Controladores fuzzy aplicados ao conversor de geradores de indução duplamente excitados em sistemas eólicos integrados a sistemas de potência

Este artigo apresenta novas estratégias de controle fuzzy aplicadas ao conversor estático interligado ao rotor dos geradores de indução duplamente excitados (DFIG), em esquemas eólicos de velocidade variável, integrados a redes elétricas reais. As estratégias de controle propostas são do tipo fuzzy "look-up-table" com supervisão. O desempenho de tais reguladores, baseados em inteligência computacional, é comparado com o obtido com controladores PI's a parâmetros fixos, na ocorrência de faltas no sistema elétrico de potência. Esses controladores fuzzy são destinados a garantir a continuidade da operação dos conversores, e melhorar o desempenho transitório do sistema, em relação aos controladores convencionais. Os resultados apresentados confirmam a eficácia das estratégias de controle adotadas. O modelo físico dos aerogeradores, consistindo de um grande número de turbinas eólicas, foi implementado através de uma ferramenta de simulação dinâmica, desenvolvida no ambiente computacional MATLABTM.

Técnica de controle preditivo baseado em modelo aplicada ao controle de tensão de um gerador síncrono - resultados experimentais

Neste trabalho serão apresentados os resultados da avaliação experimental de uma metodologia de controle digital preditivo auto-ajustavel aplicada ao controle de tensão de um sistema de geração de energia de escala reduzida. Um estimador recursivo baseado no conhecido método de mínimos quadrados é utilizado na etapa de identificação do controlador preditivo proposto. A etapa de cálculo da lei de controle é realizada com o algoritmo Generalized Predictive Controller (GPC). A avaliação experimental foi realizada com testes de resposta ao degrau e rastreamento aplicados em diferentes condições operacionais do sistema de potência estudado. Para fins de comparação, também serão apresentados os resultados da avaliação de um controlador auto-ajustável que utiliza o método de alocação de pólos para a síntese do sinal de controle e três controladores digitais com parâmetros fixos.

Projeto e avaliação experimental de uma estratégia baseada em análise intervalar aplicada ao projeto de estabilizador de sistemas de potência robusto implementado em um sistema de geração de 10KVA

Neste trabalho, são apresentados a metodologia de projeto e resultados de testes experimentais de um estabilizador de sistema de potência (ESP), implementado em um sistema de geração em escala reduzida de 10 kVA, localizado no Laboratório de Controle e Sistema de Potência (LACSPOT) da Universidade Federal do Pará (UFPA). O projeto do ESP é baseado em uma estratégia de controle robusto com ênfase em incertezas paramétricas estruturadas, as quais são tratadas com ferramentas da teoria de análise intervalar. Estas incertezas são decorrentes de mudanças do ponto de operação do sistema, que provocam variações nos parâmetros de um modelo matemático linearizado referente ao comportamento dinâmico do sistema elétrico de potência no referido ponto de operação. Para o projeto do ESP robusto intervalar, são realizados uma serie de ensaios experimentais com o propósito de estimar os parâmetros de modelos linearizados da planta, representando satisfatoriamente a dinâmica dos modos poucos amortecidos do sistema de geração interligado. O método de identificação é baseado em técnica de identificação paramétrica, baseado em mínimos quadrados. A partir de um conjunto de dados de entrada e saída, para cada ponto de operação, um modelo linear, do tipo auto-regressivo com entrada exógenos (ARX), estimado para fim de uso do projeto do ESP. Por fim, uma série de testes experimentais é realizada no sistema de geração interligado a rede elétrica local, com o propósito de verificar a efetividade da técnica de controle robusto intervalar proposta para a sintonia do ESP. A partir da análise da função custo do sinal de erro de desvio de potência elétrica na saída do gerador síncrono e a função custo do sinal de controle do ESP comprova-se experimentalmente o bom desempenho obtido pela técnica de controle proposta em comparação com uma técnica de controle clássica.

