na classicação maior que a média observadana literatura, e pelo tempo de diagnóstico da rede, o algoritmo pode ser agregado em um sistema comercial de detecção de presença em tempo real.
APLICAÇÃO DE UM CONTROLADOR BASEADO NA LÓGICA FUZZY PARA O CONTROLE DA VAZÃO E DA PRESSÃO DE UM SISTEMA DE IRRIGAÇÃO
Authors: H. Mendonça Kamilla , A. Moreira Hugo , P. Gomes Heber , M. Villanueva Juan , K. Flores Thommas , Toledo Lucas
Published: December 2020

Os sistemas de irrigação estão presentes em todo mundo, impulsionando a agricultura e a agroindústria. No entanto, sua operação nem sempre está vinculada a processos eficientes e otimizados. A motivação deste trabalho surge a partir da importância em reduzir as perdas de água e energia detectadas na operação ineficiente de redes pressurizadas de irrigação. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema de controle inteligente com o emprego da lógica Fuzzy, para otimizar a eficiência energética em um sistema automatizado de irrigação pressurizada. O controlador desenvolvido foi aplicado em uma bancada experimental totalmente automatizada e instrumentalizada, com vistas a controlar a vazão e a pressão no ponto que simula o cabeçal de controle de um sistema de irrigação. O controlador se mostrou eficiente ao levar a vazão e a pressão do sistema aos valores estabelecidos como referências de operação. No primeiro cenário, o sistema registrou uma redução de 55% da frequência, para o segundo cenário o sistema apresentou uma redução de 11,67% enquanto a redução apresentada no terceiro cenário foi de 15%. Todas calculadas com relação a frequência nominal de operação da rede.
Controle das variáveis ambientais de um data center utilizando softwares e ferramentas livres
Authors: Vitorino de Sousa Felipe , Silva Araújo Régia Talina , Aires da Silva Alencar José Jhonnathas
Published: December 2020

A climatização de um data center é um quesito importante em relação ao seu desempenho, possui papel crucial para eficiência dos servidores, sistemas de armazenamento de dados, dispositivos de redes, dentre outros equipamentos que podem pertencer a ambiente. A fim de garantir condições climáticas de operação e segurança para equipamentos de um data center, este trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema de monitoramento e controle remoto de temperatura e umidade de um data center de uma instituição de ensino localizada no sertão do Ceará. O controle e monitoramento das variaveis de umidade e temperatura é realizado através da coleta de informações de maneira automatizada por meio de sensores. O sistema também agrega a implementação do software Zabbix para armazenamentos de dados, monitoramento, lembretes e plotagem de gráficos. O aplicativo Blynk também é uma ferramenta utilizada para controlar as variáveis por acesso remoto via smartphone. O sistema também faz uso de um ambiente Integral de Desenvolvimento Arduino, NodeMCU, receptor infravermelho e um emissor de infravermelho. Como resultado tem-se um sistema implementado e funcionando, onde tem-se a extração e análise de dados de forma tecnologicamente eficiente que permitem a visão e condições de operações dentre os parâmetros estabelecidos do data center.
Alocação de Uso e Perdas em Sistemas de Distribuição com Geração Distribuída
Authors: De S. Borges Paulo Victor , M. Leite da Silva Armando , A. Lima Delberis , C. Nascimento Luiz
Published: December 2020

Este trabalho apresenta uma nova metodologia para quantificação e alocação dos efeitos da Geração Distribuída (GD) em sistemas de distribuição. A concepção básica é a identificação, contabilidade e partilha do que são denominadas na metodologia proposta como funções, que representam propriedades tarifáveis e consideradas justas na averiguação da remuneração da GD. Neste artigo, as funções que serão avaliadas representam o impacto da GD no uso e nas perdas elétricas da rede de distribuição. A alocação entre os geradores é realizada utilizando-se o Valor Shapley da Teoria de Jogos Cooperativos. A metodologia proposta é implementada em uma ferramenta computacional desenvolvida em C++ e aplicada ao sistema teste IEEE RBTS Barra 2.
Controle Multimodelo de um Processo FOPDT por uma Abordagem IMC - Preditor de Smith Aplicada a um Sistema de Nível via CLP
Authors: S. de Carvalho João Victor , G. de Oliveira Tiago , F. Rodor Fadul , F. Pugliese Luiz
Published: December 2020

