Análise de um regulador de velocidade digital para a Usina Hidroelétrica de Curuá-Una

Analisa uma proposta de um controlador digital para o regulador de velocidade da Usina Hidroelétrica de Curuá-Una, utilizando duas estratégias de projeto, a estratégia indireta com o projeto do controlador sendo feito no plano contínuo e depois discretizado e a estratégia direta, em que o controlador é projetado inteiramente no plano discreto. O conhecimento gerado no simulador é de grande importância, pois é uma das grandes ferramentas para avaliar o comportamento dos controladores digitais propostos, em ambiente seguro. O estudo dos controladores também permite uma substituição de equipamentos antigos, com produção descontinuada, por equipamentos novos que permitem a confecção de controladores modernos, digitais e inteligentes, que proporcionam uma substituição de técnicas antigas de controle por estratégias avançadas de controle, maximizando o rendimento do sistema em condições adversas de operação. O trabalho levanta as diferenças, vantagens e desvantagens de cada controlador, com o objetivo de auxiliar na escolha do controlador mais adequado para projetos de controladores avançados: tipo um controle adaptativo, controle fuzzy ou controle neural. As dificuldades de projeto e os resultados das simulações foram os principais indicadores na avaliações dos dois RV digitais projetados. De uma forma geral o RV digital direto apresentou melhor desempenho, estabilidade e menor esforço computacional, entretanto, o RV digital indireto mostrou desempenho similar, menor degradação devido às não linearidades e ao menor esforço de projeto.

Projeto e construção de um robô móvel AGV/ROV não-holonômico com habilidade para navegação autônoma do tipo wall-following

Esta dissertação de mestrado apresenta o projeto e a construção de um robô móvel terrestre denominado LOGBOT, com tração de movimento do tipo diferencial – com duas rodas motoras e uma roda livre para manter a estabilidade de sua estrutura em relação à superfície. O controle do robô dispõe dos modos de telemetria e autônomo. No modo de controle por telemetria (ROV), a comunicação do robô com a estação de controle é feita por radiofreqüência a uma distância de até um quilometro em ambientes externos, e até cem metros em ambientes internos. No modo de controle autônomo (AGV), o robô tem habilidade para navegar em ambientes internos e desconhecidos usando sempre a parede à sua esquerda como referência para a trajetória de seu movimento. A seqüência de movimentos para execução da trajetória é enviada para a estação de controle que realiza análises de desempenho do robô. Para executar suas tarefas no modo autônomo, a programação do robô conta com um agente inteligente reativo, que detecta características do ambiente (obstáculos, final de paredes, etc.) e decide sobre qual atitude deve ser executada pelo robô, com objetivo de contornar os obstáculos e controlar a velocidade de suas rodas. Os problemas de erro odométrico e suas correções com base no uso de informações sensoriais externas são devidamente tratados. Técnicas de controle hierárquico do robô como um todo e controle em malha fechada da velocidade das rodas do robô são usadas. Os resultados mostraram que o robô móvel LOGBOT é capaz de navegar, com estabilidade e precisão, em ambientes internos no formato de um corredor (wall following).

Técnica de projeto de controlador fuzzy aplicada ao acionamento vetorial de motor de indução

Este trabalho investiga uma estratégia de controle fuzzy Takagi-Sugeno aplicada ao controle de velocidade do motor de indução. A estratégia implementa uma interpolação ponderada entre um conjunto de controladores locais previamente projetados. Ao ocorrer variações nas condições operacionais do motor de indução, os ganhos da lei de controle são ajustados automaticamente, de modo a manter satisfatório o desempenho do sistema de controle. Para o projeto do controlador fuzzy a representação em espaço de estados da planta foi considerada sob a forma de um sistema aumentado, incluindo-se uma nova variável de estado que, nesse caso, foi selecionada como sendo a integral do erro de velocidade. Tal formulação permitiu o projeto de controladores locais com a estrutura PI, através de realimentação completa de estados, com posicionamento de pólos. Como variáveis de operação para o chaveamento fuzzy dos controladores locais, foram selecionados as variáveis velocidade angular do rotor e a componente da corrente de estator responsável pelo torque elétrico do motor. Em seguida, a estabilidade do controlador fuzzy Takagi- Sugeno projetado foi comprovada através do critério de Lyapunov, para isso o problema de estabilidade foi escrito na forma de LMIs. O desempenho do controlador fuzzy Takagi-Sugeno foi avaliado através de estudos de simulação, e seus resultados comparados ao desempenho de um controlador PI convencional, para a regulação da velocidade do rotor. Os resultados obtidos nas simulações mostram que o emprego da estratégia proposta torna o sistema mais robusto a variações paramétricas no sistema de acionamento.

