bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Cogging Torque Reduction by Means of Pole Segmentation Optimization on the Permanent Magnet Synchronous Machine
Authors: E. Santos Hugo , M. de Andrade Jr. Khristian , M. Vilela Wellington , T. de Paula Geyverson
Published: December 2020

One of the main obstacles during the design of permanent magnet machines consists in reducing the developed torque ripple characteristic of this type of machine. The main component of such ripples is a parasitic torque, called cogging torque. A technique present in the literature to reduce this parasitic torque considers the segmentation of the poles. This allows a decrease in the cogging torque, however reducing the air gap flux density too and thus the torque mean. Thus, in order to keep the torque mean reduction in reasonable levels, optimization techniques can be employed with the pole segmentation. The variables to be optimized are the number, distance and width of the segments. The present article proposes two methods to optimize these variables in order to minimize the cogging torque, but also maintain a satisfactory flux density value. Some constraints are added to account for the machine construction feasibility. The proposed methods were validated through a nite element analysis. The results proved the effectiveness of the proposed methods, with a reduction by up to 76% in the cogging torque and keeping, in the best case, about 95% of the reference machine air gap flux density and 78% in the worst one.
Seleção das matrizes da saída controlada por realimentação de estados com norma H2 baseada na solução algébrica de Riccati
Authors: Guilhon Denner , Siqueira Meirelles Pablo
Published: December 2020

Diante das dificuldades enfrentadas pelo projetista para realizar controle de um sistema por realimentação de estados com norma H2, especificamente na escolha das matrizes da saída controlada, o presente trabalho vem propor uma metodologia baseada na solução da equação algébrica de Riccati. Nesse contexto, será mostrado ser possível não só definir as matrizes da saída controlada, mas como obtê-las em função de critérios fixados de desempenho no domínio do tempo. A metodologia proposta é simulada para o modelo de um veículo, com o intuito de executar o controle de rastreamento de sinal de referência, no caso particular de dupla mudança de faixa.
Técnicas Não Supervisionadas de Aprendizado de Máquina Aplicadas na Avaliação da Confiabilidade Composta de Sistemas Elétricos de Potência
Authors: A. Assis Fernando , C. Coelho Alex Júnior , D. Rezende Lucas , C. Resende Leonidas , M. Leite da Silva Armando
Published: December 2020

Neste artigo é proposta uma metodologia simples e nova para avaliação da confiabilidade composta de sistemas elétricos de potência. O método de simulação Monte Carlo não sequencial é combinado com técnicas não supervisionadas de aprendizado de máquina com o intuito de reduzir o esforço computacional envolvido no processo de estimativa dos índices de confiabilidade composta. A metodologia permite que diferentes técnicas não supervisionadas sejam empregadas, tendo em vista a obtenção de reduções significativas nos tempos de processamento, sem que haja perda de precisão dos índices de desempenho estimados. Os resultados obtidos com a utilização de três diferentes técnicas de classificação (Kohonen self-organizing map, K-means, and K-medoids) são apresentados e amplamente analisados.
Análise do Impacto da Inserção de Geração Distribuída de Fonte Solar Fotovoltaica no Fator de Potência da Rede Elétrica
Authors: H. G. Schmidt Fernando , A. de Souza Carlos , Sperandio Mauricio
Published: December 2020

Com o crescente interesse dos consumidores de energia elétrica pelos benefícios trazidos pela Geração Distribuída (GD), surge a preocupação com o impacto que tal inserção trará às – por muito inalteradas – redes de distribuição. Após as mudanças trazidas ao setor pela Resolução Normativa (REN) 687/15 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), que levaram ao rápido crescimento do setor no país, surgiu a necessidade de estudos de modo a mitigar os impactos técnicos e comerciais que tal modalidade de geração traz ao setor elétrico. Um dos pontos impactados pela inserção de geração junto à carga é o fator de potência (FP). Como o faturamento da GD se dá pela parcela de energia ativa entregue a rede, o agente gerador não é incentivado a controlar o FP de geração, que permanece unitário, de modo a produzir apenas energia ativa. Contudo, estes consumidores muitas vezes demandam também energia reativa, esta que necessariamente precisa ser retirada da rede, pois não é gerada pelas unidades de GD. Como a energia reativa não é faturada para clientes da baixa tensão, surge um problema técnico-comercial, já que tal energia ainda ocasiona perdas e serviços à rede da concessionária. Assim, este trabalho busca analisar o impacto causado pela GD de fonte solar fotovoltaica no FP de uma rede de distribuição a partir da simulação de um sistema elétrico com GD no software OpenDSS.
Desenvolvimento de um Sistema de Eletrização Eletrostática para Pulverização Agrícola
Authors: M. Macedo Vitor , P. Terra Fábio , U. N. Nunes José
Published: December 2020

O crescimento populacional das últimas decadas demandou grande aumento na produção agrícola, especialmente nos gêneros alimentícios. Com isso, visando reduzir perdas e garantir produtividade, os agricultores tornam-se cada vez mais dependentes da aplicação de agrotóxicos em suas lavouras. Esse uso massivo dos defensivos agrícolas representa alto custo para o produtor, além de trazer riscos a sua saude, ao meio ambiente e à própria segurança alimentar da população. Uma forma de reduzir a quantidade de agrotóxico aplicada nas lavouras, e melhorar sua eficiência, é por meio da pulverização eletrostática, que consiste em induzir uma carga elétrica na calda (agrotoxico diluído em água) através da aplicação de alta tensão unidirecional, da ordem de dezenas de milhares de Volts. Assim, com este trabalho, propõe-se o desenvolvimento e a implementação física de uma solução modular para realizar a eletrização da calda. O equipamento é baseado em um conversor CC-CC flyback associado a uma bateria, e destaca-se por sua simplicidade e baixo custo em relação as soluções similares existentes comercialmente. Os resultados obtidos com o equipamento desenvolvido comprovam a sua validade para aplicações em diversas culturas de produção agrícola.
Procedimentos para Detecção e Classificação de Variações de Tensão de Curta Duração Utilizando a Transformada Wavelet Discret
Authors: M. S. Junqueira Caio , S. D. Brito Núbia , A. Souza Benemar
Published: December 2020