Este artigo apresenta a implementação em um CLP (Controlador Lógico Programável) de uma estratégia de controle multimodelo. Na metodologia proposta, um sistema de nível não linear é linearizado ao redor de diferentes pontos de operação e um controlador PI (Proporcional Integral) local é sintonizado via estratégia IMC (Internal Model Control) em uma estrutura de preditor de Smith. Do desenvolvimento de cada controlador local, baseado em um ponto de operação específico, um escalonamento de ganhos é utilizado para selecionar a melhor ação de controle no ponto de operação em questão. Como o sistema de nível não apresenta atraso de transporte, um atraso será adicionado computacionalmente, tornado-o um FOPDT (First Order Plus Dead Time), a fim de avaliar a eficácia do preditor de Smith projetado. A implementação da estratégia de controle multimodelo é realizada no CLP Rockwell CompactLogix L30ERM de forma a atuar sobre a planta didática de nível Exsto XC221.
Restabelecimento de Serviço: uma Revisão Crítica Quanto a Aplicação em Sistemas de Distribuição Brasileiros
Authors: M. da Silva Amanda , G. Marchesan Ana Paula , T. Zonin Milena , C. Marchesan Adriano , T. Martin Klaus , P. de Morais Adriano
Published: December 2020

Este trabalho apresenta uma revisão crítica da literatura referente ao tema de restabelecimento de serviço, analisando a aplicabilidade das metodologias propostas em sistemas de distribuição brasileiros. O artigo destaca a relevância do tema, descreve o problema de reestabelecimento e apresenta a crítica com base nos seguintes tópicos: nível de automação da rede, tempos de atuação e reparo, sistemas de proteção, inserção de geração distribuída e sistemas teste. Por fim, são apresentadas algumas sugestões para trabalhos futuros.
Análise de estabilidade de tensão considerando distorções harmônicas: uma abordagem baseada em otimização
Authors: O. N. Teixeira Mariana , D. Melo Igor , N. Medina Rai
Published: December 2020

Este trabalho apresenta uma análise sobre estabilidade de tensão em sistemas elétricos de potência, considerando distorções harmônicas através da modelagem de um problema de otimização. Seu objetivo é determinar o máximo carregamento do sistema, levando em consideração restrições relativas a limites de magnitude de tensão, distorções harmônicas individuais e totais. O problema formulado é resolvido via método de pontos interiores e é capaz de fornecer os multiplicadores de Lagrange associados às restrições ativas do mesmo. A partir do conhecimento desses valores, novos índices são propostos neste trabalho para se averiguar a estabilidade de tensão e o impacto das distorções harmônicas de tensão na operação dos sistemas elétricos, sendo possível determinar barras críticas relativas a esses problemas. Testes são conduzidos usando o sistema IEEE 14 barras, a fim de validar a metodologia proposta.
Uma Proposta para Automação de Bases de Dados Simuladas de Faltas de Alta Impedância
Authors: Mangueira Lima Érica , Costa Lucena Mateus , Silva Dantas Brito Núbia , Alencar de Souza Benemar
Published: December 2020

As etapas para a construção automática de uma base de dados simulada para faltas de alta impedância são  apresentadas neste trabalho, visando suprir a escassez de registros oscilográficos reais para este tipo de falta. Os softwares Matlab R e ATP são utilizados para estruturação e simulação dos cenários. O conceito de automação robótica de processos é adotado enquanto solução para integração dos softwares e automação do sistema, utilizando a linguagem Python. Em auxílio a tomada de decisões, a teoria dos grafos é aplicada à seleção das variáveis de simulação. Os resultados apresentados evidenciam ganhos produtivos e sugerem que a metodologia adotada pode ser aplicada na construção de bases de dados simulados de outros distúrbios dos sistemas elétricos de potência.
Algoritmo Qpso Aplicado Ao Problema De Despacho Econômico Dinâmico De Energia Elétrica Com A Inclusão Da Energia Eólica
Authors: Dos Santos Cantanhede André Carlos , Paucar Vicente Leonardo , Nonato Diniz Costa Filho Raimundo
Published: December 2020

As crescentes taxas de penetração da energia eólica nos sistemas elétricos de potência trazem desafios para o problema do despacho econômico dinâmico. O problema de despacho econômico dinâmico ou DED é um problema de otimização complexo e é uma extensão do problema estático de despacho econômico que é usado para determinar o programa de geração das unidades geradoras, a fim de atender à demanda de carga prevista ao longo de um horizonte de tempo a um custo operacional mínimo sob restrições de taxa de rampa e outras restrições. Neste contexto, este artigopropõe a aplicação do algoritmo QPSO (Quantum Particle Swarm Optimization) para solucionar o DED de energia elétrica com a inserção de energia eólica. O modelo de custo de geração eólica é apresentado com base em um modelo analítico probabilístico de produção de energia eólica, considerando o efeito de esteira. A metodologia apresentada é validada em um sistema teste de 10 unidades térmicas e as soluções encontradas pelo QPSO foram comparadas com a literatura especializada.
Projeto e Análise de Desempenho de um Atuador Elástico em Série Compacto para Exoesqueletos
Authors: H. M. de Gaitani F. , M. dos Santos W. , A. G. Siqueira A.
Published: December 2020

