Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielLM_DISSERT.pdf: 2854264 bytes, checksum: 7dab37a82a8722342102681fd9fbdda2 (MD5) Previous issue date: 2011-02-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Foundation Fieldbus Industrial networks are the high standard technology which allows users to create complex control logic and totally decentralized. Although being so advanced, they still have some limitations imposed by their own technology. Attempting to solve one of these limitations, this paper describes how to design a Fuzzy controller in a Foundation Fieldbus network using their basic elements of programming, the functional blocks, so that the network remains fully independent of other devices other than the same instruments that constitute it. Moreover, in this work was developed a tool that aids this process of building the Fuzzy controller, setting the internal parameters of functional blocks and informing how many and which blocks should be used for a given structure. The biggest challenge in creating this controller is exactly the choice of blocks and how to arrange them in order to effectuate the same functions of a Fuzzy controller implemented in other kind of environment. The methodology adopted was to divide each one of the phases of a traditional Fuzzy controller and then create simple structures with the functional blocks to implement them. At the end of the work, the developed controller is compared with a Fuzzy controller implemented in a mathematical program that it has a proper tool for the development and implementation of Fuzzy controllers, obtaining comparatives graphics of performance between both / As redes industriais Foundation Fieldbus s?o redes com alto padr?o de tecnologia que permitem que usu?rios criem l?gicas de controle complexas e totalmente descentralizadas. Mesmo sendo t?o avan?adas, elas ainda possuem algumas limita??es impostas pela sua pr?pria tecnologia. Tentando solucionar uma destas limita??es, este trabalho descreve como estruturar um controlador Fuzzy dentro de uma rede Foundation Fieldbus utilizando seus elementos b?sicos de programa??o, os blocos funcionais, de forma que a rede continue sendo totalmente independente de qualquer outro dispositivo que n?o os pr?prios instrumentos que a constituem. Al?m disso, no decorrer do trabalho foi desenvolvida uma ferramenta que auxilia este processo de constru??o do controlador Fuzzy, configurando os par?metros internos aos blocos funcionais e informando quantos e quais blocos devem ser utilizados para determinada estrutura. O maior desafio em criar este controlador est? justamente na escolha dos blocos e em como arranj?-los de forma a efetuarem as mesmas fun??es de um controlador Fuzzy implementado em outro tipo de ambiente. A metodologia adotada foi dividir cada uma das fases de um controlador Fuzzy tradicional e ent?o criar estruturas simples com os blocos funcionais para implement?-las. Ao final do trabalho, o controlador desenvolvido ? comparado com um controlador Fuzzy implementado em uma programa matem?tico que possui uma ferramenta pr?pria para cria??o e execu??o de controladores Fuzzy, obtendo gr?ficos comparativos de desempenho entre ambos

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-10-02T23:37:05Z No. of bitstreams: 1 MarioSergioFreitasFerreiraCavalcante_DISSERT.pdf: 1474530 bytes, checksum: 63366d89a6b7c054fb6dc9f83148e4c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-10-09T19:35:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MarioSergioFreitasFerreiraCavalcante_DISSERT.pdf: 1474530 bytes, checksum: 63366d89a6b7c054fb6dc9f83148e4c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T19:35:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarioSergioFreitasFerreiraCavalcante_DISSERT.pdf: 1474530 bytes, checksum: 63366d89a6b7c054fb6dc9f83148e4c4 (MD5) Previous issue date: 2017-06-27 / Industrialmente, diversas estrat?gias e algoritmos de controle j? s?o utilizadas e registradas na literatura. Entre as t?cnicas existentes, os controladores fuzzy destacam-se pela sua capacidade de tratar de severas n?o linearidades presentes em plantas reais e por conseguir representar o conhecimento especialista, que ? impreciso e inexato matematicamente. Este trabalho estudou dois tipos de controladores fuzzy existentes, baseados no modelo Sugeno, sendo fuzzy tipo-1, aqui classificado como fuzzy convencional, e o fuzzy tipo-2. Devido a complexidade em sintonizar controladores fuzzy que apresentam uma grande quantidade de par?metros, esse trabalho se prop?e a testar diferentes m?todos de otimiza??o meta-heur?sticos para a sintonia de controladores. Para validar os controladores obtidos foi utilizado um servo motor-DC da Quanser, um problema de controle que requer precis?o e velocidade na corre??o do erro de segmento da refer?ncia. Com o intuito de comparar o comportamento dos controladores, otimizou-se