As Variações de Tensão de Curta Duração (VTCD) são eventos que merecem uma atenção especial na área de Qualidade de Energia Elétrica (QEE), devido à sua frequente ocorrência. Um monitoramento constante é essencial para diagnosticar suas causas e minimizar os prejuízos financeiros. Vários métodos para detectar e classificar VTCD foram apresentados na literatura e dentre os mais utilizados, destacam-se o Valor Eficaz (RMS) e a Transformada Wavelet Discreta (TWD). Neste artigo, esses métodos são comparados e um novo procedimento é apresentado com o objetivo de melhorar a caracterização de uma VTCD. A análise é feita considerando o número de amostras por ciclo, o tamanho da janela, além de eventos simultâneos, sendo validada utilizando sinais reais e simulados. Os resultados indicaram que o procedimento é capaz de detectar e classificar VTCD para os mais diversos cenários, permitindo que a informação seja enviada de forma precisa para os centros de tomada de decisão.
Controle por Modos Deslizantes com Compensação por Processo Gaussiano para um Manipulador Flexível
Authors: S. Lima Gabriel , M. Bessa Wallace
Published: December 2020

Os manipuladores robóticos rígidos tem como desvantagem a necessidade de utilização de atuadores que demandam muita energia. Por essa razão, manipuladores flexíveis são uma opção interessante para substituir os convencionais por possuírem menor peso e precisarem de atuadores que consomem menos energia. Entretanto, o controle desses manipuladores é difícil de ser realizado por conta de sua flexibilidade. Nesse trabalho é proposto a utilização de um controlador por Modos Deslizantes com compensação de incertezas utilizando Regressão por Processo Gaussiano. Um modelo utilizando parâmetros concentrados é utilizado para representar o sistema, no qual o controlador só tem conhecimento dos estados da base e da ponta. Simulações numéricas mostram que o controlador utilizado é eficaz para resolver o problema do rastreamento de trajetória.
PROJETO E CONTROLE DO PROTÓTIPO TÚNEL DE VENTO VERTICAL
Authors: Da costa oliveira Dias Linsley , De Souza Correa Lucas , De Barros Araújo Rejane
Published: December 2020

No treinamento de astronautas, uma das capacitações básicas para a sobrevivência no espaço, consiste na adaptação em um local com gravidade "0", e uma das formas de realizar essa preparação, é em um túnel vertical com um ventilador de alta potência na sua base. Na engenharia de controle, existe a preocupação em colocar os alunos em contato com as problemáticas encontradas no dia-a-dia, na indústria e mercado de trabalho, neste caso, construindo um protótipo de túnel de vento vertical a fim de controlar a posição de um corpo de prova livre, simulando um astronauta em treino. A pesquisa quantitativa prioriza o apontamento numérico da frequência e intensidade do comportamento do sistema, utilizando de ferramentas matemáticas e computacionais, extrai com confiabilidade os resultados numéricos do arquétipo. A pesquisa qualitativa relaciona-se com os resultados, em compreender determinados comportamentos, logo, será factível analisar e entender os dados obtidos. Desenvolveu-se uma planta para aplicação de técnicas de controle, observou-se dificuldades na construção de uma planta real e a implementação de estratégias de controle. O controlador ficou conservativo, sendo assim mais sensível as variações de posição do corpo de prova, melhorando a robustez e desempenho, alcançando o objetivo.
Análise Multivariável para Priorização de Obras em Redes de Distribuição de Energia Elétrica com Foco nos Indicadores de Qualidade de Energia
Authors: Dos S. Costa Ricardo , Da S. Pereira Paulo Ricardo , P. Madruga Ederson
Published: December 2020

Este trabalho apresenta uma metodologia desenvolvida para efetuar a priorização de alimentadores a receberem investimentos. São analisados todos os alimentadores de uma concessionária de energia e através da aplicação do método "Analytic Hierarchy Process" (AHP), são determinados quais alimentadores devem receber prioritariamente os recursos disponíveis. Essa metodologia foi escolhida por ser robusta e propiciar uma maior assertividade na tomada de decisões, além de ser um método que permite que sejam considerados os dados históricos dos equipamentos, bem como a opinião e experiência dos especialistas da empresa, dando mais embasamento para a tomada de decisão. A aplicação correta dos recursos é extremamente importante para a empresa, uma vez que pode garantir resultados positivos na performance dos alimentadores, melhorando assim os indicadores da empresa e a percepção que os clientes têm da concessionária. A contribuição deste trabalho é o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que permite a utilização do método AHP com flexibilidade e versatilidade, possibilitando visualizar todos os indicadores de qualidade do serviço, apontando ainda as causas das falhas no fornecimento de energia elétrica e dando liberdade para o usuário customizar as análises definindo períodos, equipamentos e causas de falhas desejados.
Estudo da Influência Causada pelas Diferenças Técnicas de Piranômetros na Determinação da Taxa de Desempenho de um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede
Authors: O. Silveira Camila , L. Yang Renata , B. Souza Muriele , M. Tiepolo Gerson , Urbanetz Júnior Jair
Published: December 2020

