[pt] O problema de estabilidade de tensão está intimamente ligado à falta de recursos e questões ambientais que limitam a expansão do sistema de transmissão. Esta realidade em conjunto com o crescimento da carga submete os sistemas elétricos a carregamentos pesados, podendo levar a situações de colapso de tensão. O desenvolvimento de métodos para avaliação do carregamento da rede de transmissão tornou-se necessário e imprescindível para que se possa entender o funcionamento do sistema nestas condições e possibilitar a sua operação de modo correto. Em relatório de força-tarefa internacional está explicitada a necessidade de uma ferramenta computacional capaz de verificar a eficácia das ações de controle de tensão na operação do sistema elétrico em tempo-real. Com esse objetivo, foi desenvolvida uma ferramenta computacional com base no sistema linearizado das equações de fluxo de carga, e de todas as outras equações de controles e limites, julgadas pertinentes, para avaliação do efeito das ações de controle de tensão. Determinase uma matriz de sensibilidade [VCS], voltage control sensitivity matrix, através da qual se pode estabelecer a relação existente entre as tensões controladas e as grandezas controladoras. Os elementos diagonais relacionam a grandeza controladora de cada equipamento com a respectiva tensão controlada. A análise do sinal desses elementos estabelece se uma determinada ação de controle será adequada ou não, isto é, se terá efeito esperado ou oposto. Os elementos fora da diagonal representam a interdependência existente entre os equipamentos controladores de tensão. A matriz de sensibilidade também permite que ações de controle de tensão sejam calculadas com o objetivo de mover um ponto de operação inadequado, ou que esteja suscetível à inadequacidade do controle de tensão, colocando-os em um ponto de operação seguro, onde ações operativas de controle de tensão tenham o efeito esperado. Os resultados da avaliação do método desenvolvido e aplicado a sistemas-teste e reais foram qualitativamente coerentes com aqueles obtidos pela resolução (analítica, iterativa por Newton ou iterativa continuada) das equações de fluxo de carga, validando a proposta. A dimensão da matriz [VCS] é proporcional ao número de barras com tensão controlada em análise. Esta matriz não é esparsa e então, quando utilizada para representar o controle de tensão realizado por um número elevado de equipamentos controladores, sua análise direta pode se tornar complexa. Portanto, uma análise baseada nos autovalores e autovetores associados à matriz [VCS] é aplicada objetivando identificar barras de tensão controlada com efeito reverso, ocorrendo de modo contrário ao esperado, e a existência de controles conflitantes. Buscam-se autovalores negativos, nulos ou próximos de zero. A localização das barras com problemas se dá através do exame dos autovetores e fatores de participação associados a esses autovalores. O cálculo e a análise da matriz de sensibilidade dos controles de tensão são executados de forma extremamente rápida e, portanto, o esforço computacional não impede que a ferramenta desenvolvida possa ser usada durante a operação em tempo-real. / [en] The voltage stability problem has been associated with environment questions and lack of financial resources for transmission system expansion. This reality together with the load growth makes the electrical system to be subject of heavy loadings, what can lead to situations of voltage collapse. The development of methods for evaluation of transmission network loading became necessary and indispensable in order to correct operation of the system under heavy loading conditions. In an international force-task report it is stated the need for analytical tools capable of verifying the voltage control action adequacy in the real-time operation. This work reports the development of a computation tool able to evaluate the effect of voltage control actions on the voltage itself. It is based the linearized load flow equations, including control and limit equations judged pertinent. The tool establishes a sensitive matrix, named [VCS] for voltage control sensitivity matrix, that relates the controlling variables and the controlled voltages. Through the analysis of the sign of each diagonal element, it is possible to know whether a specific control action is adequate or not. Moreover, the off-diagonal elements represent the interdependence among the voltage controller devices of the power system under analysis. The sensitivity matrix also allows the calculation of control actions necessary to move the operating point from an unstable area, or near by, to a secure operating region where all voltage control actions would have the expected effect. The results obtained with the voltage control sensitivity matrix applied on real and test-systems was qualitatively coherent with those calculated by analytical, iteractive by Newton-Raphson and/or continuationiteractive solution of power flow equations, validating the proposed method. The [VCS] dimension is proportional to the number of buses with controlled voltage in the system area under analysis. The matrix is not sparse and when there are a large number of voltage control equipments, its immediate analysis may be complex. Therefore, an analysis based on eigenvalues and eigenvectors associated with [VCS] matrix is used in order to identify voltage control action with opposite effect. In this case, the analysis is focused on negative eigenvalues. The identification of conflicting controls existence of any system area under analysis is a by-product. The voltage control sensitivity matrix computation and analysis are performed extremely fast. Therefore, the computational effort does not constrain its use in real-time operation.

