Desenvolvimento de ferramentas computacionais inteligentes para identificação de perdas comerciais em sistemas de energia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Identificação e controle de sistemas dinâmicos utilizando redes wavelets

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação tecnológica, operacional e de gestão de sistemas híbridos para geração de eletricidade na Região Amazônica

O objetivo deste trabalho consiste em contribuir com o conhecimento sobre os sistemas híbridos de energia implantados na Região Amazônica e baseados no aproveitamento das fontes de energia solar, eólica e diesel-elétrica. O trabalho apresenta primeiramente o estado-da-arte dos sistemas híbridos, caracterizando sua evolução histórica, os principais tipos e classificações, a composição básica e os prós e contras da eletrificação usando esses tipos de sistemas. Em seguida, é feita a identificação e a descrição dos sistemas regionais através das referências bibliográficas existentes e de informações coletadas em pesquisas de campo. As características técnicas, operacionais, econômicas e de gerenciamento desses sistemas são analisadas sucintamente, servindo de base às proposições de modelos para sistemas híbridos, que influenciam diretamente sobre a estratégia de operação e gestão dos sistemas híbridos regionais. Esses modelos, depois de implementados, permitirão a otimização da operação dos sistemas e sua sustentabilidade.

Estratégia de identificação paramétrica aplicada à modelagem fenomenológica de um sistema do tipo correia transportadora industrial para fins de detecção de faltas

Os sistemas do tipo correia transportadora, são sistemas essenciais para grandes empresas, embora este equipamento apresente um elevado grau de criticidade, de modo que uma parada não planejada do mesmo, pode gerar perdas imensas ou até mesmo a parada de todo o processo produtivo. Tendo em vista a criticidade do equipamento, torna-se necessário realizar a monitoração adequada do mesmo e detectar com maior antecedência possível a ocorrência de alguma falta ocorrida no sistema. Objetivando reduzir as paradas não planejadas, investiga-se nesta dissertação a modelagem de um sistema do tipo correia transportadora com a finalidade de uso no monitoramento e diagnóstico de faltas neste tipo de sistema. Primeiramente é discutido um modelo fenomenológico do processo, o qual é baseado na aplicação das leis da mecânica e considerando-se os diversos tipos de força de oposição ao movimento de uma correia transportadora. Os principais parâmetros do transportador foram estimados utilizando-se técnicas de identificação baseadas em Mínimos Quadrados Não Recursivos. Em seguida, foi desenvolvido e implementado um algoritmo de detecção de faltas utilizando a teoria de análise intervalar, de modo que possibilite detectar condições inadequadas de funcionamento. Com o intuito de avaliar o desempenho do algoritmo proposto foi projetado e construído um protótipo que emula as condições operacionais típicas de um sistema real do tipo correia transportadora. Os resultados obtidos experimentalmente, confirmam o bom desempenho da metodologia proposta.

Estratégias de controle de ordem fracionária aplicadas ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência

Neste trabalho é proposta uma nova metodologia de projeto de estabilizadores de sistemas de potência baseada em teoria de sistemas de ordem fracionária (ESP-OF). A estratégia é baseada em uma generalização do projeto de compensadores do tipo rede avançoatraso (lead-lag) para o domínio de funções de transferência de ordem fracionária. Uma nova variável de projeto, a qual define a ordem da dinâmica fracionária do controlador, é sintonizada para se obter um compromisso entre um bom desempenho no amortecimento do modo eletromecânico dominante e uma robustez ampliada do ESP-OF. O desempenho do ESP-OF foi avaliado experimentalmente, em um sistema de potência em escala reduzida, localizado no Laboratório de Sistemas de Potência da Universidade Federal do Pará. A referida planta de teste apresenta uma estrutura típica do tipo gerador síncrono conectado a um barramento infinito e exibe um modo dominante de oscilação eletromecânica, de amortecimento extremamente reduzido, cujo valor da frequência natural é em torno de 1,2 Hz. O ESP-OF foi então projetado para ampliar o amortecimento relativo desse modo alvo, para toda a faixa de operação admissível. Para fins de implementação prática, primeiramente foram realizados testes experimentais para a identificação de um modelo nominal da planta, sob a forma de uma função de transferência pulsada, para uso na fase de projeto. O modelo obtido experimentalmente foi então validado e posteriormente utilizado tanto para o projeto do ESP-OF quanto para o projeto de um ESP convencional (utilizado para fins de comparação de desempenho). As leis de controle amortecedor do ESP-OF foram calculadas, convertidas para a forma de equações a diferenças e, subsequentemente, embarcadas em sistema digital baseado em microcontrolador DSPIC. Diversos testes de resposta ao impulso foram realizadas sob diferentes condições operacionais. As respectivas respostas dinâmicas dos sinais de saída da planta (desvio de potencia ativa) e do esforço de controle foram registradas para fins de análise. Os resultados experimentais mostraram que o ESP fracionário apresentou um desemprenho dinâmico e robustez similar em comparação com o desempenho obtido por um ESP convencional, para toda a faixa de operação investigada.

Recomposição de reserva legal na região do tapajós: identificação de espécies e sistemas silviculturais

Esta pesquisa teve por objetivo identificar as espécies potenciais e arranjos e/ou sistemas silviculturais, que associados à vegetação espontânea, garantam características viáveis à recomposição de Reserva Legal na região do Tapajós. Foram implantados três sistemas silviculturais: 1) Plantio de árvores em canteiro de 36 plantas por espécie, em blocos ao acaso, 32 espécies que são os tratamentos, cinco repetições, espaçamento 1,5 x 1,5. 2) Plantio em One Tree Plot - OTP, em blocos ao acaso, 29 espécies como tratamentos, 12 repetições, espaçamento 3 x 3. 3) Plantio em sistema silviagrícola, onde utilizou-se o Sistema Taungya, espaçamento 7 x 7. Foi realizada a caracterização da composição florística, diversidade e similaridade da vegetação espontânea; avaliados a sobrevivência e o crescimento das espécies florestais; e produtividade da vegetação espontânea e das espécies florestais plantadas. Em toda a área estudada, foram identificados 1597 indivíduos pertencentes a 137 espécies, 98 gêneros e 40 famílias. O Índice de Shannon - Weaver encontrado foi de 3,75 para Canteiro, 3,72 para Silviagrícola e 3,56 para OTP. A similaridade pelo Índice de Sorensen encontrada foi: 65,52% entre Canteiro e OTP, 63,58% entre Canteiro e Silviagrícola e 50,31% entre OTP e Silviagrícola. Levando em consideração a taxa de sobrevivência e as médias de crescimento em DAP e altura total, a ordem decrescente de importância dos sistemas silviculturais estudados foi a seguinte: OTP 76 > OTP 75 > Canteiro 76 > Canteiro 75. Para efeitos de exploração na Área de Reserva Legal, considerando a produtividade dos indivíduos com DAP > 0,45m, a ordem de importância decrescente dos sistemas silviculturais é a seguinte: OTP > Canteiro > Silviagrícola. Como não houve diferenças estatisticamente significativas entre os Índices de Shannon – Weaver encontrados para a vegetação espontânea dos três sistemas silviculturais analisados, e levando em consideração a produtividade dos indivíduos com DAP > 0,45m, o sistema OTP seria o mais indicado para a recomposição de Reserva Legal especificamente sob o ponto de vista florestal e o sistema Silviagrícola, embora com menor produtividade florestal, poderia ser indicado à pequenos produtores por ser associado a cultivos agrícolas. Os resultados do estudo evidenciam que cerca de 40 anos após o plantio de espécies florestais nos referidos sistemas silviculturais é possível obter alta diversidade na composição florística sob estes plantios, recuperando a função ecológica e produtiva da área.

