Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T21:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Koyama_MauroFerreira_M.pdf: 25636098 bytes, checksum: 6b414abe73aa2683d7a65bde5c1eae21 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se uma proposta de infra-estrutura de comunicação e processamento para um Sistema Automatizado de Produção (SAP). Conceitua-se o SAP, de acordo com uma descrição em tres eixos: funcional, informação e comunicação. Utiliza-se as classificações correntes para estes eixos, para o eixo funcional é usado o modelo de cicno camadas do National Bureau of Standards (NBS), para o eixo de comunicação o modelo de referencia para sistemas abertos da ISO e para o eixo de informação um modelo baseado nos trabalhos do ANSI/SPARC...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This study presents a proposal for a communication and processing infrastructure to be used on the factory floor. A tripartite model encompassing, function, information and communication, is used to define the problem. The NBS Model is used for determination of the functional part, the ISO Reference Model for the communication part and the ANSI/SPARC Architecture for the part...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Edson Bim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-28T02:31:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RosellValdenebro_Lino_D.pdf: 10429274 bytes, checksum: a2028aaa38239967cf297a7164f60376 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho é apresentado o estudo e a implementação digital de observadores adaptativos de fluxo e velocidade para o controle por orientação do fluxo do rotor em motores de indução. Os observadores com base no filtro de Kalman estendido, de Luenberger e em modos deslizantes são estudados. Uma nova abordagem é apresentada para obter a matriz de ganho do observador de Luenberger utilizando algoritmos genéticos. O algoritmo genético minimiza uma função de custo relacionada com a resposta dinâmica do erro entre os valores estimados e reais das variáveis de estado. Um algoritmo com base em lógica fuzzy para redução de chattering é utilizado para o observador de fluxo de rotor em modos deslizantes. O método de controle por orientação direta do fluxo de rotor utilizando os observadores estudados é implementado num sistema com base no Processador Digital de Sinais (DSP) TMS320F240 da Texas Instruments. O desempenho dinâmico do sistema de controle é avaliado através de resultados experimentais / Abstract: This work presents a study and the digital implementation of adaptive flux and velocity observers for the rotor flux field oriented based control of induction motors. The extended Kalman filter, Luenberger and the sliding mo de based observers are studied. A new approach is presented to obtain the Luenberger observer gain matrix using genetic algorithms. The genetic algorithm minimizes a cost function related to the dynamic response of the error between the estimated state variables and their real values. A fuzzy logic based algorithm for chattering reduction is used for the sliding mo de rotor flux observer. The direct rotor flux orientation control method using the studied observers is implemented on a Texas Instruments TMS320F240 Digital Signal Processor (DSP) based system. The dynamic performance of the control system is evaluated by experimental results / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Raimundo de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T17:11:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_TatianeJesusde_D.pdf: 4875626 bytes, checksum: 36e6cf7484aa1c689c28b67404d977e5 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Na última década os algoritmos evolutivos vem sendo aplicados na síntese e projeto de circuitos eletrônicos criando uma nova área de pesquisa denominada Hardware Evolutivo. Esta tese propõe o uso de Hardware Evolutivo como uma ferramenta para geração automática de circuitos aplicados ao controle de um pêndulo amortecido não linear. Inicialmente um amplo estudo sobre a utilização de computação evolutiva aplicada à síntese de circuitos eletrônicos foi realizado, de modo a identificar os principais benefícios, motivações, aplicações e desafios da área de Hardware Evolutivo. A seguir foi realizado um estudo de caso com o objetivo de realizar uma comparação experimental dos principais pontos que afetam o desempenho de um sistema de Hardware Evolutivo na evolução de circuitos digitais básicos. Após a realização destas etapas foi desenvolvido um Hardware Evolutivo para controle de um pêndulo não linear. O objetivo desta implementação foi apresentar comparações de desempenho entre diferentes abordagens para projetos de controladores. O uso do Hardware Evolutivo para obtenção do controlador