Desenvolvimento de um programa de simulação computacional de sistemas de aquecimento solar para água

Esta Tese apresenta uma análise do comportamento térmico de um sistema de aquecimento solar operando por termossifão. Neste tipo de sistema o fluido no coletor solar é circulado por convecção natural, que acontece devido à diferença de massa específica da água ao longo circuito. Nestes sistemas a vazão mássica varia ao longo do dia e do ano, dependendo, dentre outros fatores, da irradiância solar absorvida, do perfil de temperaturas da água no sistema, da geometria, do volume e do perfil de demanda de água quente. Para uma avaliação detalhada do comportamento térmico de aquecedores solares operando por termossifão foram realizados ensaios experimentais e cálculos teóricos. Os resultados dos experimentos concordaram com aqueles apresentados na literatura e sua análise fundamentou o desenvolvimento do aplicativo TermoSim, um programa de simulação computacional do comportamento térmico de sistemas de aquecimento de água com energia solar. O tratamento matemático adotado no TermoSim compreende a modelagem dos coletores solares de acordo com a teoria de Hottel-Bliss-Whillier. O reservatório térmico é modelado com estratificação térmica, convecção e condução entre as camadas. A vazão mássica é obtida a partir do balanço da quantidade de movimento no circuito. Os modelos matemáticos empregados na construção do aplicativo TermoSim foram validados através do confronto dos resultados simulados com medidas experimentais. Foi demonstrado que a utilização destes modelos é adequada e permite reproduzir com precisão o comportamento térmico dos coletores solares e do reservatório térmico. Além do programa TermoSim, foi também desenvolvido o programa TermoDim, que é uma ferramenta para o dimensionamento de sistemas de aquecimento solar, que requer apenas o conhecimento dos parâmetros geométricos do sistema, dados meteorológicos em média mensal e informação a respeito do volume de demanda. O TermoDim é apropriado para estimar o desempenho de aquecedores solares operando por termossifão com tanques verticais e horizontais. O método de dimensionamento do TermoDim é baseado na correlação para a eficiência média mensal obtida neste trabalho a partir de um grande número de simulações.

Identificação dos itens de demanda ergonômica em lojas de cosméticos e perfumes

Esta dissertação enfoca as características que um ambiente comercial deve ter para atender as necessidades dos diferentes usuários (cliente e funcionário). Com base na revisão bibliográfica foram pesquisados os métodos de projeto utilizados para o planejamento destes espaços, assim como a forma que os usuários interagem com os diferentes elementos que compõem uma loja. Com base no método Design Macroergonômico (Fogliatto e Guimarães, 1999) foram identificados os itens de demanda ergonômica do funcionário e cliente de cinco lojas franqueadas e dedicadas à comercialização cosméticos e perfumes. Os resultados demonstraram que na maioria das vezes este tipo de espaço preocupa-se tanto com as necessidades de venda que ignora as verdadeiras necessidades dos seus usuários. Verificou-se, também, que o método Design Macroergonômico pode ser utilizado por arquitetos no intuito de enriquecer a avaliação das necessidades dos diferentes usuários de um espaço comercial.

Aplicação do qfd nas consultas eletivas do plantão médico da Santa Casa de Porto Alegre

O presente trabalho apresenta um caso de adaptação e aplicação de um modelo de garantia da qualidade à área de consultas médicas eletivas da Irmandade Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre (ISCMPA). O caso a ser apresentado utiliza um método de planejamento da qualidade específico, o QFD – Desdobramento da Função Qualidade, selecionado para identificar e solucionar as causas que levaram a resultados indesejados no Serviço Consultas Eletivas do Plantão Médico da Policlínica Santa Clara do Complexo Hospitalar da Irmandade Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre, RS. Este trabalho é parte integrante do Programa de Gerenciamento da Rotina (TQC), em andamento na ISCMPA desde 1997, e vem a ser a primeira utilização de ferramenta específica para o planejamento da qualidade na Instituição. Os resultados obtidos com a aplicação do QFD ao Serviço Consultas Eletivas do Plantão Médico demonstraram uma significativa melhoria no índice de satisfação dos clientes.

Desenvolvimento da cultura do feijoeiro submetida a dois sistemas de manejo de irrigação e de cultivo

A cultura do feijoeiro apresenta elevada importância no contexto agrícola nacional. Além de ser uma cultura que atende às características da agricultura familiar, também é cultivada em áreas extensivas com alta tecnologia. Pesquisas relacionadas ao desenvolvimento do feijoeiro frente às variantes edafoclimáticas regionais vêm assumindo papel de destaque, principalmente por se tratar de uma planta sensível tanto ao déficit quanto ao excesso hídrico. O objetivo deste trabalho foi avaliar a cultura do feijoeiro de 'inverno' submetida a dois métodos de manejo de irrigação, em pivô central, um via solo por meio de tensiômetros, outro via clima por meio do tanque Classe 'A', em dois sistemas de plantio, convencional e direto, no primeiro ano. Foram avaliados o índice de área foliar (IAF), massa seca total (MS) de plantas e a variação do potencial mátrico de água no solo. Concluiu-se que os manejos de irrigação e os sistemas de plantio não resultaram em diferenças no IAF e nem no acúmulo de matéria seca total ao longo do ciclo da cultura; o manejo da irrigação por tensiometria acarretou maior variação no potencial mátrico de água no solo do que o método via clima por meio do tanque Classe 'A'.

