Desenvolvimento e implementação de estratégias de controle digital para regulação de tensão e amortecimento de oscilações eletromecânicas em um gerador síncrono de 10kVA

Neste trabalho são apresentados o desenvolvimento e a implementação de estratégias de controle digital para regulação automática de tensão e para o amortecimento de oscilações eletromecânicas em um sistema de potência em escala reduzida de 10kVA, localizado no Laboratório de Controle de Sistemas de Potência (LACSPOT), da Universidade Federal do Pará (UFPA). O projeto dos dois controladores é baseado na técnica de alocação polinomial de polos. Para o projeto do Regulador Automático de Tensão (RAT) foi adotado um modelo simplificado, de primeira ordem, da máquina síncrona, cujos parâmetros foram levantados experimentalmente. Para o controlador amortecedor, por sua vez, também chamado de Estabilizador de Sistemas de Potência (ESP), foi utilizado um modelo discreto, do tipo auto regressivo com entrada exógena (ARX). Este modelo foi estimado por meio de técnicas de identificação paramétrica, considerando para tal, o conjunto motor-gerador interligado a um sistema de maior porte (concessionária de energia elétrica). As leis de controle foram embarcadas em um microcontrolador de alto desempenho e, para a medição dos sinais utilizados nos controladores, foi desenvolvida uma instrumentação eletrônica baseada em amplificadores operacionais para o condicionamento dos sinais dos sensores. O sinal de controle é baseado na técnica de modulação por largura de pulso (PWM) e comanda o valor médio da tensão de um conversor CC-CC, o qual é utilizado como circuito de excitação que energiza o enrolamento de campo do gerador. Além disso, o acionamento elétrico das máquinas que compõem o grupo gerador de 10kVA foi projetado e automatizado somando segurança aos operadores e ao componentes deste sistema de geração. Os resultados experimentais demonstraram o bom desempenho obtido pela estratégia proposta.

Investigação experimental de estratégias de identificação e controle LPV aplicadas ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência

Nesta tese e realizada a investigação experimental de uma estratégia de controle LPV (do inglês, linear parameter varying) aplicada ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potencia. O estudo foi realizado em um modelo de sistema de potencia em escala reduzida de 10kVA, cuja configuração e do tipo maquina interligada a uma barra infinita, alem de testes em campo em uma unidade geradora de 350 MVA da Usina Hidrelétrica de Tucuruvi. Primeiramente, foi desenvolvido e testado computacionalmente um conjunto de rotinas para analise e síntese de controlador amortecedor do tipo LPV, bem como para identificação de modelos LPV da planta. Os coeficientes do controlador amortecedor LPV, no caso um Estabilizador de Sistemas de Potencia (ESP), dependem do valor de uma variável de operação selecionada que, neste estudo, foram as potencias ativa (P) e reativa (Q) nos terminais da unidade geradora. Para fins de projeto, a dinâmica da planta foi representada através de um modelo ARX LPV, o qual foi estimado a partir de dados coletados experimentalmente na planta, para uma ampla faixa de condições operacionais. A partir do modelo LPV da planta, os valores dos parâmetros do ESP LPV foram determinados via um problema de otimização convexa, na forma de uma LMI parametrizada (PLMI). A solução da PLMI e obtida a partir de uma relaxação via decomposição em soma de quadrados. O ESP LPV foi projetado de modo a garantir a estabilidade e o desempenho do sistema para uma ampla faixa de condições operacionais da planta, o que geralmente não e possível de obter com controladores convencionais a parâmetros fixos. A lei de controle amortecedor do ESP LPV foi implementada em um sistema embarcado baseado em um controlador digital de sinais. Os resultados experimentais mostraram um excelente desempenho do ESP LPV no amortecimento de oscilações eletromecânicas, tanto no sistema de potencia em escala reduzida, quanto em uma unidade geradora da UHE de Tucurui.