tem como objetivo modelar o comportamento não linear do sistema e sintetizá-lo em um circuito digital combinacional criando assim uma alternativa de projeto automático para sistemas de controle. A análise e simulação do pêndulo não linear demonstra que a aplicação desta nova técnica de projeto de hardware apresenta resultados promissores / Abstract: In the last decade evolutionary algorithms application in electronic circuits synthesis have been intensively investigated, starting a new research area called Evolvable Hardware. This thesis considers the use of Evolvable Hardware as a tool for automatic design of circuits applied to the control of a nonlinear damped pendulum. Initially a study on the use of applied evolutionary algorithms to the synthesis of electronic circuits was carried out, in order to identify the main benefits, motivations, applications and challenges of the field of Evolvable Hardware. A case study was carried out with the objective to provide an experimental comparison of the main points that affect the performance of a system in the evolution of basic digital circuits. Finally a Evolvable Hardware controller unit for control a nonlinear damped pendulum was evolved. The objective of this implementation was to present performance comparisons between two different controllers designs. The analysis and simulation of nonlinear pendulum demonstrate that the application of this new technique of design provides excellent results / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Uma alternativa para minimizar os problemas energÃticos utilizando fontes renovÃveis de energia, à a microgeraÃÃo distribuÃda em meios urbanos. Neste ambiente onde os ventos sÃo turbulentos e irregulares, as turbinas eÃlicas de eixo vertical apresentam uma eficiÃncia muito prÃxima Ãs turbinas eÃlicas de eixo horizontal, com a vantagem de possuÃrem baixas vibraÃÃes, por trabalharem com baixas rotaÃÃes. Assim, com o objetivo de explorar esta tecnologia de eixo vertical, este trabalho apresenta um sistema eÃlico de conversÃo de energia utilizando uma turbina de eixo vertical de 1500 watts. Inicialmente à proposta uma topologia composta por dois estÃgios de conversÃo, sendo o primeiro um retificador trifÃsico semicontrolado em alta frequÃncia (RTSCAF) e o segundo estÃgio um conversor Buck convencional, onde todo o controle à feito de forma analÃgica. Buscando melhorias com relaÃÃo ao rendimento e tamanho, à proposta em seguida uma segunda topologia, onde o conversor Buck convencional à substituÃdo por um conversor Buck intercalado sÃncrono, com controle totalmente digital. Para todos os conversores, foram realizadas as anÃlises qualitativa e quantitativa, sendo realizado tambÃm o projeto dos componentes e dos controladores. Ao final sÃo apresentados os resultados de simulaÃÃo onde se verifica uma distorÃÃo harmÃnica total (DHT) na corrente de entrada de aproximadamente 18,5% para ambas as topologias, e observa-se uma diminuiÃÃo de 30% na corrente eficaz que circula no banco de capacitores do barramento cc ao utilizar o conversor Buck intercalado sÃncrono, na segunda topologia. O protÃtipo experimental de 1500 watts da primeira topologia foi testado e apresentou um rendimento de 91% para potÃncia nominal. / An option to minimize the energetic problems using renewable energy sources is the distributed micro generation in urban areas. In this kind of environment, where the winds are not regular ande turbulent, the efficiencies from vertical axis wind turbines are comparable to those ones from horizontal axis wind turbines, with the additional vantage of producing low mechanical vibrations at low rotation speeds. Thus, in order to explore this technology, this work presents a wind energy conversion system using a 1.5 kW vertical axis wind turbine. Firstly, a two power conversion stages topology is proposed, the first stage is a high frequency, semi controlled, three phase rectifier and the second stage is a classical Buck converter, the proposed topology is controlled by an analog control system. Secondly, in order to achieve size and efficiency improvements, a second topology is proposed, where the classic Buck converter is substituted by a synchronous, interleaved Buck converter, this second topology is fully digitally controlled. For both topologies, qualitative and quantitative analyses have been realized as well as its control systems have been design. Finally, simulation results are presented for both topologies, where an 18.5% input current total harmonic distortion can be verified for both topologies and, a 30% reduction of rms current trough dc link capacitors is verified for the second topology. A 1.5 kW prototype, based on the first proposed topology, was built and tested, achieving a full power efficiency of 91%.

