Estimation of electrical machine speed using sensorless technology and neural networks

The use of sensorless technologies is an increasing tendency on industrial drivers for electrical machines. The estimation of electrical and mechanical parameters involved with the electrical machine control is used very frequently in order to avoid measurement of all variables related to this process. The cost reduction may also be considered in industrial drivers, besides the increasing robustness of the system, as an advantage of the use of sensorless technologies. This work proposes the use of a recurrent artificial neural network to estimate the speed of induction motor for sensorless control schemes using one single current sensor. Simulation and experimental results are presented to validate the proposed approach. ©2008 IEEE.

New contributions to the determination of resonance frequencies of rectangular microstrip antennas by neural networks

This paper uses artificial neural networks (ANN) to compute the resonance frequencies of rectangular microstrip antennas (MSA), used in mobile communications. Perceptron Multi-layers (PML) networks were used, with the Quasi-Newton method proposed by Broyden, Fletcher, Goldfarb and Shanno (BFGS). Due to the nature of the problem, two hundred and fifty networks were trained, and the resonance frequency for each test antenna was calculated by statistical methods. The estimate resonance frequencies for six test antennas were compared with others results obtained by deterministic and ANN based empirical models from the literature, and presented a better agreement with the experimental values.

A neural approach to evaluate the effect of lightning in power transformers

This paper proposes the application of computational intelligence techniques to assist complex problems concerning lightning in transformers. In order to estimate the currents related to lightning in a transformer, a neural tool is presented. ATP has generated the training vectors. The input variables used in Artificial Neural Networks (ANN) were the wave front time, the wave tail time, the voltage variation rate and the output variable is the maximum current in the secondary of the transformer. These parameters can define the behavior and severity of lightning. Based on these concepts and from the results obtained, it can be verified that the overvoltages at the secondary of transformer are also affected by the discharge waveform in a similar way to the primary side. By using the tool developed, the high voltage process in the distribution transformers can be mapped and estimated with more precision aiding the transformer project process, minimizing empirics and evaluation errors, and contributing to minimize the failure rate of transformers. © 2009 The Berkeley Electronic Press. All rights reserved.

Harmonic content identification based on neural method for single phase power systems

An alternative method is presented in this paper to identify the harmonic components of non-linear loads in single phase power systems based on artificial neural networks. The components are identified by analyzing the single phase current waveform in time domain in half-cycle of the ac voltage source. The proposed method is compared to the fast Fourier transform. Simulation and experimental results are presented to validate the proposed approach.

Traffic flow breakdown prediction using feature reduction through Rough-Neuro fuzzy Networks

The prediction of the traffic behavior could help to make decision about the routing process, as well as enables gains on effectiveness and productivity on the physical distribution. This need motivated the search for technological improvements in the Routing performance in metropolitan areas. The purpose of this paper is to present computational evidences that Artificial Neural Network ANN could be use to predict the traffic behavior in a metropolitan area such So Paulo (around 16 million inhabitants). The proposed methodology involves the application of Rough-Fuzzy Sets to define inference morphology for insertion of the behavior of Dynamic Routing into a structured rule basis, without human expert aid. The dynamics of the traffic parameters are described through membership functions. Rough Sets Theory identifies the attributes that are important, and suggest Fuzzy relations to be inserted on a Rough Neuro Fuzzy Network (RNFN) type Multilayer Perceptron (MLP) and type Radial Basis Function (RBF), in order to get an optimal surface response. To measure the performance of the proposed RNFN, the responses of the unreduced rule basis are compared with the reduced rule one. The results show that by making use of the Feature Reduction through RNFN, it is possible to reduce the need for human expert in the construction of the Fuzzy inference mechanism in such flow process like traffic breakdown. © 2011 IEEE.

Fault location in underground systems using artificial neural networks and PSCAD/EMTDC

The need for high reliability and environmental concerns are making the underground networks the most appropriate choice of energy distribution. However, like any other system, underground distribution systems are not free of failures. In this context, this work presents an approach to study underground systems using computational tools by integrating the software PSCAD/EMTDC with artificial neural networks to assist fault location in power distribution systems. Targeted benefits include greater accuracy and reduced repair time. The results presented here shows the feasibility of the proposed approach. © 2012 IEEE.

Estimação do diâmetro de furos em processo de furação utilizando sistemas de inteligência artificial: uma análise comparativa entre diferentes técnicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Previsão de séries temporais financeiras por meio de redes neurais dinâmicas e processos de transformação de dados: uma abordagem empírico-comparativa

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise da estabilidade estática de tensão de sistemas elétricos de potência usando uma rede neural baseada na teoria da ressonância adaptativa

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Projeto de controladores suplementares de amortecimento utilizando redes neurais artificiais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Previsão de carga multinodal usando a rede neural ART-ARTMAP fuzzy

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Sistema de supervisão e controle de irrigação utilizando técnicas de inteligência artificial

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

Estimação da porcentagem de flúor em alumina fluoretada proveniente de uma planta de tratamento de gases por meio de um sensor virtual neural