O estudo da radiação solar é fundamental para avaliar o potencial da geração de energia elétrica por meio de Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFVCR) em determinada localidade. Por meio de um sensor radiométrico denominado piranômetro é possível medir os valores de irradiância e obter a performance de uma planta fotovoltaica com o cálculo da taxa de desempenho. Neste artigo foram avaliados dois piranômetros que possuem características técnicas distintas e medem a irradiância no plano inclinado na latitude de um mesmo local, os modelos CMP6 de primeira classe e CMP10 de padrão secundário, sendo que o último possui maior precisão. A taxa de amostragem destes dispositivos é de um valor por minuto. Os resultados apresentaram divergências que variam de 0,26% a 2,67% no período compreendido entre dezembro de 2019 e junho de 2020, com desvios padrão de 0,90 kW∙h/m² para o CMP10 e de 0,91 kW∙h/m² para o CMP6. O desempenho de um SFVCR composto por módulos de telureto de cádmio (CdTe) apresentou a mesma variação no cálculo da taxa de desempenho, cujas médias foram de 76,78% e 76,47% dependendo do equipamento utilizado. Essas divergências são esperadas devido a variação das incertezas existentes entre os sensores.
SUNLOAD: Carregador de celular portátil alimentado por placa solar
Authors: De Barros Araujo Rejane , Vieira André Ivo , Dos Santos Ferreira Clarissa Letticia , De Paiva Rodrigues Mayara
Published: December 2020

Este artigo mostra o desenvolvimento de um carregador de celular portátil alimentado por placa solar (SUNLOAD), na forma de protótipo. Para a eficiência e validação do protótipo, são realizados estudos científicos sobre a utilização da energia solar e seu impacto no Brasil, a escolha de qual modelo de placa utilizar e o circuito elétrico mais adequado que atenda a proposta e necessidades do projeto. Os testes são realizados em simuladores e placa de ensaio, e adicionalmente um indicador de bateria é inserido no protótipo, sendo testado e montado de forma semiprofissional em uma placa de fenolite, juntamente com uma caixa personalizada impressa em uma impressora 3D.
Detecção de Novidades Aplicada ao Armazenamento de Dados em Qualidade da Energia Elétrica
Authors: A. Fernandes Alysson , D. Ferreira Danton , N. Huallpa Belisario , R. M. Silva Leandro , B. Kapisch Eder
Published: December 2020

Este trabalho apresenta a descrição e os resultados de um novo método para detecção de novidades, focado no armazenamento eficiente de dados de sistemas elétricos de potência. O método proposto é simples e consiste na aplicação das técnicas Cycle by Cycle Difference (CCD) e Morfologia Matemática (MM) para identificação das novidades. Identificadas as novidades, os frames onde elas ocorrem são extraídos do sinal, os demais frames são descartados. Dentre os frames de novidade extraídos, os que contêm distúrbios elétricos são integralmente armazenados, enquanto os que representam estados estacionários têm apenas seus parâmetros armazenados, contribuindo para um armazenamento eficiente. O método descrito possui reduzida complexidade computacional. Testes e resultados de simulação relacionados à capacidade de detecção e compressão mostram que o método proposto apresenta bom desempenho, com probabilidades de detecção acima de 97% e probabilidade de falso alarme na faixa de 0,31% a 20%, com exceção de apenas um dos casos testados.
Avaliação de Impactos da Inserção de Sistema Fotovoltaico na Rede Elétrica da Universidade de Brasília
Authors: V. Gregório Juliano , A. Shayani Rafael , O. Frontim Sergio
Published: December 2020

O presente trabalho é um estudo da geração distribuída fotovoltaica (GDFV) conectada à rede de distribuição do campus Darcy Ribeiro da Universidade de Brasília. É sabido que as redes de distribuição radiais convencionais foram projetadas para atender a um fluxo de potência unidirecional, mas a inserção de GDFV pode modificar os padrões do fluxo dependendo das curvas de demanda das unidades consumidoras (UCs) e da potência da GDFV, ou seja, da irradiação solar incidente em determinado horário. Este trabalho tem como objetivo identificar os impactos da inserção de diferentes configurações de GDFV na rede radial da universidade e propor medidas de controle, quando aplicável. Para isso, propõe-se um método para a determinação do modelo elétrico, para a determinação das curvas de carga das UCs e para a simulação no programa OpenDSS. Os resultados mostram que o sistema elétrico da Universidade de Brasília é bastante robusto em relação à integração da GDFV, permitindo elevados níveis de penetração sem que haja a extrapolação dos critérios técnicos. Além disso, a inserção da GDFV foi benéfica ao sistema, pois reduziu as perdas técnicas e a demanda de pico da universidade. Mesmo quando o nível de penetração atingiu 104,52%, com fluxo reverso máximo de 3.252,33 kW, as tensões ultrapassaram os limites adotados em apenas 2,98% do tempo e poderiam ser corrigidas a partir da adoção de medidas simples.
Modelagem e Controle do Conversor Dual Active Half-Bridge Aplicado à um Sistema de Interconexão de Múltiplas Fontes para Geração de Energia
Authors: L. Flach Maicon , F. de Camargo Robinson , G. Scherer Lucas
Published: December 2020