Variáveis de procedimentos de ensino e de testes na construção de sentenças com compreensão

O objetivo do estudo foi verificar o efeito de dois procedimentos de ensino sobre a composição e compreensão de sentenças em crianças. No Estudo 1, cinco crianças foram expostas ao ensino de relações condicionais, testes de equivalência, ensino por encadeamento de respostas, testes de produção de sentenças, testes de conectividade e testes de leitura com compreensão. No Estudo 2, quatro crianças foram expostas apenas ao ensino por encadeamento de respostas e testes subsequentes. Utilizou-se três conjuntos de estímulos: desenhos, palavras maiúsculas e minúsculas. Em ambos os estudos, todos os participantes construíram as novas sentença, mas a leitura com compreensão só foi observada no Estudo 1. Esses resultados demonstraram a emergência de novas sentenças. Conclui-se que os estímulos utilizados foram funcionalmente equivalentes.

Emergência de classes seqüenciais após treino com pareamento consistente

Relações de ordem podem ser documentadas por meio de testes comportamentais através das propriedades de assimetria, transitividade e conectividade. A emergência de classes seqüenciais pode ser estabelecidas de diferentes maneiras, inclusive a partir do matching to sample com pareamento consistente de estímulos e sem conseqüências imediatas. O presente estudo buscou verificar o efeito do treino com pareamento consistente entre estímulos visuais sobre desempenhos emergentes. Cinco universitários de ambos os sexos foram submetidos ao treino das relações condicionais AB, AC e AD. A tarefa dos participantes era responder ordinalmente a dígitos e formas geométricas abstratas. Em seguida, os participantes foram expostos a testes para ordenação de três seqüências diferentes com cinco estímulos. Três participantes alcançaram o critério de acerto e apresentaram um responder consistente nos testes. Os resultados indicaram que o treino foi efetivo no estabelecimento de relações de ordem entre estímulos e replicam dados da literatura no estabelecimento de desempenho seqüencial após treino com matching to sample.

Discriminações condicionais após treino de pareamento consistente de estímulos complexos com atraso

O objetivo do presente estudo foi verificar a formação de discriminações condicionais por meio de um procedimento de treino por pareamento consistente de estímulos complexos com atraso. Na Fase I, com cinco universitários, foi realizado o Pré-treino TX e Treinos de Aquisição AE, BF e DC envolvendo estímulos modelos e de comparação simples. Na Fase II, houve o Pré-treino MN-O/P, os Treinos AB-E/F e AD-C/F, num formato de pareamento consistente. Esses treinos foram intercalados aos Testes de Transitividade e de Equivalência EF/FE, CF/FC, BD/DB, com estímulos modelos complexos e de comparação simples. Na Fase III, os Treinos AB-E/F e AD-C/F foram desmembrados em AB-E, AB-F e AD-C e reaplicados os mesmos testes. Todos os participantes formaram as relações condicionais entre estímulos modelos simples e complexos, embora com variabilidade quanto à exposição aos blocos de tentativas. Houve variabilidade em termos de formação das relações emergentes testadas. Os resultados sugerem que o procedimento utilizado produziu discriminações condicionais e levou à formação de classes de estímulos equivalentes, não obstante a variabilidade referida. A busca de fontes de controle mais eficazes se faz necessária em pesquisas futuras.

Emergência de relações numéricas sob controle condicional em crianças surdas

Os estudos sobre classes ordinais têm apresentado diversos achados experimentais para a compreensão das relações entre estímulos em seqüências. O objetivo do presente trabalho foi investigar se esses resultados seriam obtidos em crianças com surdez. Um procedimento de treino por encadeamento envolveu três classes de estímulos: A = nomes impressos dos números, B = numerais em língua brasileira de sinais e, C = formas abstratas, com valores de 1 a 6. O participante deveria responder na presença da cor vermelha a seqüência A1®A2®A3® A4®A5®A6 e na presença da cor verde: A6®A5® A4®A3®A2®A1. Após responder corretamente cada seqüência, uma animação gráfica era apresentada na tela. Após revisão da linha de base, testes eram aplicados para avaliar transitividade e conectividade na emergência de classes ordinais. Os resultados mostraram que os participantes responderam prontamente. Conclui-se que o procedimento é eficiente na formação de comportamentos conceituais numéricos e que os estímulos eram funcionalmente equivalentes.

