Esse trabalho apresenta uma contribuição para o projeto de um controlador MPC robusto quanto à estabilidade baseado na realimentação da saída e admitindo restrições nas entradas e incertezas no modelo da planta. Ele estende a abordagem existente para o projeto de um MPC considerando o caso particular de um modelo em espaço de estados, onde o estado é lido diretamente da planta, sendo aplicado para a situação em que o sistema escolhido de entradas possa ficar saturado ou que o processo seja representado por um modelo diferente do modelo considerado na função objetivo do controlador. Para isso, o MPC se propõe a resolver o problema de otimização em dois estágios: No estágio off-line, vários controladores sem restrição são obtidos a partir de um problema de otimização onde inequações de Lyapunov são acrescentadas ao problema como restrições de forma a garantir a contração do estado (estabilidade). Esses controladores, representados por uma matriz de ganhos, correspondem a todas configurações possíveis de saturação das variáveis manipuladas para um dado conjunto possível de variáveis controladas. Nessas combinações, incluídas como restrições no controlador, todos os modelos previstos para o processo são considerados. Dessa forma, perdendo-se uma entrada, o subconjunto de saídas controladas pode ser alterado.Na versão anterior do método proposto por Rodrigues & Odloak (2005), esse estágio off-line envolve um observador de estados o que dificulta a solução do problema de otimização do MPC robusto, consumindo grande tempo computacional. Além disso, requer uma solução inicial viável que nem sempre é trivial. Com a versão proposta do sistema de modelo espaço estado, o estimador de estado torna-se desnecessário pois o estado passa a ser medido. Na etapa on-line do projeto do controlador, uma lei ótima de controle é obtida a partir da combinação convexa das configurações de controle que correspondem ao conjunto de variáveis manipuladas disponíveis (não saturadas). Também nessa etapa é considerada a incerteza do modelo utilizado pelo controlador. O controlador proposto é testado com alguns exemplos simulados a partir de modelos obtidos na indústria de processo. / In this work, it is presented a contribution to the design of a robust MPC with output feedback, input constraints and uncertain model. This work extends existing approaches by considering a particular non-minimal state space model, which transforms the output feedback strategy into a state feedback strategy. The controller is developed to the case in which the system inputs may become saturated and the model is uncertain. We follow a two stages approach: In the off-line stage, a series of unconstrained robust MPCs is obtained by including in the control optimization problem, inequality constraints that force the state of the closed-loop system to contract along the time. Each of these controllers, represented by a gain matrix, is associated to particular sets of manipulated inputs and controlled outputs. When one manipulated input becomes saturated, we may need to reduce the set of controlled variables. In the existing version of the method, the closed loop system involves a state observer that makes the solution to the robust MPC optimization problem a time consuming step. The problem also requires an initial solution that may not be trivial to find. With the adopted version of the system state space model, the state filter becomes trivial and the state can be considered measured. In the on-line step of the proposed controller design, a sub optimal control law is obtained by combining control configurations that correspond to particular subsets of available manipulated inputs. The method is illustrated with simulation examples of the process industry.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7534_1.pdf: 1809288 bytes, checksum: 9f362f2bd5d3994785ef48a4ab0843f1 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / A energia elétrica é considerada a mais nobre das formas de energias secundárias atualmente disponíveis. Torna-se difícil imaginar a sociedade moderna sem o advento da energia elétrica, das facilidades e do conforto que ela proporciona. O avanço tecnológico que a humanidade experimentou ao longo do tempo tem expressiva contribuição do controle e do uso da energia elétrica. Na eletrificação de locais remotos onde o acesso à rede elétrica convencional é difícil e onde os custos de instalação e manutenção são proibitivos ou inviáveis, as soluções a partir de fontes renováveis de energia e particularmente por energia eólica tem-se mostrado técnica e economicamente viáveis. Para tais aplicações a utilização de pequenas turbinas eólicas é uma solução para atender às comunidades mais afastadas dos grandes centros urbanos e dos centros de geração de eletricidade. A proposta desta Dissertação é projetar e implementar o protótipo de um Controlador de Carregamento de Baterias para Turbinas Eólicas de Pequeno Porte. Esse Controlador deverá viabilizar a recarga de um banco de baterias inserido no sistema, de modo garantir a estabilidade de tensão de forma confiável e economicamente viável, e que possa também, alimentar cargas CC ou inversores CC/CA. O presente Trabalho foi desenvolvido para uma Turbina Eólica WG910 com potência nominal de 100Watts, de fabricação da Marlec Co, cuja caracterização elétrica foi realizada a partir de experimentos em bancada de testes. O foco principal deste Trabalho foi a concepção de um Circuito Controlador de Carregamento de Baterias que