Este trabalho apresenta um sistema de interconexão de múltiplas fontes para geração de energia em microrredes. O sistema baseia-se no uso de uma fonte CC primária de energia (neste caso, geração fotovoltaica) combinada com um sistema básico de geração de CA, sendo, nesse caso, um gerador de indução auto excitado (GIAE), além de um sistema de armazenamento de energia da bateria (ESS). A integração de múltiplas fontes é realizada por meio do conversor bidirecional isolado de Dual Active Half-Bridge (DAHB). O conversor DAHB é responsável pela interface entre as fontes de energia, bem como no gerenciamento do fluxo de potência entre o barramento primário e secundário. O sistema proposto possui três barramentos de tensão, sendo um barramento trifásico a quatro fios derivados de um DSTATCOM em que as cargas estão conectadas e dois barramentos CC, sendo os barramentos primário e secundário do conversor DAHB. Neste trabalho, é desenvolvida a modelagem matemática do conversor DAHB de maneira simplificada, a partir da qual o projeto dos controladores é realizado. Além disso, são apresentados resultados de simulação e experimentais acerca do conversor DAHB, validando este e os controladores projetados.
Estudo do Estágio STATCOM em um Sistema Ativo Bidirecional para Aplicação de Armazenadores de Energia na Mitigação de Oscilações em Redes de Distribuição Monofásicas de Baixa Tensão
Authors: N. S. Costa Gilmar , S. Freitas Simão , B. Almada Janaína , P. Praça Paulo , M. Oliveira Filho Herminio
Published: December 2020

O presente trabalho apresenta a análise e projeto dos sistemas de potência e controle de um conversor CC-CA monofásico em ponte completa aplicado como STATCOM, para mitigação de oscilações de tensão em circuitos conectados à redes monofásicas de baixa tensão. A topologia, que se propõe a realizar o estágio CC-CA de um sistema ativo bidirecional para conexão de armazenadores de energia à rede elétrica, possui duas malhas de controle que realiza a regulação da tensão no barramento de distribuição e outra que realiza o controle de injeção potência reativa. É realizada a modelagem das plantas a serem controladas, assim como o projeto dos compensadores no domínio z. Resultados de simulação são apresentados de modo a validar a estratégia e modelagem do sistema de controle discreto implementada.
Avaliação de Segurança de Tensão em Sistemas Elétricos de Distribuição via Regiões de Segurança Estática
Authors: F. Ávila Othon , A. Passos Filho João
Published: December 2020

Os Sistemas Elétricos de Potência estão evoluindo de um modelo centralizado de geração para uma complexa infraestrutura com recursos energéticos distribuídos. As mudanças transformadoras são especialmente observadas no nível dos sistemas de distribuição, com o surgimento de novas tecnologias que afetam o perfil de consumo e geração própria dos clientes, o planejamento e as operações dos serviços públicos de distribuição de energia. Assim, o principal objetivo deste trabalho é apresentar uma nova ferramenta para análise de segurança em sistemas de distribuição com presença de recursos energéticos distribuídos. A ferramenta proposta irá auxiliar na operação, planejamento e gestão dos sistemas de distribuição e, consequentemente, na melhoria da qualidade dos serviços prestados pelas concessionárias de distribuição. Esta ferramenta é desenvolvida na linguagem Python e utiliza o programa OpenDSS como ferramenta de solução de fluxo de potência.
Crit´erio de estabilidade simplificado para sistemas lineares em cascata com atraso vari´avel: uma abordagem via preditor de Smith Filtrado
Authors: S. Franklin Taniel , L. M. Santos Tito , Ara´ujo Jos´e M´ario
Published: December 2020

Este artigo trata do controle em cascata de sistemas lineares com atraso vari´avel. Esta abordagem ´e baseada na compensa¸c˜ao de atraso por meio do preditor de Smith filtrado (PSF) para mitigar uma parcela constante deste atraso e a parcela vari´avel ´e tratada pelo crit´erio de estabilidade simplificado baseado no teorema do ganho pequeno. O filtro de robustez presente no PSF ´e usado para recuperar a estabilidade afetada pela presen¸ca de incertezas de modelo epelo atraso vari´avel. Assume-se que a malha interna ´e regulada por um controlador Proporcional Integral Derivativo (PID) local, ao passo que o controle da malha externa ´e realizado via rede de comunica¸c˜ao. Um estudo de caso ´e utilizado para ilustrar os benef´ıcios da estrat´egia proposta.
Algoritmo Para Estimação Dos Parâmetros Do Motor De Indução Em Plena Operaçao
Authors: A. A. Castro Marco , J. Oliveira Edimar
Published: December 2020

Este artigo apresenta um algoritmo aplicado à estimação dos parâmetros internos de um Motor de Indução Trifásico (MIT) através do método iterativo de Gauss-Seidel. O objetivo principal consiste em obter os parâmetros do circuito elétrico do MIT sem a necessidade de ensaios ou retirada do motor em operação. É possível estimar tais parâmetros tomando como variáveis de entrada para o algoritmo alguns dos dados de placa do equipamento e monitorando os valores eficazes de tensão e corrente, o valor da potência ativa de entrada e a velocidade em RPM. Todas estas variáveis de entrada são tradicionalmente monitoradas ou conhecidas em motores de indução trifásicos utilizados em setores industriais. Os resultados obtidos através de simulações mostram que o método proposto é promissor para aplicação em grandes indústrias.
A Closed Design Cycle To Embedded Low-Cost Automation Based In Micro-Controllers
Authors: G. Cardoso Victor , T. Barros Jessica , T. Tavares Renata , M. G. del Foyo Pedro
Published: December 2020

In this paper a Discrete Event Systems approach is used to design embedded systems, implemented using a commercial low-cost platform based on a single-board micro-controller. The approach uses Time Petri Nets (TPN) to build the system model and a model-checking tool to perform the formal verication and to support the embedded system code generation. The method was applied to design an automated sorting machine using the Arduino platform as programming device.
Modelagem de fontes modulares de corrente do Sirius em Sistemas Descritores
Authors: De Paula Alves Benedicto Felipe , Da Silva Lima Gustavo , Trindade Cardoso Thiago , Rodrigues Cleber , Oehlmeyer Brunheira Gabriel , Machado de Almeida Pedro , Augusto Ferreira André
Published: December 2020

