Linear and sliding-mode control design for matrix converter-based unified power flow controllers

This paper presents the design and compares the performance of linear, decoupled and direct power controllers (DPC) for three-phase matrix converters operating as unified power flow controllers (UPFC). A simplified steady-state model of the matrix converter-based UPFC fitted with a modified Venturini high-frequency pulse width modulator is first used to design the linear controllers for the transmission line active (P) and reactive (Q) powers. In order to minimize the resulting cross coupling between P and Q power controllers, decoupled linear controllers (DLC) are synthesized using inverse dynamics linearization. DPC are then developed using sliding-mode control techniques, in order to guarantee both robustness and decoupled control. The designed P and Q power controllers are compared using simulations and experimental results. Linear controllers show acceptable steady-state behaviour but still exhibit coupling between P and Q powers in transient operation. DLC are free from cross coupling but are parameter sensitive. Results obtained by DPC show decoupled power control with zero error tracking and faster responses with no overshoot and no steady-state error. All the designed controllers were implemented using the same digital signal processing hardware.

Modular high-current generator for electromagnetic forming with energy recovery

A 10 kJ electromagnetic forming (EMF) modulator with energy recovery based on two resonant power modules, each containing a 4.5 kV/30-kA silicon controlled rectifier, a 1.11-mF capacitor bank and an energy recovery circuit, working in parallel to allow a maximum actuator discharge current amplitude and rate of 50 kA and 2 kA/mu s was successfully developed and tested. It can be plugged in standard single phase 230 V/16 A mains socket and the circuit is able to recover up to 32% of its initial energy, reducing the charging time of conventional EMF systems by up to 68%.

Multifunctional controller architecture for sold-state marx modulator based on FPGA

This paper proposes a multifunctional architecture to implement field-programmable gate array (FPGA) controllers for power converters and presents a prototype for a pulsed power generator based on a solid-state Marx topology. The massively parallel nature of reconfigurable hardware platforms provides very high processing power and fast response times allowing the implementation of many subsystems in the same device. The prototype includes the controller, a failure detection system, an interface with a safety/emergency subsystem, a graphical user interface, and a virtual oscilloscope to visualize the generated pulse waveforms, using a single FPGA. The proposed architecture employs a modular design that can be easily adapted to other power converter topologies.

Determinants of the use of health care services: multilevel analysis in the Metropolitan Region of Sao Paulo

OBJECTIVE To evaluate the individual and contextual determinants of the use of health care services in the metropolitan region of Sao Paulo.METHODS Data from the Sao Paulo Megacity study – the Brazilian version of the World Mental Health Survey multicenter study – were used. A total of 3,588 adults living in 69 neighborhoods in the metropolitan region of Sao Paulo, SP, Southeastern Brazil, including 38 municipalities and 31 neighboring districts, were selected using multistratified sampling of the non-institutionalized population. Multilevel Bayesian logistic models were adjusted to identify the individual and contextual determinants of the use of health care services in the past 12 months and presence of a regular physician for routine care.RESULTS The contextual characteristics of the place of residence (income inequality, violence, and median income) showed no significant correlation (p > 0.05) with the use of health care services or with the presence of a regular physician for routine care. The only exception was the negative correlation between living in areas with high income inequality and presence of a regular physician (OR: 0.77; 95%CI 0.60;0.99) after controlling for individual characteristics. The study revealed a strong and consistent correlation between individual characteristics (mainly education and possession of health insurance), use of health care services, and presence of a regular physician. Presence of chronic and mental illnesses was strongly correlated with the use of health care services in the past year (regardless of the individual characteristics) but not with the presence of a regular physician.CONCLUSIONS Individual characteristics including higher education and possession of health insurance were important determinants of the use of health care services in the metropolitan area of Sao Paulo. A better understanding of these determinants is essential for the development of public policies that promote equitable use of health care services.

Readmission of older patients after hospital discharge for hip fracture: a multilevel approach

ABSTRACT OBJECTIVE To identify individual and hospital characteristics associated with the risk of readmission in older inpatients for proximal femoral fracture in the period of 90 days after discharge. METHODS Deaths and readmissions were obtained by a linkage of databases of the Hospital Information System of the Unified Health System and the System of Information on Mortality of the city of Rio de Janeiro from 2008 to 2011. The population of 3,405 individuals aged 60 or older, with non-elective hospitalization for proximal femoral fracture was followed for 90 days after discharge. Cox multilevel model was used for discharge time until readmission, and the characteristics of the patients were used on the first level and the characteristics of the hospitals on the second level. RESULTS The risk of readmission was higher for men (hazard ratio [HR] = 1.37; 95%CI 1.08–1.73), individuals more than 79 years old (HR = 1.45; 95%CI 1.06–1.98), patients who were hospitalized for more than two weeks (HR = 1.33; 95%CI 1.06-1.67), and for those who underwent arthroplasty when compared with the ones who underwent osteosynthesis (HR = 0.57; 95%CI 0.41–0.79). Besides, patients admitted to state hospitals had lower risk for readmission when compared with inpatients in municipal (HR = 1.71; 95%CI 1.09–2.68) and federal hospitals (HR = 1.81; 95%CI 1.00–3.27). The random effect of the hospitals in the adjusted model remained statistically significant (p < 0.05). CONCLUSIONS Hospitals have complex structures that reflect in the quality of care. Thus, we propose that future studies may include these complexities and the severity of the patients in the analysis of the data, also considering the correlation between readmission and mortality to reduce biases.

