An approach to implement data fusion techniques in wireless sensor networks using genetic machine learning algorithms

Wireless Sensor Networks (WSNs) can be used to monitor hazardous and inaccessible areas. In these situations, the power supply (e.g. battery) of each node cannot be easily replaced. One solution to deal with the limited capacity of current power supplies is to deploy a large number of sensor nodes, since the lifetime and dependability of the network will increase through cooperation among nodes. Applications on WSN may also have other concerns, such as meeting temporal deadlines on message transmissions and maximizing the quality of information. Data fusion is a well-known technique that can be useful for the enhancement of data quality and for the maximization of WSN lifetime. In this paper, we propose an approach that allows the implementation of parallel data fusion techniques in IEEE 802.15.4 networks. One of the main advantages of the proposed approach is that it enables a trade-off between different user-defined metrics through the use of a genetic machine learning algorithm. Simulations and field experiments performed in different communication scenarios highlight significant improvements when compared with, for instance, the Gur Game approach or the implementation of conventional periodic communication techniques over IEEE 802.15.4 networks. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Performance of laying hens and economic viability of different climatization systems

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

Applying machine learning based on multiscale classifiers to detect remote phenology patterns in Cerrado savanna trees

Plant phenology is one of the most reliable indicators of species responses to global climate change, motivating the development of new technologies for phenological monitoring. Digital cameras or near remote systems have been efficiently applied as multi-channel imaging sensors, where leaf color information is extracted from the RGB (Red, Green, and Blue) color channels, and the changes in green levels are used to infer leafing patterns of plant species. In this scenario, texture information is a great ally for image analysis that has been little used in phenology studies. We monitored leaf-changing patterns of Cerrado savanna vegetation by taking daily digital images. We extract RGB channels from the digital images and correlate them with phenological changes. Additionally, we benefit from the inclusion of textural metrics for quantifying spatial heterogeneity. Our first goals are: (1) to test if color change information is able to characterize the phenological pattern of a group of species; (2) to test if the temporal variation in image texture is useful to distinguish plant species; and (3) to test if individuals from the same species may be automatically identified using digital images. In this paper, we present a machine learning approach based on multiscale classifiers to detect phenological patterns in the digital images. Our results indicate that: (1) extreme hours (morning and afternoon) are the best for identifying plant species; (2) different plant species present a different behavior with respect to the color change information; and (3) texture variation along temporal images is promising information for capturing phenological patterns. Based on those results, we suggest that individuals from the same species and functional group might be identified using digital images, and introduce a new tool to help phenology experts in the identification of new individuals from the same species in the image and their location on the ground. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Simplified computational routine to correct the modal decoupling in transmission lines and power systems modelling

Modal analysis is widely approached in the classic theory of power systems modelling. This technique is also applied to model multiconductor transmission lines and their self and mutual electrical parameters. However, this methodology has some particularities and inaccuracies for specific applications, which are not clearly described in the technical literature. This study provides a brief review on modal decoupling applied in transmission line digital models and thereafter a novel and simplified computational routine is proposed to overcome the possible errors embedded by the modal decoupling in the simulation/ modelling computational algorithm. © The Institution of Engineering and Technology 2013.

Optimal charging of electric vehicles considering constraints of the medium voltage distribution network

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

Comparação entre modelos do dispositivo FACTS STATCOM para o estudo da estabilidade a pequenas perturbações

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Resistência de união ao microcisalhamento de sistemas adesivos distintos em substrato dentinário normal e hipermineralizado artificialmente

Pós-graduação em Ciências Odontológicas - FOAR

Aplicação do inversor de frequência para acionamento de sistemas de bombeamento em irrigação por aspersão

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Monitoramento da queima da peça no processo de retificação plana baseado no estudo espectral do sinal de emissão acústica com implementação por hardware

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de redes neurais artificiais no ajuste de controladores suplementares e dispositivo FACTS STATCOM para a melhoria da estabilidade a pequenas perturbações do sistema elétrico de potência

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Controle Fuzzy aplicado à melhoria da estabilidade dinâmica em sistemas elétricos de potência

