Projeto de controladores baseados em LMIs: realimentação derivativa e sistemas chaveados utilizando estrutura variável

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

Projetos de controle discreto com modos deslizantes para sistemas sujeitos a atraso no controle

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Alterações na dinâmica de colônias de Atta sexdens rubropillosa Forel, 1906 (Hymenoptera: Formicidae) submetidas ao tratamento com iscas tóxicas

As formigas cortadeiras são consideradas pragas por causarem diversos prejuízos em áreas agrícolas e, por este motivo, há um crescente interesse em métodos variados de controle destes insetos. Atualmente, existem diversos métodos de controle conhecidos, mas o mais utilizado é o controle químico, que apresenta diferentes estratégias de formulação e modos de aplicação. O principal método químico utilizado são as iscas tóxicas, que tem a melhor eficiência e já são utilizadas em escala comercial. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as alterações que ocorrem na dinâmica de colônias de Atta sexdens rubropilosa Forel, 1906 (Hymenoptera: Formicidae) submetidas ao tratamento com iscas tóxicas contendo os ingredientes ativos sulfluramida e hidrametilnona, as quais serão comparadas com uma colônia controle, que receberá isca sem ingrediente ativo. Para isso, foram utilizadas três colônias de A. s. rubropilosa, mantidas em laboratório, com aproximadamente 1000 mL de jardim de fungo cada. Elas foram dispostas em vitrais, interligados a dois potes plásticos, um para a câmara de forrageamento e outro para o lixo. Um dia antes de iniciar o experimento, todo o lixo foi retirado e as colônias foram deixadas sem o fornecimento de alimento. Após 24 horas sem alimentação, as iscas foram oferecidas na câmara de forrageamento de cada colônia. A colônia 1 recebeu 3g de isca sem ingrediente ativo; a colônia 2 recebeu 3g de isca contendo sulfluramida; e a colônia 3 recebeu 3g de isca contendo hidrametilnona. Durante 10 dias, foram avaliados aspectos como carregamento, incorporação e devolução das iscas, alterações comportamentais das operárias classificadas como sintomas de intoxicação, mudanças no aspecto físico dos jardins de fungo, como umidade e aparecimento de fungos contaminantes, e a extinção da colônia. A partir dos dados obtidos, foram feitas análises comparativas das atividades comportamentais...

Regulador eletromagnético de frequência aplicado no controle de velocidade de geradores eólicos

The constant necessity for new sources of renewable energy is increasingly promoting the increase of investments in this area. Among other sources, the wind power has been becoming prominent. It is important to promote the search for the improvement of the technologies involved in the topologies of the wind turbines, seeking for alternatives which enhance the gotten performance, despite the irregularity of the wind speed. This study presents a new system for speed control, in this case applied to the wind turbines - the Electromagnetic Frequency Regulator (EFR). One of the most used devices in some topologies is the mechanical gearboxes which, along with a short service life, often represent sources of noise and defects. The EFR does not need these transmission boxes, representing a technological advancement, using for that an adapted induction machine, in which the stator becomes mobile, supportive to the axis of the turbine. In the topology used in this study, the EFR also allows us to leave out the usage of the eletronic converters to establish the coupling between the generator and the electrical grid. It also the reason why it provides the possibility of obtaining the generation in alternating current, with constant voltage and frequency, where there is no electrical grid. Responsable for the mechanical speed control of the generator, the EFR can be useful in other transmission systems in which the mechanical speed control output is the objective. In addition, the EFR operates through the combination of two inputs, a mechanical and other electrical. It multiplies the possibilities of application because it is able to synergistic coupling between different arrays of energy, and, for such reasons, it enables the various sources of energy involved to be uncoupled from the network, being the synchronous generator responsible for the system connection with the electrical grid, simplifying the control strategies on the power injected in it. Experimental and simulation results are presented through this study, about a wind turbine, validating the proposal related to the efficience in the speed control of the system for different wind conditions.