Neste artigo é projetado e analisado um Atuador Elástico em Série compacto e leve que será utilizado para acionar as juntas do exoesqueleto modular de membros inferiores Exo-TAO (Transparent Active Orthosis), existente no Laboratório de Reabilitação Robótica da EESC/USP. Este equipamento está sendo desenvolvido para auxiliar na reabilitação de pessoas com deficiência motoras decorrentes de lesões no sistema nervoso central ou medulares que afetam a mobilidade. O diferencial do atuador proposto é a utilização de uma mola torcional personalizada e compacta, proporcionando os níveis de torque e velocidade necessários para o acionamento do exoesqueleto. Tais níveis de desempenho foram avaliados considerando as características dos componentes selecionados e os padrões de marchadisponíveis na literatura.
Minimiza¸c˜ao do n´umero de transmiss˜oes em controle discreto com amostragem por evento
Authors: Alves Ribeiro Belo Mateus , Batista Ana Paula , Nunes Gon¸calves Eduardo
Published: December 2020

Este trabalho apresenta uma formula¸c˜ao multiobjetivo para o projeto de sistemas de controle com acionamento por evento com objetivo de obter diferentes compromissos entre o erro de rastreamento e o n´umero de transmiss˜oes dos sinais de realimenta¸c˜ao e de controle. ´E aplicado o algoritmo de otimiza¸c˜ao evolu¸c˜ao diferencial multiobjetivo para a obter um conjunto de solu¸c˜oes eficientes que determinam os parˆametros individuais para transmiss˜ao dos sinais decada sensor e atuador. S˜ao avaliadas quatro estrat´egias para defini¸c˜ao de quando os sinais do sensores e atuadores devem ser transmitidos ou n˜ao. A metodologia de projeto proposta e as diferentes estrat´egia para implementa¸c˜ao do sistema de controle com acionamento por evento s˜ao avaliadas por meio de um exemplo de sistema de controle multivari´avel com dois sensores e dois atuadores. Fica claro que a metodologia de projeto proposta ´e bastante eficiente com redu¸c˜ao consider´avel no n´umero de transmiss˜oes sem perda do desempenho do sistema de controle.
Investigação de Estratégias de Controle Clássico aplicadas a Conversores de Potência do tipo Flyback
Authors: M. de Souza Daniel , L. P. Medeiros Renan , V. de Bessa Iury , A. C. Ayres Jr. Florindo , J. S. Farias Nei
Published: December 2020

Recursos energéticos renováveis são soluções promissoras para uma futura crise energética global. Melhorar a eficiência da captação de energia e reduzir o custo de energia renovável são os principais objetivos para o desenvolvimento da tecnologia de eletrônica de potência. Para integrar os sistemas de geração e armazenamento de energia e regulação da tensão de saída, são utilizados os conversores CC-CC. Dentro desta topologia de conversores,destaca-se o conversor isolado do tipo flyback, o qual oferece isolação entre entrada e saída de conversão. Porém, o comportamento dinâmico destes conversores ocasiona efeitos não lineares no sistema, devido aos elementos de chaveamento. Neste âmbito, este trabalho realiza um estudo baseado na linearização em torno de um ponto de operação para regulação da tensão na saída de um conversor flyback fazendo uso de estratégias de controle clássico, objetivando mitigar efeitos de oscilações, garantindo a estabilidade do sistema para as especicações de desempenhodesejadas. As simulações foram realizadas para um conversor operando com tensão de entrada de 10 V, tensão de saída de 12 V, potência de 10 W e frequência de comutação de 2 kHz.
Algoritmo Híbrido de MPPT Baseado em SA-IC para Sistemas Fotovoltaicos Operando sob Sombreamento Parcial
Authors: R. Previero Gabriel , D. Silveira Rafaela , A. O. da Silva Sergio , P. Sampaio Leonardo
Published: December 2020

Este trabalho apresenta a implementação de um algoritmo de rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT - Maximum Power Point Tracking) híbrido baseado na combinação de métodos de otimização, heurístico e meta-heurístico, aplicado em um sistema fotovoltaico (FV). Métodos heurísticos possuem seu desempenho afetado sob condições de sombreamento parcial, não sendo capazes de garantir a busca pelo ponto de máxima potência global (GMPP). Assim sendo, algoritmos de MPPT baseados em meta-heurísticas têm sido utilizados na extração da máxima potência de arranjos FV. Porém, tais métodos apresentam comportamentos aleatórios em regime transitório provocando grandes oscilações de potência e podem apresentar desempenho afetado sob pequenas variações na irradiação solar. Portanto, este trabalho emprega o método de otimização meta-heurístico denominado Arrefecimento Simulado (SA – Simulated Annealing) para garantir o rastreamento do GMPP, sendo substituído pelo método heurístico Condutância Incremental (IC – Incremental Conductance) após a convergência. Os resultados do algoritmo híbrido sãocomparados considerando cada algoritmo (IC e SA) utilizado individualmente no sistema FV por meio de simulações computacionais.
Análise Térmica de Transformadores de Potência com Diferentes Sistemas de Refrigeração Através da Dinâmica de Fluidos Computacional
Authors: C. Nogueira Gabriel , H. Medeiros Leonardo , M. Oliveira Micael , N. Barth Daniel , C. Bender Vitor , E. G. Falcão Carlos , B. Marchesan Tiago
Published: December 2020