Este trabalho apresenta a modelagem de fontes modulares de corrente, associadas em série/paralelo, utilizadas no Sirius. O modelo proposto ée baseado na teoria de sistemas descritores, e considera a associação de N módulos sperie-paralelo. O modelo matemáatico e o circuito chaveado equivalente são implementados, respectivamente, nos softwares Matlab ePSIM. Os resultados obtidos são satisfatórios em relação a precisão do modelo.
Vibration Detection of Vehicle Impact Using Smartphone Accelerometer Data and Long-Short Term Memory Neural Network
Authors: Brognoni Casati João Paulo , Corrêa Altafim Ruy Alberto , Pisani Altafim Ruy Alberto
Published: December 2020

Vehicle's analysis can be useful for a variety of traffic problems, such as monitoring road damages and vehicle type classification. Further, traffic behavior analysis can be useful to monitor traffic jams as a smart cities solution. In this paper, the vibration caused by a vehicle passing through a speed bump was recorded with a docked smartphone. The acquired signals were processed in order to detect the generated impact. In order to analyze this data a LSTM neural network was used due to its classification process over time while the smartphone accelerometer was continuously operating (waiting for a vehicle pass by). This deep learning technique allows the use of raw 3-axis accelerometer data. The results achieved 98% of accuracy with a low level of false positives (less than 1%). Indicating that the methodology is effective in classification of vehicles by their impact vibration.
Um observador linear de homografia e aplicações à servovisão rápida baseada em intensidade
Authors: Silveira Geraldo , Morin Pascal
Published: December 2020

Este artigo aborda os problemas da estimação da homografia e da servovisão rápidas baseadas em intensidade dos pixels. Inicializações clássicas das respectivas otimizações não lineares de tempo real dependem de correlações de imagens ou assumem pequenos deslocamentos entre elas. Um novo observador linear da homografia é proposto e aplicado neste trabalho para inicializar aquela otimização sem nenhuma dessas dependências. Para servovisão, outro novo observador linear é então derivado do primeiro e aplicado para desacoplar diagonalmente a dinâmica do erro de controle. Uma dinâmica diagonal pode reduzir drasticamente os tempos de resposta e melhorar o desempenho do sistema. Ambos observadores propostos não são baseados em linearizações e são analisados usando a teoria de Lyapunov. Resultados com um braço robótico de 6 GdL confirmam experimentalmente a eficácia da abordagem de estimação da homografia e servovisão de alta velocidade baseadas em intensidade.
Development of a Network Manager Compatible with WirelessHART Standard
Authors: Cainelli Gustavo , Feldman Max , Cruz Tiago Rodrigo , Muller Ivan , Pereira Carlos Eduardo
Published: December 2020

The use of industrial wireless networks has been growing continuously and it hasbecome an alternative to wired networks. One of the main elements of an industrial wireless network is the network manager, this component is responsible for tasks related to the network construction and maintenance. This work presents the development of a network manager compatible with the WirelessHART protocol, but also customizable, where it is possible to make modifications in order to carry out studies with this protocol. Case studies are presented where the developed tool was used for studies related to communications scheduling, adaptive channel mapping and fast data collection, thus proving the efficiency of the proposed manager.
Aperfeiçoamento dos modelos a parâmetros concentrados utilizados para representar linhas de transmissão em análises de transitórios eletromagnéticos
Authors: Sajid Leon Colqui Jaimis , Garbelim Pascoalato Tainá Fernanda , Kurokawa Sérgio , Justo de Araújo Anderson Ricardo
Published: December 2020

As oscilações espúrias estão presentes nas respostas transitórias quando linhas de transmissão (LT) são representadas pelo modelo a parâmetros concentrados (MPC). O MPC é composto por circuitos π, T ou L conectados em cascata. Essas oscilações são caracterizadas por picos errôneos que podem levar às interpretações incorretas nos sistemas de proteção. Da literatura, são propostas topologias de circuitos π modificadas pela inserção de resistências de amortecimento que reduzem as oscilações espúrias. Entretanto, nas topologias T e L, esses efeitos são desconhecidos. Neste artigo, uma análise das respostas transitórias de cada topologia é realizada para diferentes valores da resistência de amortecimento. Os resultados obtidos com as topologias T e L são comparadas com os obtidos pelo método da transformada numérica inversa de Laplace e pelo MPC clássico. Verifica-se uma redução expressiva das oscilações espúrias nas respostas transitórias quando as topologias modificadas são empregadas. Desse modo, essas topologias são modelos alternativos para representação de LT trifásicas simétricas e idealmente transpostas e podem ser aplicadas para estudar os transitórios eletromagnéticos.
Off-Grid Renewable Generation Control without Energy Storage
Authors: L. Forero Fabi´an , Alzate Ricardo , A. Mantilla Mar´ıa , V. Neves Rodolpho
Published: December 2020

This paper addresses the power-sharing of an off-grid generation system including renewable resources without energy storage. Initially, a modified MPPT P&O algorithm is employed to adapt the operation of a photovoltaic array subjected to variations in power demand. Further adjustments are performed to employ the same procedure on a self-excited induction generation extracting wind power. The aforementioned improvements allowed the regulation of DC-link voltages experiencing underloading conditions, restricting their ranges to operational limits of power inverters. Moreover, a parallel combination of both generation units is achieved in terms of a droop power-sharing scheme. Simulation results performed in the SimScape toolbox of MATLAB are presented, confirming the appropriate operation of the off-grid system under variations in demand and power supply conditions. Ongoing work is aimed at the experimental verification on a laboratory prototype for the numerical predictions given.
Estudo da Capacidade do Modelo de Histerese L2P em Emular o Modelo de Preisach
Authors: A. P. Borges Moisés , A. dos Santos Agêu , S. de Araujo Rennan , S. O. Costa Felipe , A. A. Rocha Wanys , A. C. Vilcanqui Omar , A. L. de Almeida Luiz
Published: December 2020

