An adaptive system based on artificial neural networks for NPK fluid fertilizer application

The application process of fluid fertilizers through variable rates implemented by classical techniques with feedback and conventional equipments can be inefficient or unstable. This paper proposes an open-loop control system based on artificial neural network of the type multilayer perceptron for the identification and control of the fertilizer flow rate. The network training is made by the algorithm of Levenberg-Marquardt with training data obtained from measurements. Preliminary results indicate a fast, stable and low cost control system for precision fanning. Copyright (C) 2000 IFAC.

Radial basis function network applied to the linearization of a voltage controlled oscillator

An analog circuit that implements a radial basis function network is presented. The proposed circuit allows the adjustment of all shape parameters of the radial functions, i.e., amplitude, center and width. The implemented network was applied to the linearization of a nonlinear circuit, a voltage controlled oscillator (VCO). This application can be classified as an open-loop control in which the network plays the role of the controller. Experimental results have proved the linearization capability of the proposed circuit. Its performance can be improved by using a network with more basis functions. Copyright 2007 ACM.

Inversor CS Boost monofásico em aplicações com fontes renováveis

This paper presents a new methodology for the operation and control of a single-phase current-source (CS) Boost Inverter, considering that the conventional current-source inverter (CSI) has a right-half-plane (RHP) zero in its control-to-output transfer function, and this RHP zero causes the known non-minimum-phase effects. In this context, a special design with low boost inductance and a multi-loop control is developed in order to assure stable and very fast dynamics. Furthermore, the Inverter presents output voltage with very low total harmonic distortion (THD), reduced components and high power density. Therefore, this paper presents the inverter operation, the proposed control technique, and main simulation and experimental results in order to demonstrate the feasibility of the proposal. © 2010 IEEE.

Single-phase current-source-boost inverter for renewable energy sources

This paper presents a new methodology for the operation and control of a single-phase current-source (CS) Boost Inverter, considering that the conventional CS boost inverter has a right-half-plane (RHP) zero in its control-to-output transfer function, and this RHP zero causes the known non-minimum-phase effects. In this context, a special design with low boost inductance and a multi-loop control is developed in order to assure stable and very fast dynamics. Furthermore, the proposed inverter presents output voltage with very low total harmonic distortion (THD), reduced components and high power density. Therefore, this paper presents the inverter operation, the proposed control technique, the main simulation results and a prototype in order to demonstrate the feasibility of the proposal. © 2011 IEEE.

Uma nova metodologia de projeto e controle para o inversor Boost (CSI) monofásico, para o aproveitamento de fontes alternativas e renováveis de energia elétrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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

Regeneração florestal associada a tamanhos de clareiras: implicações para o manejo florestal sustentável

