Otimização do sistema de supervisão e controle de uma planta de tratamento de resíduos utilizando plasma

A major and growing problems faced by modern society is the high production of waste and related effects they produce, such as environmental degradation and pollution of various ecosystems, with direct effects on quality of life. The thermal treatment technologies have been widely used in the treatment of these wastes and thermal plasma is gaining importance in processing blanketing. This work is focused on developing an optimized system of supervision and control applied to a processing plant and petrochemical waste effluents using thermal plasma. The system is basically composed of a inductive plasma torch reactors washing system / exhaust gases and RF power used to generate plasma. The process of supervision and control of the plant is of paramount importance in the development of the ultimate goal. For this reason, various subsidies were created in the search for greater efficiency in the process, generating events, graphics / distribution and storage of data for each subsystem of the plant, process execution, control and 3D visualization of each subsystem of the plant between others. A communication platform between the virtual 3D plant architecture and a real control structure (hardware) was created. The goal is to use the concepts of mixed reality and develop strategies for different types of controls that allow manipulating 3D plant without restrictions and schedules, optimize the actual process. Studies have shown that one of the best ways to implement the control of generation inductively coupled plasma techniques is to use intelligent control, both for their efficiency in the results is low for its implementation, without requiring a specific model. The control strategy using Fuzzy Logic (Fuzzy-PI) was developed and implemented, and the results showed satisfactory condition on response time and viability

Balanço de energia e controle biofísico da evapotranspiração na Caatinga em condições de seca intensa

Resumo:O objetivo deste trabalho foi determinar a variação sazonal dos componentes do balanço de energia e avaliar o controle biofísico da evapotranspiração, em área de Caatinga preservada, em condições de seca intensa. O experimento foi conduzido em 2012, tendo-se utilizado o sistema "eddy covariance", instalado a 16,9 m acima da superfície do solo. Além disso, foram realizadas medidas de temperatura, umidade, radiação solar, saldo de radiação, fluxo de calor no solo e temperatura do solo. Os dados dos fluxos de calor sensível e latente foram processados com o programa Alteddy e analisados em escalas diária e sazonal. Com os dados do fluxo de calor latente, foram determinados os valores da evapotranspiração, bem como os indicadores da sua sensibilidade às condições ambientais: fator de desacoplamento, e resistências aerodinâmica e da superfície. O saldo de radiação apresentou forte sazonalidade, com comportamento dependente da radiação solar. A partição dos componentes do balanço de energia revelou que a ocorrência de seca intensa maximiza a destinação da energia disponível ao fluxo de calor sensível, e que a evapotranspiração nessa condição é especialmente dependente do deficit de pressão de vapor e da resistência da superfície.

A refletância na estimativa do efeito de fungicidas no controle da ferrugem asiática da soja

Medidas de refletância têm apresentado resultados eficientes para avaliar a eficiência de fungicidas, além de ser um método prático e rápido. O objetivo do trabalho foi comparar medidas de refletância com o método de avaliação visual para avaliar a eficiência de fungicidas no controle da ferrugem asiática da soja e quantificar a relação com a produtividade. O ensaio foi instalado na Fazenda Escola da UEL, cv. BRS 133, em delineamento de blocos ao acaso com 07 diferentes fungicidas, em 04 repetições. Foram realizadas duas pulverizações, sendo a 1º no estádio R2 (3% de severidade) e a segunda em R5.1, 20 dias após. Avaliou-se visualmente a severidade de ferrugem asiática e calculou-se a área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD). Também, avaliou-se a produtividade final e a percentagem de radiação solar em 810 nm (R810) com o uso de radiômetro de multiespectro e calculou-se a área abaixo da curva de progresso da radiação (AACPR). O coeficiente de determinação (R2) para regressão entre as variáveis AACPD x produtividade foi 0,79, entre AACPR x produtividade foi 0,90 e AACPD x AACPR foi 0,89. A utilização de refletância (R810) permitiu a separação dos tratamentos fungicidas em três grupos distintos, sendo epoxiconazol com menor eficiência, metconazol, tebuconazol e piraclostrobina + epoxiconazol foram classificados como intermediários e os mais eficientes foram, azoxistrobina + ciproconazol e picoxistrobina + ciproconazol.