viabilizasse o carregamento de baterias em baixas velocidades de vento e que além de controlar o fluxo de carga para a bateria efetuasse também a supervisão das condições de carga/descarga dela. Os resultados obtidos revelaram que com o advento do circuito Dobrador de Tensão a partir de uma velocidade de vento de 5m/s já havia aproveitamento de energia suficiente para promover o carregamento de bateria enquanto que sem o citado Circuito a energia somente seria aproveitada para a mesma finalidade, a partir de velocidades de vento de 8m/s. O estudo da viabilidade econômica da implementação do Circuito Controlador de Carregamento de Baterias mostrou que ao ser usado na cidade de Olinda-PE, com uma Turbina Eólica WG910, obtém-se no ano, o mesmo aproveitamento de energia que três Turbinas iguais juntas, ao custo de 30% do preço de uma delas

Este trabalho descreve os estudos necessários para a concepção e efetivação de um Subsistema de Discos Flexíveis capaz de controlar as quatro unidades acionadoras trabalhando com dois códigos de gravação. Embora não utilizando tecnologias mais modernas, como os Controladores Integrados em Larga Escala, algumas técnicas especiais de abordagem levaram a uma implementação compacta. Centralizado em um microprocessador 8085 da Intel, o Subsistema de Discos Flexíveis abrange todas as facilidades de um controlador inteligente. Conectado a um computador hospedeiro ele recebe vários tipos de comandos que ativam rotinas residentes. Tarefas de diferentes níveis de complexidade podem ser efetuadas sob o comando exclusivo do microprocessador. A necessidade de circuitos especiais para a codificação e deteção, como o de pré-compensação e o Oscilador Amarrado em Fase, é comprovada. / This work describes the studies necessary to the conception and design of a Flexible Disk Subsystem able to control up to four drive units working in two recording codes. Although up to date technologies like Large Scale Integrated controllers were not used special techniques were considered in order to achieve a compact implementation. Based on the Intel 3035 microprocessor the Flexible Disk Subsystem is able to provide all the facilities of an intelligent controller. Connected to a host computer it allows many types of commands that switch resident routines. Tasks with different complexity can be run under the unique microprocessor command. The necessity of special circuits for double density encoding and detection like pre-compensation and a Phase Locked Oscillator is confirmed.

Orientador: Fábio Roberto Chavarette / Resumo: A voz é a principal ferramenta de comunicação da espécie humana e a maioria das pessoas dependem dela direta ou indiretamente em sua profissão. Sua produção deve-se ao funcionamento harmônico de sistemas fisiológicos distintos, resumidamente é o resultado da iteração do fluxo de ar vindo dos pulmões, dos tecidos deformáveis das pregas vocais e da onda de pressão acústica. Este trabalho inicialmente mostrará o estudo do comportamento assimétrico das pregas vocais causado por uma diferença entre a rigidez das pregas direita e esquerda. Para isso será utilizado uma modelagem que caracterizou-se como sistema de Van der Pol fortemente acoplado. O objetivo principal deste trabalho é estudar a dinâmica do movimento de pregas vocais com rigidez assimétrica e sincronizar este movimento através do método de controle linear ótimo, mostrando o seu funcionamento com valores distintos da rigidez para cada caso. Assim, o projeto de controle se mostra eficiente produzindo um bom funcionamento das pregas vocais, possibilitando a produção do som mesmo em pregas vocais doentes (assimétricas). / Abstract: The Voice is the main means of communication of human beings, and most people depend directly or indirectly on it in their professions. Its emission is due to the harmonious operation of dierent physiological systems; in sum, it results from the interaction of air coming from the lungs, the deformable tissues of the vocal folds, and an acoustic pressure wave. Initially, this work shall present the asymmetric behavior of the vocal folds caused by a dierence between the stiness value of the right and left folds. To do so, a mathematical model characterized as a strongly coupled Van der Pol system was used. The main objective of this work is to study the dynamics of the movement of vocal folds with asymmetric stiness and synchronize this movement through the optimal linear control method, showing their operation with dierent values of stiness for each case. Therefore, the control design has proven to be ecient, generating a good operation for the vocal folds and rendering possible the emission of sound even in diseased (asymmetric) vocal folds. / Doutor