um controlador PI para cada um dos sistemas. Para quantificar e qualificar cada controlador foram utilizados tr?s ?ndices de avalia??o, ITEA, IEA e o ?ndice de Goodhart, este ?ltimo utilizado por levar em considera??o tamb?m o sinal de controle aplicado na planta. Pela an?lise dos resultados obtidos, o controlador fuzzy tipo-2 apresentou ganho significativo para o controle dessa planta, quando otimizado com o m?todo PSO. Pelos resultados, pode-se tamb?m inferir que o algoritmo das formigas n?o mostrou-se adequado para esse problema, com a fun??o de avalia??o proposta. / Differents stategies and control algorithms are already tested and registered by industry. Among the existing techniques, fuzzy controllers stand out for their ability to deal with nonlinearities present in real plants. Another fuzzy also allows to best represent expert knowledge, which is mathematically inaccurate. This proposal studied the two types of fuzzy controllers, based on Sugeno Model, the fuzzy type-1 is classified as conventional fuzzy and fuzzy type-2. In this study is used optimization techniques seeking to tune controllers in order to solve one of the biggest problem in fuzzy logic, its tunning. Ant colony, particle swarm and genetic algorithm are used and evaluated to this problem. A servo motor-dc is used to validate fuzzys controllers and pi controller obtained by optimization tecniques. In order to quantify and qualify each controller, three indices were used IEA, ITEA and Goodhart index. The results obtained prove that the type-2 fuzzy controller presented significant gain for the control of this plant, when optimized with the PSO method. From the results, it can also be inferred that the ant algorithm was not adequate for this problem, with the proposed evaluation function.

Nos últimos anos, tem havido grande interesse em estudar manipuladores paralelos, aplicados principalmente em simuladores de voo, com seis graus de liberdade. O interesse em estruturas cinemáticas paralelas é motivado por sua alta rigidez e excelente capacidade de posicionamento em relação às estruturas cinemáticas seriais. Além disso, como os atuadores são posicionados em uma base, eles podem ser aplicados em cargas pesadas e ainda apresentam baixo consumo de energia, tendo em vista que vários atuadores atuam simultaneamente no mesmo corpo. A presente tese apresenta o projeto de três controladores, sendo eles, o controlador H infinito com realimentação de saída, o controlador PID e o controlador Fuzzy, com isto, esta metodologia poderá ser empregada na construção de um futuro simulador de voo. O modelo dos atuadores foi obtido através de uma entrada degrau de tensão nos motores, medindo os seus deslocamentos através dos encoders acoplados, individualmente, a cada um dos respectivos eixos dos motores. Sabendo-se a relação de transmissão do mecanismo de movimento entre o motor e cada haste dos atuadores obtém-se o deslocamento de cada haste a partir da rotação de cada motor medida pelo correspondente encoder e com isso obtém-se o modelo matemático de cada atuador em conjunto com seu sistema de transmissão. Entretanto, na prática, cada atuador é ligeiramente diferente dos outros, o que leva a comportamento e desempenho diferentes entre si. Isso afeta o comportamento da plataforma fazendo com que a trajetória final desejada não possa ser seguida adequadamente, algo que é extremamente necessário em simuladores de voo. Assim, uma das contribuições importantes deste trabalho é, em primeiro lugar, apresentar uma metodologia de padronização das respostas dos atuadores de modo a que todos eles tenham no final, um comportamento igual o mais próximo possível, particularmente em termos de velocidade e de posicionamento. Com os dados da cinemática e da dinâmica da plataforma compondo o modelo completo do sistema foram realizadas várias simulações que aplicadas na plataforma de Stewart real validaram o modelo e mostraram a eficiência das técnicas de controle aplicadas no controle de posição e orientação da plataforma. Para validar o projeto da Plataforma de Stewart como uma possível base de movimento de um simulador de voo, foi implementada a dinâmica longitudinal e lateral de um Boeing 747-100, e com o auxilio de um sensor inercial Xsens® MTi-G, foram realizadas as medições dos ângulos de Euler da Plataforma. Os resultados obtidos pelos três controladores foram satisfatórios e ilustram o desempenho e a robustez da metodologia proposta. / In recent years there has been great interest in studying parallel manipulators, mainly applied in flight simulators, with six degrees of freedom. The interest in parallel kinematic structures is motivated by its high stiffness and excellent positioning capability in relation to serial kinematic structures. Furthermore, since the actuators are positioned on a base, they can handle heavy loads and also have low power consumption, considering that