Modulação quantizada para sistemas com codificação wavelet sujeitos ao desvanecimento rayleigh

Wavelet coding is an efficient technique to overcome the multipath fading effects, which are characterized by fluctuations in the intensity of the transmitted signals over wireless channels. Since the wavelet symbols are non-equiprobable, modulation schemes play a significant role in the overall performance of wavelet systems. Thus the development of an efficient design method is crucial to obtain modulation schemes suitable for wavelet systems, principally when these systems employ wavelet encoding matrixes of great dimensions. In this work, it is proposed a design methodology to obtain sub-optimum modulation schemes for wavelet systems over Rayleigh fading channels. In this context, novels signal constellations and quantization schemes are obtained via genetic algorithm and mathematical tools. Numerical results obtained from simulations show that the wavelet-coded systems derived here have very good performance characteristics over fading channels

Controle ótimo H∞ de sistemas não-lineares com modelos fuzzy takagi-sugeno

Neste trabalho é proposta uma metodologia de rastreamento de sinais e rejeição de distúrbios aplicada a sistemas não-lineares. Para o projeto do sistema de rastreamento, projeta-se os controladores fuzzy M(a) e N(a) que minimizam o limitante superior da norma H∞ entre o sinal de referência r(t) e o sinal de erro de rastreamento e(t), sendo e(t) a diferença entre a entrada de referência e a saída do sistema z(t). No método de rejeição de distúrbio utiliza-se a realimentação dinâmica da saída através de um controlador fuzzy Kc(a) que minimiza o limitante superior da norma H∞ entre o sinal de entrada exógena w(t) e o sinal de saída z(t). O procedimento de projeto proposto considera as não-linearidades da planta através dos modelos fuzzy Takagi-Sugeno. Os métodos são equacionados utilizando-se inequações matriciais lineares (LMIs), que quando factíveis, podem ser facilmente solucionados por algoritmos de convergência polinomial. Por fim, um exemplo ilustra a viabilidade da metodologia proposta.

OUTPUT CONTROL WITH DYNAMIC COMPENSATORS AND STRICTLY POSITIVE REAL SYSTEMS

We present new results on the output control of uncertain dynamical systems. The design method uses dynamical compensators to turn the compensated plant into a strictly positive real system, and then chooses the control law-for example, a sliding mode control. This result is compared with another result from the literature which uses static compensators. An example is presented where the control with dynamic compensation works while a static compensation does not.

Novos resultados sobre a estabilidade e controle de sistemas nao-lineares utilizando modelos fuzzy e LMI

Relaxed conditions for the stability study of nonlinear, continuous and discrete-time systems given by fuzzy models are presented. A theoretical analysis shows that the proposed method provides better or at least the same results of the methods presented in the literature. Digital simulations exemplify this fact. These results are also used for the fuzzy regulators design. The nonlinear systems are represented by the fuzzy models proposed by Takagi and Sugeno. The stability analysis and the design of controllers are described by LMIs (Linear Matrix Inequalities), that can be solved efficiently by convex programming techniques. The specification of the decay rate, constraints on control input and output are also described by LMIs. Finally, the proposed design method is applied in the control of an inverted pendulum.

Realimentação derivativa e modelo fuzzy Takagi-Sugeno paracontrole da articulação do joelho de pacientes paraplégicos com o uso de acelerômetros

Feedback control systems have been used to move the muscles and joints of the limbs of paraplegic patients. The feedback signal, related to the knee joint angle, can be obtained by using an electrogoniometer. However, the use of accelerometers can help the measurements due the facility of adhering these devices to the skin. Accelerometers are also very suitable for these applications due their small dimensions and weight. In this paper a new method for designing a control system that can vary the knee joint angle using Functional Electrical Stimulation (FES) is presented, as well as a simulation with parameters values available in the literature. The nonlinear control system was represented by a Takagi-Sugeno fuzzy model and the feedback signals were obtained by using accelerometers. The design method considered all plant nonlinearities and was efficient and reliable to control the leg position of a paraplegic patient with the angle of the knee ranging from 0° to 30°, considering electric stimulation at the quadriceps muscle. The proposed method is viable and offers a new alternative for designing control systems of the knee joint angle using more comfortable sensors for the patients.

Construção,modelagem e controle de um pêndulo invertido com CLP e software scada

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Metodologia e diretrizes para desenvolvimento de um ambiente computacional para ensino a distância

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Controle automático com estrutura variável utilizando sistemas ERP e LMI

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Projeto de controladores para sistemas chaveados com aplicações em conversores cc-cc

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Modelagem e controle de sistemas fuzzy Takagi-Sugeno

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Aplicação do método AHP para hierarquização de condicionantes de corrida de massa

Among the flow, the flows have the highest destructive potential, may cause disasters with a very high number of victims, as recorded in the events Caraguatatuba (SP) and the Serra das Araras (RJ) in 1967; Valeu do Rio Figueira, in Timbé do Sul (SC) between 1995 and 1996; Vale do Itajaí in Santa Catarina, in 2008, Teresópolis, Petrópolis and Nova Friburgo (RJ), in December 2010 and January 2011. This project aimed to prioritize the main determinants of inducing processes of debris flows by applying the method of decision making AHP (Analytical Hierarch Process). Therefore, the following stages of work were defined: research of the major factors of debris flows, questionnaire design method for application of AHP expert on the subject, analysis of the results obtained from calculating the ratio of consistency and preparation of proposal for hierarchical of conditions for debris flows. From the surveys it was possible to establish a relationship of conditions according to the scale of work, defining three levels: regional (1:250,000 to 1:100,000), Semi-Detail (1:50,000 to 1:25,000) and Detail (1: 10,000 or higher). The factors found were: concentration time, the flood wave, rain, landslide susceptibility (slope), drainage and development in the deposition. The project analyzed the results obtained from the questionnaires, which allowed the ranking of the constraints, contributing to weight constraints in studies of multicriteria mapping of susceptibility to the occurrence of debris flows. The study showed that the most of the analyzed datas were inconsistent because of the different opinion of the judges