Localização de falhas em linhas de transmissão utilizando decomposição harmônica e redes neurais artificiais

Este trabalho propõe a utilização de uma nova metodologia para a localização de falhas em linhas de transmissão (LT). Esta metodologia consiste na utilização da decomposição harmônica da corrente de fuga de uma linha e na aplicação de uma Rede Neural Artificial (RNA) capaz de distinguir padrões da condição normal de funcionamento e padrões de situações de falhas de uma LT. Foi utilizado um modelo Pi capaz de absorver dados reais de tensão e corrente de três fases e de alterar valores de R, L e C segundo modificações ambientais. Neste modelo foram geradas falhas em todas as torres com diferentes valores de capacitância. A saída fornecida pelo modelo é a decomposição da corrente de fuga do trecho considerado. Os dados de entrada e saída do modelo foram utilizados no treinamento da RNA desenvolvida. A aquisição de dados reais de tensão e corrente foi feita através de analisadores de parâmetros de qualidade de energia elétrica instalados nas extremidades de um trecho de LT, Guamá-Utinga, pertencente à Centrais Elétricas do Norte do Brasil ELETRONORTE. O cálculo dos parâmetros construtivos foi feito através do método matricial e melhorado através da utilização do Método de Elementos Finitos (MEF). A RNA foi desenvolvida com o auxílio do software Matlab. Para treinamento da RNA foi utilizado o algoritmo de Retropropagação Resiliente que apresentou um bom desempenho. A RNA foi treinada com dois conjuntos de dados de treinamento para analisar possíveis diferenças entre as saídas fornecidas pelos dois grupos. Nos dois casos apresentou resultados satisfatórios, possibilitando a localização de falhas no trecho considerado.

Análise eletromagnética de cabos OPGW utilizando métodos numérico e analítico

Este trabalho apresenta o estudo eletromagnético de cabos OPGW (Optical Ground Wire) os quais têm dupla função: de pára-raios para linhas de transmissão de alta tensão e de canal de comunicação através de fibras ópticas embutidas na estrutura do cabo. Descargas atmosféricas ou curtos-circuitos podem comprometer a integridade do cabo, devido ao aquecimento nas regiões onde há maior concentração de corrente. Para a análise deste problema foram feitos cálculos eletromagnéticos relacionando-os aos efeitos térmicos no cabo. Nesta análise foram consideradas três diferentes geometrias: o modelo de cabo real, o modelo de cabo com camadas homogêneas e o modelo de cabo com uma camada modificada; esta modificação está relacionada à forma geométrica dos fios da armação do cabo. As ferramentas utilizadas em tal estudo foram o software comercial FEMLAB Multiphysics, baseado no método dos elementos finitos, e um método analítico desenvolvido a partir das equações de Maxwell no domínio da freqüência, que foi implementado utilizando o software MATLAB. Os principais resultados deste trabalho são gráficos de distribuição de densidade de corrente na seção reta do cabo para diferentes freqüências, estudo do efeito pelicular e do efeito de proximidade entre os condutores do cabo.

Modelo estatístico para aplicações no planejamento de sistemas móveis celulares em ambiente indoor multifontes

O projeto de sistemas de comunicações móveis requer o conhecimento do ambiente em que será implementado. Para tanto, busca-se a exatidão na predição de propagação do sinal através do uso de modelos de predição. O presente trabalho propõe um modelo empírico para a estimativa da intensidade de sinal recebida em ambientes indoor, e que apresentam mais de uma fonte transmissora, utilizando Sistema de Antenas Distribuídas (DAS). O método apresenta uma generalização para o caso de múltiplas fontes, também chamado multifontes, e como caso particular com apenas uma fonte. A modelagem é feita através do uso de radiais partindo de cada transmissor, com o intuito de considerar a variabilidade do sinal em ambientes indoor. Estas várias perturbações no sinal, que causam desvanecimento rápido são caracterizadas através das distribuições estatísticas de desvanecimento. As mais utilizadas como a de Rayleigh, Rice e Nakagami são apresentadas para caracterização do canal, além dessas são calculadas as distribuições recentemente desenvolvidas, de Kappa-mi e Eta-mi. Para a validação do modelo realizaram-se campanhas de medições em um shopping center, que possui um DAS, com o teste em dois ambientes distintos, um supermercado e uma praça de alimentação. As simulações são realizadas no software MATLAB® e o desempenho dos resultados avaliados através do cálculo dos erros absoluto, desvio padrão e erro rms.