De maneira geral, a necessidade de aumentar o desempenho e diminuir o tamanho dos sistemas mecatrônicos tem levado a indústria moderna a idealizar e desenvolver sistemas de posicionamento com boas características de aceleração e precisão de posicionamento. Por outro lado, a crescente demanda de componentes com melhores características metrológicas e de acabamento, tais corno lentes para raio X e infra vermelho, tem exigido o desenvolvimento de variados tipos de sistemas de microposicionamento capazes de movimentar elementos de máquinas em distâncias muito pequenas com alto grau de exatidão, dentre os quais podem-se destacar os acionados por meio de atuadores piezoelétricos. Este trabalho propõe a utilização de um novo tipo de atuador baseado na propriedade de estricção eletromagnética de certas ligas metálicas (atuadores magnetoestritivos) associado a um sistema de controle digital que utiliza um algoritmo de controle baseado em lógica difusa e redes neurais artificiais para o controle de microposicionamento. Metodologias e princípios de projeto para engenharia de precisão são abordados de forma a auxiliar no desenvolvimento de dois protótipos de posicionadores para uso em usinagem de ultraprecisão. Resultados obtidos em testes experimentais apontam para urna melhoria no comportamento dinâmico dos microposicionadores acionados por atuadores magnetoestritivos. Isto permite sua utilização como alternativa válida no posicionamento submicrométrico. / In general, actual requirements such as high performance and small sizes of mechatronic systems, has led modern industry to design positioning systems with good characteristics of acceleration and positioning accuracy. The increasing demand of components with better metrological and finish characteristics, as X-ray and infra-red lens, has allowed the development of a number of types of micropositioning systems that are able to move machine elements to very small distances with high levels of accuracy. In this work it is proposed the use of a new type of actuator that applies the properties of electromagnetic strain of certain metallic alloys (magnetostrictive actuators). lt is also proposed the application of a digital control system that uses a control algorithm which is based on fuzzy logic and artificial neural networks for the micropositioning control. Design principles and methodologies related to precision engineering are discussed with the purpose of aiding the development of two prototypes of positioners for ultraprecision rnachining, experimental results show that micropositioner driven by magnetostrictive actuators have better dynamics behaviours. This allows the use of such actuators as an valid alternative for positioning in submicrometer range.

Orientador : Jose Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T09:34:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_EduardodaSilva_M.pdf: 2672040 bytes, checksum: 556122abdbcc4a8aebbc625741a327e2 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientadores: Helio Waldman, Dalton S. Arantes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T07:57:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bezzan_Clayton_M.pdf: 5854141 bytes, checksum: f421763abf53c970f2d8f2fd17b18184 (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: Não informado. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-30T13:58:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstrategiasControleOrdem.pdf: 1636404 bytes, checksum: 30822210da2aa70ddd8fcfec97154b30 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-10-06T14:43:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstrategiasControleOrdem.pdf: 1636404 bytes, checksum: 30822210da2aa70ddd8fcfec97154b30 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-06T14:43:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstrategiasControleOrdem.pdf: 1636404 bytes, checksum: 30822210da2aa70ddd8fcfec97154b30 (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho é proposta uma nova metodologia de projeto de estabilizadores de sistemas de potência baseada em teoria de sistemas de ordem fracionária (ESP-OF). A estratégia é baseada em uma generalização do projeto de compensadores do tipo rede avançoatraso (lead-lag) para o domínio de funções de transferência de ordem fracionária. Uma nova variável de projeto, a qual define a ordem da dinâmica fracionária do controlador, é sintonizada para se obter um compromisso entre um bom desempenho no amortecimento do modo eletromecânico dominante e uma robustez ampliada do ESP-OF. O desempenho do ESP-OF foi avaliado experimentalmente, em um sistema de potência em escala reduzida, localizado no Laboratório de Sistemas de Potência da Universidade Federal do Pará. A referida planta de teste