Um modelo de turbulência baseado no conceito de vórtice

O fenômeno da turbulência está presente na maioria dos escoamentos observados na indústria e na natureza. Muitas são as considerações a respeito das dificuldades relacionadas à caracterização dos escoamentos turbulentos. Uma das muitas questões trata do procedimento de análise do problema através da descrição estatística dos campos por grandezas “médias”, o que leva ao problema de fechamento e à modelagem do tensor de Reynolds, normalmente com modelos baseados no conceito de viscosidade turbulenta. Os modelos de turbulência já existentes apresentam algumas deficiências na previsão do escoamento, além de outras limitações, o que justifica a busca por novas abordagens para o tratamento da turbulência. Neste trabalho, o problema de fechamento é tratado segundo a modelagem turbulenta baseada no conceito de viscosidade turbulenta. Um novo modelo de turbulência é proposto, que admite a existência de vórtices imersos no escoamento e aplica conceitos e definições relacionados à identificação de vórtices, com o uso do critério de identificação Q , que caracteriza a região do escoamento ocupada pelo vórtice. Propõe-se a investigação da aplicabilidade do critério Q em conjunto com o modelo k − ε , para o desenvolvimento de um novo modelo de turbulência chamado k − ε −Q . Validou-se a aplicabilidade do modelo através de um código numérico computacional para tratamento de escoamentos turbulentos. A solução numérica foi obtida através da discretização do domínio fluido, utilizando o método de volumes finitos e o método multigrid foi utilizado para resolver o sistema linear resultante. Como verificação, foi utilizado este modelo de turbulência para simular o escoamento em uma cavidade quadrada com tampa deslizante e o escoamento turbulento sobre um degrau. Os resultados obtidos foram confrontados com dados experimentais e demonstraram que o modelo aqui proposto se apresenta mais eficiente que o clássico modelo k − ε , no tratamento da turbulência nesses dois problemas clássicos.

Convergências e/ou divergências no sistema de crenças e práticas parentais: comparação entre duas amostras amazônicas

A proposta desta pesquisa foi identificar convergências e divergências nas crenças, metas de socialização e práticas de cuidados parentais em dois contextos ecológicos amazônicos, buscando analisar a relação entre fatores biológicos e ecoculturais. Participaram da pesquisa 99 mães de duas localidades: Belém – capital (CEU – contexto ecológico urbano – N=50) e Santa Bárbara (CENU – contexto ecológico não urbano – N=49), com idade superior a 18 anos com pelo menos uma criança com idade entre 0 e 6 anos . Os dados foram coletados por meio de entrevistas em que se aplicavam questionários e para análise destes foram utilizados critérios estatísticos e o respaldo teórico da Psicologia Evolucionista. Os dados indicaram que as comunidades estudadas em relação aos dados socio-demográficos diferem de forma sistemática uma da outra, em função dos níveis de desenvolvimento tecnológico e diferentes organizações para o contexto social. O mundo social das crianças de CENU e de CEU representam contextos desenvolvimentais que oferecem diferentes oportunidades. A literatura aponta que as trocas sociais estabelecidas entre crianças e cuidadores podem refletir sobre o desenvolvimento da criança em relação ao aspecto cognitivo, emocional e social. Os resultados encontrados indicam que as mães de CEU apesar de terem sido mais autônomas que as de CENU, foram ao mesmo tempo mais relacionais que as mesmas, demonstrando que talvez as mudanças que atingem os contextos, ocorram com mais rapidez em ambientes urbanizados. Além disso, os dados parecem indicar que os contextos por estarem em um momento de transição passam de um modelo interdependente para um modelo autônomo-relacional. Entretanto, foi possível perceber que as idéias que as mães possuem sobre a importância de determinadas ações nem sempre refletem suas práticas. Em relação aos cuidados primários as mães parecem valorizar e realizar de igual modo. Em relação ao Contato corporal as mães de CENU valorizam mais que as mães de CEU. Em estimulação corporal o resultado foi bastante interessante, pois os itens que CEU deu mais importância e praticou menos, foram os mesmos itens em que CENU deu menos importância e praticou mais. No que tange a estimulação por objeto as mães de CEU dão mais importância as praticas do que as realizam e vice-versa acontece em CENU. Ao sistema face-a-face foi atribuída maior importância pelas mães de CEU. Os dados apresentados sugerem que as mães de ambos os contextos estão utilizando estratégias parentais distais e proximais ao mesmo tempo, ou seja, desejam que seus filhos se tornem auto-suficientes, mas também desejam que os mesmos sejam respeitosos e obedientes. Além disso, os resultados aqui encontrados confirmam que os quatro sistemas descrevem as experiências interacionais das crianças e expressam a ênfase cultural de combinações e estilos particulares. Não foram encontradas diferenças marcantes nas crenças e práticas de cuidados maternos entre CEU e CENU, o que nos levou a considerar que as crenças parentais, em consequência à adaptação ao contexto, variaram menos conspicuamente nas cidades escolhidas do que entre outras cidades examinadas em outros estudos. Outra questão bastante interessante encontrada foi o resultado relativo ao nível de instrução das mães de CEU e a valorização de metas relacionais, pois de acordo com a hipótese na literatura o nível educacional das mães torna-se uma variável importante em relação às metas de socialização. CENU demonstrou uma tendência para metas e práticas relacionais. Isso se deve ao modo de vida mais próximo do protótipo de interdependência que este contexto apresenta, no qual as mães tendem a valorizar as normas e regras determinadas pela família ou grupo ao qual pertencem. Os resultados referentes ao CEU não confirmaram a hipótese de que ele apresentaria mais metas e práticas voltadas para a independência, sendo percebido que Belém apresenta tanto características do modelo de independência como de interdependência. Presume-se que CEU e CENU são contextos que passam por mudanças, uma vez que as mães podem acreditar em uma coisa e na realidade agir de outra forma.