Habitação modular evolutiva

Da necessidade de criação de habitações que se adaptem ao constante dinamismo do ser humano, surgiu a ideia da concepção de um edifício evolutivo com base na construção modular. A construção modular poderá ser entendida como sendo a principal resposta ao combate da construção de estruturas físicas e imóveis, com características inalteráveis ao longo do tempo. Com este trabalho idealizou-se uma habitação evolutiva, baseado nos conceitos da Coordenação Modular, identificando-se as suas especificações, exigências de desempenho e características funcionais. Foi considerada como medida modular base 0,10m. Os módulos foram pensados com o intuito de que o seu desempenho prático seja satisfatório. A sua base estrutural foi executada a partir do rearranjo de contentores marítimos. Previu-se ainda, o uso de coberturas verdes por serem uma solução comprovada de minorar notoriamente o efeito pernicioso que a construção tem sobre o meio ambiente, ao mesmo tempo que apresentam vantagens térmicas e acústicas. A questão do incentivo do uso da pré-fabricação em Portugal a uma maior escala, não poderia ser descurada. A apresentação de eventuais desenvolvimentos futuros é também relevante, dada a importância que é inerente ao âmbito da industrialização da construção. Do estudo realizado ficaram ainda, bem patentes, os benefícios da racionalização e da industrialização, tanto em termos económicos como em termos ambientais. É possível executar um projecto com níveis de perdas mais baixos e com índices de qualidade superiores a um menor preço.

Simulation of rectifier voltage malfunction on OWECS, four-level converter, HVDC light link: Smart grid context tool

This paper presents a model for the simulation of an offshore wind system having a rectifier input voltage malfunction at one phase. The offshore wind system model comprises a variable-speed wind turbine supported on a floating platform, equipped with a permanent magnet synchronous generator using full-power four-level neutral point clamped converter. The link from the offshore floating platform to the onshore electrical grid is done through a light high voltage direct current submarine cable. The drive train is modeled by a three-mass model. Considerations about the smart grid context are offered for the use of the model in such a context. The rectifier voltage malfunction domino effect is presented as a case study to show capabilities of the model. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Arithmetic-based binary-to-RNS converter modulo {2(n)+/- k} for jn-Bit dynamic range

In this brief, a read-only-memoryless structure for binary-to-residue number system (RNS) conversion modulo {2(n) +/- k} is proposed. This structure is based only on adders and constant multipliers. This brief is motivated by the existing {2(n) +/- k} binary-to-RNS converters, which are particular inefficient for larger values of n. The experimental results obtained for 4n and 8n bits of dynamic range suggest that the proposed conversion structures are able to significantly improve the forward conversion efficiency, with an AT metric improvement above 100%, regarding the related state of the art. Delay improvements of 2.17 times with only 5% area increase can be achieved if a proper selection of the {2(n) +/- k} moduli is performed.

Toroid inductor development for a SIC DC-DC converter up to 150kW, based on finite element method

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Energia

A PV panel simulator based on a two quadrant DC/DC power converter with a sliding mode controller

The use of a solar photovoltaic (PV) panel simulator can be a valued tool for the design and evaluation of the several components of a photovoltaic system. This simulator is based on power electronic converter controlled in such a way that will behave as a PV panel. Thus, in this paper a PV panel simulator based on a two quadrant DC/DC power converter is proposed. This topology will allow to achieve fast responses, like suddenly changes in the irradiation and temperature. To control the power converter it will be used a fast and robust sliding mode controller. Therefore, with the proposed system I-V curve simulation of a PV panel is obtained. Experimental results from a laboratory prototype are presented in order to confirm the theoretical operation.