Discriminações condicionais sem conseqüências diferenciais em crianças: efeitos da história de treino precoce de simetria

O presente estudo avaliou a formação de classes de estímulos através de um treino de duas discriminações condicionais (AB e AC) com pareamento consistente modelo-comparação correta, sem conseqüências diferenciais imediatas e fading, aplicando-se testes de simetria e de equivalência após cada bloco de treino. Participaram quatro crianças do pré-escolar que foram expostas ao procedimento de ensino, em duas etapas: na Etapa 1, com estímulos usuais e na Etapa 2 com estímulos não usuais Para cada modelo, três estímulos de comparação foram apresentados simultaneamente. Cada modelo foi emparelhado consistentemente, com os estímulos de comparação, sendo que o estímulo de comparação correto e o modelo apareceram em fading ao longo do treino. Relações simétricas foram demonstradas com dois participantes na Etapa 1, mas não ocorreram relações emergentes na Etapa 2. Dois participantes transferiram o desempenho obtido de uma etapa para outra com o treino discriminativo, como uma espécie de learning set arbitrário. Os resultados indicam que a sequência de treino com estímulos usuais e não usuais e a natureza dos estímulos na Etapa 1 foram variáveis relevantes.

Alternância de códigos em narrativas orais do povo Parkatêjê: aspectos linguísticos do contato com o português

“Mistura irregular de dois sistemas distintos” (Labov, 1971, p. 457). A afirmação de Labov reflete o que durante décadas se pensou sobre um comportamento linguístico comum a falantes bilíngues: a alternância de código (ou code-switching). Esse fenômeno, que se caracteriza pela mudança de uma língua para outra sem haver mudança de tópico ou falante, é, no entanto, sistematicamente organizado e está sujeito a restrições gramaticais, ocorrendo em pontos específicos e recorrentes nas sentenças, não de maneira aleatória. Um dos modelos teóricos frequentemente usados para dar conta da gramaticalidade do code-switching é o proposto por Poplack (1978/1881), que sugere duas restrições ao fenômeno: a “restrição morfema livre”, segundo a qual a alternância pode ocorrer após qualquer constituinte desde que não seja um morfema fixo; e a “restrição de equivalência”, que prevê a ocorrência em pontos onde elementos de ambas as línguas são equivalentes, para não haver violação de regras sintáticas das línguas envolvidas. Este trabalho apresenta a aplicação desse modelo à análise descritiva de alternância de código entre português e parkatêjê, língua Timbira falada no sudeste do Pará. Os dados que embasam este estudo são histórias tradicionais do povo, coletadas entre os anos de 2008 e 2011, nas quais é possível encontrar diversas ocorrências do fenômeno.

Influência da variação da razão de alimentação ar/serragem de um combustor ciclônico na composição dos seus produtos gasosos

Neste trabalho foi feito uma análise da combustão em um combustor ciclônico através de medidas experimentais da temperatura e concentração de gases na parede interna da câmara de combustão. Com o objetivo de encontrar parâmetros operacionais adequados para o projeto proposto, a alimentação de ar e serragem do combustor foi variada em razões de equivalência pobres (com excesso de ar) enquanto os dados experimentais eram computados. Os perfis encontrados foram confrontados com a teoria da combustão de sólidos e com os campos de temperatura e concentração de gases encontrados numericamente por Cunha (2005) através do software Fluent V.6.0. Nesta comparação foi possível encontrar boas concordâncias qualitativas entre as temperaturas medida e calculada, porém houve diferenças no quesito concentração de gases. Foi possível também identificar a razão de equivalência mínima para que o combustor ciclônico tivesse em seus produtos gasosos baixos teores de poluentes, como CO. Além disso, ao final deste trabalho foi proposta uma metodologia para o dimensionamento de combustores ciclônicos de acordo com a faixa de consumo de particulado que se deseja incinerar.