Condições oceanográficas, ocupação territorial e problemas ambientais na praia do Atalaia (nordeste do Pará, Brasil)

A conservação e gestão da zona costeira da região amazônica merecem atenção especial, devido à riqueza de seus recursos naturais. O presente estudo visa avaliar os impactos dos eventos naturais e atividades humanas na praia de Atalaia, situada no estado do Pará (Brasil), e o desenvolvimento de diretrizes para a implementação de programas de gestão costeira. Os dados foram coletados entre novembro/2008 e novembro/2010. Quatro conjuntos de variáveis foram avaliados: (i) variáveis físicas (climatologia, hidrodinâmica e morfodinâmica), (ii) variáveis hidrológicas (temperatura da água, salinidade, pH, turbidez, oxigênio dissolvido e nutrientes inorgânicos dissolvidos, clorofila a e níveis de coliformes termotolerantes), (iii) desenvolvimento urbano e (iv) distribuição espacial de serviços e infraestrutura. Os resultados indicam que o clima e as condições hidrodinâmicas foram os principais fatores responsáveis pelas flutuações na qualidade de água, turbidez, oxigênio dissolvido, nutrientes inorgânicos dissolvidos e concentrações de clorofila a. A descarga de esgoto doméstico não tratado foi responsável pela contaminação bacteriológica, embora a rápida turbulência decorrente da alta energia hidrodinâmica do ambiente tenha limitado a contaminação por coliformes termotolerantes. Esta alta energia hidrodinâmica, principalmente durante as marés equinociais de sizígia e a falta de planejamento urbano gera outros problemas, tais como a erosão costeira. A área de estudo é caracterizada por altas taxas pluviométricas (> 1900 mm durante a estação chuvosa), ventos de NE com velocidades médias mensais superiores a 4,36 m/s na estação seca e 3,06 m/s na estação chuvosa, condições de macromaré (alcance da maré > 4,0 m), velocidades moderadas de correntes de maré (superior a 0,5 m/s) e alturas de ondas significantes superior a 1,5 m. Em março e junho (meses chuvosos), a corrente de maré vazante alcançou um máximo de 0,4 m/s. O ciclo de maré foi fracamente assimétrico com a maré vazante durando mais de 6 horas e 40 minutos. A energia das ondas foram fracamente moduladas pela maré baixa devido à atenuação das ondas em bancos de areia. A temperatura da água foi relativamente homogênea (27,4°C a 29,3°C). A salinidade variou de 5,7 (junho) a 37,4 (novembro). A água foi bem oxigenada (superior a 9,17 mg/L), turva (superior a 118 NTU), alcalina (acima de 8,68) e eutrófica (máximo de 2,36 μmol/L para nitrito, 24,34 μmol/L para nitrato, 0,6 μmol/L para fosfato e 329,7 μmol/L para silicato), além de apresentar altas concentrações de clorofila a (acima de 82 mg/m³). As condições naturais observadas no presente estudo indicam a necessidade de uma revisão dos critérios hidrológicos usados para avaliação de praias por agências nacionais e internacionais e sua adaptação para a realidade da costa amazônica. A falta de sistema de saneamento público levou a contaminação bacteriológica e a perda da qualidade da água. Com relação ao estado morfodinâmico, as condições dissipativas foram encontradas durante alta a moderada energia hidrodinâmica (condições equinociais e não-equinociais), porém em novembro as maiores alturas de ondas geraram características de barred dissipative, enquanto nos outros meses características nonbarred foram dominantes. Desta forma, o modelo proposto por Masselink & Short (1993) parece não ser ideal para ser aplicado em praias com características similares a praia de Atalaia, na qual a energia das ondas é modulada pela presença de bancos de areia durante algumas fases da maré.