Aplicação de dois métodos no controle de qualidade em dados coletados por estações meteorológicas automáticas de superfície

No início dos anos 90, o Brasil e a Grã-Bretanha, juntos, deram um passo, no sentido de produzir estudos microclimáticos dentro da área que compreende a floresta Amazônica, visando quantificar e verificar o impacto do desmatamento dessa floresta sobre o clima. Para isso escolheu-se três regiões para a instalação de estações meteorológicas automáticas de superfície (Estados do Amazonas, Pará e Rondônia). Cada região recebeu uma estação em uma área florestada e outra em área desmatada. Esse projeto binacional foi chamado de "ESTUDO ANGLO-BRASILEIRO DE OBSERVAÇÃO DO CLIMA DA AMAZONIA, (ABRACOS - Anglo-Braz11ian Amazonian Climate Observation Study)". Esse trabalho apresenta a aplicação de dois métodos de controle de qualidade para os dados coletados pelas estações meteorológicas automáticas de superfície. Um desses métodos leva em consideração o comportamento estatístico das variáveis coletadas, e o outro método o comportamento físico e climatológico das mesmas. Por último se faz o uso desses dados com e sem erros no cálculo da evapotranspiração, no sentido de se ver o impacto de uma informação errônea no cálculo de um parametro. O método estatístico demonstrou ter um bom potencial na detecção de erros pequenos (com tamanhos variando de 5 a 20%).(Continua). Esse método apresentou rendimentos na obtenção de erros que oscilam entre 43% e 80% para a radiação solar global. Quando se testou os valores da temperatura do ar e temperatura do bulbo úmido, obteve-se um dos melhores rendimentos do método estatístico, que chegou a 91%. Os piores desempenhos foram quando se testou a radiação refletida, alcançando-se apenas 11,1%. O método físico mostrou-se eficiente na detecção de erros maiores (30 a 90%). Os melhores desempenhos aconteceram quando se testaram as temperaturas. Em um caso o rendimento chegou a 100%. Em seu pior desempenho o método detectou apenas 20% (Teste" A" ). O método físico somente detectou informações suspeitas, dentro dos erros inseridos nas séries de dados.

Desenvolvimento de um modelo fuzzy para otimização da energia gerada por um sistema híbrido (solar-fotovoltaico e eólico)

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Seleção de surfactantes e fotoprotetores para a formulação de Beauveria bassiana visando o controle de Dactylopius opuntiae em palma forrageira

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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.

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.

Acionamento vetorial por controlador fuzzy modo deslizante de motor de indução

Este trabalho estuda a técnica de acionamento vetorial aplicado ao motor de indução trifásico (MIT), utilizando como estratégia de controle a combinação de controle fuzzy com controladores chaveados do tipo modo deslizante, em uma configuração aqui denominada de Controlador Fuzzy Modo Deslizante (FSMC – Do inglês: Fuzzy Sliding Mode Control). Um modelo dinâmico do MIT é desenvolvido em variáveis ‘d-q’ o que conduziu a um modelo eletromecânico em espaço de estados que exibe fortes não linearidades. A este modelo são aplicadas as condições de controle vetorial que permitem desacoplar o torque e o fluxo no MIT, de maneira que o seu comportamento dinâmico se assemelha àquele verificado em uma máquina de corrente contínua. Nesta condição, são implementados controladores do tipo proporcional e integral (PI) às malhas de controle de corrente e velocidade do motor, e são realizadas simulações computacionais para o rastreamento de velocidade e perturbação de carga, o que levam a resultados satisfatórios do ponto de vista dinâmico. Visando investigar o desempenho das estratégias não lineares nesta abordagem é apresentado o estudo da técnica de controle a estrutura chaveada do tipo modo deslizante. Um controlador modo deslizante convencional é implementado, onde se verifica que, a despeito do excelente desempenho dinâmico a ocorrência do fenômeno do “chettering” inviabiliza a aplicação desta estratégia em testes reais. Assim, é proposta a estratégia de controle FSMC, buscando associar o bom resultado dinâmico obtido com o controlador modo deslizante e a supressão do fenômeno do chettering, o que se atinge pela definição de uma camada de chaveamento do tipo Fuzzy. O controlador FSMC proposto é submetido aos mesmos testes computacionais que o controlador PI, conduzindo a resultados superiores a este último no transitório da resposta dinâmica, porém com a presença de erro em regime permanente. Para atacar este problema é implementada uma combinação Fuzzy das estratégias FSMC com a ação de controle PI, onde o primeiro busca atuar em regiões afastadas da superfície de chaveamento e o segundo busca introduzir o efeito da ação integral próximo à superfície. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da estratégia em acionamento de velocidade variável que exigem elevado desempenho dinâmico.