Simulação numérica da gaseificação de biomassa em leito fixo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade das sementes de açaí rejeitadas após beneficiamento em Belém – Pará, a fim de ser usada como fonte de biomassa para a produção de energia por gaseificação. Resultados da análise elementar obtidas no LABCAT – UNB em base seca foram obtidas com percentuais de Carbono, 46,06 %, Hidrogênio 6,01 % Oxigênio 43,37 %, Nitrogênio 4,33 % e Enxofre 0,08%. Tais valores entre outros parâmetros obtidos em estudo experimental realizados por Santos 2011 e Cruz, 2010, foram utilizados para realizar uma simulação numérica do processo de gaseificação por meio de um código FORTRAN zero dimensional desenvolvido especificamente para esta finalidade. Variações da influência da razão de equivalência e teor de umidade nas concentrações de CO, H2 e CH4 foram comparados a resultados experimentais. Um modelo transiente unidimensional também foi analisado. Utilizando a aplicação de um mecanismo de pirólise de dois passos onde o alcatrão primário (ou oxigenados) são inicialmente formados e então craqueados em alcatrão secundário (ou hidrocarbonetos) e outros gases combustíveis. Assim se revela a complexidade dos processos físicos e químicos que ocorrem no reator pelo uso do balanço de energia e massa e com informações das taxas de reação das reções químicas e os processos de transporte físicos. O modelo computacional é capaz de prever o perfil da composição de gases, temperatura, alcatrão primário e secundário ao longo do eixo longitudinal do gaseificador. Foram obtidos resultados para simulações realizadas nos dois modelos e posteriormente analisado tal comportamento em comparação ao resultado experimental obtidos por Santos (2011).

Transporte eletrônico e quiralidade molecular: um estudo de dispositivos orgânicos em sistemas de dois terminais

No presente trabalho, investigamos o transporte eletrônico molecular em dois compostos orgânicos, o Ponceau SS (PSS) e o Oligo-(para)fenileno-vinileno (PPV) através de cálculos ab initio e função de Green de não equilíbrio (FGNE). Estes métodos demonstraram equivalência para a descrição destes dispositivos moleculares. Fizemos cálculos quânticos para o Hamiltoniano derivado de Hartree-Fock (HF) e obtivemos as propriedades de corrente-voltagem (I-V) para as duas estruturas moleculares. Com o método FGNE conseguimos modelar o transporte através de um sistema de multiníveis eletrônicos obtendo a corrente descrevendo as regiões de ressonância e a assimetria do sistema. Como resposta o PSS demonstrou assimetria para polarizações direta e reversa e a ressonância é alcançada mostrando que o dispositivo opere como um transistor molecular bi-direcional. Para o PPV investigamos também as propriedades geométricas através da conexão entre transporte eletrônico e o grau de quiralidade molecular que foi calculado usando o índice quiral que depende apenas das posições atômicas. Obtivemos que moléculas quirais e propriedades estruturais podem induzir uma assimetria no transporte eletrônico, resultando num processo de retificação. Também obtivemos que a resposta elétrica (I-V) e momento de dipolo elétrico são proporcionais ao grau de quiralidade molecular. Estes resultados sugerem que o transporte eletrônico neste sistema pode ser explorado na avaliação do seu grau de quiralidade.

Estudos sobre controle de estímulos em macacos-prego

Nos estudos sobre controle de estímulos com não-humanos, frequentemente verificam-se incoerências entre as relações de controle planejadas pelo experimentador e as relações de controle realmente estabelecidas ao longo do treino. Diante disto, a Escola Experimental de Primatas tem desenvolvido diferentes procedimentos de ensino, visando a facilitação no estabelecimento de relações condicionais em macacos-prego. O presente trabalho consiste em uma coletânea que envolve três relatos de pesquisa em forma de artigos. O Capítulo 1 descreve um estudo, envolvendo dois experimentos, que avaliou o procedimento de modelagem do estímulo como viabilizador do estabelecimento de relações condicionais arbitrárias. Neste estudo foram realizados dois experimentos. No Experimento I, dois macacos-prego, M12 e M15, adquiriram com rapidez as discriminações e um terceiro sujeito (M09) requereu longo treino. No Experimento II, o procedimento foi modificado e feito um novo treino com o sujeito M09, resultando em melhora no desempenho. Foram, entretanto, constatadas digressões de controle de estímulos dificultando o término do processo de modelagem. Dois macacos-prego participaram do experimento apresentado no Capítulo 2 que objetivou verificar, através do procedimento de máscara, se durante o treino de emparelhamento ao modelo por identidade estavam sendo desenvolvidas as relações de controle por seleção do S+, rejeição do S- ou ambas (controle misto). O sujeito M09 apresentou controle por rejeição inicialmente em uma das relações de identidade e controle misto nas outras relações testadas. O sujeito M16 apresentou controle misto em todas as relações testadas com a máscara. Ainda baseando-se no controle de estímulos, é apresentado no Capítulo 3 um estudo que visou verificar se a utilização de estímulos reforçadores específicos durante um treino de relações condicionais seria suficiente para que estes estímulos reforçadores se tornassem nodais para a formação de classes de equivalência em macacos-prego. Neste estudo ficou demonstrado que o reforçamento específico não foi suficiente para a formação de classes. É possível que propriedades semelhantes entre alguns estímulos de classes potenciais diferentes tenham dificultado o treino, além do fato de que os reforçadores específicos utilizados podem não ter sido suficientemente distintos para se tornarem nodais.