several actuators act on the same platform. This thesis presents the design of three controllers, which are, H-infinity controller with output feedback, PID controller and Fuzzy controller, so that this methodology can be employed in building a future flight simulator. The actuators models were obtained by a step voltage input to the engines and measuring their displacements by the encoders that are coupled to each of the respective axes of the motors. Knowing the relation from the motion transmission mechanism between the motor and the spindle of each actuator, the displacement of each spindle is obtained from the rotation of each motor measured by the corresponding encoder and thus we obtain the mathematical model of each actuator together with its transmission system. However, in practice, each actuator is slightly different from others, which leads to different behavior and performance of each. This affects the behavior of the platform making the final desired trajectory cannot be properly followed something that is extremely necessary in flight simulators. Thus, one of the important contributions of this work is first to present a methodology to standardize the actuators responses so that they all have in the end a behavior equal a close as possible, particularly in terms of velocity and positioning. With the kinematics data and platform dynamics composing the complete system model, several simulations applied to the real Stewart Platform validate the model and show the effectiveness of control techniques applied to control the position and orientation of the platform. In order to validate the Stewart Platform design as a possible base for a motion flight simulator, the longitudinal and lateral dynamics of a Boeing 747-100 model were implemented, and with the aid of an inertial sensor Xsens® MTi-G, measurements of the Euler angles of the platform were performed. The results obtained by the three controllers were satisfactory and illustrate the performance and robustness of the proposed methodology.

O presente trabalho visa o desenvolvimento de um sistema de carga e descarga de baterias de chumbo-ácido para sistemas de geração distribuída acoplada a um conjunto de painéis fotovoltaicos e conectada à rede elétrica. O conjunto de painéis opera de forma a maximizar a energia gerada através de um algoritmo MPPT (Maximum Power Point Tracking) e a rede elétrica opera como rota para o excedente produzido pelos painéis. Para que a bateria possa ser carregada e descarregada com eficiência evitando sobrecargas e descarregamentos profundos, uma metodologia de estimação do estado de carga da bateria é implementada visando um controle mais eficiente (maximizando a vida útil da bateria) e um melhor aproveitamento da energia armazenada. Para o gerenciamento da carga e descarga do banco de baterias é utilizada uma topologia bidirecional (Boost-Buck) com controlador fuzzy P+I para estabilização de corrente ou tensão. Em relação à técnica de controle para o sistema PV, um controlador PI clássico é utilizado para regular a tensão terminal e ponto de máxima potência que é definido por um algoritmo de perturbação e observação (P&O). Para validar os controladores e os modelos teóricos desenvolvidos é construído um protótipo do sistema. São analisados, também, o comportamento do sistema de carga das baterias e painel fotovoltaico sob condições extremas como queda abrupta de irradiação solar, desconexão inesperada dos painéis e mudanças no ponto ótimo de funcionamento dos mesmos. / The present work aims to develop a system of charging and discharging lead-acid batteries for distributed generation connected to a set of photovoltaic panels, and used in grid connected applications. The set of panels operates to maximize the energy produced by means of an MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithm and the power grid absorbs the extra power produced by the panels. For charging and discharging the battery pack and to prevent overload and deep discharge, a methodology for estimating the state of charge is implemented in order to obtain an efficient control technique (maximizing battery life), and more efficient use of the stored energy. To manage the charging and discharging of the battery bank a bidirectional topology (Boost-Buck) with fuzzy P+I controller for stabilization of current or voltage is used. To regards the PV control technique, a classical PI controller is employed to regulate the PV terminal voltage, and the maximum power point is determined by a perturb and observe (P&O) algorithm. To validate the controllers and the theoretical models developed is built a prototype system, and analyzed the behavior of the batteries charger and photovoltaic panel under extreme environmental conditions such as abrupt decrease of solar irradiation, unexpected panels disconnection and changes of the maximum power point of the panels.