O presente artigo realiza o estudo térmico através da aplicação da Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) em seis protótipos de transformadores, diferidos pelo sistema de refrigeração. Os protótipos foram desenhados computacionalmente e simulados no programa ANSYS CFX®. Foi possível analisar dados numéricos de temperatura no ponto mais quente, no topo de óleo e temperatura média, e assim, comparar o desempenho térmico de cada sistema e implementar os dados à metodologia de estimativa da vida útil do transformador fornecida pela IEEE C57.100-2011. Além disso, a renderização dos resultados permitiu visualizar a distribuição de temperatura, consequentemente, o desempenho de cada sistema refrigerador.
Move blocking Model Predictive Control of a helicopter with three degrees of freedom
Authors: Toniere Giovanelli Rogério , Junqueira Magalhães Afonso Rubens
Published: December 2020

This work presents the use of a move blocking algorithm in the Model Predictive Control (MPC) of a helicopter with three degrees of freedom (3DoF). Considerations about the feasibility of the MPC solutions and robustness of the control law are developed to propose an internal feedback gain array using Linear Matrix Inequalities (LMIs). The objective of this structure is to grant adjustment  exibility of the plant dynamics through a D-stable region and to reduce the computational complexity of the problem.
CONTROLE POR MODOS DESLIZANTES PARA SISTEMAS SUB-ATUADO APLICADO EM UM SISTEMA BALL-AND-WHEEL
Authors: P. Neves Gabriel , A. Angélico Bruno , A. Tannuri Eduardo
Published: December 2020

Esse artigo apresenta a construção, a modelagem e o controle de um sistema denominado ball-and-wheel, que consiste numa roda atuada que busca estabilizar uma bola na posição de equilíbrio instável. Nesse sistema foi aplicado um controle não linear sliding-mode. Devido à necessidade de controlar mais de um estado, foi proposto uma nova superfície que manteve a posição da bola e a velocidade da roda em zero. O controlador projetado foi aplicado em um protótipo. Resultados de simulação e práticos com o sistema real são apresentados para validar o controlador com a superfície proposta.
Modelo térmico para barramento de cobre e conexões elétricas para o design interno de painel elétrico
Authors: Alves Alesandre , De Campos Maurício , Manoel Lenz João , Sausen Paulo Sérgio , T. Z. Romcy Sausen Airam
Published: December 2020

A infraestrutura de distribuição de eletricidade segue rígidos e complexos arranjos para garantir a disponibilidade segura no fornecimento de energia elétrica para as cidades. Tais arranjos são compostos por uma variedade de equipamentos responsáveis pela distribuição, proteção e controle das cargas elétricas em seus diversos níveis de potência elétrica e classe de tensão. Um dos equipamentos responsáveis pela distribuição, proteção e controle dos circuitos elétricos são os painéis elétricos. Neste contexto, é apresentado neste trabalho a modelagem do aquecimento gerado internamente nos painéis elétricos devido as condições ambientais, elétricas e físicas para os arranjos dos barramentos de cobre e conexões elétricas.
Performance Comparison of Converter Topologies for Double Fed Induction Generator-based Wind Energy Conversion Systems
Authors: R. F. B. de Souza Victor , S. Barros Luciano , B. Costa Flavio
Published: December 2020

The advancements in power electronics have supported the widespread penetration of wind energy conversion systems (WECS) in electric grids. In this context, power converters have crucial functionality in the control of active and reactive power injection, moreover they are directly related to voltage and current harmonic distortion levels, mechanical and thermal stress that are experienced by the wind turbine. Currently, several topologies have been tested in order to improve the performance and increase the power processing of WECS to support the network demand. Based on the relevance of this issue, this paper presents a performance comparison of a Double Fed Induction Generator(DFIG)-based WECS employing three topologies of back-toback converters: two-level voltage source converter topology (2L-VSC), neutral point clamped (NPC) and modular multilevel converter (MMC). Simulation results present DFIG currents, voltages, torque, speed and the total harmonic distortion (THD), highlighting the performance improvement employing multilevel topologies and the impacts of using each topology.
Maximização da Transferência de Potência em Sistemas com Penetração Eólica
Authors: N. N. Costa Junior , Peres Wesley , C. R. Coelho Francisco , C. Ferreira Bruna
Published: December 2020