Unidades de relevo em zona costeira estuarina: municípios de Colares e Santo Antônio do Tauá

Este trabalho tem por objetivo identificar e discutir as unidades de relevo dos municípios de Colares e Santo Antônio do Tauá, Estado do Pará, Brasil. Apresenta como objeto de estudo a compartimentação do relevo. A área de estudada se localiza na parte oriental do Golfão Marajoara, porção nordeste da baía de Marajó, em um trecho tipicamente estuarino da zona costeira. A pesquisa foi realizada com base em revisão de literatura, levantamento cartográfico, tratamento, interpretação e vetorização de imagens orbitais e trabalhos de campo. Duas escalas de análise foram trabalhadas. A primeira escala referiu-se à Zona Costeira Amazônica (ZCA), caracterizada por ser uma costa baixa, predominantemente sedimentar, sujeita a regime de macromarés em sua maior parte e fortemente influenciada pelas descargas fluviais condicionadas pelo clima úmido. A formação regional desta costa deve-se às flutuações do nível relativo do mar, oscilações climáticas e à neotectônica, atuantes ao longo do Cenozóico Superior. A porção oriental do Golfão Marajoara é constituída pelo estuário do rio Pará, que se comporta como um tidal river ou estuário dominado por correntes fluviais, apesar da influência das marés. As descargas fluviais são o fator principal da hidrodinâmica estuarina, constituição sedimentar e organização da biota. Trata-se de um ambiente costeiro mais protegido da ação de ondas e da deriva litorânea, em comparação com o litoral atlântico do Nordeste do Pará. Na segunda escala de trabalho foram identificadas 8 unidades de relevo: leito estuarino arenoso; banco lamoso de intermaré; planície de maré lamosa; praia estuarina; cordão arenoso; planície aluvial sob influência de maré; planície aluvial; tabuleiro. Apenas a unidade do tabuleiro é considerada como relevo erosivo. A seguir, discutiu-se a distribuição espacial das unidades de relevo, que mostrou a presença de dois setores específicos. O setor 1, situado a oeste, é amplamente influenciado por marés, e nele predominam formas de relevo de acumulação, com destaque para as planícies aluviais sob influência de maré, que ocupam maior área, fato que revela um esquema de transição entre o domínio marinho e o flúviocontinental. As várzeas sucedem os mangues para o interior, à medida que diminui a influência da água salgada. O esquema básico de distribuição sedimentar é representado por areias de fundo de canal e lamas depositadas nas margens durante a maré baixa. As praias são reduzidas, o que se explica pela menor atuação de ondas, e pelo papel decisivo das correntes de maré e das vazantes na dinâmica costeira. Cordões arenosos localizados no interior da planície costeira são o testemunho da progradação da linha de costa. Neste setor, os tabuleiros encontramse muito fragmentados, em consequência da erosão e sedimentação por marés, canais e águas das chuvas. O setor 2, a leste, não sofre influência de marés, e apresenta um relevo menos compartimentado, com tabuleiros seccionados pela rede de drenagem. A dissecação fluvial forma vales com estreitas planícies aluviais, fato que revela uma superfície erosiva mais ampla.

Estudo de nanofios de Au e dendrímeros

A primeira parte deste trabalho aborda a simulação computacional de dinâmica molecular clássica da interação de sistemas matriciais constituídos de nanofios paralelos de Au simuladas em função do tempo. Como resultados foram encontrados os tempos de colisões entre os fios da matriz. A segunda parte deste trabalho utiliza dinâmica molecular clássica para simular cinco gerações de dendrímeros PAMAM, cada qual interagindo individualmente com um nanotubo de carbono em função do tempo resultando num motor molecular. Além disso, foram calculados os espectros de absorção deste sistema e foi verificado que eles são nanomotores controlados pela luz. Para todos estes sistemas foram calculadas energias cinética, potencial, total, velocidade, propriedades termodinâmicas como variação de entropia molar, capacidade molar térmica e temperatura in situ. Estas grandezas nos forneceram valiosas informações sobre o comportamento destes sistemas.