Desenvolvimento e avaliação de um sistema informatizado de instrução para a formação de conceitos

Ensino Programado, Máquinas de Ensinar e o Sistema Personalizado de Instrução (PSI - Personalized System of Instruction) são abordagens comportamentais para o ensino que orientaram a criação de um software instrucional (SII) para o ensino de conceitos de esquemas de reforçamento baseado em tarefas de escolha, com o qual se avaliou duas condições: escolhas entre definições e entre exemplos, com estudantes experientes e ingênuos. A estruturação das tarefas considerou os desempenhos como treino de intraverbais representativos de conceitos. Não ocorreram diferenças marcantes no desempenho entre as condições; estudantes ingênuos e não ingênuos se beneficiaram igualmente nas duas condições (conceitos e exemplos). Ocorreram indícios de transferência de aprendizagem entre a tarefa de escolha e uma tarefa classificatória complementar. A comparabilidade entre as condições complexas usadas, questões de múltipla escolha entre exemplos ou definições de conceitos deve ser abordada cautelosamente. Os erros concentrados no primeiro bloco de questões de cada conceito indicou que as relações modelo-comparação se transferiam para as questões apresentadas nos blocos seguintes. Variações paramétricas em estudos futuros, entretanto, poderão gerar mais evidências de variáveis favorecedoras da aprendizagem de conceitos em tarefas de escolha em computador.

Efeitos do treino de automonitoração e do treino de relato verbal no estabelecimento e na manutenção de comportamentos de seguir regras nutricionais em adultos com obesidade

A obesidade é uma doença epidêmica, crônica, multifatorial e de alto risco, que afeta milhões de pessoas e provoca uma série de prejuízos sociais, emocionais e econômicos. A análise do comportamento busca compreender os comportamentos do indivíduo obeso que propiciam o surgimento e a manutenção desta condição e as relações deste indivíduo com o seu meio ambiente. Tradicionalmente, pesquisas sobre o tratamento da obesidade, embora utilizem estratégias comportamentais como o registro em automonitoração e treino de relato verbal, em geral enfatizam resultados não comportamentais como critério de sucesso no tratamento (ex. perda de peso). Todavia, alguns autores defendem o uso de critérios comportamentais nos tratamentos de saúde que resultem em melhorias na qualidade de vida, enfatizando a construção de repertórios saudáveis ao invés da eliminação de comportamentos ditos desadaptativos. Baseado no modelo construcional de Goldiamond, este estudo teve como objetivo verificar os efeitos de um treino em automonitoração e em relato verbal no estabelecimento e na manutenção, em curto prazo, de comportamentos de seguir regras nutricionais em adultos com obesidade. Participaram da pesquisa duas mulheres adultas com obesidade, em tratamento em uma clínica nutricional particular, e com dificuldades de adesão à dieta. A coleta de dados foi realizada em ambiente disponibilizado pelas participantes, predominantemente em ambiente domiciliar, em dias alternados, sendo constituída por cinco etapas: (1) Entrevistas de Linha de Base para identificação do repertório alimentar inicial; (2) Intervenção, realizada por meio de duas condições: (I) Treino de Automonitoração e (II) Treino de Relato Verbal; (3) Manutenção em curto prazo; (4) Follow-up; e (5) Encerramento: Entrevista Final, para avaliação dos resultados obtidos. Na condição I utilizou-se registros de automonitoração e de planejamento das refeições, enquanto que na condição II utilizou-se o relato verbal para o planejamento e o acesso à refeição-alvo realizada no dia anterior à entrevista. Em todas as entrevistas de intervenção foram conduzidas análises da consistência entre o registro/relato da refeição-alvo e as regras descritas no plano alimentar; análises dos custos e benefícios dos comportamentos de seguir ou não as regras nutricionais e identificação das variáveis determinantes para a emissão ou não dos comportamentos de seguir as regras nutricionais. Os treinos foram realizados com apenas uma refeição de cada vez até que se atingisse um dos critérios de mudança de refeição-alvo, sendo o principal a ocorrência de 60% de adesão em três entrevistas consecutivas. Para tanto, a cada entrevista era calculado o Índice de Adesão à Dieta (IAD) da refeição-alvo. Nos resultados, verificou-se que ambas as participantes atingiram o critério estabelecido em todas as refeições, com exceção do lanche da tarde. Inferiu-se a efetividade de ambos os treinos na instalação de comportamentos de auto-observação do repertório alimentar, entretanto foram modestos os resultados referentes ao autocontrole, sugerindo a necessidade de outras estratégias comportamentais, como treino de autocontrole, para a manutenção dos resultados do tratamento da obesidade. Discutiu-se sobre a complexidade do tratamento desta condição de saúde e a necessidade de uma visão ampla de tratamento que atue em outros contextos, além do foco na doença.