Este artigo propõe uma abordagem para maximizar a Capacidade Total de Transferência (Total Transfer Capacity - TTC) de potência entre duas áreas de um sistema de transmissão com geração eólica. O objetivo é ajustar as variáveis de controle dos geradores convencionais (tensão terminal e potência ativa) e dos aerogeradores (tensão terminal). Esse ajuste leva em consideração restrições de tensão, potência ativa e reativa, carregamento das linhas de transmissão e também restrições de amortecimento (para garantia da estabilidade a pequenas perturbações). Essa abordagem, denominada de Fluxo de Potência Ótimo com Restrições de Estabilidade a Pequenas Perturbações - SS-COPF (Small-Signal Stability Constrained Optimal Power Flow) resulta em um problema de otimização não convexo e não linear, resolvido na literatura por métodos baseados em aproximações que podem comprometer a convergência do processo iterativo. Neste artigo, o problema será resolvido através de uma técnica de otimização bioinspirada baseada no enxame de partículas (PSO), sem aproximações para tratamento da restrição de estabilidade. Os aerogeradores considerados serão do tipo DFIG (geradores de indução duplamente alimentados), configuração que reduz o estresse mecânico e otimiza a captura de energia devido a operação em velocidade variável.
Controle NMPC para o Seguimento de Caminhos Visuais com Velocidade de Navegação Variável
Authors: T. Ribeiro Tiago , P. B. Franco Iago José , S. Conceição André Gustavo
Published: December 2020

Controle visual tornou-se uma alternativa interessante para o aumento da autonomia da navegação de robôs móveis em muitos cenários reais. Os modelos clássicos para seguimento de caminhos não permitem, originalmente, uma métrica para a variação da velocidade navegação, e isso torna-se um problema ainda mais pronuciável ao utilizar técnicas de controle visual, muito sensíveis a calibração de parâmetros, como a curvatura. Este artigo propõe uma abordagem para a variação na velocidade de navegação em controladores para seguimento de caminhos visuais baseados em NMPC. A principal contribuição surge na criação de um novo estado capaz de capturar as características do caminho e calcular, em tempo de execução, uma velocidade de navegação ótima capaz de regular o robô em torno do caminho visual. Experimentos com a plataforma Husky UGV demonstram a efetividade da proposta.
Método de Programação Linear Inteira Mista Aplicado no Problema de Coordenação de Relés de Sobrecorrente Direcionais
Authors: T. Martin Klaus , C. Marchesan Adriano , T. Zonin Milena , B. de Araújo Olinto , Cardoso Jr Ghendy , F. da Silva Marcelo
Published: December 2020

Esse trabalho apresenta uma metodologia para coordenação de relés de sobrecorrente direcionais em Sistemas Elétricos de Potência interconectados utilizando Programação Linear Inteira Mista. Essa abordagem possibilita um menor número de variáveis em relação a outros métodos, resultando em um menor tempo de simulação. A metodologia é aplicada nos sistemas teste 6, 8 e 15 barras para comparar os resultados com outros métodos presentes na literatura. Os resultados demonstram a capacidade da metodologia em encontrar a solução ótima com tempos de processamento computacional reduzidos, possibilitando o uso dessa em aplicações de coordenação de relés de sobrecorrente em tempo real.
Detecção de Anomalias em Logs para Manutenção Preditiva baseada em Sistema Fuzzy Evolutivo Fracamente Supervisionado
Authors: Decker Leticia , Leite Daniel
Published: December 2020

A detecção de anomalia de comportamento de sistemas é crucial para a manutenção preditiva e a segurança dos dados em centros de computação. Centro de computação é qualquer rede de computadores que permita aos usuários compartilhar dados e recursos computacionais. Em geral, logs são dados não-estruturados (arquivos) produzidos por processos estocásticos não-estacionários. Propomos uma abordagem de inteligência computacional em tempo real para monitorar e classificar o comportamento de sistemas baseado em logs usando um esquema de janela deslizante em conjunto com um gráfico de controle estatístico para encontrar estruturas e classificar logs em relação a graus de anomalia. Os resultados de classificação são melhorados a partir do eGFC (evolving Gaussian Fuzzy Classifier), que gera e atualiza um modelo granular fuzzy a partir de fluxo de dados contínuo fracamente rotulados. O sistema fuzzy evolutivo de monitoramento de centrais de computação tem produzido resultados encorajadores em termos de acurácia e eficiência em processamento em tempo real para aplicações de aprendizado de máquina online.
Desenvolvimento de sensor para a estimativa da quantidade de proteína no soro de leite baseado em espectroscopia UV-Vis
Authors: L. de Oliveira Jr Mauricélio , Dos S. A. Claudino Lucas , M. G. Lopes Giancarlo
Published: December 2020