A crença na capacidade de regeneração florestal é um dos principais sustentáculos da concepção de manejo madeireiro sustentável em longo prazo. O desempenho do processo regenerativo, por sua vez, depende da intensidade dos danos causados pela atividade madeireira, os quais podem ser reduzidos desde que se disponha de dados sistemáticos que orientem critérios adequados ao bom manejo florestal. O presente estudo, realizado em Paragominas, Pará, tem como objetivo avaliar como o tamanho das clareiras afeta a regeneração florestal. Para efetivar essa avaliação, foram monitorados elos do processo regenerativo (e. g., herbívoros vertebrados, chuva de sementes, fatores físicos) e/ou vários atributos diretos da regeneração (e. g., densidade, riqueza, crescimento, recrutamento, mortalidade de plantas) em dois sítios do referido município. Na Fazenda Rio Capim, com exploração recente, quinze clareiras com idade de 1,3 ano foram selecionadas em cerca de 300 ha de floresta explorada sob impacto reduzido e monitoradas durante 15 meses. As clareiras compreenderam três categorias de tamanho: 05 pequenas (30-100 m2), 05 médias (500-800 m2) e 05 grandes (> 1.500 m2). Na Fazenda Cauaxi, com exploração antiga, somente os atributos diretos da regeneração foram avaliados em doze clareiras com 8,5 anos de idade, sendo quatro de cada categoria de tamanho acima mencionada, exceto as clareiras grandes que foram menores (1.000-1.400 m2). A hipótese geral deste estudo é que o comportamento dos diversos fatores analisados favorecerá maior riqueza de espécies em regime de distúrbios intermediários, neste caso, em clareiras médias (sensu Connell, 1978). De modo geral, essa hipótese não foi corroborada. Na Fazenda Rio Capim (1,3 ano pós-exploração), apesar das clareiras grandes terem sido significativamente mais pobres em espécies do que todos os demais ambientes, as clareiras médias não foram aquelas que apresentaram maior riqueza. Dentre os tamanhos de clareiras analisados, as clareiras grandes foram as que mais se diferenciaram da condição controle (floresta fechada), apresentando maiores temperaturas, maior densidade e crescimento da regeneração e maior taxa de crescimento de cipós. Nas clareiras médias, os cipós e espécies pioneiras também cresceram significativamente mais rápido do que nas clareiras pequenas e floresta fechada. As clareiras pequenas foram mais semelhantes à floresta fechada, diferindo apenas por sua maior densidade de indivíduos de espécies pioneiras e maior taxa de crescimento da regeneração (exceto cipós). A chuva de sementes e o impacto de mamíferos herbívoros sobre a regeneração foram indiferentes ao tamanho das clareiras, mas mostraram-se dependentes de características pontuais, como presença de fontes alimentares para atrair fauna e fornecer sementes. As clareiras antigas (8,5 anos) da Fazenda Cauaxi não apresentaram nenhuma divergência significativa entre si nem com a amostra controle. Comparativamente com as clareiras jovens, as clareiras antigas denotaram menor densidade e maior riqueza relativa. Considerando-se todas as diferenças observadas entre os diferentes tamanhos de clareiras e floresta fechada e suas potenciais implicações sobre o processo regenerativo, recomenda-se que grandes clareiras sejam evitadas. As clareiras pequenas e médias reúnem mais atributos favoráveis à sustentabilidade do manejo madeireiro.

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®.

Estudo e desenvolvimento de um protótipo para redução da interferência de modo comum usando balanceamento dinâmico de impedância aplicado em biosensores e sensores eletroresistivos

A interferência eletromagnética causada pela linha de energia elétrica afeta negativamente os sinais de instrumentos eletrônicos, especialmente aqueles com baixos níveis de amplitude. Este tipo de interferência é conhecida como interferência de modo comum. Existem muitos métodos e arquiteturas utilizadas para minimizar a influência deste fenômeno de interferência em instrumentos eletrônicos, o mais comum dos quais é a utilização de filtros rejeita banda. Este trabalho apresenta: a análise, desenvolvimento, protótipo e teste de uma nova arquitetura de filtro com característica reconfigurável para instrumentos biomédicos e medição de dados de fluxo em fluido de alta complexidade, com objetivo de reduzir a interferência de modo comum e preservar as componentes do sinal útil na mesma faixa de frequência do ruído, utilizando a técnica de equilíbrio dinâmico de impedância. Além disso, este trabalho pode ser usado em qualquer sistema de medição que também sofra interferência na frequência da linha de alimentação (50/60 Hz, no Brasil e na França, 60 Hz nos Estados Unidos da América). Os blocos de circuitos foram modelados matematicamente e a função de transferência global do circuito fechado foi gerada. Em seguida, o projeto foi descrito e simulado na língua VHDL_AMS e também em um software de simulação eletrônica, usando blocos de componentes discretos, com e sem realimentação. Após análise teórica dos resultados da simulação, um circuito protótipo foi construído e testado usando como entrada um sinal obtido a partir de eletrodos de ECG e Eletrodos Eletroresistivos. Os resultados experimentais do circuito condizem com os da simulação: uma redução de ruído de 98,7% foi obtida em simulações utilizando um sinal sinusoidal, e uma redução de 92% foi realizada utilizando eletrodos de ECG em testes experimentais. Os mesmos testes em eletrodos Eletroresistivos, obtendo o maior valor de 80,3% de redução (durante análise de 3 casos). Em ambos os casos, o sinal útil foi preservado. O método e a sua arquitetura pode ser aplicado para atenuar as interferências que ocorrem na mesma banda de frequência das componentes do sinal útil, preservando ao mesmo tempo estes sinais.