Aquisição de relações condicionais simétricas e não simétricas e formação de classes por Cebus apella

A dificuldade em documentar a formação de classes em não-humanos pode ser devida ao uso de procedimentos de treino e teste desenvolvidos no contexto da pesquisa com participantes humanos. Diferenças entre as situações de treino e de teste podem produzir a deterioração do desempenho nos testes. Este estudo teve como objetivo comparar, em macacos-prego (Cebus spp.), a curva de aquisição de relações condicionais simétricas com a curva de aquisição de relações condicionais não simétricas, a partir de linhas de base condicionais diferentes para cada tipo de treino. Essa comparação pode fornecer indícios de formação de classes sem a necessidade de testes formais previstos no modelo descritivo de equivalência de estímulos. Foram utilizados, como participantes, dois macacos prego machos Cebus spp. um jovem-adulto (M09) e um adulto (M12), ambos com história de treino de discriminações simples e condicionais. Foram utilizados seis pares de estímulos bidimensionais (A1-B1, A2-B2, A3-B3, A4-B4, A5-B5 e A6-B6). O procedimento foi composto por três fases: Fase 1, “preparatória”, de treino das discriminações condicionais A1-B1 e A2-B2 utilizando o procedimento de emparelhamento ao modelo arbitrário com atraso zero; Fase 2, “consistente” ou “simétrica”, de treino da discriminação condicional A3-B3 e A4-B4 seguida do treino da discriminação condicional consistente com o padrão de resposta bidirecional (B3-A3 e B4-A4); Fase 3, “inconsistente” ou “assimétrica”, de treino da discriminação condicional A5-B5 e A6-B6 seguido do treino da discriminação condicional inconsistente com o padrão bidirecional (B5-A6 e B6-A5). O Sujeito M12 concluiu todas as etapas do experimento. A análise comparativa das curvas de desempenho do sujeito M12 indica uma aquisição mais rápida quando as relações treinadas são simétricas, sugerindo que os eventos arbitrariamente relacionados compõem uma mesma classe. Tal resultado sugere que a análise comparativa entre as curvas de desempenho é um procedimento promissor para avaliar formação de classes em sujeitos não-humanos. O sujeito M09 foi retirado do experimento na Subfase 3.1, pois seu desempenho não alcançou o critério de aquisição. Os dados do sujeito M09 sugerem a necessidade de uma análise detalhada das relações de controle durante a tarefa de MTS possibilitando assim o refinamento do procedimento de treino de emparelhamento ao modelo arbitrário.