Orientador: Vicente Luiz Scalon / Banca: Geraldo Luiz Palma / Banca: Paulo Cesar Moralli / Resumo: Sistemas para monitoramento de parâmetros são amplamente utilizados no setor industrial para controle de processos e também na área de pesquisa e desenvolvimento. Estes sistemas permitem uma análise detalhada do comportamento de equipamentos e dispositivos e fornecem informações que auxiliam na melhora do seu desempenho. No estudo da utilização de energias renováveis o uso de sensores é aplicado para mapear o ambiente onde o equipamento está inserido e analisar o seu comportamento e desempenho. No caso de coletores solares, é realizado o monitoramento da temperatura do ambiente, da água no coletor em locais diferentes, da velocidade do vento e da radiação solar, permitindo o seu controle e melhorando o seu desempenho. A instrumentação adequada pode trazer melhorias aos coletores solares, porém dependem de estudos detalhados do seu comportamento através da aquisição de dados do equipamento e do ambiente onde ele está inserido. Para viabilizar esta otimização são necessários equipamentos de coleta de dados específicos que, normalmente, tem alto custo de aquisição. Este é um dos principais empecilhos para uma maior evolução destes equipamentos, principalmente os destinados ao uso residencial. Sendo assim, este trabalho objetiva desenvolver um módulo de coleta de dados de baixo custo para auxíliar no estudo de equipamentos em diversas áreas, incluindo a área de fontes de energia renovável. Um dispositivo deste tipo possibilita a coleta de diversos dados físicos como, por exemplo,... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Parameter monitoring systems are widely used in the industrial sector for process control and also in the area of research and development. These systems afford device's behavior analysis with detailed and provide information that helps improve its performance. In the study of renewable energies use, the sensors is applied to map the environment where the equipment is inserted and to analyze its behavior and performance. In the case of solar collectors, the monitoring occurs in the environment temperature, collector water temperature in different places, wind speed and the solar radiation, allowing its control and improving its performance. Proper instrumentation can bring improvements to solar collectors, but depend on detail studies of its behavior based on the acquisition of data from the equipment and the environment where it is inserted. To make this optimization feasible, specific data collection equipment is required, which normally has a high acquisition cost. This is one of the main impediments to keep the evolution of this equipment, especially those destined for residential use. Therefore, this work aims to develop a low cost data collection module to aid in the initial study of equipments used in several sector, include the renewable energy sources sector. This kind of device turn possible the collection of various physical data, such as temperature, wind speed and water flow. With this device there is the possibility of storing this data on an SD card, making it ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Angel Fidel Vilche Pena / Banca: Agda Eunice de Souza Albas / Banca: Vagner Camarini Alves / Resumo: O presente trabalho busca discutir e apresentar evidências sobre as possibilidades do uso da tecnologia no ensino de Física. Para tal foi proposto e desenvolvido um produto educacional na forma de uma sequência didática em uma sala regular da 2ª série do Ensino Médio no ensino público, no município de Presidente Prudente. O produto educacional utilizou a tecnologia da plataforma de prototipagem Arduino para o desenvolvimento e utilização de uma mini estação meteorológica automática com Arduino para ensinar e aprender os conteúdos prescritos e as habilidades pretendidas no Currículo da Secretaria de Educação do Estado de São Paulo. Neste contexto, foi planejado e executado, de forma colaborativa entre alunos e o professor, um projeto de inovação tecnológica para aquisição e monitoramento de dados meteorológicos de modo remoto e automático, que culminou em uma ação integrada de conscientização à comunidade local sobre os fatores de risco ao bem-estar físico e ambiental. Através da aplicação desta sequência didática foi perceptível a melhora significativa na aprendizagem dos conteúdos de Física pelos alunos, bem como o desenvolvimento de habilidades requeridas pelo Currículo. Para o término desta proposta, os alunos fizeram a divulgação e a distribuição dos panfletos aos pais dos estudantes e para comunidade local, o qual originou ampla motivação e aceitação da comunidade escolar e do público alvo da campanha. / Abstract: The present work search to discuss and introduce evidence about the possibilities of using technology in Physics teaching. For this, it was proposed and developed an educational product in the form of a didactic sequence in a regular classroom of High School, in Public School, in the city of Presidente Prudente. The educational product used the technology of the Arduino Prototyping platform for the development and use of a small automatic weather station with Arduino to teach and learn the prescribed contents and skills sought in the Curriculum of the Education Department in the State of São Paulo. In this context, was executed and planned collaboratively between students and the teacher, a innovation tecnnological Project for the acquisition and monitoring of metereological data in a remote and automatic way,wich resulted in an integrated awareness raising action of the physical and environmental well-being to the local community. Through the application of this didactic sequence, a significant improvement was observed in the students' learning of Physic contente was perceived, as well as the development of skills required by the Curriculum, for the end of this proposal, the students publicized and distributed the pamphlets to the students' parents and for the local community, which gave rise to ample motivation and acceptance of the school community and the target public of the campaign. / Mestre