Este trabalho apresenta uma estratégia de controle coordenado para potência reativa e tensão terminal de um grupo moto gerador (GMG) para uso em um sistema de geração distribuída (GD). A partir da construção de uma superfície fuzzy, baseada no comportamento do erro e da derivada do erro de uma malha de controle, foi realizada a sintonia de controladores fuzzy PD+I para potências ativa e reativa e tensão terminal. O controlador coordenado fuzzy PD+I ajusta automaticamente a tensão nos terminais da máquina e a potência reativa fornecidas à rede de distribuição. A estratégia coordenada é dada através de um parâmetro que regula a malha de potência reativa a partir do erro de tensão terminal, priorizando o ajuste da tensão e ponderando a malha de controle de potência reativa. Para avaliar o desempenho do sistema de controle, a GD é conectada a uma rede de distribuição e submetida a eventos como entrada e saída de cargas locais. O conjunto de cargas locais é composto por um motor de indução, uma carga RLC e um retificador trifásico não controlado. Sete cenários foram simulados para avaliar a estratégia de controle em diferentes regimes de operação do GMG. Resultados para tensão terminal, fator de potência e fluxo de potências entre o sistema, as cargas e a rede, ilustram a eficiência da estratégia de controle apresentada. A estratégia de controle coordenado para potência reativa e tensão terminal se mostrou capaz de melhorar os índices de fator de potência controlando o fluxo de potência do barramento em que a GD estava conectada, sem prejudicar a tensão terminal do gerador, mantendo a GD em limites seguros de operação. / This work presents a coordinated control strategy to terminal voltage and reactive power for a diesel generation set used as a distributed gerenation system (DG). From desired control actions, a fuzzy surface was designed for fuzzy PD+I controllers. Fuzzy PD+I controllers automatically adjust the terminal voltage and the reactive power delivered to the grid. The coordinated control strategy weighs the control action for the reactive power through a variable parameter, prioritizing the terminal voltage adjustment. To illustrate the system control performance, the DG is connected to a grid dynamic model and the system is subjected to connection and disconnection of loads at the local bus. The local loads set was composed of an induction machine, a RLC load and an uncontrolled three-phase rectifier. Seven scenarios were simulated to evaluate the control strategy in different DG regime of operation. Results for terminal voltage, power factor and reactive power among the DG, the local loads and the grid, illustrates the control strategy efficiency improved the power factor by regulating the reactive power injected at the bus, maintaining the DG terminal voltage in safe operation limits.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-03-07T15:37:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ProjetoControladorFuzzy.pdf: 1593015 bytes, checksum: 724013024cfa0539e49ad1f252cc7559 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-05-13T17:01:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ProjetoControladorFuzzy.pdf: 1593015 bytes, checksum: 724013024cfa0539e49ad1f252cc7559 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-13T17:01:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ProjetoControladorFuzzy.pdf: 1593015 bytes, checksum: 724013024cfa0539e49ad1f252cc7559 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho propõe o projeto de um controlador Fuzzy do tipo Takagi-Sugeno em uma estação de tratamento de esgoto por lodos ativados. Este tipo de tratamento ocorre na presença de oxigênio, pois microorganismos aeróbios presentes no licor misto irão proporcionar a remoção tanto da matéria carbonácea quanto nutrientes formados por compostos à base de nitrogênio. O controlador atua via mecanismo de aeração e foi projetado para interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de três controladores fixos locais que, por sua vez, foram projetados a partir da linearização de um modelo contínuo de balanço de massa de oxigênio. O controlador auxiliará manter a concentração de oxigênio dissolvido desejável na faixa de operação do processo para que ocorra a nitrificação, reação química de oxiredução que transforma amônio em nitrito, que é fundamental para o sucesso do processo, e poderá também economizar energia elétrica utilizada pelo mecanismo de aeração. Os ensaios foram realizados via simulação computacional em quatro cenários idealizados comparando o desempenho do controlador fuzzy e o desempenho de um controlador fixo projetado em um ponto de operação diferente do qual se utilizou como valor de referência na planta. Ao aplicar um degrau no valor de referência estabelecido no cenário de análise, observou-se o tempo de subida, o tempo de acomodação e o erro em regime. Após os ensaios, observou-se que o desempenho do controlador fuzzy nos quesitos tempo de subida e tempo de acomodação em relação ao controlador fixo