O modelo de Preisach ja é amplamente utilizado há décadas nos mais diversos fenômenos de histerese. Todavia, tanto a implementação quanto a estimação de parâmetros deste modelo são intrincadas e trabalhosas. O propósito deste artigo ée estudar a capacidade do modelo de proximidade ao laçco principal (Limiting Loop Proximity) em emular apropriadamente o modelo de histerese de Preisach. O modelo L2P é uma alternativa de fácil implementação e obtenção de parâmetros. Os dados sintéticos são obtidos a partir do modelo de Preisach para uma histerese magnética típica. O objetivo é estimar os parâmetros do modelo L2P, de modo que se aproxime ao máximo dos dados sintéticos do modelo de Preisach. Para estimar os parâmetros foi escolhido o metodo PSO (Particle Swarm Optimization). Resultados das curvas de histerese são apresentados e o grau de similaridade de ambos os modelos ée discutido.
Busca do Equilíbrio de Nash em Jogos Não-cooperativos com Atrasos
Authors: Roux Oliveira Tiago , Pereira Rodrigues Victor Hugo , Krstic Miroslav , Basar Tamer
Published: December 2020

Neste artigo, propomos uma estratégia de Busca pelo Equilíbrio de Nash baseada no não-conhecimento do modelo que garanta ao sistema de malha fechada convergência local com propriedades de estabilidade em jogos quadrático não-cooperativos, do tipo duopólio, com ações arbitrariamente atrasadas. Em nosso cenário não-cooperativo, os jogadores têm acesso apenas aos seus próprios lucros. Para compensar atrasos distintos nas entradas dos dois jogadores, emprega-se a busca extremal por controle de fronteira via realimentação por predição com estimativas baseadas na média. Aplica-se uma análise de pequenos ganhos para a malha formada por equações diferencias ordinárias (EDO) - equações diferencias parciais (EDP), bem como a teoria da média em dimensões infinitas, devido ao estado dimensional infinito dos atrasos temporais, a fim de obter resultados de convergência local a uma pequena vizinhança do Equilíbrio de Nash. Quantifica-se o tamanho desse conjunto residual e os resultados teóricos validados através de um exemplo de simulação.
A Robust Longitudinal Stability Augmentation System for Small Aircraft Under Parametric Uncertainty
Authors: N. Barufaldi Guilherme , H. Victor Jr. Marcus , W. R. Pereira Henrique , G. A. da Silva Roberto
Published: December 2020

Small unmanned aerial vehicles (UAVs) face flying quality problems different from those encountered by larger aircraft. The lower airspeeds and small dimensions make these vehicles more susceptible to gusts and stability and control issues, which may render the aircraft difficult to fly. Moreover, due to many factors, UAVs are often built with a considerable degree of uncertainty regarding their aerodynamic properties and flying quality. The resulting aircraft may present poor stability and handling characteristics. This work presents the conceptual design of a robust stability augmentation system (SAS), aimed at increasing stability characteristics and protecting aircraft prone to flying quality problems. In order to deal with parametric uncertainties, the controller was designed with the robust H-infinity technique. The design process is presented, and a parametric aircraft model is provided, together with longitudinal stability and control derivatives. Simulations are presented to show the effects of the controller on the aircraft behavior.
Uma Revisão sobre Tecnologias Aplicadas ao Futebol de Robôs
Authors: C. de Jesus Walber , S. Santos Ejziel , S. dos Santos Glendon , L. R. da Silva Lucas , V. de Jesus Fabrício , N. Tavares Matheus , L. dos Santos Kevin , S. de Jesus Higor , F. F. Rocha Paulo , C. N. Bittencourt João , L. C. Ottoni André
Published: December 2020

O futebol de robôs se apresenta hoje como um importante ambiente de teste nas áreas de inteligência artificial, visão computacional e controle, sendo assim uma linha de pesquisa largamente estudada. Nesse aspecto, o futebol de robôs é um domínio extremamente enriquecedor para e o desenvolvimento de habilidades frente a ambientes reais, dinâmicos e incertos, onde os times de robôs operam de forma cooperativa para enfrentar seus adversários. A construção de um time capaz de competir em campeonatos mundiais envolve pesquisa multidisciplinar em áreas como machine learning, sistemas multi-robôs, visão computacional, teoria de controle, desenvolvimento de hardware para robótica, dentre outros. Este artigo apresenta uma visão geral dos principais aspectos envolvidos no desenvolvimento de um time de futebol de robôs. Dentre as principais contribuições, apresenta-se uma revisão sobre as tecnologias mais utilizadas no futebol de robôs nos últimos anos. Espera-se que o conteúdo apresentando aqui seja utilizado como material de consulta e direcionamento para equipes de estudantes em fase de preparação para iniciar as pesquisas nessa área.
Controle LQG/LTR de um Conversor CC-CC de Três Portas Aplicado a um Dessalinizador
Authors: Pereira Damasceno Debora , Sales do N. Rios Clauson , Gadelha Barbosa Samanta , Bezerra Correia Wilkley , De Souza Oliveira Jr. Demercil
Published: December 2020