Pode-se considerar o soro de leite como um subproduto da produção de queijos, o que o leva muitas vezes a ser descartado; porém, o soro de leite pode servir como matéria prima para produção de outros produtos. A quantificação da quantidade de proteína no soro de leite é essencial para a caracterização da qualidade do soro. Essa quantificação pode, entre outras formas, ser realizada através de técnicas de espectroscopia. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma técnica de calibração de dispositivos fotossensíveis para trabalhar na quantificação de proteína em complexos proteicos e no soro de leite. A técnica estabelece uma metodologia para relacionar a concentração de proteína à energia absorvida por um fototransistor. A calibração foi aplicada através do desenvolvimento de um circuito eletrônico com transmissor, receptor e condicionamento de sinais, que foi aplicado a dois complexos proteicos com características distintas. Os resultados obtidos demonstram alta confiabilidade da calibração em ambos casos de aplicações, com curvas de calibração que apresentam erro quadrático médio inferior a 0,17 e coeficiente de determinação maior que 0,98.
Instrumentação de Bancada Didática para Ensaios de Motores de Indução Trifásicos
Authors: Alves Dalmolim Alexandre , Pavei Uggioni Périson , Michelon Marques Fernando , Daleffe Anderson , De Souza Márcio Afonso
Published: December 2020

O motor elétrico de indução é o tipo de motor mais utilizado no mundo, destacando-se nas aplicações industriais, devido sua robustez, versatilidade e baixo custo. Para compreender o funcionamento e o comportamento de parâmetros elétricos e mecânicos inerentes a estas máquinas, fazse necessárias bancadas didáticas de ensaio nos laboratórios de institutos e universidades. Desta forma, este trabalho apresenta o desenvolvimento e aplicação de instrumentação em uma bancada didática de ensaio de motores de indução trifásicos, pertencente ao Laboratório de Acionamentos Elétricos do Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC) câmpus Criciúma. Alterações nas condições de funcionamento e aquisição de dados em tempo real fazem da bancada um importante recurso didático para o laboratório.
Sistema para Autocalibração Adaptativa de Braços Robóticos com Sensores e Aprendizado de Máquina de Baixo Custo
Authors: C. Lopes Déborah , L. Vilar-Dias João , B. Lima-Neto Fernando , A. Gómez-Malagón Luis
Published: December 2020

A calibração de braços robóticos é uma atividade crucial para utilização efetiva desses equipamentos na indústria. No entanto, as técnicas tradicionais envolvem equipamentos de alto custo, muitas horas de engenharia e profissionais altamente qualificados. Sendo assim, o presente trabalho propõe um dispositivo e uma metodologia para autocalibração de braços robóticos. Tal metodologia deve ser adaptativa, rápida e de baixo custo. O sistema proposto permite a calibração periódica de robôs já instalados no ambiente de trabalho, usando sensores inerciais, bússola eletrônica e algoritmo de aprendizagem de máquina de baixo custo computacional que pode rodar em microcontroladores comuns. A metodologia foi testada em uma plataforma robótica, contendo um robô esférico de 6 eixos e sem calibração prévia. Os resultados mostram que por meio desta, a calibração pode ser feita eficientemente, em poucas iterações e com acurácia de 1°. Isso além de poder auxiliar no diagnóstico de falhas nos eixos.
Horta Inteligente: Uma Alternativa de Baixo Custo do Projeto FarmBot Baseado em Internet das Coisas (IoT)
Authors: Fritz Henrique Letícia , Barbosa Franco Ramos Beatriz , Barbosa do Amaral Bruno , Oliveira Pereira João Vitor , Martins Torres Juliana , De Mello Amorim Novais e Silva Marília , Hamond Coutinho da Silva Tessa , Nogueira Dias Daniel Henrique
Published: December 2020

Atualmente, os incentivos para o cultivo de hortas urbanas têm crescido no mundo todo, uma vez que esta prática proporciona diversos benefícios nas áreas da saúde e meio ambiente. No geral, essas hortas necessitam de cuidados com o cultivo e usualmente são construídas em espaços públicos, condições que muitas vezes não são possíveis de serem alcançadas. Dessa forma, a presença da automação no setor pode contribuir para o incentivo de hortas residenciais em que o controle e gerenciamento são realizados de forma remota e automática, em um espaço reduzido. Neste contexto, este trabalho tem como principal objetivo descrever as etapas do desenvolvimento de uma horta inteligente de baixo custo, construída com base em projeto já existente e de código aberto, utilizando fabricação com impressora 3D, e tecnologia de framework da internet das coisas
Segurança Cibernética em Smart Grids: Uma support Vector machine
Authors: Do Nascimento Alves Helton , Matthews Moreno Montel Ben-Hur
Published: December 2020