[pt] Esse trabalho apresenta o estudo, manipulação e controle de um sistema de 2 graus de liberdade conhecido como pêndulo planar usando rodas de reação para alcançar certa posição, sendo o conceito básico desse sistema fundamentado na dinâmica de um pêndulo invertido. Utilizou-se o controle clássico PID e também controle Fuzzy, sendo gerado um modelo matemático simulado valendo-se de MatLab para análise desses controles, através da ferramenta Simulink que permite um auto ajuste para o controle do sistema. O PID foi construído de acordo com esse auto ajuste e também usando o método de Ziegler Nichols discutindo-se as diferenças entre os dois procedimentos. O controle Fuzzy foi elaborado montando-se o banco de regras adaptando a estratégia de controle para que se torne mais propícia para o sistema. Atritos nas juntas, e no motor foram contabilizados no modelo matemático. Por fim foi montado um modelo real usando uma placa de aquisição de dados em conjunto com o LabView para controle e uma placa micro controlada chamada Arduino e um encoder para aquisição de ângulos. Erros de medição e desbalanceamento do sistema são problemas que não puderam ser totalmente eliminados, mas tentou-se reduzir ao máximo seus efeitos. Resultados numéricos e experimentais são apresentados comparando cada controle e cada montagem e analisando as diferenças. / [en] This paper presents the study, manipulation and control of a two degrees of freedom system, known as planar pendulum, using reaction wheels to achieve a certain position, the basic concept of this system being the dynamics of an inverted pendulum. The classic PID controller was proposed as well as a Fuzzy control. The mathematical model was generated to be used in MatLab numerical simulations of these controls, using the Simulink tool which allows a self-adjustment of the controller of the system. The PID control was built according to the self-tuning of Simulink and also using the Ziegler Nichols method. The differences between both are discussed. Fuzzy control was designed, creating the bank of rules and looking for a control strategy more suitable for the system. Friction in joints, and drives were taken in account in the mathematical modeling. Finally a real model was built using a data acquisition board in conjunction with LabView for control and a microcontroller board called Arduino, as well as an encoder for the acquisition of angles. Measurement errors and unbalance of the system are problems that could not be completely eliminated, but were kept to a minimum. Numerical and experimental results were compared for each control and for each assembly and their differences were discussed.