Este trabalho propõe uma estratégia fuzzy, do tipo Rede de Controladores Locais, aplicável à melhoria da estabilidade dinâmica em sistemas elétricos de potência, visando compensar possíveis perdas de sintonia devido à ocorrência de variações nas condições operacionais da planta. A adaptação dos ganhos do controlador fuzzy é efetuada on-line, interpolando-se os ganhos de um conjunto finito de controladores locais fixos. Ao ocorrer variações nas condições operacionais da planta, os ganhos da lei de controle são ajustados automaticamente de modo a manter satisfatório o desempenho do sistema de controle. O desempenho do controle foi avaliado através de estudos de simulação, utilizando-se um modelo dinâmico não-linear, do tipo máquina barra infinita. Os resultados mostram que o emprego da estratégia proposta permite obter melhorias no desempenho dinâmico do sistema.

Estabilizador neural não-linear para sistemas de potência treinado por rede de controladores lineares

A utilização de Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESP), para amortecer oscilações eletromecânicas de pequena magnitude e baixa freqüência, é cada vez mais importante na operação dos modernos sistemas elétricos. Estabilizadores convencionais, com estrutura e parâmetros fixos, têm sido utilizados com essa finalidade há algumas décadas, porém existem regiões de operação do sistema nas quais esses estabilizadores lineares não são tão eficientes, especialmente quando comparados com estabilizadores projetados através de modernas técnicas de controle. Um ESP Neural, treinado a partir de um conjunto de controladores lineares locais, é utilizado para investigar em quais regiões de operação do sistema elétrico o desempenho do estabilizador a parâmetros fixos é deteriorada. O melhor desempenho do ESP Neural nessas regiões de operação, quando comparado com o ESP convencional, é demonstrado através de simulações digitais não-lineares de um sistema do tipo máquina síncrona conectada a um barramento infinito e de um sistema com quatro geradores.

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.

Lightning and precipitation produced by severe weather systems over Belém, Brazil

Eventos de raios nuvem-solo registrados pela rede de detecção do SIPAM, integrada por 12 sensores VAISALA LPATS IV, distribuídos no leste da Amazônia, foram analisados durante 4 tempestades com ocorrência de precipitação intensa em Belém-PA-Brasil, em 2006-2007. Esses casos selecionados, correspondem a eventos de chuva com mais de 25 mm/hora ou 40 mm/ 2 horas, de precipitação registrada por um pluviômetro instalado em 1º 47' 53" and 48º 30' 16" O. Com centro nessa localização, um círculos de 30, 10 e 5 km de raio foram traçados através de um sistema de informação geográfica e os dados de eventos de raios nessas áreas foram separados para analise. Durante essas tempestades, os eventos de raios ocorreram de maneira quase aleatória, sobre a área maior que já havia sido previamente coberta por sistemas convectivos de mesoescala, em todos os casos. Esse trabalho também mostrou a grande influencia dos sistemas de larga escala nas condições de tempo que levaram às tempestades severas estudadas. Adicionalmente, foi observado que, quando existe interação entre sistemas de larga e meso escalas, tanto a precipitação como o numero de relâmpagos aumentaram significativamente e a atividade elétrica nos círculos maiores pode anteceder a chuva no ponto central.

Economic efficiency of two baling systems for sugarcane straw

In recent years, harvesting process of sugarcane is changing itself, passing through semi-mechanized for mechanized system, who, currently predominate in Sao Paulo state, Brazil. Mechanized harvesting consists in a sequence of operations which includes cutting the pointer and chopping the stalk. The straw is a harvesting residue, and it stays in the ground, piling up above soil, with a possible prejudice for crop yield. An economic way to retract this straw is using mechanized processing for bailing it, involving hay balers, which are imported to Brazil and their use require regularly field conditions of work. Those balers could produce square or round bales, which can be sold to energy generation. This study aims to estimate economic efficiency indicators of round and square systems for sugarcane straw, establishing a relationship between baling costs and the incoming generated from those bales. Based on data set, round baling system was 26% more efficient than square baling system, and that round baler has a lower purchase price and a higher compress ratio of biomass, allowing a greater potential for power generation, turning it a more advantageous in a possible marketing for bales produced. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.