[pt] Nas últimas décadas o avanço tecnológico tem atingido altos níveis de desenvolvimento, sendo as técnicas de inteligência computacional um dos principais campos em expansão devido à sua aplicabilidade nas diferentes áreas industriais. Uma das principais técnicas com aplicabilidade no setor da robótica é a Lógica Fuzzy, que permite aumentar as características de autonomia dos robôs. Atualmente a indústria brasileira vem desenvolvendo novos métodos robotizados para as tarefas de monitoramento e inspeção de gasodutos. No caso particular do gasoduto Coari-Manaus, foi desenvolvido o Robô Ambiental Híbrido Médio (RAHM), o qual possui um Sistema Primário de Navegação (SPN), mas não um Sistema Auxiliar de Navegação (SAN) para uso em caso de falha. Este trabalho tem como principal objetivo desenvolver um Sistema de Navegação Auxiliar controlado através da Lógica Fuzzy, de forma a auxiliar a navegação autônoma do robô em case de falha do SPN. O trabalho envolveu o projeto da eletrônica e de um sistema de inferência fuzzy para oferecer um controle adequado na navegação do robô em casos de emergência. O SAN é avaliado através de um estudo de caso comparativo, confirmando os benefícios que a Lógica Fuzzy oferece para o Sistema Auxiliar de Navegação. / [en] Technological progress has reached high levels of development in the last decades and computational intelligence techniques have been one of the main expanding fields due to their applicability in different industrial areas. One of those techniques that can be used in the field of robotics is Fuzzy Logic, which contributes to an increase in the autonomy of robots. Brazilian industry has been developing new robotics methods for monitoring and inspection tasks of pipelines. In the particular case of Coari-Manaus pipeline the Environmental Hybrid Medium Robot (RAHM) has been developed. This robot has a primary navigation system (PNS), but lacks an Auxiliary Navigation System (ANS) to be used in the case of failure. This dissertation has as its main objective developing an Auxiliary Navigation System controlled through Fuzzy Logic to help autonomous navigation in the case of the PNS failure. The work has involoved the electronic project and the design of a fuzzy inference system for an adequate control of the robot navigation of Robot in an emergency. The ANS is evaluated through a comparative case study and results confirm the benefits from using Fuzzy Logic in the design of the Auxiliary Navigation System.

[pt] Recentemente, a presença de dependência temporal em diferentes tipos de conexões motivou novas pesquisas na área de tráfego. Nessa dissertação, analisamos a importância de dependência temporal no controle de admissão de conxões de vídeo com diferentes graus de dependência ou parâmetros de Hurst. Para a estimação de Hurst, desenvolvemos um pacote de software denominado HEP (Hurst estimator package) a ser disponibilizado publicamente. O pacote HEP contém atualmente os estimadores R/S, Higuchi, AV e variância. Nossa análise examinou duas abordagens para o controle de admissão de conexões com dependência temporal. Estas abordagens exploram o critério de banda efetiva e compõem- se de um mecanismo baseado em descritores de tráfego (DBCAC) e de um mecanismo baseado em medidas obtidas na rede (MBCAC). Para o mecanismo DBCAC, consideramos um cálculo de banda efetiva que utiliza o parâmetro de Hurst como um dos descritores de tráfego. Obtivemos regiões de admissão de conexões por meio de aproximações analíticas e simulações. Um resulatdo importante desta análise mostrou que fontes com dependência de longo alcance, curto alcance e anti- persistência apresentaram regiões de admissão similares. Verificamos portanto, um impacto reduzido da dependência nas regiões de admissão. No mecanismo MBCAC, propusemos uma estrutura de medição composta de um filtro de Kalman, um estimador de Hurst e um algoritmo de determinação de banda efetiva. Nesta proposta, o grau de dependência é incorporado ao processo de medidas possibilitando a estimação do parâmetrode Hurst em tempo real. As estimativas de média, variância e Hurst são utilizadas para obter a banda efetiva das conexões de vídeo. O mecanismo MBCAC mostrou-se adaptável às condições da rede e melhorou a estimativa da banda efetiva das conexões. Além disso, o mecanismo mostrou-se robusto a erros de declarações permitindo determinar regiões de admissão mais preciosas. Novamente, a dependência temporal gerou impacto reduzido nas regiões de admissão, confirmando os resultados obtidos com o mecanismo DBCAC. / [en] The presence of time dependence on different types of connections has motivated new traffic engineering research. In this dissertation, we examined the impact of this time dependence on the video connections admission regions. We considered several video sequences with different dependence degrees or Hurst parameters. For Hurst estimation, we developed a software package named HEP (Hurst estiamtor package). The HEP package contains the R/S, Higuchi, AV (wavelet) and variance estimators. In our analysis, we studied two different call admission approched: a descriptor-based machanism (DBCAC) and a measurement-based mechanism (MBCAC). Both approaches are based on effective bandwidth criteria. For the DBCAC mechanism, we considered an effective bandwidth formulation using the Hurst parameter of the video connections. We obtained the admission regions based on analytical and simulation analysis. An important result showed that the admission regions were similar for the sources presenting long-range dependence on the admission regions. For the MBCAC mechanism, we proposed a new measurement scheme composed by a Kalman filter, a Hurst estimator and a effective bandwidth algorithm. In this proposal, the dependence degree was included in the measurement process o allow on-line Hurst parameter estimation. The mean, variance and Hurst estimatives were used to evaluate to the network condition and improved the effective bandwidth estimation. Moreover, the MBCAC mechanism was robust to the declaration errorsn resulting in moe accurate admission regions. The MBCAC results also confirmed the results obtained with the DBCAC mechanism, i.e; that time dependence had a small impact on admission regions.

