Controle da injeção de potências ativa e reativa em inversor de Geração Distribuída conectado à rede de distribuição em corrente alternada em baixa tensão, empregando LMIs com realimentação de estados e critérios de D-estabilidade

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Modelagem e controle de uma incubadora neonatal

Este trabalho apresenta uma introdução sobre a história da neonatologia, a conceituação e a modelagem matemática do sistema térmico de uma incubadora neonatal, contendo a relação da mesma com um recém-nascido quanto a trocas térmicas, a partir da primeira lei da termodinâmica. É apresentado o método que foi utilizado para a linearização (Séries de Taylor) e os pontos de operação calculados para o sistema linear obtido no formato de espaço de estados, e a partir deste foi obtida uma representação em função de transferência. A partir da modelagem matemática do sistema, foi realizado um teste em malha aberta para verificar as características do mesmo, como estabilidade, constante de tempo e convergência para um valor final desejado, e como o sistema real opera em malha fechada, foi também realizado um teste com o sistema nesta configuração contendo um ganho unitário de malha. O comportamento do sistema não linear foi comparado ao do sistema linearizado através de suas curvas de resposta temporal a uma entrada degrau para a verificação da validade da representação linear, e após a sua validação, diagramas de bode foram gerados para diferentes parâmetros do modelo, para observar-se o efeito desta variação no comportamento dinâmico da planta, e foi percebido que o comportamento do modelo não é alterado de forma substancial para a variação dentro das faixas verificadas. Um controlador proporcional e integral (PI) foi então projetado para a eliminação do erro de regime permanente presente resposta temporal do sistema.. Testes sob diversas condições de operação foram realizados no sistema linear assim como as curvas de variação de temperatura foram obtidas com o controlador aplicado no modelo não linear, sendo os resultados considerados satisfatórios para este tipo de aplicação. Este trabalho foi realizado com o auxílio da ferramenta computacional Simulink do software Matalb®.

Projeto de um controlador Fuzzy Takagi-Sugeno para uma estação de tratamento de esgoto por lodos ativados

Este trabalho propõe o projeto de um controlador Fuzzy do tipo Takagi-Sugeno em uma estação de tratamento de esgoto por lodos ativados. Este tipo de tratamento ocorre na presença de oxigênio, pois microorganismos aeróbios presentes no licor misto irão proporcionar a remoção tanto da matéria carbonácea quanto nutrientes formados por compostos à base de nitrogênio. O controlador atua via mecanismo de aeração e foi projetado para interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de três controladores fixos locais que, por sua vez, foram projetados a partir da linearização de um modelo contínuo de balanço de massa de oxigênio. O controlador auxiliará manter a concentração de oxigênio dissolvido desejável na faixa de operação do processo para que ocorra a nitrificação, reação química de oxiredução que transforma amônio em nitrito, que é fundamental para o sucesso do processo, e poderá também economizar energia elétrica utilizada pelo mecanismo de aeração. Os ensaios foram realizados via simulação computacional em quatro cenários idealizados comparando o desempenho do controlador fuzzy e o desempenho de um controlador fixo projetado em um ponto de operação diferente do qual se utilizou como valor de referência na planta. Ao aplicar um degrau no valor de referência estabelecido no cenário de análise, observou-se o tempo de subida, o tempo de acomodação e o erro em regime. Após os ensaios, observou-se que o desempenho do controlador fuzzy nos quesitos tempo de subida e tempo de acomodação em relação ao controlador fixo foi melhor, enquanto nos quesitos sobressinal e erro em regime foi semelhante. Após as análises, concluiu-se que a estratégia de controle escolhida neste trabalho é viável, pois de acordo com o valor auferido de oxigênio dissolvido na entrada da planta, o controlador fuzzy irá interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de um controlador fixo projetado na vizinhança deste valor e assim, atuar de forma bastante satisfatória.

Interpretação do gráfico de Hingle através de rede competitiva angular

A saturação de água é a principal propriedade petrofísica para a avaliação de reservatórios de hidrocarbonetos, pois através da análise dos seus valores é definida a destinação final do poço recém perfurado, como produtor ou poço seco. O cálculo da saturação de água para as formações limpas é, comumente, realizado a partir da equação de Archie, que envolve a determinação da resistividade da zona virgem, obtida a partir de um perfil de resistividade profunda e o cálculo de porosidade da rocha, obtida a partir dos perfis de porosidade. A equação de Archie envolve ainda, a determinação da resistividade da água de formação, que normalmente necessita de definição local e correção para a profundidade da formação e da adoção de valores convenientes para os coeficientes de Archie. Um dos métodos mais tradicionais da geofísica de poço para o cálculo da saturação de água é o método de Hingle, particularmente útil nas situações de desconhecimento da resistividade da água de formação. O método de Hingle estabelece uma forma linear para a equação de Archie, a partir dos perfis de resistividade e porosidade e a representa na forma gráfica, como a reta da água ou dos pontos, no gráfico de Hingle, com saturação de água unitária e o valor da resistividade da água de formação é obtido a partir da inclinação da reta da água. Independente do desenvolvimento tecnológico das ferramentas de perfilagem e dos computadores digitais, o geofísico, ainda hoje, se vê obrigado a realizar a interpretação de ábacos ou gráficos, sujeito a ocorrência de erros derivados da sua acuidade visual. Com o objetivo de mitigar a ocorrência deste tipo de erro e produzir uma primeira aproximação para a saturação de água em tempo real de perfilagem do poço, insere-se o trabalho apresentado nesta dissertação, com a utilização de uma conveniente arquitetura de rede neural artificial, a rede competitiva angular, capaz de identificar a localização da reta da água, a partir da identificação de padrões angulares presentes nos dados dos perfis de porosidade e resistividade representados no gráfico de Hingle. A avaliação desta metodologia é realizada sobre dados sintéticos, que satisfazem integralmente a equação de Archie, e sobre dados reais.