Classificação automática de cobertura vegetal em imagens aéreas e orbitais para uso em planejamento energético

Neste trabalho é apresentado um modelo de redes neurais que será utilizado como ferramenta para uso no planejamento energético e na construção de cenários energéticos através da identificação e agrupamento de pixels representativos de classes de água, vegetação e antropização no entorno do reservatório de Tucuruí, Estado do Pará (bacia do rio Tocantins). Para o estudo, foram utilizadas fotografias aéreas ortorretificadas e um recorte da imagem do satélite Landsat, ambos obtidos em agosto de 2001 e classificados utilizando a métrica da mínima distância no software Matlab 7.3.0 (Matrix Laboratory - software de matemática aplicada) e no Arcview 3.2a (programa de Sistemas de Informações Geográficas). Para classificação da área no Matlab, foram utilizadas redes neurais competitivas, mais especificamente as redes de Kohonen que são caracterizadas por realizar um mapeamento de um espaço de dimensão n (número de entradas) para um espaço de dimensão m (número de saídas). Os resultados obtidos no classificador utilizando rede neural e no classificador do Arcview foram semelhantes, mas houve uma divergência no que diz respeito à imagem de alta e média resolução que pode ser justificada pelo fato de que a imagem de alta resolução espacial ocasiona muita variação espectral em algumas feições, gerando dificuldades nas classificações. Esse classificador automático é uma ferramenta importante para identificar oportunidades e potenciais a serem desenvolvidos na construção de cenários energéticos programados. Os resultados deste trabalho confirmam que a imagem de média resolução ainda é a mais indicada para resolver a maioria dos problemas que envolvem identificação de cobertura do solo para utilização em planejamento energético.

Modelagem e controle de uma incubadora neonatal

Este trabalho apresenta uma introdução sobre a história da neonatologia, a conceituação e a modelagem matemática do sistema térmico de uma incubadora neonatal, contendo a relação da mesma com um recém-nascido quanto a trocas térmicas, a partir da primeira lei da termodinâmica. É apresentado o método que foi utilizado para a linearização (Séries de Taylor) e os pontos de operação calculados para o sistema linear obtido no formato de espaço de estados, e a partir deste foi obtida uma representação em função de transferência. A partir da modelagem matemática do sistema, foi realizado um teste em malha aberta para verificar as características do mesmo, como estabilidade, constante de tempo e convergência para um valor final desejado, e como o sistema real opera em malha fechada, foi também realizado um teste com o sistema nesta configuração contendo um ganho unitário de malha. O comportamento do sistema não linear foi comparado ao do sistema linearizado através de suas curvas de resposta temporal a uma entrada degrau para a verificação da validade da representação linear, e após a sua validação, diagramas de bode foram gerados para diferentes parâmetros do modelo, para observar-se o efeito desta variação no comportamento dinâmico da planta, e foi percebido que o comportamento do modelo não é alterado de forma substancial para a variação dentro das faixas verificadas. Um controlador proporcional e integral (PI) foi então projetado para a eliminação do erro de regime permanente presente resposta temporal do sistema.. Testes sob diversas condições de operação foram realizados no sistema linear assim como as curvas de variação de temperatura foram obtidas com o controlador aplicado no modelo não linear, sendo os resultados considerados satisfatórios para este tipo de aplicação. Este trabalho foi realizado com o auxílio da ferramenta computacional Simulink do software Matalb®.

Método de inversão matricial rápido GSGR para vectoring em sistemas xDSL, com implementação em chip DSP

Este trabalho apresenta um método rápido de inversão de matrizes densas, e uma possível aplicação com métodos de Vectoring, em pré-codificação e cancelamento de crosstalk de sistemas xDSL. A família de tecnologias xDSL utiliza os pares trançados de fios de cobre telefônicos como meio físico para transmitir dados digitais. O crosstalk é a principal causa de degradação de sinais na mais nova geração de sistemas xDSL, o G.fast, e para combatê-lo são utilizadas técnicas de pré-codificação e cancelamento, chamadas de Vectoring. O método proposto, chamado de GSGR, consiste em uma abordagem diferente para o método clássico de Squared Givens Rotations (SGR), adequado a implementações em plataformas embarcadas de processamento digital de sinais. Foram realizados testes comparativos do método GSGR com métodos diretos clássicos de inversão, utilizando uma plataforma digital multicore baseada no chip TI DSP TMS320C6670 e a plataforma de software Matlab. Os resultados dos testes de inversão de matrizes usando dados reais e dados simulados mostraram que o GSGR foi superior em velocidade de execução sem apresentar perdas significativas de acurácia para a aplicação em sistemas xDSL.