[pt] A falta de recursos e a questão ecológica tem limitado a expansão do sistema de transmissão. Esta realidade, em conjunto com o crescimento da carga, faz com que os sistemas elétricos trabalhem bastante carregados. Esta nova condição pode levar a situações de colapso de tensão. O desenvolvimento de métodos para a 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. O carregamento da rede de transmissão pode ser avaliado por condições nodais associadas ao máximo fluxo de potência ativa e reativa que pode ser transmitida dos geradores para as cargas. Estas condições nodais são avaliadas por uma ferramenta analítica com base em modelo matemático, simples mas poderoso, de uma direta interpretação física do fenômeno. Índices abrangentes e significativos são obtidos a partir da matriz Jacobiano do sistema. Eles indicam a região de operação na curva V x P, Q a margem em MVA para o máximo carregamento, a importância relativa entre as barras, e uma medida de dificuldade de transmissão. O controle de tensão influi diretamente nas condições de operação e portanto, deve ser incluído na modelagem do problema. Usualmente são: controle de tensão por ajuste de tap de LTCs e controle de tensão (local e remota) por injeção de potência reativa. O controle é restrito pelos limites dos taps de transformadores, limites de injeção de potência reativa e limites de tensão. Neste trabalho é mostrada a forma como se deve incluir os controles e limites relacionados com a tensão, na ferramenta analítica de avaliação do carregamento da rede de transmissão. O índice calculado apropriadamente é nulo no ponto de máxima transferência de potência. É mostrado que os controles e limites de tensão do sistema podem e devem ser representados na matriz Jacobiano do sistema linearizado de equações que modelam o sistema, exceto os da barra em análise, mesmo se esta tiver sua tensão controlada. / [en] The lack of investiments and the ecological matter have limited the expansion of the transmission system. This reality, together with the growth of the load, makes the electric systems to work heavy loaded. This new condition can lead to situations of voltage collapse. The development of methods for evaluation the loading of the transmission network became necessary and indispensable in understanding the performance of the system under these conditions and in making possible the operating in a correct way. The transmission system loading can be evaluated by nodal conditions associated to the maximum active and reactive power flow that can be transmitted from generators to loads. These nodal conditions are assessed by an analytic tool based on a a mathematical model. Simple but powerful, derived directly from a physical interpretation of the phenomenon. Meaningful and comprehensive indexes are obtained from a partition of the jacobian matrix of the system. They indicate the operation area in the V x P, Q curve, the margin in MVA for the maximu loading, the relative importance among the busbars, and a measure of transmission difficulty. The voltage control is of paramount importance on operating consitions and therefore should be included in the problem modeling. Usually they are voltage control by tap adjstment of LTCs and voltage control (local and remote) by injection of reactive power. The control is constrained by limits on the taps of transformers, on reactive power injection and on voltage magnitudes. In this work it is shown how the controls and limits related with the voltage should be include in the analytical tool for the evaluation of the transmission system loading. The index calculated adequately is null in the point of maximum power transfer, positive in the upper half and negative in the lower half of the V x P, Q curve. It is shown that the voltage controls and limits of the system can and should be represented in the Jacobian matrix of the linearised system of equations, except on bus under analysis, even if it is a voltage controlled bus.

[pt] Este trabalho investiga o comportamento de três métodos de alocação de canais para Sistemas Móveis Celulares quando associados a três algoritmos de controle de potência distribuídos. Os objetivos desta associação são uma maior capacidade comparada à obtida com a aplicação isolada de alocação de canais, e uma melhor distribuição da Razão Sina- Interferência, através do uso otimizado da potência de transmissão. Resultados de simulações mostram que estes dois objetivos podem ser atingidos, mas com alguns custos. / [en] This work investigates the behavior if three channel allocation schemes for Mobile Cellular Systems, when associated to three different automatic uplink power control schemes. The two objectives sought with this association are improved capacity over the isoladed use of the allocation schemes, and a better distribuition of the Signal to Interference Ratio (SRI) due to an optimized use of transmission power. Simulation results show that indeed this can be achieved, but not without some costs.