Estudo e implementação de algoritmos inteligentes para detecção e classificação de falhas na medição de gás natural

This master dissertation presents the study and implementation of inteligent algorithms to monitor the measurement of sensors involved in natural gas custody transfer processes. To create these algoritmhs Artificial Neural Networks are investigated because they have some particular properties, such as: learning, adaptation, prediction. A neural predictor is developed to reproduce the sensor output dynamic behavior, in such a way that its output is compared to the real sensor output. A recurrent neural network is used for this purpose, because of its ability to deal with dynamic information. The real sensor output and the estimated predictor output work as the basis for the creation of possible sensor fault detection and diagnosis strategies. Two competitive neural network architectures are investigated and their capabilities are used to classify different kinds of faults. The prediction algorithm and the fault detection classification strategies, as well as the obtained results, are presented

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

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Análises quantitativas aplicadas à seleção e acasalamento de búfalos na Amazônia Oriental

O trabalho aplica estudos de genética quantitativa aos registros de búfalos do Estado do Pará, gerando respostas auxiliares aos criadores para a seleção e acasalamento dos animais. A análise de pedigree para estudo da variabilidade genética nos rebanhos participantes do Programa de Melhoramento Genético foi estimada por meio dos cálculos dos parâmetros baseados na probabilidade de origem de gene, coeficiente de endogamia, parentesco e intervalo médio entre gerações, pelo software PEDIG®; do número efetivo de fundadores (Nfun), número efetivo de ancestrais (Na) e intervalo de gerações pelo software PROB_ORIG.exe presente no pacote PEDIG®; do número efetivo de genomas remanescentes (Ng), calculado pelo software SEGREG.exe. Foram calculadas as estatísticas descritivas, a análise de variância e realizado o teste de Normalidade de Shapiro-Wilk por meio do pacote estatístico Statistical Analisys System. As estimativas de herdabilidade para a característica Peso ao Nascer (PN) foram obtidas por meio de inferência Bayesiana pelo programa GIBBS2F90.exe. Os valores genéticos foram obtidos por meio do programa BLUPF90.exe e a regressão das Diferenças Esperadas na Progênie sobre o ano de nascimento foi realizada pelo Excel for Windows para obtenção da tendência genética do PN. O Nfun foi igual a 28,6, o Na igual a 22,8, o Ng igual a 11,2, a razão Nfun/Na foi 1,25, indicando a diminuição do número de reprodutores ao longo dos períodos e a razão Ng/Nfun foi de 0,39. Apesar do intervalo de gerações de 12,5 anos, o número efetivo de gerações foi próximo a cinco. O número total de animais estudados considerados endogâmicos foi 33,4%, sendo a máxima encontrada de 40,8%, a média da endogamia entre os animais endogâmicos foi 10,4%, e o valor médio da endogamia no arquivo total foi 3,5%. O PN de bezerros bubalinos apresentou média e desvio padrão de 36,6 ± 4,7 kg. A característica PN não apresentou distribuição Normal, com valor de W=0,976271 e Pde normalidade de Shapiro-Wilk. O modelo considerado na Análise de Variância mostrou-se significativo a P<0,0001, onde 30% da variação existente no PN pode ser explicada pelos efeitos considerados no modelo, e os outros 70% correspondem a diferenças genéticas e ambientais não consideradas no estudo. Somente os efeitos de composição racial, sexo e ano de nascimento foram significativos (P<0,01) sobre a característica PN. A distribuição da estimativa de herdabilidade direta apresentou-se platicúrtica e com maior assimetria, tendo uma distribuição bimodal com a primeira moda próxima a 0,10 e a segunda próxima a 0,30; a materna apresentou-se trimodal, com picos bem próximos ao valor de 0,15 e outro menos evidente próximo a 0,20. A tendência genética do PN mostrou-se negativa (-0,008kg/ano), porém próxima a zero, ainda que a tendência fenotípica tenha sido positiva (0,156kg/ano). A adoção de acasalamentos otimizados com controle de parentesco seria uma saída para controlar endogamia e, consequentemente, a perda de variabilidade genética, que deve ser trabalhada com base nas estimativas de herdabilidade direta e materna.