Este trabalho descreve os estudos necessários para a concepção e efetivação de um Subsistema de Discos Flexíveis capaz de controlar as quatro unidades acionadoras trabalhando com dois códigos de gravação. Embora não utilizando tecnologias mais modernas, como os Controladores Integrados em Larga Escala, algumas técnicas especiais de abordagem levaram a uma implementação compacta. Centralizado em um microprocessador 8085 da Intel, o Subsistema de Discos Flexíveis abrange todas as facilidades de um controlador inteligente. Conectado a um computador hospedeiro ele recebe vários tipos de comandos que ativam rotinas residentes. Tarefas de diferentes níveis de complexidade podem ser efetuadas sob o comando exclusivo do microprocessador. A necessidade de circuitos especiais para a codificação e deteção, como o de pré-compensação e o Oscilador Amarrado em Fase, é comprovada. / This work describes the studies necessary to the conception and design of a Flexible Disk Subsystem able to control up to four drive units working in two recording codes. Although up to date technologies like Large Scale Integrated controllers were not used special techniques were considered in order to achieve a compact implementation. Based on the Intel 3035 microprocessor the Flexible Disk Subsystem is able to provide all the facilities of an intelligent controller. Connected to a host computer it allows many types of commands that switch resident routines. Tasks with different complexity can be run under the unique microprocessor command. The necessity of special circuits for double density encoding and detection like pre-compensation and a Phase Locked Oscillator is confirmed.

SILVA, W. A. da. Controle preditivo aplicado às malhas de corrente e velocidade de um sistema de acionamento com motor de relutância variável. 2013. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-12T12:38:48Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_wadasilva.pdf: 1211778 bytes, checksum: 989fc989e1cb425e41a6eb9968a7f9f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-12T16:58:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_wadasilva.pdf: 1211778 bytes, checksum: 989fc989e1cb425e41a6eb9968a7f9f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-12T16:58:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_wadasilva.pdf: 1211778 bytes, checksum: 989fc989e1cb425e41a6eb9968a7f9f2 (MD5) Previous issue date: 2013 / The Switched Reluctance Machine (SRM) is increasingly drawing the industry and academic community attention. This is due to the increasing development of power electronics and in the microprocessors field in recent years, allowing the advancement of other drive systems such as with SRM. The competitiveness of the SRM is justified by its low cost of production and maintenance, high power density, robustness and reliability. This dissertation proposes a robust control scheme based on a Generalized Predictive Controller (GPC) belonging to the Model Predictive Controller (MPC) Family applied to current and speed loops of a drive system with SRM. The proposed controller, as well as traditional controllers used in this type of system such as the controller and PID controller by hysteresis are applied in order to provide means of comparison of experimental results. The structure of the controller is based on the design of a filter to allow a rapid response, disturbance rejection, noise attenuation and robustness with a low computational cost. The proposed controller was implemented and the results compared with traditional controllers and analyzed quantitatively by performance indexes. The control routines were implemented using a DSP from Texas Instruments (TMS320F28335), and their main characteristics were indicated. The algorithm’s control software is outlined. The work made use of bench research SRM Robotic’s and Automation Group Laboratory. / O Motor de Relutˆancia Vari´avel (MRV) vem cada vez mais chamando a atenc¸˜ao da ind´ustria e da comunidade acadˆemica. Isso se deve ao crescente desenvolvimento da eletrˆonica de potˆencia e na ´area de microprocessadores nos ´ultimos anos, o que permitiu o avanc¸o de outros sistemas de acionamentos tais como com MRV. A competitividade do MRV se justifica por seu baixo custo de produc¸˜ao e manutenc¸˜ao, uma elevada densidade de potˆencia, robustez e resistˆencia a faltas. O presente trabalho prop˜oe um esquema de controle robusto baseado em um Controlador Preditivo Generalizado (Generalized Predictive Control - GPC) pertencente a fam´ılia de Controladores Preditivos Baseados em Modelo (Model Predictive Control - MPC) aplicados a malha de corrente e velocidade de um sistema de acionamento com MRV. O controlador proposto, assim como controladores tradicionais aplicados neste tipo de sistema tais como o controlador por Histerese e o controlador PID s˜ao tamb´em aplicados com o objetivo de proporcionar meios de comparac¸˜ao dos resultados experimentais obtidos. A estrutura do controlador ´e baseada no projeto de um filtro de modo a permitir uma resposta r´apida, rejeic¸˜ao a dist´urbios, atenuac¸˜ao de ru´ıdos e robustez com um baixo custo computacional. O controlador proposto foi implementado e os resultados comparados com controladores tradicionais e analisados quantitativamente por meio de ´ındices de desempenho. Para execuc¸˜ao das rotinas de controle foi utilizado um DSP das Texas Instruments (TMS320F28335), sendo suas caracter´ısticas principais apontadas. O algoritmo do software de controle ´e esquematizado. O trabalho fez uso da bancada de pesquisa em MRV do laborat´orio do Grupo de Pesquisa em Automac¸˜ao e Rob´otica (GPAR) da Universidade Federal do Cear´a (UFC).

