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.

Estratégias de controle de ordem fracionária aplicadas ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência

Neste trabalho é proposta uma nova metodologia de projeto de estabilizadores de sistemas de potência baseada em teoria de sistemas de ordem fracionária (ESP-OF). A estratégia é baseada em uma generalização do projeto de compensadores do tipo rede avançoatraso (lead-lag) para o domínio de funções de transferência de ordem fracionária. Uma nova variável de projeto, a qual define a ordem da dinâmica fracionária do controlador, é sintonizada para se obter um compromisso entre um bom desempenho no amortecimento do modo eletromecânico dominante e uma robustez ampliada do ESP-OF. O desempenho do ESP-OF foi avaliado experimentalmente, em um sistema de potência em escala reduzida, localizado no Laboratório de Sistemas de Potência da Universidade Federal do Pará. A referida planta de teste apresenta uma estrutura típica do tipo gerador síncrono conectado a um barramento infinito e exibe um modo dominante de oscilação eletromecânica, de amortecimento extremamente reduzido, cujo valor da frequência natural é em torno de 1,2 Hz. O ESP-OF foi então projetado para ampliar o amortecimento relativo desse modo alvo, para toda a faixa de operação admissível. Para fins de implementação prática, primeiramente foram realizados testes experimentais para a identificação de um modelo nominal da planta, sob a forma de uma função de transferência pulsada, para uso na fase de projeto. O modelo obtido experimentalmente foi então validado e posteriormente utilizado tanto para o projeto do ESP-OF quanto para o projeto de um ESP convencional (utilizado para fins de comparação de desempenho). As leis de controle amortecedor do ESP-OF foram calculadas, convertidas para a forma de equações a diferenças e, subsequentemente, embarcadas em sistema digital baseado em microcontrolador DSPIC. Diversos testes de resposta ao impulso foram realizadas sob diferentes condições operacionais. As respectivas respostas dinâmicas dos sinais de saída da planta (desvio de potencia ativa) e do esforço de controle foram registradas para fins de análise. Os resultados experimentais mostraram que o ESP fracionário apresentou um desemprenho dinâmico e robustez similar em comparação com o desempenho obtido por um ESP convencional, para toda a faixa de operação investigada.

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.

Desenvolvimento e avaliação de uma miniestação ecoeficiente de tratamento de esgoto e reuso de águas, com sistemas registrador queimador, para baixa vazões de biogás e cogeração de energia

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Efeitos da granulometria, do desgaste e do tipo de material abrasivo no lixamento plano de madeiras

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Avaliação experimental de um sistema não linear para extração de energia através de vibrações utilizando material piezelétrico

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Polymer Matrix-Based Piezoelectric Composite for Structural Health Monitoring

Structural health monitoring (SHM) refers to the procedure of assessing the structure conditions continuously so it is an alternative to conventional nondestructive evaluation (NDE) techniques [1]. With the growing developments in sensor technology acoustic emission (AE) technology has been attracting attention in SHM applications. AE are characterized by waves produced by the sudden internal stress redistribution caused by the changes in the internal structure, such as fatigue, crack growth, corrosion, etc. Piezoelectric materials such as Lead Zirconate Titanate (PZT) ceramic have been widely used as sensor due to its high electromechanical coupling factor and piezoelectric d coefficients. Because of the poor mechanical characteristic and the lack in the formability of the ceramic, polymer matrix-based piezoelectric composites have been studied in the last decade in order to obtain better properties in comparison with a single phase material. In this study a composite film made of polyurethane (PU) and PZT ceramic particles partially recovered with polyaniline (PAni) was characterized and used as sensor for AE detection. Preliminary results indicate that the presence of a semiconductor polymer (PAni) recovering the ceramic particles, make the poling process easier and less time consuming. Also, it is possible to observe that there is a great potential to use such type of composite as sensor for structure health monitoring.

An Experimental Study on the Effect of Temperature on Piezoelectric Sensors for Impedance-Based Structural Health Monitoring

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

Use of nonlinear asymmetrical shock absorber to improve comfort on passenger vehicles

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

Modeling of piezoelectric energy harvesting considering the dependence of the rectifier circuit

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo de sensores PZT aplicados à detecção de danos em tubulações

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Comportamento dinâmico não-linear em fenômenos de colheita de energia usando dispositivos baseados em materiais piezoelétricos em estruturas aporticadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Reassessment of the potential applications of Eu3+-doped Y2O3 photoluminescent material in ceramic powder form

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

Moderate intensity and volume downhill run does not impair knee joint stability at early and late phases of quadriceps/hamstrings contraction

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

Dimensionamento de suspensões veiculares para isolamento de vibrações excitadas pela via

This work intends to perform the dimensioning of the Guaratinguetá’s Engineering College Baja SAE vehicle suspension system. To do so, concepts of suspension systems, human comfort limits to vibrations and automotive models for suspension vibration analyses are reviewed. On the development of this work descriptions of considerations specific for the vehicle object of this work are made as well as descriptions of the experiment made to determine the stiffness of the tire used. These concepts are applied through a computational routine that allows the dimensioning of springs and shock absorbers of both front and rear axles of a vehicle in a way to respect all the criteria showed during this work and visualize the system’s behavior when excited on different frequencies