Efeito da radiação UV -B na interação Botrytis cinerea – clonostachys rosea em morangueiro e do ácido 4 - aminobenzóico no controle do patógeno em tabaco

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Estimação do número de internações por doenças respiratórias utilizando lógica fuzzy tipo-2 intervalar

In this work was developed a fuzzy computational model type-2 predictive interval, using the software of the type-2 fuzzy MATLAB toolbox, the final idea is to estimate the number of hospitalizations of patients with respiratory diseases. The interest in the creation of this model is to assist in decision makeshift hospital environment, where there are no medical or professional equipment available to provide the care that the population need. It began working with the study of fuzzy logic, the fuzzy inference system and fuzzy toolbox. Through a real database provided by the Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde (DATASUS) and Companhia de Tecnologia de Saneamento Básico (CETESB), was possible to start the model. The analyzed database is composed of the number of patients admitted with respiratory diseases a day for the public hospital in São José dos Campos, during the year 2009 and by factors such as PM10, SO2, wind and humidity. These factors were analyzed as input variables and, through these, is possible to get the number of admissions a day, which is the output variable of the model. For data analysis we used the fuzzy control method type-2 Mamdani. In the following steps the performance developed in this work was compared with the performance of the same model using fuzzy logic type-1. Finally, the validity of the models was estimated by the ROC curve

Otimização do controle do diagrama de radiação de radares de varredura para rastreio de foguetes usando o método GAMMC para o Caso Planar (GAMMC-P)

Launching centers are designed for scientific and commercial activities with aerospace vehicles. Rockets Tracking Systems (RTS) are part of the infrastructure of these centers and they are responsible for collecting and processing the data trajectory of vehicles. Generally, Parabolic Reflector Radars (PRRs) are used in RTS. However, it is possible to use radars with antenna arrays, or Phased Arrays (PAs), so called Phased Arrays Radars (PARs). Thus, the excitation signal of each radiating element of the array can be adjusted to perform electronic control of the radiation pattern in order to improve functionality and maintenance of the system. Therefore, in the implementation and reuse projects of PARs, modeling is subject to various combinations of excitation signals, producing a complex optimization problem due to the large number of available solutions. In this case, it is possible to use offline optimization methods, such as Genetic Algorithms (GAs), to calculate the problem solutions, which are stored for online applications. Hence, the Genetic Algorithm with Maximum-Minimum Crossover (GAMMC) optimization method was used to develop the GAMMC-P algorithm that optimizes the modeling step of radiation pattern control from planar PAs. Compared with a conventional crossover GA, the GAMMC has a different approach from the conventional one, because it performs the crossover of the fittest individuals with the least fit individuals in order to enhance the genetic diversity. Thus, the GAMMC prevents premature convergence, increases population fitness and reduces the processing time. Therefore, the GAMMC-P uses a reconfigurable algorithm with multiple objectives, different coding and genetic operator MMC. The test results show that GAMMC-P reached the proposed requirements for different operating conditions of a planar RAV.