Matrix converter as unified power flow controller: design and implementation of decoupled direct power controllers

This paper presents the design and implementation of direct power controllers for three-phase matrix converters (MC) operating as Unified Power Flow Controllers (UPFC). Theoretical principles of the decoupled linear power controllers of the MC-UPFC to minimize the cross-coupling between active and reactive power control are established. From the matrix converter based UPFC model with a modified Venturini high frequency PWM modulator, decoupled controllers for the transmission line active (P) and reactive (Q) power direct control are synthesized. Simulation results, obtained from Matlab/Simulink, are presented in order to confirm the proposed approach. Results obtained show decoupled power control, zero error tracking, and fast responses with no overshoot and no steady-state error.

Medir e modular

A necessidade de construir que se manifesta em todos os sectores, desde o da habitação, em que o homem recupera da fadiga física e intelectual, consequência da sua actividade diária, até àquele em que exerce a sua actividade de produção ou onde realiza as suas ocupações sociais dos tempos livres, obriga a procurar soluções, para a limitação de espaços - cada vez mais económicos em tempo, dinheiro, materiais e mão de obra. Este objectivo levou ao desenvolvimento de técnicas de pré-fabricação,e bem assim a industrializar a construção, por elementos cada vez maiores - de acordo com os meios mecânicos de que se pode dispor na zona industrial, nos transportes e no estaleiro. Assim, conforme os elementos de construção a colocar em obra são manuseáveis ou, pelas suas dimensões e peso, careçam de meios mecânicos para poderem ser utilizados, a pré fabricação está diferenciada em: a) Pré fabricação ligeira b) Pré fabricação pesada Por outro lado, os diversos materiais que se utilizam na construção permitem a pré fabricação industrial de elementos de construção: metálicos, de madeira, de betão, de pedra, de argila cozida, de vidro, etc.

Criação de uma Framework Modular Vocacionada para o Desenvolvimento de Videojogos

Os videojogos são cada vez mais uma das maiores áreas da indústria de entretenimento, tendo esta vindo a expandir-se de ano para ano. Para além disso, os videojogos estão cada vez mais presentes no nosso dia-adia, quer através dos dispositivos móveis ou das novas consolas. Com base nesta premissa, é seguro de afirmar que o investimento neste campo trará mais ganhos do que perdas. Esta Dissertação tem como objetivo o estudo do estado da indústria dos videojogos, tendo como principal foco a conceção de um videojogo, a partir duma Framework Modular, desenvolvida também no âmbito desta Dissertação. Para isso, é feito um estudo sobre o estado da arte tecnológico, onde várias ferramentas de criação de videojogos foram estudadas e analisadas, de forma a perceber as forças e fraquezas de cada uma, e um estudo sobre a arte do negócio, ficando assim com uma ideia mais concreta dos vários pontos necessários para a criação de um videojogo. De seguida são discutidos os diferentes géneros de videojogos existentes e é conceptualizado um pequeno videojogo, tendo ainda em conta os diferentes tipos de interfaces que são mais utilizados na indústria dos videojogos, de forma a entender qual será a forma mais viável, conforme o género, e as diferentes mecânicas presentes no videojogo a criar. A Framework Modular é desenvolvida tendo em conta toda a análise previamente realizada, e o videojogo conceptualizado. Esta tem como grande objetivo uma elevada personalização e manutenibilidade, sendo que todos os módulos implementados podem ser substituídos por outros sem criar conflitos entre si. Finalmente, de forma a unir todos os temas analisados ao longo desta Dissertação, é ainda desenvolvido um Protótipo de forma a comprovar o bom funcionamento da Framework, aplicando todas as decisões previamente feitas.

Integração modular em visualizadores médicos e aposição da marcação CE do Dispositivo Médico

Neste documento ´e feita a descrição detalhada da integração modular de um script no software OsiriX. O objectivo deste script ´e determinar o diâmetro central da artéria aorta a partir de uma Tomografia Computorizada. Para tal são abordados conceitos relacionados com a temática do processamento de imagem digital, tecnologias associadas, e.g., a norma DICOM e desenvolvimento de software. Como estudo preliminar, são analisados diversos visualizadores de imagens médica, utilizados para investigação ou mesmo comercializados. Foram realizadas duas implementações distintas do plugin. A primeira versão do plugin faz a invocação do script de processamento usando o ficheiro de estudo armazenado em disco; a segunda versão faz a passagem de dados através de um bloco de memória partilhada e utiliza o framework Java Native Interface. Por fim, é demonstrado todo o processo de aposição da Marcação CE de um dispositivo médico de classe IIa e obtenção da declaração de conformidade por parte de um Organismo Notificado. Utilizaram-se os Sistemas Operativos Mac OS X e Linux e as linguagens de programação Java, Objective-C e Python.

A Modular Programming Approach for IoTBased Wireless Sensor Networks

Poster presented in 12th European Conference on Wireless Sensor Network (EWSN 2015). 9 to 11, Feb, 2015. Porto, Portugal.