Estudo e implementação de algoritmos inteligentes para detecção e classificação de falhas na medição de gás natural

This master dissertation presents the study and implementation of inteligent algorithms to monitor the measurement of sensors involved in natural gas custody transfer processes. To create these algoritmhs Artificial Neural Networks are investigated because they have some particular properties, such as: learning, adaptation, prediction. A neural predictor is developed to reproduce the sensor output dynamic behavior, in such a way that its output is compared to the real sensor output. A recurrent neural network is used for this purpose, because of its ability to deal with dynamic information. The real sensor output and the estimated predictor output work as the basis for the creation of possible sensor fault detection and diagnosis strategies. Two competitive neural network architectures are investigated and their capabilities are used to classify different kinds of faults. The prediction algorithm and the fault detection classification strategies, as well as the obtained results, are presented

Dinâmica do ar em barra pulverizadora, com saída única e dupla, deposição da calda e controle da ferrugem asiática da soja

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uma técnica de linearização por realimentação para compensação de agarramento em válvulas de controle pneumáticas

In control loops valve stiction is a very common problem. Generally, it is one of main causes of poor performance of industrial systems. Its most commonly observed effect is oscillation in the process variables. To circumvent the undesirable effects, friction compensators have been proposed in order to reduce the variability in the output. This work analyzes the friction compensation in pneumatic control valves by using feedback linearization technique. The valve model includes both dead zone and jump. Simulations show that the use of this more complete model results in controllers with superior performance. The method is also compared through simulations with the method known as Constant Reinforcement (CR), widely used in this problem.

Biologia de anofelinos amazônicos: XII. Ocorrência de espécies de Anopheles, dinâmica da transmissão e controle da malária na zona urbana de Ariquemes (Rondônia)

Dados sobre o grau de incidência e distribuição de espécies Anopheles, em Ariquemes (RO), evidenciaram que a diversidade é maior na periferia da cidade e que Anopheles darlingi é registrada em praticamente todas as localidades de coleta. O inquérito entomológico revelou níveis diferentes de penetração da espécie na área urbana, podendo-se constatar que os Setores 1 e 3 são áreas livres de malária; Setores 2 e 4 mostram riscos na periferia; e a Área Industrial e Setor de Áreas Especiais, Conjunto BNH, Setor 5 e Vila Velha constituem áreas de alto risco da malária. Nestes últimos, os índices de mosquitos por homem/hora foram os mais elevados, observando-se variações no decorrer das amostragens e conforme a localização da área urbana. Medidas de densidade populacional revelaram mudanças estacionais, sendo os menores valores registrados no período de inverno. A transmissão da malária é discutida, considerando-se: 1) o papel da estrutura física da cidade, na época da fundação, 2) os igarapés que margeam a área urbana e suas relações com o ciclo de desenvolvimento dos anofelinos, 3) os padrões comportamentais da atividade de picar das espécies correlacionados a ambientes naturais e às áreas ecologicamente alteradas, e 4) a importância do manuseio ambiental no controle da malária, para redução da densidade populacional. Para conter o processo migratório do vetor é proposto um cinturão de proteção à cidade, constituído de mata não densa, incluindo também proteção biológica para incentivar a zoofilia dos anofelinos. Os resultados de infecção natural, obtidos em áreas de autoctonia da malária, permitem citar A. darlingi como vetor, sendo discutida a possibilidade de que outras espécies estejam envolvidas na transmissão.

Desmatamento na Amazônia: dinâmica, impactos e controle

O desmatamento na Amazônia procede a um alto ritmo por várias razões, muitas das quais dependem de decisões do governo. O desmatamento leva à perda de serviços ambientais, que têm um valor maior que os usos pouco sustentáveis que substituem a floresta. Estes serviços incluem a manutenção da biodiversidade, da ciclagem de água e dos estoques de carbono que evitam o agravamento do efeito estufa. Retroalimentações entre as mudanças climáticas e a floresta, por meio de processos tais como os incêndios florestais, a mortalidade de árvores por seca e calor e a liberação de estoques de carbono no solo, representam ameaças para o clima, a floresta e a população brasileira. Eventos recentes indicam que o desmatamento pode ser controlado, tendo a vontade política, pois os processos subjacentes dependem de decisões humanas.

