Determinação dos parâmetros do controlador preditivo generalizado com função de pesos variante no tempo através de algoritmos genéticos

The predictive control technique has gotten, on the last years, greater number of adepts in reason of the easiness of adjustment of its parameters, of the exceeding of its concepts for multi-input/multi-output (MIMO) systems, of nonlinear models of processes could be linearised around a operating point, so can clearly be used in the controller, and mainly, as being the only methodology that can take into consideration, during the project of the controller, the limitations of the control signals and output of the process. The time varying weighting generalized predictive control (TGPC), studied in this work, is one more an alternative to the several existing predictive controls, characterizing itself as an modification of the generalized predictive control (GPC), where it is used a reference model, calculated in accordance with parameters of project previously established by the designer, and the application of a new function criterion, that when minimized offers the best parameters to the controller. It is used technique of the genetic algorithms to minimize of the function criterion proposed and searches to demonstrate the robustness of the TGPC through the application of performance, stability and robustness criterions. To compare achieves results of the TGPC controller, the GCP and proportional, integral and derivative (PID) controllers are used, where whole the techniques applied to stable, unstable and of non-minimum phase plants. The simulated examples become fulfilled with the use of MATLAB tool. It is verified that, the alterations implemented in TGPC, allow the evidence of the efficiency of this algorithm

Determinação de Chaveamento para Recomposição do Serviço em Redes de Distribuição de Energia Elétrica em Média Tensão Através de Métodos Baseado em Parâmetros de Sensibilidade

The reconfiguration of a distribution network is a change in its topology, aiming to provide specific operation conditions of the network, by changing the status of its switches. It can be performed regardless of any system anomaly. The service restoration is a particular case of reconfiguration and should be performed whenever there is a network failure or whenever one or more sections of a feeder have been taken out of service for maintenance. In such cases, loads that are supplied through lines sections that are downstream of portions removed for maintenance may be supplied by the closing of switches to the others feeders. By classical methods of reconfiguration, several switches may be required beyond those used to perform the restoration service. This includes switching feeders in the same substation or for substations that do not have any direct connection to the faulted feeder. These operations can cause discomfort, losses and dissatisfaction among consumers, as well as a negative reputation for the energy company. The purpose of this thesis is to develop a heuristic for reconfiguration of a distribution network, upon the occurrence of a failure in this network, making the switching only for feeders directly involved in this specific failed segment, considering that the switching applied is related exclusively to the isolation of failed sections and bars, as well as to supply electricity to the islands generated by the condition, with significant reduction in the number of applications of load flows, due to the use of sensitivity parameters for determining voltages and currents estimated on bars and lines of the feeders directly involved with that failed segment. A comparison between this process and classical methods is performed for different test networks from the literature about networks reconfiguration

Um método para determinação da profundidade combinando visão estéreo e autocalibração para aplicação em robótica móvel

This work proposes a method to determine the depth of objects in a scene using a combination between stereo vision and self-calibration techniques. Determining the rel- ative distance between visualized objects and a robot, with a stereo head, it is possible to navigate in unknown environments. Stereo vision techniques supply a depth measure by the combination of two or more images from the same scene. To achieve a depth estimates of the in scene objects a reconstruction of this scene geometry is necessary. For such reconstruction the relationship between the three-dimensional world coordi- nates and the two-dimensional images coordinates is necessary. Through the achievement of the cameras intrinsic parameters it is possible to make this coordinates systems relationship. These parameters can be gotten through geometric camera calibration, which, generally is made by a correlation between image characteristics of a calibration pattern with know dimensions. The cameras self-calibration allows the achievement of their intrinsic parameters without using a known calibration pattern, being possible their calculation and alteration during the displacement of the robot in an unknown environment. In this work a self-calibration method based in the three-dimensional polar coordinates to represent image features is presented. This representation is determined by the relationship between images features and horizontal and vertical opening cameras angles. Using the polar coordinates it is possible to geometrically reconstruct the scene. Through the proposed techniques combination it is possible to calculate a scene objects depth estimate, allowing the robot navigation in an unknown environment

Determinação do módulo de elasticidade da madeira juvenil e adulta de Pinus taeda por ultra-som