Emergência de leitura recombinativa de frases em crianças de escolas públicas

Uma das principais queixas acadêmicas refere-se à dificuldade de compreensão de leitura, apresentada por uma parcela considerável do corpo estudantil brasileiro, em diversos níveis de ensino. O paradigma de equivalência tem contribuído para o entendimento dos processos comportamentais envolvidos na aquisição do repertório de leitura de textos com compreensão. Os objetivos do estudo foram, por meio de replicação sistemática: 1) verificar o efeito do ensino das discriminações de sílabas na emergência da leitura textual de palavras e frases de ensino e recombinadas; 2) investigar o efeito de um procedimento de ensino de discriminação de palavras ditadas e impressas (AC) na emergência da leitura com compreensão de palavras e frases de ensino e recombinadas; 3) programar um procedimento de ensino que produza poucos ou nenhum erro; 4) aprimorar os procedimentos utilizados por estudos anteriores, tornando-os mais eficientes e econômicos e com menor variabilidade de desempenho entre participantes. Os estímulos foram auditivos, visuais e auditivo-visuais (sílabas, palavras e frases faladas e impressas e figuras impressas). Foi realizado o ensino das discriminações condicionais entre palavras/ frases faladas e figuras (relação AB) sílabas/ palavras/ frases faladas e estímulos impressos (relações AC). Foram programadas seis fases experimentais. A unidade de leitura foi ampliada gradualmente durante as fases, as quais foram compostas, na Fase V, de pronomes demonstrativos, substantivos concretos, adjetivos e verbos intransitivos. Todos os participantes demonstraram a leitura textual das sílabas simples e complexas e a emergência imediata com compreensão das palavras de ensino. A maioria dos participantes demonstrou prontamente a leitura textual das palavras. Todos os participantes, exceto um, demonstrou a emergência da leitura textual de todas as frases com quatro palavras. A maioria dos participantes apresentou prontamente a leitura com compreensão das palavras e das frases. Na Fase III, a maioria dos participantes apresentou a leitura das frases com duas palavras na primeira exposição e uma participante leu corretamente na segunda exposição. Na Fase IV, cinco participantes apresentaram a leitura textual das frases com três palavras na primeira exposição e uma participante após a emergência da leitura com compreensão. No teste de manutenção de repertório, a maioria dos participantes leu todas as palavras e frases do estudo, com exceção de duas participantes na leitura das frases de duas e três palavras. O melhor desempenho dos participantes deu-se na leitura das frases com quatro palavras. Esses resultados indicam que se as discriminações entre sílabas forem ensinadas diretamente, ocorrerá a emergência da leitura generalizada recombinativa de palavras e frases com até quatro componentes sem estabelecer o controle parcial e sem a necessidade de procedimentos especiais de ensino.

Ensino de discriminações de palavras com Onset/Rime e a emergência da leitura recombinativa em inglês da simbologia braille e do alfabeto romano em relevo em cegos

Estudos recentes têm documentado que o ensino explícito de discriminação de sílabas promove a emergência da leitura das sílabas de ensino e das sílabas com recombinação das letras das sílabas de ensino. Promove também prontamente a leitura de palavras, formadas pelas sílabas de ensino e recombinadas. Estudos têm demonstrado a leitura de palavras novas com recombinação de onset e rime como fator facilitador quando a língua inglesa é ensinada como língua materna. O aprendizado do inglês por cegos tem sido documentado como um fator de inclusão. O presente estudo investigou se o ensino de discriminação de palavras com segmentação onset/rime facilita a leitura de novas palavras em inglês, como língua estrangeira, usando o Braille e o alfabeto romano em relevo. Três cegas, leitoras fluentes em Braille, participaram. O estudo compreendeu três etapas. Etapa I: Etapa Ia (auditivo/Braille), Etapa Ib (Braille/alfabeto romano em relevo) e Etapa Ic (auditivo/alfabeto romano em relevo). A Etapa I (a e b) compreendeu um pré-teste, fases de ensino de discriminações condicionais de palavras simples e testes de leitura textual das palavras simples e recombinadas. Na Etapa Ic era aplicado um teste de discriminações condicionais. Nas Etapas II e III eram aplicados testes de leitura textual das palavras simples recombinadas (Etapa II) e compostas (Etapa III) e nomeação de objetos. Eram testadas as relações entre palavras ditadas e objetos (AB), palavras ditadas e palavras impressas (AC), objetos e palavras impressas (BC) e palavras impressas e objetos (CB) que documentam a leitura com compreensão das palavras impressas em Braille e no alfabeto romano em relevo, e ainda, a emergência de cópia e ditado. As três participantes atingiram o critério de acertos em todas as fases em todas as etapas. Os resultados mostraram que o ensino de discriminações de palavras com a segmentação onset/rime facilita a emergência da leitura recombinativa em inglês, como língua estrangeira, com cegos falantes do português, usando o Braille e o alfabeto romano em relevo, mostraram ainda a emergência da leitura com compreensão com os procedimentos de equivalência de estímulos. Estes resultados indicam que novas tecnologias de ensino, que permitam uma maior inclusão de pessoas cegas na comunidade, podem ser geradas.