[pt] Após a incidência de alguns colapsos de tensão em sistemas de transmissão de energia a nível mundial, a segurança de tensão tornou-se um assunto de muito interesse nos últimos anos devido à importância do seu impacto. O fenômeno de estabilidade de tensão deve-se a fluxos de potência ativa e reativa excessivos na rede de transmissão e está associado às restrições ambientais e econômicas que impedem a expansão da rede. Atualmente, sabese da existência de uma máxima carga que pode ser alimentada pela rede e é a manifestação mais conhecida do fenômeno mas, também, é possível que o problema manifeste-se pela existência de uma máxima injeção de potência ativa e reativa na rede por geradores e compensadores síncronos. E mais, em situações de carregamento elevado da rede, é possível que ações de controle de tensão tenham efeito oposto ao usual. É apresentado um método seqüencial iterativo de avaliação e reforço para as condições de carregamento da rede em barras de tensão controlada, embora na literatura somente as barras de carga são analisadas. A verificação do comportamento do gerador e compensador síncrono como dispositivo de controle torna-se necessária já que, se funcionar de forma inversa, poderá levar o sistema ao colapso por problemas de tensão. Uma vez que a avaliação do carregamento da rede de transmissão detectou uma barra de geração crítica em um determinado ponto de operação, o reforço consiste do cálculo de ações de controle para aumentar a distância ou margem de potência entre a geração daquela barra e o novo máximo permitido. Muitas vezes isso pode ser conseguido através da alteração do perfil de tensão com a conseqüente redução nas perdas. Muitas outras vezes, o redespacho de potência ativa torna-se necessário. As etapas do método são: identificar a barra crítica, identificar a sub-rede utilizada para transmitir potência ativa dessa barra para as cargas, nessa sub-rede determinar o caminho e ramo mais carregados e, desviar o fluxo de potência do ramo mais carregado para outros. A seqüência é repetida até que as novas margens de potência sejam consideradas aceitáveis. Exemplos numéricos ilustrativos reais com o sistema brasileiro são apresentados. É verificado que o método proposto realmente produz os resultados desejados. / [en] After the incidence of some voltage collapses in the energy transmission systems in the world, the voltage security became an issue of great interest in the last years due to the importance of its impact. The phenomenon of voltage stability is due to the excessive active and reactive power flow in the electrical transmission network and has been associated with environment questions and lack of financial resources for transmission system expansion. Nowadays, it is well-known that there is a maximum power that the network can transmit to a load bus and is the best known manifestation of the phenomenon, but, is not familiar to many that there is a maximum power that can be injected by generators and synchronous compensators into the network. Moreover, in heavy loading conditions is possible that voltage control actions would have the inverse effect. It is shown a sequential iterative method for assessment and voltage security reinforcement in voltage-controlled buses, although the literature only the load buses are analyzed. The verification of the behaviour of the generator and synchronous compensator as control device becomes necessary since, if it works in an inverse way, it can take the system to the voltage collapse. Once the assessment is performed and is detected one generation critical bus in some operating point, the objective of the reinforcement function is to calculate adequate control actions in order to increase the distance or power margin between the actual generation and the new maximum power flow. Several times this may be achieved by voltage profile changes and consequent loss reduction. Sometimes that procedure is not enough and active generation rescheduling is recommended. The stages of the method are: identify the critical bus, identify the sub-network used to transmit active power flow from this bus to load buses, in this sub-network the critical transmission path and critical branch are determined and redirect the power flow from the branch more loaded to others. The sequence is repeated until resultant power margins are judged suitable. Illustrative real life numerical examples with the Brazilian system are provided. It is verified that the proposed method really produces the desired results.

[pt] É considerado o problema da estabilidade de sistemas dinâmicos bilineares em ambiente estocástico. Após a apresentação de uma coletânea de resultados já existentes, são propostas novas condições de estabilidade para sistemas discretos utilizando o método direto de Lyapunov. Tais resultados são comparados com os já existentes. / [en] The stability of bilinear dynamic systems in a stochastic environment is considered, including a survey on this field. New conditions for stability of discrete systems using the direct method of Lyapunov are proposed. The results developed here are compared with chose in the current literature.

[pt] A presente dissertação propõe um sistema de planejamento e controle da produção a ser utilizado pela fábrica de vacinas de Bio- Manguinhos cuja missão é contribuir para a melhoria dos padrões de saúde pública, através da pesquisa tecnológica e da produção de imunobiológicos, demandado pelo quadro epidemiológico do país. A Bio-Manguinhos cresceu muito nos últimos cinco anos e agora demanda ajustes no processo de planejamento e gestão da produção. A proposta apresentada é composta de um modelo híbrido de planejamento de produção, formado por um módulo de MRPII, que responde pelo planejamento de materiais e necessidades de recursos e um seqüenciador de produção com capacidade finita para apoiar o estabelecimento das prioridades das ordens, otimizando os recursos produtivos. A expectativa gerada pelo projeto é auxiliar a Bio-Manguinhos a atender melhor o seu cliente e se consolidar como uma importante produtora de vacinas. / [en] This master s thesis considers a production planning and control system proposed to the vaccine plant of Bio-Manguinhos, a public foundation with the mission of contributing to the improvement of public health standards, through technological research and the production of immunobiologicals. Bio-Manguinhos has grown significantly in last five years, and now requires adjustments in its planning process and its production management. The proposal presented in this thesis is composed of a hybrid model of production planning, composed of a module of MRPII, that addresses the planning of materials and other resources requirements and a fine capacity scheduler production that sets priorities among orders and supports optimization of resources. The expectation generated by the project is to enable Bio-Manguinhos to improve customer service and to qualify the company as a major vaccine producer.