Sintonia de controlador fuzzy por algoritmo genético em sistema de nível de líquidos

O presente trabalho demonstra a aplicação de um Algoritmo Genético com o intuito de projetar um controlador Fuzzy MISO, através da sintonia de seus parâmetros, em um processo experimental de nivelamento de líquido em um tanque, cuja dinâmica apresenta características não-lineares. Para o projeto e sintonia do controlador, foi utilizado o suporte do software Matlab, e seus pacotes Simulink e Global Optimization Toolbox. O Controlador Fuzzy ora projetado teve seu desempenho avaliado através de ensaios em tempo real em um Sistema de Nível de Liquido.

Proteção Diferencial de Transformadores Usando a Transformada Wavelet

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Contribuição da amplitude de movimento articular do joelho na marcha de crianças com paralisia cerebral espástica

Individuals with spastic cerebral palsy show muscle weakness, difficulties in the control of agonist and antagonist muscles, decreased range of motion and tonus and sensibility alterations, especially in knee joint. These problems can interfere on the performance of functional activities such gait. The aim of this study was to analyze the contribution of knee range of motion on gait of hemiplegic and diplegic children considering their asymmetries. Twelve children, 6 hemiplegics e 6 diplegics from 7 to 12 years of age (age average= 9,5 ± 1,93) took part. Spasticity was assessed by the Ashworth’s Modified Scale and the passive knee range of motion by an eletrogoniometer. The task was to walk on a walkway of 8m long, in their preferred speed, in 6 attempts, been 3 on right and 3 on left sagital planes. Eigth passive markers were bilaterally fixed for the kinematic record. Orthogonally to the walkway, two digital camcorders were assembled on the sagital plane. The fotogrametric procedures were performed by the Dvideow 6.3 software. The Matlab 7.0.1 software was used to filter and to calculate the dependent variables. The U test of Mann- Whitney found differences to the cerebral palsy type for knee extension/hiperextension (U = - 2.943; p= 0.003), knee relative angle at heel contact (U = - 5.992; p= 0.001) and knee range during stride (U = - 4.099; p= 0.001). The Wilcoxon’s test revealed differences according to the asymmetries for the hemiplegics only for the knee relative angle at heel contact (T= - 2.635; p<0.008). The contributions of passive knee range of motion, revealed by the Spearman correlations, for the more afected limb of the diplegics, showed that the knee extension/hiperextension interfere on the cadence, stride duration and step width; the knee relative angle at heel contact change the stride length and duration and cadence; and the...(Complete abstract click electronic access below)

Estudo do comportamento dos músculos estabilizadores da escápula durante exercícios de rotação do ombro

A função normal dos músculos escapulotorácicos é um dos componentes vitais para a estabilidade dinâmica do complexo do ombro. A maioria dos estudos aborda o controle dinâmico da escápula, porém o comportamento muscular no controle estático da mesma tem sido menos frequente. O objetivo do estudo foi analisar a ação simultânea dos músculos serrátil anterior e as três porções do trapézio durante o movimento de rotação interna e externa do ombro, entre voluntários assintomáticos. 10 indivíduos com idade entre 20 e 40 anos foram avaliados com testes de movimentos de rotação do ombro direito e esquerdo, contra uma resistência elástica (40% da CIVM), para captação de EMG por meio de eletrodos de superfície nos músculos: trapézio ascendente (TA), trapézio transverso (TT), trapézio descendente (TD) e serrátil anterior (SA). Foram obtidos valores de Contração Isométrica Voluntária Máxima (CIVM) para os músculos rotadores do ombro e TA, TT, TD e SA. Os sinais foram normalizados pela CIVM e processados no software Matlab, gerando curvas médias de ativação simultânea para cada par muscular (TA/TT; TA/TD; TA/SA; TT/TD; TT/SA; e TD/SA). A quantidade de cocontração dos pares musculares foi baixa (variação média de 2,3% a 11% da CIVM), e os pares em combinação com o SA tiveram tendência de maiores valores; a variabilidade encontrada foi baixa e a confiabilidade foi adequada (ICC > 0,70). Os baixos valores de co-contração encontrados neste estudo eram esperados, concordando com a biomecânica do movimento utilizado e com os estudos que avaliaram os mesmos músculos em outras condições; o movimento de RE apresentou co-contração levemente maior que a RI e isto sugere que a RE é um movimento mais instável, além de ser considerado o movimento mais fraco do ombro. Diante dos resultados encontrados, conclui-se que a metodologia utilizada foi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Análise comparativa dos sistemas de jogo e das ações técnicas realizadas pela seleção brasileira de futebol