A madeira de Pinus sp. tem utilização crescente na indústria madeireira brasileira. O decréscimo constante do suprimento de árvores adultas com grandes diâmetros, provenientes de florestas naturais, tornou comum a produção de madeira em ciclos curtos, com grande proporção de madeira juvenil. Resultados de diversas pesquisas têm reportado que o módulo de elasticidade e a resistência a diferentes solicitações mecânicas são seriamente afetados pela presença de madeira juvenil. Este trabalho teve por objetivo determinar o módulo de elasticidade da madeira juvenil e adulta de Pinus taeda L. a partir da constante dinâmica C LL, obtida em ensaios não-destrutivos de ultra-som. A madeira de P. taeda era originária de plantios da Estação Experimental de Itapeva - SP, sendo amostrados seis indivíduos arbóreos com 34 anos de idade. Os corpos-de-prova (4 cm x 4 cm x 45 cm) foram obtidos separadamente das regiões de madeira juvenil e adulta da prancha central, previamente submetida à secagem industrial (umidade final de 12%), para a determinação da constante dinâmica por meio de ensaios de ultra-som. Para avaliar a sensibilidade do método do ultra-som, os corpos-de-prova foram ensaiados destrutivamente à compressão paralela. Os resultados mostraram boa sensibilidade do método do ultra-som (R² » 0,90) na avaliação desse parâmetro mecânico da madeira juvenil e adulta.

Sistema inteligente para determinação das direções de chegada de múltiplos sinais em arranjos de antenas

This dissertation presents a new proposal for the Direction of Arrival (DOA) detection problem for more than one signal inciding simultaneously on an antennas array with linear or planar geometry by using intelligent algorithms. The DOA estimator is developed by using techniques of Conventional Beam-forming (CBF), Blind Source Separation (BSS), and the neural estimator MRBF (Modular Structure of Radial Basis Functions). The developed MRBF estimator has its capacity extended due to the interaction with the BSS technique. The BSS makes an estimation of the steering vectors of the multiple plane waves that reach the array in the same frequency, that means, obtains to separate mixed signals without information a priori. The technique developed in this work makes possible to identify the multiple sources directions and to identify and to exclude interference sources

Utilização de análise multivariada e redes neurais artificiais na determinação do comportamento de colonização de populações de macrófitas aquáticas no reservatório de Santana

As análises de agrupamento e de componentes principais e as redes neurais artificiais foram utilizadas na determinação de padrões de comportamento das populações de macrófitas aquáticas que colonizaram o reservatório de Santana, Piraí-RJ, durante o ano de 2004. As análises de agrupamento dividiram o comportamento das populações durante o ano em dois grupos distintos, apresentando um padrão no primeiro semestre que difere daquele observado no segundo semestre do ano. A análise de componentes principais demonstrou que esse comportamento da comunidade (grupo de populações) é influenciado principalmente pelas espécies S. montevidensis, Heteranthera reniformis, Ludwigia sp., Rhynchospora aurea, C. iria, C. ferax e Aeschynomene denticulata no primeiro grupo e por Echinochloa polystachya, Polygonum lapathifolium, Alternanthera phyloxeroides, Pistia stratiotes, Eichhornia azurea, Brachiaria arrecta e Oxyscarium cubense no segundo grupo. As redes neurais artificiais agruparam as populações de macrófitas aquáticas em nove grupos, conforme sua densidade nos diferentes meses do ano. A aplicação da análise de componentes principais (ACP) nos valores de frequência das populações presentes nos primeiros três grupos de Kohonen permitiu discriminar três grupos de meses, cujas populações apresentaram características diferentes de colonização. A aplicação das redes neurais artificiais permitiu melhor discriminação dos meses e das espécies que compõem as comunidades correspondentes, quando utilizada a análise de componentes principais.