Este trabalho propõe utilizar uma estratégia de controle multivariável centralizada para um conversor CC-CC isolado de três-portas que irá figurar como o elemento integrador entre um sistema fotovoltaico, um banco de baterias e o barramento CC de um sistema de dessalinização. O conversor é representado através de um modelo multivariável de espaço de estados com 3 chaves do tipo MOSFET como entradas de controle; a tensão de saída e a corrente de magnetização como saídas controladas; e as tensões do painel fotovoltaico e da bateria como perturbações externas. A estratégia de controle é formulada usando-se a abordagem LQG com recuperação do ganho da malha de transferência (LTR) para garantia de estabilidade a um controlador de realimentação de estados com ação integral. As principais contribuições do trabalho são: (i) a aplicação, em eletrônica de potência, de uma estrutura de controle robustacentralizada de realimentação de estados, (ii) consideração dos distúrbios de entrada no sistema fotovoltaico e na bateria e (iii) uso do estimador de estados para a malha da corrente de magnetização. Por fim, resultados de simulação são apresentados e discutidos para validação do desempenho da abordagem proposta.
Tool for Control Systems Development based on IoT (IoTControl)
Authors: Oliveira Martins Danilo , Fernandes Almir , Brincalepe Campo Alexandre
Published: December 2020

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta para sistemas de controle, capaz de configurar parâmetros de controle sem parar o processo e permite operação com acesso remoto baseado na arquitetura de internet das coisas (IoT). Realizar controle de processos, monitoramento e atualização de algoritmos, solução embarcada em um dispositivo físico conectado a uma planta de controle, equipado com um programa de gerenciamento de dados em rede, permite configurar parâmetros de controle e realizar análises gráficas do controlador em tempo real. Ferramentas que permitem executar comandos e monitoramento remotos se tornaram relevantes e essenciais devido aos desafios causados pela pandemia de coronavírus COVID-19.
Heat Transfer in Steel Ladles: Models and Applications
Authors: P. M. Diniz Ana , M. Ciarelli Patrick , O. T. Salles Evandro , F. Coco Klaus
Published: December 2020

This work presents a summary of the main tools and contributions, since the 2000s, to solve temperature control problems and to predict thermal temperatures in steel ladles. We discuss different modeling strategies implemented to several applications related to heat transfer in steel ladles and their most relevant contributions, as well we show some of the main process parameters. Finally, future perspectives are described, mainly the advantages of the implementations based on machine learning.
Avaliação de jatos descarepadores utilizando Técnicas de Processamento Digital de Imagens
Authors: S. Dutra Samyla , C. Silva Odilon , N. Giacomin Cristóvão
Published: December 2020

Sistemas de Visão Computacional podem ser utilizados para otimizar o processo em larga escala nas indústrias. Porém, fazer com que o computador seja capaz de reconhecer objetos do mundo real ainda é um dos grandes desafios da computação. O objetivo desse trabalho é detectar, extrair e analisar as características de jatos pulverizadores utilizados no processo siderúrgico. As imagens foram obtidas a partir da bancada de teste e submetidas ao algoritmo Haarcascade para a detecção da região de interesse e a um algoritmo utilizando técnicas de Processamento Digital de Imagens para análise das características. Nos testes realizados o Haarcascade apresentou uma taxa de acerto de aproximadamente 81% e o algoritmo desenvolvido de aproximadamente 92%.
Gerenciamento da Pressão Hidráulica Utilizando um Controlador PID Adaptativo
Authors: K. S. Flores Thommas , H. M. de Andrade Pedro , M. Villanueva Juan , P. Gomes Heber
Published: December 2020

O excesso de pressão nos ductos e o principal fator que ocasiona perdas de água em um sistema de distribuiíção de áagua. A utilização de váalvulas redutoras de pressão, controle do nível do reservatório de água e turnos de operação das bombas são meios empregados com a finalidade de reduzir a pressão neste sistema, porém se mostram energeticamente ineficientes. Em contrapartida, o uso de inversores de frequência unidos a estratégicas de controle em malha fechada para o controle da rotação do conjunto motobomba apresenta-se como uma alternativa viável do ponto de vista de eficiência hidroenergética. Todavia, devido as características variantes no tempo e não lineares, os controladores com ganhos estáticos podem, em um dado momento,levarem o sistema a instabilidade. Por estes motivos, este artigo propõe o estudo da aplicação de um controle PID adaptativo por modelo de referência para o gerenciamento da pressão hidráulica em um sistema de abastecimento de água. Os resultados obtidos mostraram que o aumento do ganho de adaptação ocasiona oscilação durante o regime transitório, a adoção de um modelo de referência de segunda ordem ocasiona divergência durante o regime transitório devido ao atraso inerente a planta estudada, porém durante o regime permanente o Erro Percentual Absoluto Médio é sempre inferior a 1%, mesmo quando o sistema e sujeito a mudanca de valor desejado e a perturbações. Outra contribuição do controlador e capacidade de manter a pressão constante independente da demanda requerida, consequentemente diminuindo os possíveis vazamentos.
Localização de Faltas em Redes Elétricas Radiais Utilizando Algoritmo De Seleção Clonal
Authors: F. Souza Laura , G. Zvietcovich Wilingthon , R. A. C. Baracho Francisco , J. S. Damião Laerty
Published: December 2020

Este trabalho apresenta a formulação matemática e a implementação computacional de uma aplicação da técnica de otimização Algoritmo de Seleção Clonal para resolver o problema de localização de faltas em redes elétricas radiais, com a finalidade de evitar prejuízos aos indicadores de energia elétrica e auxiliar nos trabalhos de operação e manutenção diante de ocorrências de faltas elétricas. O Algoritmo de Seleção Clonal é inspirado no comportamento do sistema imunológico dos mamíferos frente aos agentes infecciosos. Na aplicação desta técnica, são utilizadas estratégias próprias do problema com a finalidade de aumentar a eficiência da metodologia e evitar possíveis casos de simetria de soluções. Os testes foram realizados no sistema de distribuição radial IEEE-33 barras e, através dos resultados, foi possível verificar a convergência do algoritmo para soluções precisas em relação aos locais reais de falta.
Desenvolvimento de software de gerenciamento energético aplicado a análises tarifárias com estudo de caso na Universidade Federal do Pará
Authors: M. Lima C. , M. Nakamura H. , C. P. Junior U. , S. de Carvalho I. , C. M. de M. Carvalho C. , E. de L. Tostes M.
Published: December 2020