O sistema de Smart Grid é uma importante ferramenta para gerenciar de forma sustentável, econômica e confiável do sistema elétrico. Ele utiliza dados de topologia de rede, parâmetros da linha de transmissão e variáveis de estado obtida pelo Estimador de Estado (EE) para controlar as operações da rede. Recentemente foi introduzido uma nova classe de erros em que o EE não está preparado para detectar e corrigir, foi definido como: Injeção Furtiva de Dados Falsos (IFDF). Esse tipo de erro ocorre nas medições em tempo real, topologia da rede e parâmetros de linha. Devido a diversidade de locais de injeção, para que a melhor medida seja tomada, é muito importante determinar o ponto de injeção. Nesse artigo é proposto um support vector machine para a detecção do ponto de injeção de dados falsos. Aanálise de componentes principais é aplicada para reter toda a variação de sinal e maximizar a diferença entre o ponto de operação normal e anormal. A simulação de Monte Carlo é utilizada para gerar amostras de planos de medições para os sistemas de 14 e 57 barras da IEEE. Os resultados comprovam que o índice de inovação como parâmetro em potencial para ajudar na identificação de local em que ocorreu o Erro Grosseiro (EG).
Inversor operando em modo isolado com compartilhamento de carga pelo controle droop
Authors: Da Silva Renata Cristina , Gomes Neves Vitor , Dos Santos Felipe Daniel , Venicio de Sousa Clodualdo , Seleme Júnior Seleme Isaac
Published: December 2020

Esse trabalho propõe a implementação por simulação de um conversor formador de rede, operando isolado e em paralelo com um conversor de suporte a rede, com o intuito de realizar o compartilhamento de potência ativa e reativa por meio do controle droop.
Identificação de um Sistema de Bombeamento Hidráulico com Algoritmo Evolucionário Multi-objetivo
Authors: De Oliveira Mota Frederico Lucas , De Souza Carvalho Gustavo , Carvalho de Castro Henrique , Groenner Barbosa Bruno Henrique
Published: December 2020

A seleção de estruturas de modelos que representam sistemas reais desempenha um papel fundamental no processo de identificação de sistemas. Neste trabalho, busca-se encontrar modelos NARMAX polinomiais com bom desempenho no regime dinâmico e estático que representam um sistema de bombeamento hidráulico de 15 kW. Para a seleção de estruturas, o NSGA-II é implementado a fim de minimizar três objetivos: i. o erro da curva estática do modelo, ii. o erro de predição um passo a frente (erro em regime dinâmico), e iii. o número de regressores do modelo. Como apoio na decisão, o critério "joelho" da curva de Pareto é utilizado em conjunto com os limites de erro do sensor de pressão na escolha do modelo mais adequado do conjunto Pareto ótimo resultante do otimizador de estruturas. O modelo selecionado apresenta seis regressores, com erro em regime estático de 0,00659 [mlc²], erro em regime dinâmico de treino 2,85348 de [mlc²] e erro em regime dinâmico de validação de 2,5614 [mlc²]. Este modelo se mostrou uma boa alternativa uma vez que apresentou resultados satisfatórios nos regimes dinâmico e estático, com um número menor de regressores quando comparado com outro trabalho em que foi utilizando o mesmo banco de dados.
Programação Linear Aplicada ao Carregamento Coordenado de Veículos Elétricos em Redes de Distribuição
Authors: M. de Sá Sarah , L. Pereira Michael Douglas , F. Franco John
Published: December 2020

A pressão da comunidade para reduzir as emissões de gases de efeito estufa, aliada à baixa eficiência do motor a combustão e às melhorias nas tecnologias de armazenamento de energia dos veículos elétricos (VEs), resultou no aumento desses automóveis nos últimos anos. Porém, o carregamento simultâneo de um grande número de VEs pode trazer impactos significativos no sistema de distribuição de energia elé-trica. Nesse contexto, este artigo apresenta um modelo de programação cônica de segunda ordem inteira mista e um modelo linear para o carregamento coordenado dos VEs. As formulações propostas têm co-mo objetivo a minimização da energia não carregada, assim como do tempo de carregamento para cada VE, satisfazendo as restrições de operação da rede. Os modelos matemáticos foram implementados na linguagem de modelagem matemática AMPL e testados em sistemas de 33 barras e de 136 barras, sendo resolvidos usando o solver CPLEX. Inicialmente foram avaliados os principais impactos que a rede sofre com o carregamento descoordenado dos VEs. Na sequência, são apresentadas as melhorias que os mo-delos cônico e linear proporcionam à rede. Esses resultados confirmam a eficiência dos modelos propos-tos na solução do carregamento coordenado de VEs, contribuindo para facilitar sua integração nas redes de distribuição.
Controle Preditivo Não-Linear Robusto com Propagação de Incertezas via Zonotopos
Authors: M. Cunha Victor , L. M. Santos Tito
Published: December 2020