foi melhor, enquanto nos quesitos sobressinal e erro em regime foi semelhante. Após as análises, concluiu-se que a estratégia de controle escolhida neste trabalho é viável, pois de acordo com o valor auferido de oxigênio dissolvido na entrada da planta, o controlador fuzzy irá interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de um controlador fixo projetado na vizinhança deste valor e assim, atuar de forma bastante satisfatória. / The mean goal of this work is the design of a Takagi-Sugeno fuzzy controller on an activated sludge wastewater treatment plant. This kind of process requires oxygen and aerobic microorganisms in the mixed liquor that are necessary to remove the carbonaceous matter and the nutrients based on nitrogen compounds. The controller acts on the aeration valve engine and has been designed to interpolate the proportional and integrative gain of three fixes controllers designed from the linearization of a continuous model of oxygen mass balance. The controller assists to keep the desirable dissolved oxygen concentration necessary to the nitrification, an oxi-reduction chemical reaction that transforms ammonia into nitrite and it is also possible to save electric energy used by the aeration engine. It is imperative the nitrification occurs for the success of the whole process. The Assays were performed by computerized simulation in four idealized scenarios analyzing the performances of the fuzzy controller and the fix controller designed to a different operation point of the set point defined in the plant. Applying a degree in the set point established in the scenario it was analyzed the rise time, settling time, overshoot and steady-state error. After the assays, the fuzzy controller performed better than the fix one at rise time and settling time criteria and equivalent performance at overshoot and steady-state error. After analysis, it was conclude that the control strategy chosen in the work is viable, according the dissolved oxygen measure at the plant entrance, the fuzzy controller interpolate the proportional and integrative gains of a fix controller designed near this value and thus act quite satisfactory.

O presente trabalho visa o desenvolvimento de um sistema de carga e descarga de baterias de chumbo-ácido para sistemas de geração distribuída acoplada a um conjunto de painéis fotovoltaicos e conectada à rede elétrica. O conjunto de painéis opera de forma a maximizar a energia gerada através de um algoritmo MPPT (Maximum Power Point Tracking) e a rede elétrica opera como rota para o excedente produzido pelos painéis. Para que a bateria possa ser carregada e descarregada com eficiência evitando sobrecargas e descarregamentos profundos, uma metodologia de estimação do estado de carga da bateria é implementada visando um controle mais eficiente (maximizando a vida útil da bateria) e um melhor aproveitamento da energia armazenada. Para o gerenciamento da carga e descarga do banco de baterias é utilizada uma topologia bidirecional (Boost-Buck) com controlador fuzzy P+I para estabilização de corrente ou tensão. Em relação à técnica de controle para o sistema PV, um controlador PI clássico é utilizado para regular a tensão terminal e ponto de máxima potência que é definido por um algoritmo de perturbação e observação (P&O). Para validar os controladores e os modelos teóricos desenvolvidos é construído um protótipo do sistema. São analisados, também, o comportamento do sistema de carga das baterias e painel fotovoltaico sob condições extremas como queda abrupta de irradiação solar, desconexão inesperada dos painéis e mudanças no ponto ótimo de funcionamento dos mesmos. / The present work aims to develop a system of charging and discharging lead-acid batteries for distributed generation connected to a set of photovoltaic panels, and used in grid connected applications. The set of panels operates to maximize the energy produced by means of an MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithm and the power grid absorbs the extra power produced by the panels. For charging and discharging the battery pack and to prevent overload and deep discharge, a methodology for estimating the state of charge is implemented in order to obtain an efficient control technique (maximizing battery life), and more efficient use of the stored energy. To manage the charging and discharging of the battery bank a bidirectional topology (Boost-Buck) with fuzzy P+I controller for stabilization of current or voltage is used. To regards the PV control technique, a classical PI controller is employed to regulate the PV terminal voltage, and the maximum power point is determined by a perturb and observe (P&O) algorithm. To validate the controllers and the theoretical models developed is built a prototype system, and analyzed the behavior of the batteries charger and photovoltaic panel under extreme environmental conditions such as abrupt decrease of solar irradiation, unexpected panels disconnection and changes of the maximum power point of the panels.