Um modelo bi-nível para o investimento multi-etapa em capacidade de transmissão e geração de energia elétrica em mercados competitivos

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

The first frequency of cantilevered bars with geometric effect: a mathematical and experimental evaluation

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Turnover do carbono-13 em tecidos de frangos de corte pelo método de linearização

Pós-graduação em Zootecnia - FMVZ

Uma investigação do minos e sua aplicação ao problema de fluxo de potência ótimo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Zero, minimum and maximum relative radial acceleration for planar formation flight dynamics near triangular libration points in the Earth-Moon system

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

Localização e preço de contrato ótimo da geração distribuída em sistemas de distribuição radiais de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Robust controller design of a wheelchair mobile via LMI approach to SPR systems with feedback output

This article discusses the design of robust controller applied to Wheelchair Furniture via Linear Matrix Inequalities (LMI), to obtain Strictly Positive Real (SPR) systems. The contributions of this work were the choice of a mathematical model for wheelchair: mobile with uncertainty about the position of the center of gravity (CG), the decoupling of the kinematic and dynamical systems, linearization of the models, the headquarters building of parametric uncertainties, the proposal of the control loop and control law with a specified decay rate.

Modelling and determination of metabolic pools by stable carbon isotopes in the avian duodenal mucosa and albumen

Stable isotope analyses have helped in assessing dietary switches if the diet undergoes metabolic alteration (isotopic exchange). However, when considering the effects over time of switching from one diet to another, one can assess how quickly the new diet is incorporated into tissues via the isotopic renewal or incorporation rate, or turnover. Turnover is obtained using exponential curves that fit the original data, allowing the determination of practical order parameters such as the half-life (T) and the turnover constant (k). Researchers have found that metabolic incorporation can be fractionated. The resulting fractions, called metabolic pools, are identified using the linearization of the isotopic exchange model and its linear fit. This fractionation methodology is still not well defined. The objective of this study was to assess the behaviour of the metabolic renewal rate (turnover) in fractionated form, explain the theory, and apply it to data from the avian duodenal mucosa and albumen. We concluded that the duodenal mucosa has one metabolic pool, with a half-life of 1.23 days, and that the albumen has two metabolic pools, with half-lives of 1.89 and 6.32 days.

Analysis of metabolic pools in broilers chicks

This paper shows the possibility of obtaining new parameters for the mathematical modelling of data on stable isotopes in biological systems and its application in obtaining data on metabolic pools of blood plasma, blood serum, liver and muscle of broilers. This theory states that the modelling of turnover used for studies of isotopic incorporation when the metabolism has a single metabolic pool is feasible by the technique of setting an exponential. However, when the metabolism has more than one metabolic pool, it is necessary to apply the linearization technique, linear regression adjustment and evaluation of the assumptions of regression to obtain the kinetic parameters such as half-life (T1/2) and isotope exchange rate (k). The application of this technique on carbon-13 data from 100 one-day-old chicks, with the change of diet composed of grains of the photosynthetic cycle of plants from C4 to C3, in broilers has enabled the discovery that the liver, blood plasma and blood serum have a single metabolic pool; however, the pectoral muscle has two metabolic pools. For the liver, blood plasma and blood serum, the half-life values were found by the exponential fit being T1/2 = 1.4 days with the rate of exchange of k = 0.502, T1/2 = 2.4 days with k = 0.293 and T1/2 = 2.0 days with k = 0.348, respectively. For the pectoral muscle, after linearization, the half-life values were found for T1/2(1) = 1.7 and T1/2(2) = 3 days, with exchange rates of k1 = 0.405 and k2 = 0.235, representing approximately 66 and 34 %, respectively.

Planejamento dinâmico a longo prazo de ativos de sistemas de distribuição de energia elétrica considerando a incorporação de diferentes tipos de elementos adicionais de expansão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

A Model-Based Approach for Small-Signal Stability Assessment of Unbalanced Power Systems

In this paper, a modeling technique for small-signal stability assessment of unbalanced power systems is presented. Since power distribution systems are inherently unbalanced, due to its lines and loads characteristics, and the penetration of distributed generation into these systems is increasing nowadays, such a tool is needed in order to ensure a secure and reliable operation of these systems. The main contribution of this paper is the development of a phasor-based model for the study of dynamic phenomena in unbalanced power systems. Using an assumption on the net torque of the generator, it is possible to precisely define an equilibrium point for the phasor model of the system, thus enabling its linearization around this point, and, consequently, its eigenvalue/eigenvector analysis for small-signal stability assessment. The modeling technique presented here was compared to the dynamic behavior observed in ATP simulations and the results show that, for the generator and controller models used, the proposed modeling approach is adequate and yields reliable and precise results.