[pt] Inicialmente apresenta-se uma revisão sobre diversos tópicos relacionados com o controle ativo de ruído em dutos. Entre elas abordam-se algumas configurações acústico/geométricas conhecidas e analisam-se as possibilidades e limitações próprias do sistema adotado (monopolo acústico). Apresentam-se também uma revisão de algumas das descrições do sistema através de diagramas de blocos e alguns métodos para se determinar as características do controlador. Posteriamente, juntamente ao estudo de uma técnica de identificação paramétrica, faz- se uma análise sobre a utilização de ponderação (no domínio da freqüência ) aplicada durante o processo de identificação. Como resultado deste estudo, propõe-se um novo processo para se determinar os parâmetros do controlador. Discute-se a aplicação de controle adaptativo no controle de ruído em dutos e desenvolve-se também um algoritmo LMS-IIR para esta finalidade. Finalmente, determina-se através de experimentos e de técnicas de identificação, os parâmetros dos controladores para atuar sobre ruídos de faixa ampla e avalia-se o desempenho dos controladores determinados. / [en] Firstly it is presented a review of many topics related to active noise control in ducts. Some know acoustic/geometric configurations are included in the study, followed by the analysis of the capabilities and limitations intrinsic to the system (acoustic monopole). It is also presented a review of some representation of the system in block diagrams and of the related methods to find the controller characteristics. A parametric identification technique is applied to the case study, followed by the use of weighting in the frequency domain as part of the identification process. As a result of this study it is suggested a new method to find the controller parameters. The discussion on the application of adaptative control to noise attenuation in ducts is supported by a suggested LMS-IIR algorithm. Finally, experimentation and identification techniques are used to determine the controllers parameters for broadband noise. Their performance is also evaluated.

[pt] Os métodos de Brown e Winters são, sem dúvida alguma, os métodos de amortecimento exponencial mais usados para a previsão de séries temporais. Entretanto, ambos podem ser considerados de aplicação limitada, pois ou não admitem componente sazonal (Brown) ou utilizam um modelo linear para a modelagem da tendência (Winters). Apresenta-se aqui uma generalização dos métodos de amortecimento na qual as limitações acima são eliminadas. Em particular, considera-se uma única formulação matemática para o modelo, composto dos termos de tendência (constante, linear ou quadrática) e componente sazonal sob a forma de um conjunto discreto de fatores (aditivos ou multiaplicativos). Fornece-se também uma estimativa para a variância dos erros de previsão, e é proposta uma forma de controle adaptativo para a constante de amortecimento da parte não sazonal. Foi feito um programa de computador que implementa automaticamente o método, inclusive estimando valores iniciais para o processo. Foram geradas e processadas algumas séries para exemplo e análise do desempenho do método. São fornecidas sugestões de pesquisa futura no sentido de possíveis aprimoramentos para o método, mas que demandam maior análise. / [en] The methods of Brown and Winters are, undoubtedly, the most popular exponential smoothing techniques used nowadays. However, both methods have limitations, such as: Brown s method is applicable only to non-seasonal series and Winters use the linear structure as the only possible model for the trend. A generalization of the smoothing methods in which the limitations cited above are eliminated is presented here. In particular, through a unique analytical formulation, the trend model (constant, linear or quadratic) is linked to the seasonal factors (additive or multiplicative). A forecast error variance estimator is provided and the adaptive control of the non-seasonal part smoothing constant is proposed. A computer program was written for automatic implementation of the method. This program also performs initial values estimation for the process initialization. Some series were generated and processed for testing the method performance. Several suggestions are given for future research which may yield, upon further analysis, to method improvement.