Comparação de métodos baseados em algoritmos genéticos para ajuste coordenado de estabilizadores de sistemas de potência

Essa dissertação de mestrado apresenta um estudo comparativo entre três metodologias baseadas em algoritmos genéticos para ajuste coordenado de estabilizadores de sistemas de potência (ESP). Os procedimentos de ajuste do ESP são formulados como um problema de otimização, a fim de: 1) maximizar o coeficiente de amortecimento mínimo do sistema em malha fechada; 2) maximizar o somatório de todos os coeficientes de amortecimento do sistema em malha fechada; e 3) deslocar os modos eletromecânicos poucos amortecidos ou mal amortecidos para uma zona pré-escrita no plano s. As três metodologias consideram um conjunto de condições de operacionais pré-especificadas. O sistema elétrico foi representado por equações no espaço de estado e as matrizes associadas com a modelagem foram obtidas por meio da versão acadêmica do programa PacDyn. As simulações foram realizadas usando o MATLAB. As metodologias foram aplicadas no conhecido sistema teste New England.

Estudos genéticos em raias do gênero Potamotrygon (Chondrichthyes: Myliobatiformes: Potamotrygonidae) na Bacia do Rio Paraná

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia) - IBB

Estudo de controladores aplicados a inversores para UPS com operação ilhada

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise comparativa entre sistemas de resfriamento de injeção de plástico

This study aims to prove the economic feasibility of the installation of mechanical compression chillers on plastic injection molding machines in order to reduce the production cycle time of toothbrush cables in a specific case study. This evidence was confirmed by the comparative analysis of the system replaced and the new system installed. The old system had only one closed loop cooling tower which pumped chilled water to the injection molds, and the new system has the same tower sending cold water to the condensers of individual chillers installed on each injection machine. We conducted an analysis of energy efficiency in each system, showing that in terms of thermal efficiency virtually nothing has changed, but in terms of electricity demand the new system consumes 60.3 kW more. We conducted an analysis of machine productivity for both systems, showing a much higher productivity of the new system due to reduced cycle times caused by the presence of chillers and their greater cooling capacities. Equipped with data such as electricity rates, increases in operating costs and initial investments, the increase in consumption and demand of electricity plus the cycle time reduction were also calculated over so the simple payback 1 year and 2 months was reached

Aeroelastic behavior of a wing with a magnetorheological hysteretic model to the damping

This paper shows the application of a hysteretic model for the Magnetorheological Damper (MRD) placed in the plunge degree-of-freedom of aeroelastic model of a wing. This hysteretic MRD model was developed by the researchers of the French Aerospace Lab. (ONERA) and describe, with a very good precision, the hysteretic behavior of the MRD. The aeroelastic model used in this paper do not have structural nonlinearities, the only nonlinearities showed in the model, are in the unsteady flow equations and are the same proposed by Theodorsen and Wagner in their unsteady aerodynamics theory; and the nonlinearity introduced by the hysteretic model used. The main objective of this paper is show the mathematical modeling of the problem and the equations that describes the aeroelastic response of our problem; and the gain obtained with the introduction of this hysteretic model in the equations with respect to other models that do not show the this behavior, through of pictures that represents the time response and Phase diagrams. These pictures are obtained using flow velocities before and after the flutter velocity. Finally, an open-loop control was made to show the effect of the MRD in the aeroelastic behavior.

Robust and optimal adjustment of Power System Stabilizers through Linear Matrix Inequalities

This work presents the application of Linear Matrix Inequalities to the robust and optimal adjustment of Power System Stabilizers with pre-defined structure. Results of some tests show that gain and zeros adjustments are sufficient to guarantee robust stability and performance with respect to various operating points. Making use of the flexible structure of LMI's, we propose an algorithm that minimizes the norm of the controllers gain matrix while it guarantees the damping factor specified for the closed loop system, always using a controller with flexible structure. The technique used here is the pole placement, whose objective is to place the poles of the closed loop system in a specific region of the complex plane. Results of tests with a nine-machine system are presented and discussed, in order to validate the algorithm proposed. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.