Contribuição para uma avaliação crítica do zoneamento como instrumento de controle do uso e ocupação do solo no âmbito municipal

O presente trabalho tem como objetivo entender a atuação do Estado, através da legislação de uso e ocupação do solo, no processo dinâmico de estruturação do meio urbano. Partiu-se da hipótese de que a legislação de uso e ocupação do solo não é instrumento eficaz para contra restar a dinâmica de crescimento da cidade. A formulação dessa hipótese tem como pressuposto que a dinâmica da cidade é determinada pela forma como se dá a reprodução do capital social e, mais especificamente, a reprodução do capital imobiliário. Para testar a hipótese, o desenvolvimento do trabalho compreendeu: a) estudos teóricos; b) uma análise da evolução da legislação de uso e ocupação do solo; c) um estudo de caso. a) os estudos teóricos realizados visaram entender a estruturação do espaço intra urbano de forma a se conhecer a dinâmica do sistema através da apropriação de um uso do solo por outro e de modificações na densidade de ocupação dos terrenos.

Controle preditivo neural aplicado à processos petroquímicos

A pesquisa tem como objetivo desenvolver uma estrutura de controle preditivo neural, com o intuito de controlar um processo de pH, caracterizado por ser um sistema SISO (Single Input - Single Output). O controle de pH é um processo de grande importância na indústria petroquímica, onde se deseja manter constante o nível de acidez de um produto ou neutralizar o afluente de uma planta de tratamento de fluidos. O processo de controle de pH exige robustez do sistema de controle, pois este processo pode ter ganho estático e dinâmica nãolineares. O controlador preditivo neural envolve duas outras teorias para o seu desenvolvimento, a primeira referente ao controle preditivo e a outra a redes neurais artificiais (RNA s). Este controlador pode ser dividido em dois blocos, um responsável pela identificação e outro pelo o cálculo do sinal de controle. Para realizar a identificação neural é utilizada uma RNA com arquitetura feedforward multicamadas com aprendizagem baseada na metodologia da Propagação Retroativa do Erro (Error Back Propagation). A partir de dados de entrada e saída da planta é iniciado o treinamento offline da rede. Dessa forma, os pesos sinápticos são ajustados e a rede está apta para representar o sistema com a máxima precisão possível. O modelo neural gerado é usado para predizer as saídas futuras do sistema, com isso o otimizador calcula uma série de ações de controle, através da minimização de uma função objetivo quadrática, fazendo com que a saída do processo siga um sinal de referência desejado. Foram desenvolvidos dois aplicativos, ambos na plataforma Builder C++, o primeiro realiza a identificação, via redes neurais e o segundo é responsável pelo controle do processo. As ferramentas aqui implementadas e aplicadas são genéricas, ambas permitem a aplicação da estrutura de controle a qualquer novo processo

Controle adaptativo robusto para um modelo desacoplado de um robô móvel

This thesis presents a new structure of robust adaptive controller applied to mobile robots (surface mobile robot) with nonholonomic constraints. It acts in the dynamics and kinematics of the robot, and it is split in two distinct parts. The first part controls the robot dynamics, using variable structure model reference adaptive controllers. The second part controls the robot kinematics, using a position controller, whose objective is to make the robot to reach any point in the cartesian plan. The kinematic controller is based only on information about the robot configuration. A decoupling method is adopted to transform the linear model of the mobile robot, a multiple-input multiple-output system, into two decoupled single-input single-output systems, thus reducing the complexity of designing the controller for the mobile robot. After that, a variable structure model reference adaptive controller is applied to each one of the resulting systems. One of such controllers will be responsible for the robot position and the other for the leading angle, using reference signals generated by the position controller. To validate the proposed structure, some simulated and experimental results using differential drive mobile robots of a robot soccer kit are presented. The simulator uses the main characteristics of real physical system as noise and non-linearities such as deadzone and saturation. The experimental results were obtained through an C++ program applied to the robot soccer kit of Microrobot team at the LACI/UFRN. The simulated and experimental results are presented and discussed at the end of the text