Controle preditivo robusto baseado em desigualdades matriciais lineares aplicado a um sistema de tanques acoplados

This work deals with an on-line control strategy based on Robust Model Predictive Control (RMPC) technique applied in a real coupled tanks system. This process consists of two coupled tanks and a pump to feed the liquid to the system. The control objective (regulator problem) is to keep the tanks levels in the considered operation point even in the presence of disturbance. The RMPC is a technique that allows explicit incorporation of the plant uncertainty in the problem formulation. The goal is to design, at each time step, a state-feedback control law that minimizes a 'worst-case' infinite horizon objective function, subject to constraint in the control. The existence of a feedback control law satisfying the input constraints is reduced to a convex optimization over linear matrix inequalities (LMIs) problem. It is shown in this work that for the plant uncertainty described by the polytope, the feasible receding horizon state feedback control design is robustly stabilizing. The software implementation of the RMPC is made using Scilab, and its communication with Coupled Tanks Systems is done through the OLE for Process Control (OPC) industrial protocol

Desacoplamento de um gerador síncrono através de um controle adaptativo por modelo de referência baseado em funções de Base radial

An alternative nonlinear technique for decoupling and control is presented. This technique is based on a RBF (Radial Basis Functions) neural network and it is applied to the synchronous generator model. The synchronous generator is a coupled system, in other words, a change at one input variable of the system, changes more than one output. The RBF network will perform the decoupling, separating the control of the following outputs variables: the load angle and flux linkage in the field winding. This technique does not require knowledge of the system parameters and, due the nature of radial basis functions, it shows itself stable to parametric uncertainties, disturbances and simpler when it is applied in control. The RBF decoupler is designed in this work for decouple a nonlinear MIMO system with two inputs and two outputs. The weights between hidden and output layer are modified online, using an adaptive law in real time. The adaptive law is developed by Lyapunov s Method. A decoupling adaptive controller uses the errors between system outputs and model outputs, and filtered outputs of the system to produce control signals. The RBF network forces each outputs of generator to behave like reference model. When the RBF approaches adequately control signals, the system decoupling is achieved. A mathematical proof and analysis are showed. Simulations are presented to show the performance and robustness of the RBF network

Regulador automático de tensão robusto utilizando técnicas de controle adaptativo

The stability of synchronous generators connected to power grid has been the object of study and research for years. The interest in this matter is justified by the fact that much of the electricity produced worldwide is obtained with the use of synchronous generators. In this respect, studies have been proposed using conventional and unconventional control techniques such as fuzzy logic, neural networks, and adaptive controllers to increase the stabilitymargin of the systemduring sudden failures and transient disturbances. Thismaster thesis presents a robust unconventional control strategy for maintaining the stability of power systems and regulation of output voltage of synchronous generators connected to the grid. The proposed control strategy comprises the integration of a sliding surface with a linear controller. This control structure is designed to prevent the power system losing synchronism after a sudden failure and regulation of the terminal voltage of the generator after the fault. The feasibility of the proposed control strategy was experimentally tested in a salient pole synchronous generator of 5 kVA in a laboratory structure

Identificação de modelos polinomiais narx utilizando algoritmos combinados de detecção de estrutura e estimação de parâmetros com aplicações práticas

A modelagem de processos industriais tem auxiliado na produção e minimização de custos, permitindo a previsão dos comportamentos futuros do sistema, supervisão de processos e projeto de controladores. Ao observar os benefícios proporcionados pela modelagem, objetiva-se primeiramente, nesta dissertação, apresentar uma metodologia de identificação de modelos não-lineares com estrutura NARX, a partir da implementação de algoritmos combinados de detecção de estrutura e estimação de parâmetros. Inicialmente, será ressaltada a importância da identificação de sistemas na otimização de processos industriais, especificamente a escolha do modelo para representar adequadamente as dinâmicas do sistema. Em seguida, será apresentada uma breve revisão das etapas que compõem a identificação de sistemas. Na sequência, serão apresentados os métodos fundamentais para detecção de estrutura (Modificado Gram- Schmidt) e estimação de parâmetros (Método dos Mínimos Quadrados e Método dos Mínimos Quadrados Estendido) de modelos. No trabalho será também realizada, através dos algoritmos implementados, a identificação de dois processos industriais distintos representados por uma planta de nível didática, que possibilita o controle de nível e vazão, e uma planta de processamento primário de petróleo simulada, que tem como objetivo representar um tratamento primário do petróleo que ocorre em plataformas petrolíferas. A dissertação é finalizada com uma avaliação dos desempenhos dos modelos obtidos, quando comparados com o sistema. A partir desta avaliação, será possível observar se os modelos identificados são capazes de representar as características estáticas e dinâmicas dos sistemas apresentados nesta dissertação