[pt] Neste trabalho é realizado um estudo sobre os transistores HEMT. A partir da geometria do dispositivo, espessuras e densidades de dopagem das camadas que compõem a heterojunção, são obtidas expressões analíticas para a característica IXV do componente bem como para o circuito equivalente de pequenos sinais na faixa de microondas. Posteriormente, os principais efeitos ópticos que ocorrem nos HETM´s são discutidos. O objetivo é determinar o comportamento do dispositivo quando este é iluminado com energia óptica. Ênfase especial é dada aos efeitos fotocondutivo e fotovoltaico. Finalmente, duas aplicações práticas explorando os mecanismos citados acima são apresentadas: sintonia óptica de um oscilador de microondas operando em 2 Ghz e controle óptico do ganho de um amplificador de microondas. / [en] In this work a study about HETMs transistors is carried out. Given the geometry of the device, thickness and doping densities of the layers that form the heterojunction, analytical expressions for the component´s IXV characteristics as well as for the small-signal microwave equivalent circuit are obtained. Later, the major photoffects that occur in HETM´s are discussed. The goal is to determine the behaviour of the device under optical illumination. Special emphasis is given for the photovoltaic and photoconductive effects. Finally, two pratical applications exploring the mechanisms cited above are presented: optical tuning of a 2 Ghz HETM oscillator and optical control of gain of a microwave HEMT amplifier.

[pt] Discute-se a modelagem de segunda ordem do acionamento por motor de indução de rotor bobinado usando cascata subsíncrona e o controle de velocidade do mesmo. As estratégias de controle habituais são criticadas e propõe-se um controlador PI com realimentação proporcional de corrente. Propõe-se também um algoritmo de projeto considerando as possibilidades de ajustes finais. / [en] The second order modeling and speed control of the Wound Rotor Induction Motor Drive using Subsynchronous Converter Cascade are discussed. The usual control projects is criticized, and a PI controller with current proportional feedback, and also a algorthm for the design with possibilities of final adjustments are presented.

[pt] O controle de velocidade do motor de indução do rotor bobinado, através de uma cascata de conversores estáticos no rotor, conhecido como Sistema Kramer Estático, é considerado um dos melhores acionamentos para motores acima de 500 Hp, devido às suas características de baixo custo inicial, menor complexidade do sistema de conversores e regeneração de energia. Nestas últimas décadas, as pesquisas nesta área se concentraram basicamente na melhoria da estrutura dos conversores estáticos, o projeto de controle recebeu pouca atenção e sua estrutura de controle continuava inspirada no controle do motor de corrente contínua. Em um recente trabalho (1987) foi proposto um controlador PI com realimantação proporcional de corrente no elo c.c. . Contudo, este projeto, como os outros, foram baseados em uma modelagem simples. Nesta dissertação de mestrado, revê-se e critica-se modelagens e projetos de controle existentes, desenvolve- se um modelo de 6ª ordem e propõe-se um projeto de controle que atente às especificações usuais de controle. A estrutura proposta é composta de um regulador de estado mais um observador parcial de estado. Esta estrutura é fisicamente realizável e o seu algoritmo de projeto é simples, claro e direto. Comprova-se que o uso de modelos mais completos e estruturas de controle mais eficazes não implicam em controladores complexos e irrealizáveis. / [en] The speed control of wound rotor induction motor by a static converter cascade (Kramer Static System) is considered one of the best large motor drive (above 500 Hp.) due to its characteristics of low initial cost, less complexity of the converters and energy regeneration. In the last decades, the researches emphasize basicilly the improvement of the converter structure. The control design was almost forgotten and its structure was Kept based on the direct current motor control. In 1987, it was proposed a PI controller with proportional feedback of direct current. But, this last design, like the others, was based on a simple model. In this dissertation, the modellings and control designs are reviewed and criticized. Besides this, a sixth order model is developed and a new control design is proposed in order to solve the usual control requirements. This proposed structure is composed of a state regulator plus a partial state observer. It´s also of easy achievement and its design algolirhm is simple, easy and direct. It´s confirmed that the use of morepowerful control structure doesn´t implacate in complex and unfeasible controller.

[pt] Em um sistema de Energia elétrica o operador necessita monitorar continuamente a segurança do sistema e, se preciso, tomar decisões no sentido de evitar que o mesmo permaneça ou entre em um estado inseguro. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver um procedimento - função segurança probabilística - que auxilie o operador nesta tarefa. Para o cálculo desta função segurança são feitas simulações utilizando técnicas recentes, como o algoritmo de fluxo de potência desacoplado rápido, equivalente de Ward Estendido, além de Modelos de Markov para representar falhas de operação dos principais componentes do sistema. De posse desta função segurança calculada o operador pode determinar ações de controle preventivo que ajudem a evitar a ocorrência de falhas na segurança do sistema. / [en] The operator of an Electric Energy System has to continously monitor the system security and, if needed, he has to take measures so as to avoid that the system comes to or stays in na unsecure state. The main objective of this work has been to develop a procedure - a probabilistic security function - so that it helps the operator in his task. For that purpose a set of simulations has been made using recent available techniques such as the fast decoupled load flow algorithm, Extended Ward equivalent and Markov Models so as to represent failures of operation of the main system components. With this security function the operator is able to determine preventive control measures so as to avoid the occurrence of breaches in the system security.