Caracterização da ontogenética do pau-brasil

As ações de reflorestamento com o pau-brasil (Caesalpinia echinata Lam.) depende de informações de suas características ecofisiológicas sujeitas às variações ontogenéticas e ambientais. O objetivo desse trabalho foi caracterizar alguns aspectos morfológicos, anatômicos, fisiológicos e estruturais de parede celular de C. echinata nas fases juvenil, jovem e adulto em condições naturais em um fragmento da Floresta Atlântica. Foi analisada a biometria, concentração de nutrientes e dos pigmentos cloroplastídicos dos foliólulos, anatomia foliar e do xilema secundário do caule e a constituição dos polímeros estruturais de parede celular. Os indivíduos juvenis localizados no estrato inferior da floresta se destacaram pela maior área foliar específica e maiores teores de pigmentos cloroplastídicos bem como pelas maiores dimensões de suas células guardas associado às maiores concentrações de K e Ca foliar. Estruturalmente, os indivíduos juvenis apresentaram menores elementos de vasos e teores de lignina. Os indivíduos jovens apresentaram valores intermediários das variáveis analisadas. Já os indivíduos adultos, cujas copas alcançavam o dossel, se destacaram pelo maior espessamento do limbo, da cutícula e do parênquima lacunoso, teor de água foliar, densidade estomática e teor de lignina foliar e caulinar cuja capacidade de síntese foi associada ao maior teor de P foliar. O conteúdo de celulose foliar e caulinar não variou entre as diferentes fases ontogenéticas. As hemiceluloses são do tipo xilanos com possibilidade de presença de xiloglucano dada a maior fração de xilose (±12% MS) e galactose (±1% MS). A glucose foi o monossacarídeo mais representativo (±40% MS) sem diferenças ontogenéticas. As diferenças morfológicas, anatômicas, fisiológicas e estruturais parecem, também, estarem sob controle da irradiância mais intensa na copa dos indivíduos adultos. Os resultados denotam que o plantio consorciado com espécies de crescimento rápido seja a melhor ação para o reflorestamento de C. echinata.

Comparação do desempenho de duas bombas acopladas diretamente a geradores fotovoltaicos