Since its origin, soccer has been conquering followers all over the world. As a consequence of this cultural phenomenon, countless works are being done aiming to analyze the game systems and the fundamentals carried out by a team. The purpose of this paper is to analyze the Brazilian Soccer Team’s game systems and actions with ball possession in the 1958, 1962 and 2002 World Cup finals. Specifically, the paper analyzed the actions that occur during the match, such as control, dribble, pass, shot, foul and tackling. In order to achieve that, the Skout software (Barros et al., 2006) was utilized and, through it, all fundamentals carried out by the Brazilian team were identified and codified in a virtual field. The data from each match was transported into the Matlab® software, in which the zone of major action of each player was analyzed, represented by the main axis. The outcome showed that the game systems put into practice by the Brazilian team in the 1958 and 1962 World Cup finals didn’t present significant changes, nevertheless, regarding the 2002 final, there was a great difference. The Brazilian team got similar percentages in the technical actions carried out in the three World Cup finals analyzed, however, in absolute numbers, the passes, the shots and the dribbles decreased while the fouls increased.

Controle ativo de vibrações em vigas utilizando controle feedforward e elementos espectrais

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Estimação do número de internações por doenças respiratórias utilizando lógica fuzzy tipo-2 intervalar

In this work was developed a fuzzy computational model type-2 predictive interval, using the software of the type-2 fuzzy MATLAB toolbox, the final idea is to estimate the number of hospitalizations of patients with respiratory diseases. The interest in the creation of this model is to assist in decision makeshift hospital environment, where there are no medical or professional equipment available to provide the care that the population need. It began working with the study of fuzzy logic, the fuzzy inference system and fuzzy toolbox. Through a real database provided by the Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde (DATASUS) and Companhia de Tecnologia de Saneamento Básico (CETESB), was possible to start the model. The analyzed database is composed of the number of patients admitted with respiratory diseases a day for the public hospital in São José dos Campos, during the year 2009 and by factors such as PM10, SO2, wind and humidity. These factors were analyzed as input variables and, through these, is possible to get the number of admissions a day, which is the output variable of the model. For data analysis we used the fuzzy control method type-2 Mamdani. In the following steps the performance developed in this work was compared with the performance of the same model using fuzzy logic type-1. Finally, the validity of the models was estimated by the ROC curve

Estudo sobre qualidade de voo no modo longitudinal da aeronave e análise do critério de largura de banda

The flight quality describes the skills of the pilot realize a given task and its difficulty to perform it. Flight quality criteria provide a valuable reference for the designers during the requirements definitions phase and to develop them during the phase of flight testing. These criteria were taken important for the development of a fly-by-wire system. There are several flight quality criteria and this work analyzes the bandwidth criteria, this is evaluated according to a model an aircraft using the SIMULINK/MATLAB. In addition, the paper also describes in detail what is a flight quality criteria and shows an overview of the bandwidth criteria

Estudo e aplicação de diferentes métodos de resolução para problemas dinâmicos não-lineares em presença de atrito

The friction phenomena is present in mechanical systems with two surfaces that are in contact, which can cause serious damage to structures. Your understanding in many dynamic problems became the target of research due to its nonlinear behavior. It is necessary to know and thoroughly study each existing friction model found in the literature and nonlinear methods to define what will be the most appropriate to the problem in question. One of the most famous friction model is the Coulomb Friction, which is considered in the studied problems in the French research center Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés (LMSSC), where this search began. Regarding the resolution methods, the Harmonic Balance Method is generally used. To expand the knowledge about the friction models and the nonlinear methods, a study was carried out to identify and study potential methodologies that can be applied in the existing research lines in LMSSC and then obtain better final results. The identified friction models are divided into static and dynamic. Static models can be Classical Models, Karnopp Model and Armstrong Model. The dynamic models are Dahl Model, Bliman and Sorine Model and LuGre Model. Concerning about nonlinear methods, we study the Temporal Methods and Approximate Methods. The friction models analyzed with the help of Matlab software are verified from studies in the literature demonstrating the effectiveness of the developed programming