[pt] Nesta tese é feito um estudo sobre os Sistemas estritamente reais Positivos e suas aplicações no controle de sistemas com incertezas, tais como adaptativo com memória e o controle com estrutura variável e modos deslizantes. Os resultados obtidos ampliam o conhecimento sobre os sistemas estritamente reais Positivos e o seu emprego em sistemas de controle, e apresentam novas leis de controle que melhoram as configurações existentes em aspectos tais como a estabilidade, a estimação de transitórios, a necessidade do acesso às variáveis de estado e detalhes práticos de implementação. Este trabalho aborda e fornece contribuições a alguns problemas de controle, tais como o controle adaptativo com modelo de referência, a estabilização de sistemas com incertezas e o problema do servomecanismo com referência parcialmente conhecida. São obtidos também alguns resultados sobre os sistemas estritamente reais positivos: definições equivalentes, condições para tornar um sistema estritamente real positivo e relações entre os sistemas de controle com estrutura variável e modos deslizantes e os sistemas com alto ganho, com os sistemas estritamente reais positivos. Uma parte dos resultados acima, desenvolvidos inicialmente para sistemas lineares e invariantes no tempo, é generalizada para uma classe de sistemas lineares variantes no tempo. / [en] This thesis addresses strictly positive real systems and their application in the control of uncertain dynamical systems, as for exemplare, in adaptative control with memory and in variable structure systems with sliding motions. The results of this work extend the knowledge about strictly positive real systems and their application in control systems, and offer new control laws that improve the existing configurations, as for example in transient estimation, state variable access and practical details of implementation. The model reference adaptive control, the stabilization of uncertain dynamical systems and the servo system problem are considerad new results are obtained. For the strictly positive real systems, equivalent definitions, conditions to turn a transfer matrix into a strictly positive real and relations of the variable structure systems with sliding motions and high gain system with the strictly positive real systems are presented. Some of the results above are extended for the linear time varying sytems.

[pt] Este trabalho apresenta uma solução para o problema de posicionamento automático preciso de um corpo em um plano horizontal, atendendo à restrição de não gerar campo magnético significativo junto ao objeto a ser posicionado. A motivação do trabalho reside na necessidade, por parte do Laboratório de Supercondutividade Aplicada e Magnetismo (LSAM) do Departamento de Física, de um posicionador para experimentação em magnetocardiografia. Inicialmente são discutidas as tecnologias de automação aplicáveis ao problema, justificando-se a opção por um sistema pneumático de atuação. O sistema posicionar montado é então descrito em profundidade, abordando-se os aspectos relacionados à geometria do problema em questão, materiais, montagens mecânicas e o sistema de controle digital. A seguir é apresentada uma abordagem matemática para o problema de controle de posição em malha fechada, visando à definição de uma lei de controle aplicável ao caso em estudo. Alguns resultados analíticos são obtidos para controle de sistema caracterizados por atrito Coulombiano, ao mesmo tempo em que se desenvolve um modelo para simulação numérica da dinâmica de movimento do posicionador. Com base nestas duas ferramentas, é apresentada uma discussão sobre a aplicabilidade dos controladores da família PID ao caso específico considerado. Por fim, resultados reais obtidos com a lei de controle proposta são comparadores aos resultados simulados, mostrando-se a validade e a utilidade do modelo teórico. / [en] This thesis presents a solution or the problem of automatic precise positioning of na object in the horizontal plane, not generating any significative magnetic field in the region close to the object to be positioned. The study presented was developed as part of an effort to fulfill a necessity for a positioning system for magnetocardiography experimentation in the Magnetism and Applied Supercondutivity Laboratory of the Departament of Physics of this University. A discussion over applicable automation option is presents, along with a justification for a choice of a pneumatic actuating system. The whole precise positioning assembly is described in detail, including subjects such as movement geometry, material, mechanical structures and the digital control system. A mathematical study of the closed of the closed loop position control problem is then developed, aiming to define a control algorithm applicable to the problem. Algebraic analysis is used to describe the influence of Coulomb friction over the equations of motion of a proportional position control system, while a model for simulations experiments of the assembly´s positioning dynamics is developed. These tools are used as the basis for a discussion over the applicability of the PID controlers in the case in study. Moreover, the behavior of the proposed algorithm is recorded and compared to the results of the simulations, showing the correctness and the utility of the theoretical analysis.