Controlador adaptativo backstepping a estrutura variável

Neste trabalho, um controlador adaptativo backstepping a estrutura variável (Variable Structure Adaptive Backstepping Controller, VS-ABC) é apresentado para plantas monovariáveis, lineares e invariantes no tempo com grau relativo unitário. Ao invés das tradicionais leis integrais para estimação dos parâmetros da planta, leis chaveadas são utilizadas com o objetivo de aumentar a robustez em relação a incertezas paramétricas e distúrbios externos, bem como melhorar o desempenho transitório do sistema. Adicionalmente, o projeto do novo controlador é mais intuitivo quando comparado ao controlador backstepping original, uma vez que os relés introduzidos apresentam amplitudes diretamente relacionadas com os parâmetros nominais da planta. Esta nova abordagem, com uso de estrutura variável, também reduz a complexidade das implementações práticas, motivando a utilização de componentes industriais, tais como, FPGAs (Field Programmable Gate Arrays ), MCUs (Microcontrollers) e DSPs (Digital Signal Processors). Simulações preliminares para um sistema instável de primeira e segunda ordem são apresentadas de modo a corroborar os estudos. Um dos exemplos de Rohrs é ainda abordado através de simulações, para os dois cenários adaptativos: o controlador backstepping adaptativo original e o VS-ABC

Estudo comparativo de estratégias de controle aplicadas a um gerador síncrono

The robustness and performance of the Variable Structure Adaptive Pole Placement Controller are evaluated in this work, where this controller is applied to control a synchronous generator connected to an infinite bus. The evaluation of the robustness of this controller will be accomplished through simulations, where the control algorithm was subjected to adverse conditions, such as: disturbances, parametric variations and unmodeled dynamic. It was also made a comparison of this control strategy with another one, using classic controllers. In the simulations, it is used a coupled model of the synchronous generator which variables have a high degree of coupling, in other words, if there is a change in the input variables of the generator, it will change all outputs simultaneously. The simulation results show which control strategy performs better and is more robust to disturbances, parametric variations and unmodeled dynamics for the control of Synchronous Generator

Caracterização hidrodinâmica e morfo-sedimentar do estuário Potengi e áreas adjascentes: subsídios para controle e recuperação ambiental no caso de derrames de hidrocarboneto

This study presents the Environmental Sensibility Mapping to oil spillings on the Potengi estuary - RN and neighboring coastline through remote sensing data, collecting, treatment and integration of the geomorphologic, oceanographic (temperature, salinity, density, direction and intensity), meteorological (wind speed and direction) and high resolution seismic (bathymetry and sonography) data. The Potengi river estuary is located on the eastern coastline of the Rio Grande do Norte State, being inserted in the geological context for the coastal Pernambuco-Paraíba basin and spreading over 18 km; it shelters the Natal harbor zone and an oil terminal, centralizing, therefore, important oil transport operations that can cause accidental spillings. Under the oceanographic point of view, the Potengi estuary is characterized by the absence of any expressive thermic stratification, being classified as partially mixed, B type according to Pritchard (1955), and 2 type in conformity to the stratification-circulation diagram by Hansen & Rattray (1966). Two main wind systems are responsable for the formation of wave sets that occur in the area. The dynamic tide presents, in the Natal Harbor, mean amplitude in spring and quadrature tides, with around 2.8 and 2m, respectively. The mechanism of saline tide mixing was defined through the salinity which is the main parameter for the identification of this mechanism. Important variations of the salinity mean values (36.32 psu), temperature (28.11ºC) and density (22.96 kg/m3) in the estuarine waters presented features belonging to low latitude regions. The water temperature follows the air temperature variations, in the region, with expressive daily amplitudes. In this study, the identification of the estuarine bed morphology through bathymetric and sonographic analysis, had the purpose to evaluate the influence of the superficial and bottom currents for the bottom shaping. In this way, the use of the side scan sonar showed, to be very useful in the identification of the bottom morphology and its relationship with the predominant action of the tidal currents in the Potengi estuary. Besides, it showed how the sonograms can be a support to the comparison of the several patterns derived from the local hydrodynamic variations. The holocene sediments, which fill the estuarine channel, are predominantly sandy, varying from selected, sometimes silty. The sedimentation is controlled by the environmental hydrodynamic conditions, being recognized two important textural facies: Muddy Facies and Sandy Facies. The distribution of these textural facies apparently oscillates owing to the tidal cycle and flow intensity. Each one of the above mentioned data was integrated in a Geographic Information System (GIS), from which was produced the Environmental Sensibility Map to oil spillings with Coastal Sensibility Index (CSI) to the Potengi estuary. The integrated analysis of these data is essential to oil spilling contingency plans, in order to reduce the spilling environmental consequences and to make efficient the endeavours of contention and cleaning up/removal on the Natal Harbor. This study has the aim to collaborate for the increase of informations about the estuarine environment and contribute to a better management of the question: environment/polluting loads