Identificação de áreas preferenciais para uso de espécies florestais potenciais em sistemas agroflorestais no Arco Verde Paraense

O desmatamento é um processo evidente na Amazônia oriundo da ação antrópica predatória dos recursos naturais. A extração madeireira e a agropecuária são as principais atividades que tem promovido a destruição da floresta no Arco do desmatamento. Entretanto, o reflorestamento tem sido o foco de políticas públicas que o Governo tem desenvolvido por meio do Programa Arco Verde. No Pará este projeto está sendo aplicado em 16 municípios que integram as áreas críticas de desmatamento devido às pressões antrópicas exercidas. Nesse contexto, os sistemas agroflorestais tem sido uma das alternativas para reflorestamento dessas áreas. Neste trabalho objetivou-se a identificação de áreas preferenciais para plantio de 15 espécies florestais potenciais para uso em sistema agroflorestais. A partir do mapeamento da ocorrência das espécies florestais selecionadas, e do cruzamento de dados geográficos de tipologia climática e deficiência hídrica, identificou-se 24 zonas bioclimáticas no Arco Verde paraense. Os resultados para o plantio das espécies florestais em áreas preferenciais foram: J. copaia, T. serratifolia e B. excelsa são potenciais para serem plantadas em 100% do Arco Verde Paraense; C. pentandra, H. courbaril, S. morototoni e T. vulgaris são indicadas para serem plantadas em 98% da área alvo; C. odorata, C. goeldiana, D. odorata, S. macrophylla são indicadas para serem inseridas em 75% do Arco Verde paraense; C. guianensis, S. parahyba var. amazonicum, B. guianensis e V. maxima em 60% da área estudada. Em suma, é necessário se intensificar estudos em espécies florestais que são indicadas para as áreas preferenciais mais abrangentes.

Aplicação de sistemas neuro-fuzzy e espectrometria no infravermelho próximo para a identificação em tempo real do teor de nitrogênio foliar em cana-de-açúcar

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEB

Identificação de forças de excitação em sistemas rotativos utilizando funções ortogonais

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Irrigação de baixo custo em sistemas de pastejo rotacionado

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

Identificação de parâmetros em sistemas rotativos utilizando funções de otimização e observadores de estado

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Introdução à identificação de sistemas utilizando o System Identification Toolbox do MATLAB em conjunto com o Arduino para o laboratório de controle linear

The education designed and planned in a clear and objective manner is of paramount importance for universities to prepare competent professionals for the labor market, and above all can serve the population with an efficient work. Specifically, in relation to engineering, conducting classes in the laboratories it is very important for the application of theory and development of the practical part of the student. The planning and preparation of laboratories, as well as laboratory equipment and activities should be developed in a succinct and clear way, showing to students how to apply in practice what has been learned in theory and often shows them why and where it can be used when they become engineers. This work uses the MATLAB together with the System Identification Toolbox and Arduino for the identification of linear systems in Linear Control Lab. MATLAB is a widely used program in the engineering area for numerical computation, signal processing, graphing, system identification, among other functions. Thus the introduction to MATLAB and consequently the identification of systems using the System Identification Toolbox becomes relevant in the formation of students to thereafter when necessary to identify a system the base and the concept has been seen. For this procedure the open source platform Arduino was used as a data acquisition board being the same also introduced to the student, offering them a range of software and hardware for learning, giving you every day more luggage to their training

Introdução à identificação de sistemas utilizando o System Identification Toolbox do MATLAB em conjunto com o Arduino para o laboratório de controle linear