[pt] Neste trabalho descreve-se as partes de potência e de controle de um inversor trifásico existente na PUC / RJ e o estudo, em pormenor, do sistema de controle com microcomputador. A seguir, são descritas as interfaces entre o micro e o inversor e faz-se a modelação do sistema para o controle. Baseado nesta modelagem é feito o programa de um controlador proporcional-integral (PI) e o estudo de estabilidade do sistema. Os testes das interfaces projetadas e do controle PI acionando o inversor são apresentados e discutidos. Finalmente, são apresentadas as conclusões do trabalho desenvolvido. / [en] This work begins with a description of the power and the control section of a three-phase inverter, and a discussion of the control system with microcomputer. The microcomputer-inverter interfaces are described and a model for the system is developed. Based on this model, a proportional-integral (PI) controller algorithm is presented and the system stability is studied. The results of testes on the interfaces and the complete system are discussed, and the conclusions of this work are presented.

[pt] Esta dissertação inicia com uma discussão sobre a importância da gestão de estoque para as empresas e dá um enfoque especial à gestão de estoque de sobressalentes para manutenção. Mostra-se que a gestão eficiente deste tipo de estoques pode ser a diferença entre ter ou não grandes prejuízos, uma vez que os seus custos são altos, mas sua falta pode gerar grandes perdas. Além da perspectiva econômica, os estoques de sobressalentes podem ter funções estratégicas importantes. Em seguida são apresentados desenvolvimentos recentes sobre a gestão de estoque de sobressalentes para então propor um modelo baseado no sistema de controle (r, q) no qual o nível ótimo de estoque é atingido dada uma restrição no nível de serviço. Por fim, o modelo é utilizado para estimar o nível ótimo de estoque de itens da Refinaria Landulpho Alves- Mataripe, RLAM. / [en] This dissertation begins with a discussion about the importance of inventory control to companies with a special approach for inventory control of spare parts. It shows that an efficient control of this kind of inventories can avoid large financial losses, due the high stock carrying and stock-out costs. Besides the economic perspective, the inventory of spare parts can have important strategic functions. Next, the text presents the recent development of spare parts´ inventory control. Then it is proposed a model based on the (r, q) control system, in which the optimal stock level is achieved by a service level restriction. Finally, the model is used to estimate optimal stock levels of some Landulpho Alves-Mataripe Refinery´s spare parts.

[pt] Este trabalho descreve um sistema destinado à síntese de quatro sons simultâneos controlado a microcomputador utilizando a técnica de síntese substantiva. O hardware utiliza blocos analógicos que realizam as funções de geração, filtragem e conformação, e a execução em tempo real é possível através de um teclado musical. A programação desenvolvida permite ao usuário atuar nestes blocos determinando parâmetros básicos do som, que podem ser armazenados e recuperados de discos flexíveis. O hardware permite a síntese da voz humana através de um software a ser desenvolvido, que pode utilizar uma biblioteca de fonemas em discos flexíveis, contendo as diversas funções de controle necessárias. / [en] This work describes a system intendent to perform synthesis of four simultaneous sonds controlled by microcomputer using sustrative syntesis technique. Hardware employs analogical performing generating, filtering and conformative functions and performance in real time is allowed throug use of a Keyboard. Programming developed allows user to act upon those blocks, determining basic sound parameters which can be stored recovered from diskettes. Human voice synthesis is possible by means of a futurely developed software wuch will use a phonem library in flexible disks containing the different needed controlling functions.