No Brasil, assim como em outros países que recebem abundantes quantidades de radiação solar durante todo o ano, há um grande potencial para os sistemas que usam a tecnologia fotovoltaica para promover o bombeamento de água. Entretanto, a escolha dos conjuntos de motores e bombas mais adequados para cada situação passa pela análise do desempenho dos sistemas de bombeamento. Portanto, devem ser analisadas tanto as melhores configurações de geradores fotovoltaicos destinados a operar os conjuntos formados pelos motores e bombas, quanto às eficiências das bombas e da conversão fotovoltaica. Nesse trabalho são apresentadas medidas e comparações do desempenho de dois sistemas de bombeamento diretamente acoplados a geradores fotovoltaicos. Para tanto, foi construída uma bancada destinada a realizar uma série de experimentos. Um dos sistemas usou uma bomba centrífuga acoplada a um gerador fotovoltaico formado por três módulos fotovoltaicos. O outro, utilizou uma bomba volumétrica de diafragma acoplada a um único módulo fotovoltaico. Os experimentos foram conduzidos em duas etapas distintas. A primeira foi feita com os motores acoplados a uma fonte de potência em corrente contínua e serviu para a determinação das curvas de desempenho de cada uma das bombas, das curvas dos sistemas, assim como das curvas de corrente (I) e de tensão (V) de cada um dos motores que acionavam as bombas. A segunda foi realizada com os sistemas acoplados diretamente aos geradores fotovoltaicos. A determinação da configuração dos geradores fotovoltaicos destinados a acionar os diferentes sistemas de bombeamento em análise nesse trabalho foi feita por meio da sobreposição das curvas de corrente e tensão dos motores e dos módulos fotovoltaicos. A parte experimental, estando os sistemas acoplados aos geradores, constou de medidas realizadas em intervalos de tempo de cinco segundos, para cada bomba e em várias alturas, das seguintes variáveis: temperatura ambiente, irradiância, temperatura dos módulos, corrente e tensão do motor, rotação do motor, temperatura da água, diferencial de pressão entre entrada e saída da bomba e vazão. As diversas alturas foram simuladas por meio da abertura e/ou fechamento de uma válvula de controle de vazão colocada na extremidade tubulação de descarga, operada manualmente. Os procedimentos adotados nessa dissertação permitiram caracterizar os sistemas de bombeamento propostos, assim como determinar quais os arranjos mais adequados para operar cada sistema. Verificou-se que o melhor arranjo para operar o conjunto motor e bomba centrífuga foi aquele formado por três módulos fotovoltaicos ligados em paralelo, enquanto que a melhor opção para operar o conjunto motor e bomba de diafragma foi com somente um módulo fotovoltaico. De posse dos dados medidos foi possível determinar as eficiências: instantâneas, máximas instantâneas e diárias da conversão fotovoltaica assim como dos conjuntos motores e bombas, em diferentes alturas. Relativamente à conversão fotovoltaica, verificou-se que o conjunto motor e bomba centrífuga operou com eficiência instantânea máxima de 5,74% e eficiência diária de 4,70%, enquanto que o conjunto motor e bomba volumétrica de diafragma operou com eficiência instantânea máxima de 7,66% e eficiência diária de 5,82%. Relativamente à eficiência dos conjuntos motores e bombas, verificou-se que o conjunto motor e bomba centrífuga operou com eficiência instantânea máxima de 19,19% e eficiência diária de 16,79%, enquanto que o conjunto motor e bomba volumétrica de diafragma operou com eficiência instantânea máxima de 38,88% e eficiência diária de 34,30%. Verificou-se ainda que a altura foi determinante na eficiência do conjunto motor e bomba centrífuga e pouco influenciou na eficiência do conjunto motor e bomba de diafragma. Além dessas, outras considerações sobre o comportamento dos sistemas de bombeamento ao longo de um dia também foram ser registrados, tais como: limiares de irradiância para início e final de vazão, correntes de pico ou de arranque dos motores e correntes de início de vazão ou escoamento.

Estudo de estratégias de otimização para poços de petróleo com elevação por bombeio de cavidades progressivas

The progressing cavity pump artificial lift system, PCP, is a main lift system used in oil production industry. As this artificial lift application grows the knowledge of it s dynamics behavior, the application of automatic control and the developing of equipment selection design specialist systems are more useful. This work presents tools for dynamic analysis, control technics and a specialist system for selecting lift equipments for this artificial lift technology. The PCP artificial lift system consists of a progressing cavity pump installed downhole in the production tubing edge. The pump consists of two parts, a stator and a rotor, and is set in motion by the rotation of the rotor transmitted through a rod string installed in the tubing. The surface equipment generates and transmits the rotation to the rod string. First, is presented the developing of a complete mathematical dynamic model of PCP system. This model is simplified for use in several conditions, including steady state for sizing PCP equipments, like pump, rod string and drive head. This model is used to implement a computer simulator able to help in system analysis and to operates as a well with a controller and allows testing and developing of control algorithms. The next developing applies control technics to PCP system to optimize pumping velocity to achieve productivity and durability of downhole components. The mathematical model is linearized to apply conventional control technics including observability and controllability of the system and develop design rules for PI controller. Stability conditions are stated for operation point of the system. A fuzzy rule-based control system are developed from a PI controller using a inference machine based on Mandami operators. The fuzzy logic is applied to develop a specialist system that selects PCP equipments too. The developed technics to simulate and the linearized model was used in an actual well where a control system is installed. This control system consists of a pump intake pressure sensor, an industrial controller and a variable speed drive. The PI control was applied and fuzzy controller was applied to optimize simulated and actual well operation and the results was compared. The simulated and actual open loop response was compared to validate simulation. A case study was accomplished to validate equipment selection specialist system