A dinâmica dos recursos comuns em Unidades de Conservação e Assentamentos Rurais no Amazonas: uma abordagem fuzzy set

A teoria de Garret Hardin intitulada “A tragédia dos comuns” apresenta a privatização e o controle governamental como saída para evitar o esgotamento dos recursos naturais. Entretanto, outros autores demonstraram que os usuários dos recursos podem apresentar eficientes formas de manejo, aliando o uso pelo homem à conservação da natureza. Esta tese analisa o uso de recursos comuns em Unidades de Conservação e Assentamentos Rurais de Uso Sustentável, localizadas no interflúvio Purus-Madeira, região Sul do Estado do Amazonas. A pergunta que norteou a hipótese da pesquisa foi: Diante das especificidades amazônicas e das regras impostas pelas políticas ambientais e agrárias na região, quais condições apresentam-se como necessárias e suficientes ao bom desempenho no uso de recursos comuns? A análise foi realizada por meio da combinação de três métodos: o método comparativo Qualitative Comparative Analysis (QCA), o método de análise institucional Institutional Analysis and Development (IAD) Framework e a lógica fuzzy. Operacionalmente, foram consideradas como variáveis independentes (X) os aspectos socioeconômicos, produtivos, ambientais e institucionais, partindo-se do pressuposto de que os programas governamentais destinados às Unidades devem apresentar melhorias nestes indicadores, refletindo por sua vez no bom desempenho no uso de recursos comuns (variável dependente Y) a partir deste desenho institucional. Os resultados confirmaram as hipóteses levantadas, afirmando-se que o bom desempenho no uso de recursos comuns, preconizado pelos critérios da sustentabilidade, somente pode ser alcançado mediante a combinação de um desempenho também satisfatório nas variáveis socioeconômicas, produtivas, institucionais e ambientais, apresentando-se estas variáveis como individualmente necessárias e conjuntamente suficientes para ocorrência deste fenômeno.

Estratégia de identificação paramétrica aplicada à modelagem fenomenológica de um sistema do tipo correia transportadora industrial para fins de detecção de faltas

Os sistemas do tipo correia transportadora, são sistemas essenciais para grandes empresas, embora este equipamento apresente um elevado grau de criticidade, de modo que uma parada não planejada do mesmo, pode gerar perdas imensas ou até mesmo a parada de todo o processo produtivo. Tendo em vista a criticidade do equipamento, torna-se necessário realizar a monitoração adequada do mesmo e detectar com maior antecedência possível a ocorrência de alguma falta ocorrida no sistema. Objetivando reduzir as paradas não planejadas, investiga-se nesta dissertação a modelagem de um sistema do tipo correia transportadora com a finalidade de uso no monitoramento e diagnóstico de faltas neste tipo de sistema. Primeiramente é discutido um modelo fenomenológico do processo, o qual é baseado na aplicação das leis da mecânica e considerando-se os diversos tipos de força de oposição ao movimento de uma correia transportadora. Os principais parâmetros do transportador foram estimados utilizando-se técnicas de identificação baseadas em Mínimos Quadrados Não Recursivos. Em seguida, foi desenvolvido e implementado um algoritmo de detecção de faltas utilizando a teoria de análise intervalar, de modo que possibilite detectar condições inadequadas de funcionamento. Com o intuito de avaliar o desempenho do algoritmo proposto foi projetado e construído um protótipo que emula as condições operacionais típicas de um sistema real do tipo correia transportadora. Os resultados obtidos experimentalmente, confirmam o bom desempenho da metodologia proposta.