Estudo da estimativa da incerteza de medição para determinação do BS&W e da vazão aplicado no laboratório de avaliação de medição do petróleo

The considered work presents the procedure for evaluation of the uncertainty related to the calibration of flow measurers and to BS&W. It is about a new method of measurement purposed by the conceptual project of the laboratory LAMP, at Universidade Federal do Rio Grande do Norte, that intends to determine the conventional true value of the BS&W from the total height of the liquid column in the auditor tank, hydrostatic pressure exerted by the liquid column, local gravity, specific mass of the water and the specific mass of the oil, and, to determine the flow, from total height of liquid column and transfer time. The calibration uses a automatized system of monitoration and data acquisition of some necessary largnesses to determine of flow and BS&W, allowing a better trustworthiness of through measurements

Desenvolvimento de nanocompósito (hidroxiapatita/ poliuretano) pela gelação (gelling) de poli ( álcool vinílico) (PVA) para remoção de metais pesados

Removing microcontaminants from effluents is a challenge today, because of its high cost and low efficiency, especially in the treatment of effluents containing heavy metals. An alternative that has emerged is the use of biodegradable nanocomposites, which exhibit good removal and recovery performances, in addition to its low cost. With this in mind, the present study aimed to develop and characterize a nanocomposite based on hydroxyapatite (HAP), polyurethane (PU) and polyvinyl alcohol (PVA) for removing heavy metals. Thus, the research was conducted in several steps: i)- Physico-chemical and microbiological hospital effluent characterization; ii)- Production of hydroxyapatite by aqueous precipitation technique, and their characterization; iii)- Production of the nanocomposite in which the hydroxyapatite was added to the polyurethane prepolymers and then the polyvinyl alcohol/hydroxyapatite film was produced; iv)- Polyvinyl composite without film PU/HAp was also produced in the proportions of 20 and 40% HAp; v)- The composites was characterized by the techniques of XRD, FTIR, SEM / EDS, BET, Zeta Potential and TGA; vi)- The sisal and coconut fibres were washed and dried for comparative tests of adsorption; vii)- Adsorption tests for evaluating the removal of heavy metals (nickel and cadmium). Initial screening adsorption capacity (HAp; PU/HAp - 20 and 40%; PU / HAp / PVA), kinetic studies of adsorption of Cd (II) by HAp; multifactorial design analysis (factorial design) for identifying the most important variables in the adsorption of Cd (II) by composite PU/HAp. Also comparative analysis of adsorption of Cd and Ni by composite PU/HAp were conducted, as well as comparative tests of adsorption of Cd (coconut fibre) and Ni (sisal fibre). It was possible to verify that the composite PU/HAp 40% showed better effectiveness for the removal of Cd (II) and Ni (II), above 80%, equivalent to the lignocellulosic fibre used and HAp produced. As main conclusion, it can be referred that the composite PU/HAp 40% is an effective adsorvent to wastewater treatment for heavy metal removal, with low cost and high efficiency

Painéis-sanduíche com núcleo de EPS reciclado: metodologia de execução e determinação de propriedades termofísicas

New materials made from industrial wastes have been studied as an alternative to traditional fabrication processes in building and civil engineering. These materials are produced considering some issues like: cost, efficiency and reduction of nvironmental damage. Specifically in cases of materials destined to dwellings in low latitude regions, like Brazilian Northeast, efficiency is related to mechanical and thermal resistance. Thus, when thermal insulation and energetic efficiency are aimed, it s important to increase thermal resistance without depletion of mechanical properties. This research was conducted on a construction element made of two plates of cement mortar, interspersed with a plate of recycled expanded polystyrene (EPS). This component, widely known as sandwich-panel, is commonly manufactured with commercial EPS whose substitution was proposed in this study. For this purpose it was applied a detailed methodology that defines parameters to a rational batching of the elements that constitute the nucleus. Samples of recycled EPS were made in two different values of apparent specific mass (ρ = 65 kg/m³; ρ = 130 kg/m³) and submitted to the Quick-Line 30TM that is a thermophysical properties analyzer. Based on the results of thermal conductivity, thermal capacity and thermal diffusivity obtained, it was possible to assure that recycled EPS has thermal insulation characteristics that qualify it to replace commercial EPS in building and civil engineering industry

Métodos de determinação de cálcio e magnésio trocáveis e estimativa do calcário residual em um Latossolo submetido à aplicação de calcário e gesso em superfície