The education designed and planned in a clear and objective manner is of paramount importance for universities to prepare competent professionals for the labor market, and above all can serve the population with an efficient work. Specifically, in relation to engineering, conducting classes in the laboratories it is very important for the application of theory and development of the practical part of the student. The planning and preparation of laboratories, as well as laboratory equipment and activities should be developed in a succinct and clear way, showing to students how to apply in practice what has been learned in theory and often shows them why and where it can be used when they become engineers. This work uses the MATLAB together with the System Identification Toolbox and Arduino for the identification of linear systems in Linear Control Lab. MATLAB is a widely used program in the engineering area for numerical computation, signal processing, graphing, system identification, among other functions. Thus the introduction to MATLAB and consequently the identification of systems using the System Identification Toolbox becomes relevant in the formation of students to thereafter when necessary to identify a system the base and the concept has been seen. For this procedure the open source platform Arduino was used as a data acquisition board being the same also introduced to the student, offering them a range of software and hardware for learning, giving you every day more luggage to their training

Os sistemas de identificação veicular, em especial o reconhecimento automático de placas

Assunto bastante abordado quando se trata de Sistemas Inteligentes de Transportes (ITS), a identificação veicular - utilizada em grande parte das aplicações de ITS deve ser entendida como um conjunto de recursos de hardware, software e telecomunicações, que interagem para atingir, do ponto de vista funcional, o objetivo de, conseguir extrair e transmitir, digitalmente, a identidade de um veículo. É feita tanto por sistemas que transmitem e recebem uma identidade digital quanto por sistemas que, instalados na infraestrutura da via, são capazes de reconhecer a placa dos veículos circulantes. Quando se trata da identificação automática por meio do reconhecimento da placa veicular, os estudos têm se concentrado sobremaneira nas tecnologias de processamento de imagens, não abordando - em sua maioria - uma visão sistêmica, necessária para compreender de maneira mais abrangente todas as variáveis que podem interferir na eficácia da identificação. Com o objetivo de contribuir para melhor entender e utilizar os sistemas de reconhecimento automático de placas veiculares, este trabalho propõe um modelo sistêmico, em camadas, para representar seus componentes. Associada a esse modelo, propõe uma classificação para os diversos tipos de falhas que podem prejudicar seu desempenho. Uma análise desenvolvida com resultados obtidos em testes realizados em campo com sistemas de identificação de placas voltados à fiscalização de veículos aponta resultados relevantes e limitações para obter correlações entre variáveis, em função dos diversos fatores que podem influenciar os resultados. Algumas entrevistas realizadas apontam os tipos de falhas que ocorrem com mais frequência durante a operação desses sistemas. Finalmente, este trabalho propõe futuros estudos e apresenta um glossário de termos, que poderá ser útil a novos pesquisadores.

Identificação de sistemas para o estudo de controle motor.

Qualquer tarefa motora ativa se dá pela ativação de uma população de unidades motoras. Porém, devido a diversas dificuldades, tanto técnicas quanto éticas, não é possível medir a entrada sináptica dos motoneurônios em humanos. Por essas razões, o uso de modelos computacionais realistas de um núcleo de motoneurônios e as suas respectivas fibras musculares tem um importante papel no estudo do controle humano dos músculos. Entretanto, tais modelos são complexos e uma análise matemática é difícil. Neste texto é apresentada uma abordagem baseada em identificação de sistemas de um modelo realista de um núcleo de unidades motoras, com o objetivo de obter um modelo mais simples capaz de representar a transdução das entradas do núcleo de unidades motoras na força do músculo associado ao núcleo. A identificação de sistemas foi baseada em um algoritmo de mínimos quadrados ortogonal para achar um modelo NARMAX, sendo que a entrada considerada foi a condutância sináptica excitatória dendrítica total dos motoneurônios e a saída foi a força dos músculos produzida pelo núcleo de unidades motoras. O modelo identificado reproduziu o comportamento médio da saída do modelo computacional realista, mesmo para pares de sinal de entrada-saída não usados durante o processo de identificação do modelo, como sinais de força muscular modulados senoidalmente. Funções de resposta em frequência generalizada do núcleo de motoneurônios foram obtidas do modelo NARMAX, e levaram a que se inferisse que oscilações corticais na banda-beta (20 Hz) podem influenciar no controle da geração de força pela medula espinhal, comportamento do núcleo de motoneurônios até então desconhecido.