Devido às recentes crises energéticas do setor elétrico brasileiro, tem-se a necessidade de desenvolver softwares capaz de auxiliar a gestão do consumo energético. Utilizando o sistema computacional desenvolvido é possível monitorar e analisar as tendências de grandezas elétricas, diminuir desperdício e, consequentemente, os gastos com energia elétrica. Por meio do software Sistema de Gestão de Energia Elétrica (SISGEE) desenvolvido na Universidade Federal do Pará (UFPA), tem-se monitorado o comportamento de cargas elétricas prediais em vários pontos no campus. Dado o exposto, este artigo apresenta o software, evidenciando a gestão de demanda e consumo, bem como a implementação de medidas de gerenciamento de energia, como a visualização e análise gráfica dos dados de consumo, tensão, corrente, potência (ativa, reativa e aparente), fator de potência, fator de carga, fator de demanda, distorção harmônica total de tensão e corrente, duração relativa da transgressão de tensão (precária e crítica), utilizadas para tomada de decisão para redução do consumo de energia elétrica e adequação do modelo tarifário contratado pela UFPA.
ANÁLISE DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO BASEADO EM UM INVERSOR MULTINÍVEL COM TRANSFORMADORES EM CASCATA USANDO UM CONVERSOR CC-CC BOOST
Authors: Félix Figueirôa de França Maria Carolina , Rocha Nady , Alexandria Fernandes Darlan , De Souza Laysa Lucia , Da Costa Bahia Filipe Antônio
Published: December 2020

Neste trabalho é realizada a análise de um sistema fotovoltaico de dois estágios conectado a rede elétrica, composto por um conversor CC-CC tipo boost e um conversor multinível CC-CA com transformadores em cascata com número reduzido de componentes. O conversor CC-CA possui três braços, sendo um compartilhado entre os enrolamentos do primário de dois transformadores de baixa frequência que têm os enrolamentos do secundário (lado da rede monofásica) conectados em série. Os resultados de simulação são apresentados e analisados para duas condições, uma com um conjunto de painéis que não sofrem sombreamento e outra com um conjunto de painéis que sofrem um sombreamento parcial. A partir dos resultados é possível perceber que o sistema gera tensão multinível na saída, com menor distorção harmônica quando comparado com o conversor CC-CA convencional.
Simulação Híbrida para Monitoramento de Tensão e Corrente em Redes de Distribuição com Geração Distribuída
Authors: Reiz Cleberton , B. Leite Jônatas
Published: December 2020

O sistema de distribuição de energia elétrica é a parcela do sistema de potência mais vulnerável aos eventos de interrupção, originados por fatores naturais externos ou intrínsecos aos equipamentos elétricos. Na mitigação dos impactos desses eventos, simuladores digitais em tempo real são utilizados na obtenção dos transitórios do sistema elétrico, todavia, essa técnica demanda grande esforço computacional. Nesse contexto, propõe-se uma técnica híbrida para simulação do transitório em sistemas de distribuição, combinando a alta taxa de amostragem dos modelos no domínio do tempo para monitoramento de tensão e corrente com a velocidade de processamento dos algoritmos que operam os modelos fasoriais em regime quase-estacionário, ou permanente. A metodologia proposta também permite considerar diferentes tecnologias de geradores distribuídos acoplados na rede. Os resultados dos testes realizados indicam a consistência da metodologia proposta, representando o comportamento do transitório no sistema de distribuição de energia elétrica. Todas as simulações realizadas são comparadas com valores amostrais obtidos usando um software comercial especializado.
Multi-gene Genetic Programming for Structure Selection of Polynomial NARMAX models
Authors: Carvalho de Castro Henrique , Groenner Barbosa Bruno Henrique
Published: December 2020

In the area of black-box identication, NARMAX models are of great interest. The main diculty faced when working with such models is the selection of the correct structure to represent the underlying system in the data. Orthogonal Least Squares (OLS) methods are widely used for this task, however, there are systems with a high degree of non-linearity and long term dependencies, which makes the use of traditional OLS methods computationally impracticable. In this sense, this paper studies the use of Multi-Gene Genetic Programing (MGGP) together with the traditional OLS method to increase the search space and turn the structure selection practicable for average performance computer. It is shown that, in real-life problem data, the algorithm can nd better models than previous works' models. The MGGP found a model for a hydraulic pumping system with a better one-step-ahead prediction error (0:058 mlc2 against 0:070 mlc2) using PEM technique and better free-run simulation error (0:997 mlc2 against 1:120 mlc2) using SEM technique. The MGGP found a model with such a degree of non-linearity and maximum input-output lags that totalizes 142505 candidate terms for traditional OLS analysis, which is impracticable for average performance computers.
Aplicação do Filtro de Kalman Estendido com matrizes pré sintonizadas ao acionamento sensorless de motores de indução
Authors: De Magalhães Lopes Leonardo , Assis Peixoto Zélia Myriam
Published: December 2020

Sensorless control methods stand out as an alternative for cost reduction and maintenance in AC electric drive systems. This work deals with the application of the Extended Kalman Filter (EKF) to the estimation of the speed and position of the rotor aiming at the implementation of the indirect vector control technique in a speed control system for three- phase induction motors. The Kalman lter, despite its mathematical and computational complexity, performs well under variable speed and load conditions as well as convergence times consistent with the usual requirements of high performance systems. The main contributions of this work are the use of a reduced-order EKF (ROEKF) and the co-variance matrix pretuning in order to accelerate the convergence in the velocity and position estimates for futureimplementations in digital signal processors currently accessible.