A determinação da fração do calcário remanescente no solo (calcário residual), em área onde foi realizada aplicação de calcário em superfície, sem incorporação, na implantação do sistema plantio direto, pode ser uma ferramenta importante para auxiliar na definição do momento em que se faz necessária a reaplicação de calcário. Nesse sentido, os objetivos deste trabalho foram avaliar: quais os teores de Ca e Mg trocáveis, extraídos por percolação com solução de KCl e resina trocadora de íons; a quantidade do calcário aplicado que ainda não havia reagido no solo, mediante a determinação dos teores de Ca e Mg não-trocáveis; e qual a influência do gesso nos teores de Ca e Mg trocáveis e na dissolução do calcário, 18 meses após a aplicação em superfície. O experimento foi realizado em um Latossolo Vermelho distroférrico, em Botucatu (SP). O delineamento experimental foi de blocos casualizados com parcelas subdivididas e quatro repetições. Nas parcelas, foram aplicadas quatro doses de calcário dolomítico (0, 1.100, 2.700 e 4.300 kg ha-1), com PRNT = 71,2 %, e nas subparcelas, duas doses de gesso agrícola (0 e 2.100 kg ha-1). O calcário e o gesso foram aplicados em superfície, sem incorporação. Houve alta correlação na determinação de Ca e Mg trocável entre os métodos de percolação com solução de KCl e resina trocadora de íons. A extração pelo método da resina trocadora de íons superestimou os teores de Ca e Mg trocáveis em solo com recente aplicação de calcário em superfície. A aplicação de gesso em superfície reduziu a dissolução do calcário na camada superficial (0-0,10 m). Os teores de Ca e Mg não-trocáveis podem ser utilizados para estimar a quantidade de calcário residual no solo.

Aspectos metodológicos para análise de depósitos de pulverizações pela determinação dos depósitos pontuais

Objetivou-se com este trabalho avaliar a variabilidade dos depósitos de traçadores, simulando herbicidas aplicados em pós-emergência, em populações de Brachiaria plantaginea e Commelina benghalensis infestantes da cultura da soja. Os depósitos dos traçadores foram também avaliados em plantas da cultura, utilizando-se o pulverizador de barra tratorizado, com pontas de jato plano da série 110-SF-03, aplicando o volume de 250 L ha-1 de calda preparada com 0,18% de corante Azul Brilhante e 0,18% de Amarelo Saturn Yellow. Os alvos naturais utilizados foram: plantas de soja com 150 repetições; B. plantaginea no estádio de duas a oito folhas, coletadas na linha da cultura com 141 repetições; e B. plantaginea e C. benghalensis nas entrelinhas, com 150 e 50 repetições, respectivamente. Os alvos artificiais foram constituídos por lâminas distribuídas a 0, 12,2 e 22,5 cm da linha da cultura. Após a aplicação, os alvos foram coletados individualmente e lavados com 30, 20 e 15 mL de água deionizada, para soja, lâminas e plantas daninhas, respectivamente. Estas originaram as amostras analisadas em espectrofotômetro, estimando-se o depósito de calda em µL por planta e µL cm² de área foliar. Foram ajustadas curvas de regressão entre os depósitos unitários e as freqüências acumuladas, utilizando-se o modelo de Gompertz. As relações entre os depósitos máximos e mínimos foram de 7, 4, 10 e 6 para soja, C. benghalensis e B. plantaginea na linha e na entrelinha, respectivamente. As plantas de B. plantaginea da entrelinha receberam, em média, 34% a mais de depósito do que as plantas da linha.

Determinação dos períodos de interferência de plantas daninhas na cultura do girassol

O objetivo deste estudo foi determinar o período anterior à interferência e o período total de prevenção à interferência da comunidade infestante sobre a cultura do girassol (híbrido M 734). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram compostos por parcelas constituídas por períodos de controle e de presença de plantas daninhas. Para os períodos de controle, o girassol foi mantido livre das plantas daninhas pelos períodos crescentes de 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49 e 125 dias após a sua emergência (DAE). Quanto a convivência, a cultura foi mantida na presença da comunidade infestante pelos mesmos períodos. Foram avaliados a densidade e o peso da matéria seca das plantas daninhas e, no girassol, a altura de plantas, o diâmetro de capítulos e a produtividade de aquênios e de óleo. Para a produtividade de aquênios, o período anterior à interferência foi de 15 DAE da cultura, e o período total de prevenção à interferência, de 39 DAE. O período crítico de prevenção à interferência abrangeu 24 dias do ciclo da cultura. Quanto à produtividade de óleo, o período anterior à interferência foi de 32 DAE, e o período total de prevenção à interferência, de 28 DAE.