Este trabalho apresenta um novo método baseado em zonotopos para o cálculo de conjuntos alcançáveis que limitam a propagação de incertezas em sistemas não-lineares. Estes conjuntos são utilizados na definição de controladores preditivos robustos de sistemas não-lineares.O principal objetivo consiste na redução do conservadorismo das restrições recuadas, as quais são utilizadas para garantir factibilidade recursiva e estabilidade entrada-estado baseada em predições nominais. A técnica de propagação de incertezas proposta é aplicada a um conversor DC-DC com vistas a ilustrar os benefícios da técnica proposta.
Desenvolvimento de um drone autônomo para tarefas de entrega de carga
Authors: L. Rocha Thiago , M. C. Rezende Adriano , R. F. Miranda Victor , Azpúrua Héctor , M. Freitas Gustavo
Published: December 2020

Drones são cada vez mais usados em aplicações de logı́stica devido à sua rapidez e praticidade. Este artigo apresenta uma metodologia para a viabilização de entregas utilizando drones autônomos. Duas estratégias de planejamento de caminho são apresentadas e a localização do quadrirrotor é feita através do GPS, IMU e barômetro durante o voo. Na fase de pouso, a pose estimada por uma câmera junto a um marcador ArUco ou por dispositivos Ultrawide Band são fundidos ao GPS utilizando um Filtro de Kalman Estendido. O controle do robô é feito por uma técnica de Campos Vetoriais, de maneira que o drone convirja para a curva desejada. As estratégias de planejamento de caminho são validadas através de simulações e experimentos reais, e as diferentes técnicas de localização são comparadas. Os resultados preliminares mostram a viabilidade da utilização de drones para entregas de pacotes.
Controle Sensorless de Motor Síncrono a Ímã Permanente Baseado em Observador de Modos Deslizantes
Authors: Leal Rocha João Marcos , de Moura Fernandes Eisenhawer
Published: December 2020

A utilização de sensores de posição/velocidade em sistemas de controle para Motores Síncronos a Imã Permanente (PMSM) acarreta inconvenientes tais como alto custo, complexidade e baixa confiabilidade. Este trabalho apresenta um sistema controle de um motor síncrono a imã permanente utilizando a estratégia de controle sensorless pelo método do observador por modos deslizantes. A estimação da velocidade/posição angular é feita a partir da força contra-eletromotriz (fcem) estendida pelo método do Observador de Modos Deslizantes. O controle de corrente e velocidade é feito por controladores PI. A sintonia dos controladores foi realizada através do método de cancelamento de polos do sistema físico. O sistema de controle sensorless foi implementado computacionalmente para frequência de chaveamento de 10 kHz. Resultados de simulação são apresentados e demonstram o funcionamento adequado do sistema de controle sensorless.
Algoritmo de Controle Preditivo com Predição Iterativa Não Linear e Linearização para Modelos Hammerstein-Wiener
Authors: B. Schwedersky Bernardo , C. C. Flesch Rodolfo , A. S. Dangui Hiago
Published: December 2020

Esse artigo propõe um algoritmo de controle preditivo com predição iterativa não linear e linearização, usando um modelo do tipo Hammerstein-Wiener. No algoritmo proposto, o modelo Hammerstein-Wiener é usado para obter uma resposta base, o qual depende das entradas passadas e atuais, enquanto uma versão linearizada do modelo é usada para obter a resposta ótima, a qual depende apenas de entradas atuais e futuras. Os esforços de controle futuros são obtidos a partir da solução de um problema de otimização quadrático. Ao invés de aplicar primeiro esforço de controle calculado, um procedimento iterativo é executado, no qual a entrada base é atualizada com os esforços de controle calculados na iteração anterior, até que o termo correspondente à resposta base seja grande o suficiente em comparação ao termo da resposta ótima, reduzindo a influência da deterioração do desempenho decorrente da linearização. O algoritmo proposto foi avaliado com um modelo não linear de um processo de neutralização de pH, e os resultados foram utilizados para mostrar o impacto do procedimento iterativo no desempenho em malha fechada, bem como no esforço computacional. Os resultados obtidos neste estudo mostram que o procedimento iterativo melhora o desempenho em malha-fechada, mantendo o custo computacional aceitável.
A stabilizing gradient-based economic MPC for unstable processes: toward the enlargement of the domain of attraction
Authors: D. Santana Daniel , A. F. Martins Márcio , L. M. Santos Tito
Published: December 2020

This work proposes a stabilizing gradient-based economic MPC with enlargement of the domain of attraction, based on the novel combination of three ingredients: terminal equality constraints solely on open-loop non-stable states, an admissible articial steady-state, and a terminal cost. A further enlargement of the domain of attraction is achieved by including slack variables to soften the bound constraints of states, without affecting the stabilizing propertiesor capacity to drive the closed-loop system toward the economic target. Finally, a case study based on an unstable reactor is used to demonstrate the properties of the proposed strategy.