As indústrias têm buscado constantemente reduzir gastos operacionais, visando o aumento do lucro e da competitividade. Para alcançar essa meta, são necessários, dentre outros fatores, o projeto e a implantação de novas ferramentas que permitam o acesso às informações relevantes do processo de forma precisa, eficiente e barata. Os sensores virtuais têm sido aplicados cada vez mais nas indústrias. Por ser flexível, ele pode ser adaptado a qualquer tipo de medição, promovendo uma redução de custos operacionais sem comprometer, e em alguns casos até melhorar, a qualidade da informação gerada. Como estão totalmente baseados em software, não estão sujeitos a danos físicos como os sensores reais, além de permitirem uma melhor adaptação a ambientes hostis e de difícil acesso. A razão do sucesso destes tipos de sensores é a utilização de técnicas de inteligência computacional, as quais têm sido usadas na modelagem de vários processos não lineares altamente complexos. Este trabalho tem como objetivo estimar a qualidade da alumina fluoretada proveniente de uma Planta de Tratamento de Gases (PTG), a qual é resultado da adsorção de gases poluentes em alumina virgem, via sensor virtual. O modelo que emula o comportamento de um sensor de qualidade de alumina foi criado através da técnica de inteligência computacional conhecida como Rede Neural Artificial. As motivações deste trabalho consistem em: realizar simulações virtuais, sem comprometer o funcionamento da PTG; tomar decisões mais precisas e não baseada somente na experiência do operador; diagnosticar potenciais problemas, antes que esses interfiram na qualidade da alumina fluoretada; manter o funcionamento do forno de redução de alumínio dentro da normalidade, pois a produção de alumina de baixa qualidade afeta a reação de quebra da molécula que contém este metal. Os benefícios que este projeto trará consistem em: aumentar a eficiência da PTG, produzindo alumina fluoretada de alta qualidade e emitindo menos gases poluentes na atmosfera, além de aumentar o tempo de vida útil do forno de redução.

Comparação dos algoritmos C4.5 e MLP usados na avaliação da segurança dinâmica e no auxílio ao controle preventivo no contexto da estabilidade transitória de sistemas de potência

Esse trabalho compara os algoritmos C4.5 e MLP (do inglês “Multilayer Perceptron”) aplicados a avaliação de segurança dinâmica ou (DSA, do inglês “Dynamic Security Assessment”) e em projetos de controle preventivo, com foco na estabilidade transitória de sistemas elétricos de potência (SEPs). O C4.5 é um dos algoritmos da árvore de decisão ou (DT, do inglês “Decision Tree”) e a MLP é um dos membros da família das redes neurais artificiais (RNA). Ambos os algoritmos fornecem soluções para o problema da DSA em tempo real, identificando rapidamente quando um SEP está sujeito a uma perturbação crítica (curto-circuito, por exemplo) que pode levar para a instabilidade transitória. Além disso, o conhecimento obtido de ambas as técnicas, na forma de regras, pode ser utilizado em projetos de controle preventivo para restaurar a segurança do SEP contra perturbações críticas. Baseado na formação de base de dados com exaustivas simulações no domínio do tempo, algumas perturbações críticas específicas são tomadas como exemplo para comparar os algoritmos C4.5 e MLP empregadas a DSA e ao auxílio de ações preventivas. O estudo comparativo é testado no sistema elétrico “New England”. Nos estudos de caso, a base de dados é gerada por meio do programa PSTv3 (“Power System Toolbox”). As DTs e as RNAs são treinada e testadas usando o programa Rapidminer. Os resultados obtidos demonstram que os algoritmos C4.5 e MLP são promissores nas aplicações de DSA e em projetos de controle preventivo.

Correlação de poços com múltiplos perfis através da rede neural multicamadas

A correlação estratigráfica busca a determinação da continuidade lateral das rochas, ou a equivalência espacial entre unidades litológicas em subsuperfície, a partir de informações geológico-geofísicas oriundas de poços tubulares, que atravessam estas rochas. Normalmente, mas não exclusivamente, a correlação estratigráfica é realizada a partir das propriedades físicas registradas nos perfis geofísicos de poço. Neste caso, busca-se a equivalência litológica a partir da equivalência entre as propriedades físicas, medidas nos vários poços de um campo petrolífero. A técnica da correlação estratigráfica com perfis geofísicos de poço não é uma atividade trivial e sim, sujeita a inúmeras possibilidades de uma errônea interpretação da disposição geométrica ou da continuidade lateral das rochas em subsuperfície, em função da variabilidade geológica e da ambigüidade das respostas das ferramentas. Logo, é recomendável a utilização de um grande número de perfis de um mesmo poço, para uma melhor interpretação. A correlação estratigráfica é fundamental para o engenheiro de reservatório ou o geólogo, pois a partir da mesma, é possível a definição de estratégias de explotação de um campo petrolífero e a interpretação das continuidades hidráulicas dos reservatórios, bem como auxílio para a construção do modelo geológico para os reservatórios, a partir da interpretação do comportamento estrutural das diversas camadas em subsuperfície. Este trabalho apresenta um método de automação das atividades manuais envolvidas na correlação estratigráfica, com a utilização de vários perfis geofísicos de poço, através de uma arquitetura de rede neural artificial multicamadas, treinada com o algoritmo de retropropagação do erro. A correlação estratigráfica, obtida a partir da rede neural artificial, possibilita o transporte da informação geológica do datum de correlação ao longo do campo, possibilitando ao intérprete, uma visão espacial do comportamento do reservatório e a simulação dos possíveis paleoambientes. Com a metodologia aqui apresentada foi possível a construção automática de um bloco diagrama, mostrando a disposição espacial de uma camada argilosa, utilizando-se os perfis de Raio Gama (RG), Volume de Argila (Vsh), Densidade (ρ_b) e de Porosidade Neutrônica (φ_n) selecionados em cinco poços da região do Lago Maracaibo, na Venezuela.