Este trabalho apresenta uma estratégia de controle coordenado para potência reativa e tensão terminal de um grupo moto gerador (GMG) para uso em um sistema de geração distribuída (GD). A partir da construção de uma superfície fuzzy, baseada no comportamento do erro e da derivada do erro de uma malha de controle, foi realizada a sintonia de controladores fuzzy PD+I para potências ativa e reativa e tensão terminal. O controlador coordenado fuzzy PD+I ajusta automaticamente a tensão nos terminais da máquina e a potência reativa fornecidas à rede de distribuição. A estratégia coordenada é dada através de um parâmetro que regula a malha de potência reativa a partir do erro de tensão terminal, priorizando o ajuste da tensão e ponderando a malha de controle de potência reativa. Para avaliar o desempenho do sistema de controle, a GD é conectada a uma rede de distribuição e submetida a eventos como entrada e saída de cargas locais. O conjunto de cargas locais é composto por um motor de indução, uma carga RLC e um retificador trifásico não controlado. Sete cenários foram simulados para avaliar a estratégia de controle em diferentes regimes de operação do GMG. Resultados para tensão terminal, fator de potência e fluxo de potências entre o sistema, as cargas e a rede, ilustram a eficiência da estratégia de controle apresentada. A estratégia de controle coordenado para potência reativa e tensão terminal se mostrou capaz de melhorar os índices de fator de potência controlando o fluxo de potência do barramento em que a GD estava conectada, sem prejudicar a tensão terminal do gerador, mantendo a GD em limites seguros de operação. / This work presents a coordinated control strategy to terminal voltage and reactive power for a diesel generation set used as a distributed gerenation system (DG). From desired control actions, a fuzzy surface was designed for fuzzy PD+I controllers. Fuzzy PD+I controllers automatically adjust the terminal voltage and the reactive power delivered to the grid. The coordinated control strategy weighs the control action for the reactive power through a variable parameter, prioritizing the terminal voltage adjustment. To illustrate the system control performance, the DG is connected to a grid dynamic model and the system is subjected to connection and disconnection of loads at the local bus. The local loads set was composed of an induction machine, a RLC load and an uncontrolled three-phase rectifier. Seven scenarios were simulated to evaluate the control strategy in different DG regime of operation. Results for terminal voltage, power factor and reactive power among the DG, the local loads and the grid, illustrates the control strategy efficiency improved the power factor by regulating the reactive power injected at the bus, maintaining the DG terminal voltage in safe operation limits.