Teores de metais na biomassa de Egeria densa, Egeria najas e Ceratophyllum demersum

Este estudo foi realizado com o objetivo de se estimar o conteúdo de elementos metálicos presentes em três macrófitas aquáticas submersas, procurando avaliar a participação destas plantas na remoção destes elementos na água e criar base de dados que permita prever o impacto ambiental do descarte delas em solo ou na própria água. As amostras foram desidratadas, moídas e encaminhadas aos laboratórios para análise e quantificação dos elementos. Para as três espécies, a maior concentração de elementos foi observada durante o verão, ocorrendo declínio nas concentrações durante o inverno, principalmente para os elementos vanádio e chumbo. Não foi detectada presença do elemento mercúrio em nenhuma das amostras.

Remoção conjugada de metais e óleo de água produzida

Petroleum can be associated or not with natural gas, but in both cases water is always present in its formation. The presence of water causes several problems, such as the difficulty of removing the petroleum from the reservoir rock and the formation of waterin-oil and oil-in-water emulsions. The produced water causes environmental problems, which should be solved to reduce the effect of petroleum industry in the environment. The main objective of this work is to remove simultaneously from the produced water the dispersed petroleum and dissolved metals. The process is made possible through the use of anionic surfactants that with its hydrophilic heads interacts with ionized metals and with its lipophilic tails interacts with the oil. The studied metals were: calcium, magnesium, barium, and cadmium. The surfactants used in this research were derived from: soy oil, sunflower oil, coconut oil, and a soap obtained from a mixture of 5wt.% coconut oil and 95wt.% animal fat. It was used a sample of produced water from Terminal de São Sebastião, São Paulo. As the concentration of the studied metals in produced water presented values close to 300 mg/L, it was decided to use this concentration as reference for the development of this research. Molecular absorption and atomic absorption spectroscopy were used to determine petroleum and metals concentrations in the water sample, respectively. A constant pressure filtration system was used to promote the separation of solid and liquid phases. To represent the behavior of the studied systems it was developed an equilibrium model and a mathematical one. The obtained results showed that all used surfactants presented similar behavior with relation to metals extraction, being selected the surfactant derived from soy oil for this purpose. The values of the partition coefficients between the solid and liquid phases " D " for the studied metals varied from 0.2 to 1.1, while the coefficients for equilibrium model " K " varied from 0.0002 and 0.0009. The removal percentile for oil with all metals associated was near 100%, showing the efficiency of the process

Determinação experimental e modelagem termodinâmica do ponto de turbidez de sistemas aquosos com tensoativos nonilfenolpolietoxilados

The nonionic surfactants are composed of substances whose molecules in solution, does not ionize. The solubility of these surfactants in water due to the presence of functional groups that have strong affinity for water. When these surfactants are heated is the formation of two liquid phases, evidenced by the phenomenon of turbidity. This study was aimed to determine the experimental temperature and turbidity nonilfenolpoliethoxyled subsequently perform a thermodynamic modeling, considering the models of Flory-Huggins and the empirical solid-liquid equilibrium (SLE). The method used for determining the turbidity point was the visual method (Inoue et al., 2008). The experimental methodology consisted of preparing synthetic solutions of 0,25%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 12,5%, 15%, 17% and 20% by weight of surfactant. The nonionic surfactants used according to their degree of ethoxylation (9.5, 10, 11, 12 and 13). During the experiments the solutions were homogenized and the bath temperature was gradually increased while the turbidity of the solution temperature was checked visually Inoue et al. (2003). These temperature data of turbidity were used to feed the models evaluated and obtain thermodynamic parameters for systems of surfactants nonilfenolpoliethoxyled. Then the models can be used in phase separation processes, facilitating the extraction of organic solvents, therefore serve as quantitative and qualitative parameters. It was observed that the solidliquid equilibrium model (ESL) was best represented the experimental data.