Este trabalho apresenta um método alternativo para sintonia de múltiplos controladores ressonantes aplicados aos sistemas ininterruptos de energia. A proposta do método é fornecer um conjunto de equações algébricas de simples aplicação que possibilite aos projetistas destes sistemas determinar os parâmetros dos controladores ressonantes com múltiplos modos. As equações apresentadas para determinação dos parâmetros do controlador foram obtidas diretamente com base nos parâmetros e nas características funcionais do inversor. Também nestas equações estão presentes constantes as quais garantem que todo o inversor cujo controlador for sintonizado pelo método atenda as especificações estabelecidas pela norma 60240-3. As constantes são determinadas através da formulação do problema por desigualdades matriciais lineares (LMI - Linear Matrix Inequalities) que levam em conta o equacionamento dinâmico do inversor e dos múltiplos controladores ressonantes. A solução do problema satisfaz simultaneamente a minimização do esforço de controle, onde foi empregada a formulação de custo garantido, juntamente com a localização dos polos de malha-fechada para toda a variação admissível de carga, formulada através do procedimento de D-Estabilidade. / This master thesis shows an alternative method for tuning multiple resonant controllers applied to uninterrupted power supply. The method is intended to provide a set of simple algebraic equations that enable designers of those systems to determine the parameters of the resonant controllers through multiple modes. The equations presented for determining the controller’s parameters were obtained directly based on the parameters and functional characteristics of the inverter. Additionally, constants that ensure that every inverter whose controller is attuned by the method meets the 60240-3 specifications norms can be found in these equations. The constants are determined based on the formulation of the problem through linear matrix inequalities (LMI) that take in consideration the dynamic of the inverter and of the multiple resonant controllers. The solution of the problem ensures both the needs for minimization of control efforts at guaranteed cost, along with the location of close-loop poles for every permissible load variation, formulated through the D-Stability procedure.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, Araranguá, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:17:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344140.pdf: 3730723 bytes, checksum: eb8b7aa9296cff4132aea326a48e1f8a (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho apresenta-se uma Sequência Didática composta por uma série de atividades para abordagem da Física Térmica. O material instrucional está fundamentado na teoria interacionista de Vygotsky e nos Três Momentos Pedagógicos de Delizoicov e Angotti. Na busca de contextualizar os conteúdos utilizou-se o sistema de aquecimento de água por energia solar. Assunto este inserido no tema central escolhido. O que possibilitou a definição de quais os conceitos de Física envolvidos e que deveriam ser tratados nas aulas. Para potencializar esse fato foi idealizado e construído um Coletor Solar Didático com sensores de imersão ligados a uma placa Arduino. Este aparato experimental tem a função de realizar a conexão do tema gerador com os conceitos científicos. A proposta foi implementada em uma escola da rede federal de ensino, no primeiro semestre de 2016. Em relação as conclusões sobre a análise da aplicação, pode-se destacar os bons resultados em função das discussões nas atividades em grupo e também o interesse dos estudantes diante de experimentos que usam tecnologias, como por exemplo o Arduino.<br> / Abstract : This study presents a didactic sequence with a series of activities to approach the Thermal Physics. The supporting material is based on the interactionist theory of Vygotsky and in the three pedagogic moments of Delizoicov and Angotti. Aiming to contextualize Thermal Physic topics, a solar water heater system was used. This way, it was possible to define which topics of Physics would included and which ones should be addressed in the classroom. To emphasize the main topic, a didactic solar heater system was designed and built with sensors and the Arduino Board. The function of this prototype was to link the heating system to the scientific concepts. The project was implemented at a Federal School, on the first semester of 2016. Regarding the conclusions of the project application, it can be highlighted that there were positive results based on the discussion and the group?s activities. It is important to point out the students? interest on the prototype that uses new technologies, as the Arduino Board.