Orientador: Prof. Dr. José Luis Azcue Puma / Coorientador: Prof. Dr. José Alberto Torrico Altuna / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Santo André, 2018. / Este trabalho apresenta o controle de potência do gerador de relutância variável de 12/8 utilizando o controlador Fuzzy PI auto-ajustável e o controlador P+ressonante para o conversor conectado à rede elétrica. Inicialmente são estudados os princípios de operação da máquina e a topologia do conversor eletrônico de potência. Usando o software de simulação Matlab/Simulink é implementado o modelo da máquina de relutância variável utilizando as curvas características de corrente e de torque. Com o objetivo de controlar a potência gerada pela máquina e utilizando seu modelo matemático dinâmico projeta-se o controlador PI, e implementa-se o controlador Fuzzy PI auto-ajustável para atingir o mesmo objetivo. Assim, projeta-se também um controlador PI para o controle da tensão CC além de um controlador P+ressonante com o objetivo de melhorar a resposta em regime permanente da potência injetada na rede elétrica. Para este propósito é utilizado um conversor monofásico de dois níveis. Os resultados das simulações mostram o bom desempenho do sistema proposto e o controlador de potência é validado também através de resultados experimentais. / This work presents the power control of the 12/8 variable reluctance generator using Fuzzy self-tuning PI controller and the P+resonant controller for the converter connected to the electric network. Initially are studied the principles of operation of the machine and power electronic converter topology. Using the Matlab/Simulink simulation software is implemented the model of switched reluctance machine using the current and its torque characteristic curves. With the purpose of controlling the power generated by the machine and using his dynamic mathematical model is designed the PI controller, and the Fuzzy self-tuning PI controller is implemented to achieve the same objective. So, also is designed a PI controller for control of the link DC, in addition to the P+resonant controller with the objective of improving the response to its steady state of the injected power into the electric network. For this purpose it is used a single-phase two-level converter. The results of the simulations show the good performance of the proposed system and the power controller is validated by experimental results.

Orientador: Carlos Roberto Minussi / Resumo: Nesta pesquisa apresentam-se os principais conceitos gerais de estabilidade elétrica, assim como suas divisões e classificações, onde são desenvolvidas as condições de operação de um sistema elétrico de potência, que são relevantes nos estudos de estabilidade angular do rotor, tensão e frequência. Para os estudos de estabilidade da frequência e de tensão é preciso conhecer os equipamentos como os reguladores de tensão e frequência, em consequência é apresentada a modelagem matemática de vários componentes dinâmicos como o sistema de excitação, estabilizador do sistema de potência (PSS), sistema de regulação de velocidade, sistema de regulação de tensão (AVR), máquina síncrona, turbina a vapor e turbina hidráulica. É necessário a modelagem de eles para projetar seus respectivos controladores. Nesta pesquisa também se faz a introdução ao controlador Fuzzy e controlador PID convencional assim como os métodos de sintonia, depois projetamos um controlador que combine os dois controladores e tenha mais vantagens como o controlador híbrido PID-Fuzzy. Depois de desenvolver a modelagem do regulador de tensão e frequência, fazemos o projeto do controlador PID-Fuzzy, previamente projetado o controle PID. As simulações dos sistemas de regulação de tensão e frequência sem controlador, com controlador PID e com controlador PID-Fuzzy foram realizadas aplicando a ferramenta computacional de Matlab-Simulink no domínio do tempo contínuo e as respostas foram investigadas e discutidas. / Abstract: This research presents the main general concepts of electrical stability, as well as their divisions and classifications, where the operating conditions of an electrical power system are developed, which are relevant in the studies of angular stability of the rotor, voltage and frequency. For frequency and voltage stability studies it is necessary to know equipment such as voltage and frequency regulators, consequently the mathematical modeling of several components is presented as dynamic as the excitation system, power system stabilizer (PSS) , speed regulation system, voltage regulation system (AVR), synchronous machine, steam turbine and hydraulic turbine. We need the modeling of them to design their respective controllers. In this investigation we also do the introduction to the Fuzzy controller and conventional PID controller as well as the tuning methods then we designed a controller that combines the two controllers and has more advantages as the hybrid PID-Fuzzy controller. After developing the modeling of the voltage and frequency regulator, we design the PID-Fuzzy controller, previously designed the PID control. The simulations of the voltage and frequency regulation systems without controller, with PID controller and with PID-Fuzzy controller were performed applying the Matlab-Simulink computational tool in the continuous time domain and the answers were investigated and discussed. / Mestre