Uso de árvore de decisão para avaliação da segurança estática em tempo real de sistemas elétricos de potência

As técnicas utilizadas para avaliação da segurança estática em sistemas elétricos de potência dependem da execução de grande número de casos de fluxo de carga para diversas topologias e condições operacionais do sistema. Em ambientes de operação de tempo real, esta prática é de difícil realização, principalmente em sistemas de grande porte onde a execução de todos os casos de fluxo de carga que são necessários, exige elevado tempo e esforço computacional mesmo para os recursos atuais disponíveis. Técnicas de mineração de dados como árvore de decisão estão sendo utilizadas nos últimos anos e tem alcançado bons resultados nas aplicações de avaliação da segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos de potência. Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação da segurança estática em tempo real de sistemas elétricos de potência utilizando árvore de decisão, onde a partir de simulações off-line de fluxo de carga, executadas via software Anarede (CEPEL), foi gerada uma extensa base de dados rotulada relacionada ao estado do sistema, para diversas condições operacionais. Esta base de dados foi utilizada para indução das árvores de decisão, fornecendo um modelo de predição rápida e precisa que classifica o estado do sistema (seguro ou inseguro) para aplicação em tempo real. Esta metodologia reduz o uso de computadores no ambiente on-line, uma vez que o processamento das árvores de decisão exigem apenas a verificação de algumas instruções lógicas do tipo if-then, de um número reduzido de testes numéricos nos nós binários para definição do valor do atributo que satisfaz as regras, pois estes testes são realizados em quantidade igual ao número de níveis hierárquicos da árvore de decisão, o que normalmente é reduzido. Com este processamento computacional simples, a tarefa de avaliação da segurança estática poderá ser executada em uma fração do tempo necessário para a realização pelos métodos tradicionais mais rápidos. Para validação da metodologia, foi realizado um estudo de caso baseado em um sistema elétrico real, onde para cada contingência classificada como inseguro, uma ação de controle corretivo é executada, a partir da informação da árvore de decisão sobre o atributo crítico que mais afeta a segurança. Os resultados mostraram ser a metodologia uma importante ferramenta para avaliação da segurança estática em tempo real para uso em um centro de operação do sistema.

Cálculo de equivalentes dinâmicos de sistema de potência usando algoritmos genéticos

Esta dissertação apresenta um método baseado em algoritmos genéticos para cálculo de equivalentes dinâmicos de sistemas de potência visando representar partes de um sistema para estudos de análise de estabilidade transitória. O modelo do equivalente dinâmico é obtido por meio da identificação de parâmetros de geradores síncronos, localizados nas barras de fronteira entre o sistema externo e o subsistema em estudo. Um indicie é usado para avaliar a proximidade entre as simulações realizadas usando o modelo completo e o modelo reduzido, após serem submetidos a grandes distúrbios no subsistema em estudo. Diferentes condições operacionais foram levadas em conta. As simulações foram realizadas usando os softwares GAOT “The Genetic Algorithm Optimization Toolbox”, ANAREDE e ANATEM. Esse método foi testado no sistema teste duas áreas do Kundur e no Sistema Interligado Nacional (SIN). Os resultados validaram a eficácia do método desenvolvido para o cálculo de equivalentes dinâmicos robustos.

Metodologia de controle preventivo baseado em árvore de decisão para a melhoria da segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos de potência

A presente dissertação visa apresentar um conjunto de desenvolvimentos, aplicativos e serviços para suporte à operação em tempo real e ao controle preventivo visando garantir à segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos de potência. A técnica de mineração de dados conhecida como árvore de decisão foi utilizada tanto para classificar o estado operacional do sistema, bem como para fornecer diretrizes à tomada de ações de controle, necessárias para evitar a degradação da tensão operativa e a instabilidade transitória. Testes preliminares foram realizados utilizando o histórico operacional do SCADA/SAGE do Centro de Operação Regional do Pará da Eletrobrás Eletronorte. Os resultados obtidos validaram completamente o conjunto (protótipo) de aplicativos e serviços, e indicam um grande potencial para a aplicação no ambiente de operação em tempo real.