Efeitos da informação comportamental na dinâmica intrínseca do controle postural

Esse estudo teve como objetivo examinar possíveis alterações na dinâmica intrínseca de crianças e adultos decorrentes de informações externas na realização de uma tarefa de manutenção da postura ereta. Participaram do estudo dez crianças de 8 anos de idade e dez adultos jovens de ambos os gêneros. Eles permaneceram na posição ereta dentro de uma sala móvel que foi movimentada continuamente para frente e para trás. Os participantes recebiam informação sobre o movimento da sala e eram solicitados a não oscilar ou a oscilar junto com o movimento da mesma. Os resultados mostraram que a manipulação da informação visual induziu oscilação corporal correspondente (dinâmica intrínseca) em crianças e adultos. Informação sobre o movimento da sala e solicitação de uma ação (informação comportamental) alteraram o relacionamento entre informação visual e oscilação corporal. Crianças apresentaram mais dificuldades em alterar a dinâmica intrínseca do que adultos, indicando que elas são mais dependentes da dinâmica intrínseca do que adultos. Esses resultados trazem implicações importantes para a situação de ensino-aprendizagem, pois indica que aprendizagem envolvendo crianças deve ser estruturada propiciando condições mais favoráveis para alterações na dinâmica intrínseca para que os objetivos da mesma sejam alcançados.

Modelagem matemática aplicada ao controle biológico de Ceratitis capitata Wiedemann (Diptera: Tephritidae) por Diachasmimorpha longicaudata Ashmed (Hymenoptera: Braconidae) em Citrus

O modelo matemático apresentado tem como objetivos: (1) simular as dinâmicas populacionais de um sistema hospedeiro parasitóide de três níveis tróficos composto pelas populações de mosca-do-mediterrâneo Ceratitis capitata (Wiedemann), vespa braconídea parasitóide Diachasmimorpha longicaudata (Ashmed) e frutos cítricos; (2) auxiliar no melhor entendimento dos principais fatores biológicos e ecológicos que regem as interações populacionais e (3) colaborar com programas mais eficientes de controle biológico para o sistema em questão. A metodologia empregada baseou-se na formulação de sistemas de equações de diferenças que descrevessem os processos de interação do sistema trófico. Posteriormente, foram elaboradas resoluções numéricas desses sistemas de equações e sua representação gráfica, utilizando-se o programa computacional Matlab, versão 6.1. Os dados biológicos e ecológicos necessários para a formulação das equações matemáticas foram fornecidos por especialistas em controle de C. capitata e retirados da literatura referente ao controle biológico das moscas-das-frutas em plantações de citros no Brasil, principalmente através da utilização de vespas parasitóides, como D. longicaudata. Os resultados obtidos nas simulações sugerem que o modelo proposto descreve adequadamente o sistema ecológico em questão e permite entender melhor suas principais características biológicas e ecológicas. em conseqüência pode auxiliar na escolha do modo e momento para liberação da vespa parasitóide para o controle mais efetivo de C. capitata.

Uma abordagem neural para estimação de conjugado em motores de indução

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

Estimação de parâmetros genéticos para a produção de leite no dia do controle e em 305 dias para primeiras lactações de vacas da raça Holandesa

Dados de 39.578 controles leiteiros de 3.766 primeiras lactações de vacas da raça Holandesa, ocorridas de 1994 a 2002, foram analisados com os objetivos de estimar parâmetros genéticos para as produções de leite no dia do controle (PLDC) e para a produção até 305 dias de lactação (P305) e comparar estes dois critérios de seleção. Os componentes de variância foram estimados pelo método da máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal univariado ou bivariado. Para as PLDC, os modelos incluíram o efeito aleatório genético aditivo, o efeito fixo de grupo contemporâneo e, como covariáveis, a idade da vaca ao parto (efeitos linear e quadrático) e os dias em lactação (efeito linear). Para a P305, foi utilizado o mesmo modelo, substituindo dias em lactação por duração da lactação. Os grupos de contemporâneos foram formados por ano, mês do controle e rebanho (para as PLDC) e por ano, época do parto e rebanho (para a P305). As herdabilidades estimadas para a P305 foram de 0,27 e 0,25 para as análises univariadas e bivariadas, respectivamente. Para as PLDC, as herdabilidades variaram de 0,11 a 0,31. Para o modelo bivariado (pelo qual avaliaram-se simultaneamente P305 e as PLDC), as herdabilidades para os controles (PLDC) foram menores, variando de 0,08 a 0,25. As maiores estimativas ocorreram para as produções do 4º e 5º controles, correspondendo aos 2º e 3º meses de lactação. As correlações genéticas entre P305 e os controles individuais foram positivas e elevadas, variando de 0,83 a 1,00. Os resultados indicaram que a seleção direta para P305, como tradicionalmente realizada, implicaria maiores ganhos genéticos para a produção de leite (PL) na maioria dos controles quinzenais. Além disso, a seleção direta para as produções parciais poderia proporcionar ganhos correlacionados também para a P305, mas estes ganhos seriam menores que os obtidos via seleção direta.

Modelagem matemática em câncer: dinâmica angiogênica e quimioterapia anti-neoplásica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Epidemiologia de doenças infecciosas: cólera e doença do caranguejo letárgico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Controle de qualidade aplicado na modelagem digital de terreno

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Dinâmica populacional e controle do ácaro Aceria litchii Keifer (Prostigmata: Eriophyidae) em plantas de lichia

Pós-graduação em Agronomia (Entomologia Agrícola) - FCAV