apresenta uma estrutura típica do tipo gerador síncrono conectado a um barramento infinito e exibe um modo dominante de oscilação eletromecânica, de amortecimento extremamente reduzido, cujo valor da frequência natural é em torno de 1,2 Hz. O ESP-OF foi então projetado para ampliar o amortecimento relativo desse modo alvo, para toda a faixa de operação admissível. Para fins de implementação prática, primeiramente foram realizados testes experimentais para a identificação de um modelo nominal da planta, sob a forma de uma função de transferência pulsada, para uso na fase de projeto. O modelo obtido experimentalmente foi então validado e posteriormente utilizado tanto para o projeto do ESP-OF quanto para o projeto de um ESP convencional (utilizado para fins de comparação de desempenho). As leis de controle amortecedor do ESP-OF foram calculadas, convertidas para a forma de equações a diferenças e, subsequentemente, embarcadas em sistema digital baseado em microcontrolador DSPIC. Diversos testes de resposta ao impulso foram realizadas sob diferentes condições operacionais. As respectivas respostas dinâmicas dos sinais de saída da planta (desvio de potencia ativa) e do esforço de controle foram registradas para fins de análise. Os resultados experimentais mostraram que o ESP fracionário apresentou um desemprenho dinâmico e robustez similar em comparação com o desempenho obtido por um ESP convencional, para toda a faixa de operação investigada. / In this work, a new project methodology was proposed to tune power systems stabilizers (PSS) based on fractional order systems theory (FOPSS). The strategy is based in a generalization of Lead-Lag compensators type project to fractional order transfer function domain. A new project variable, which defines the controller fractional order, is tuned to obtain a good compromise between the damping fulfillment of dominant electromechanical mode and the FOPSS amplified robustness. FOPSS performance was experimental evaluated, in a small-scalled system, located at Power Systems Laboratory of Federal University of Para. This test plant present a typical structure of synchronous generator connected to infinite bus and exhibits a decreased damping electromechanical dominant mode, whose around 1,2 Hz natural frequency value. So FOPSS was designed to improve relative damp of mode target, for all admissible operation range. For practical intent , first experimental tests was made to identify a plant nominal model in the form of a pulse transfer function, used in FOPSS project. This obtained model was validated and then used both to FOPSS project and conventional PSS (applied to performance comparison). The damp control rules of FOPSS were calculated, and then converted to difference equations, and subsequently, embedded in digital systems based on DSPIC microcontrollers. A couple of impulse test were made under different operational conditions. Respective dynamical responses data of plant output signals (active power deviation) and control effort were saved to analysis purposes. The experimental results showed that FOPSS presented a greater robustness and a similar performance compared to dynamical performance of conventional PSS, for all investigated operation range.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This master thesis performs the analysis and design of an AC-DC converter with high voltage gain to be used to supply a magnetron in a microwave generation system. The converter topology is chosen so as to enable input power control, operation with high power factor and with possibility of wide variation in the effective voltage input, so that the converter operates in the universal 100-240 V effective voltage range. The topology consists of a controlled type half-bridge rectifier at the entrance, responsible for the current control and diferencial voltage balance on the DC link capacitors and an isolated DC-DC half-bridge converter with high voltage gain, which operates with a fixed duty cycle. The design of passive and active elements of AC-DC converter are presented and the discrete control to implement a prototype that operates with input power up to 800 W is performed. The controllers are implemented in a low-cost 32-bit and fixed point arithmetic microcontroller. Experimental results to validate the designed controllers are obtained for various power reference values, evaluating the converter for practically all operational range. / A presente dissertação de mestrado realiza a análise e o projeto de um conversor CA-CC de elevado ganho de tensão para ser utilizado na alimentação de um magnetron em um sistema de geração de micro-ondas. A topologia do conversor é escolhida de forma a possibilitar o controle da potência de entrada, operação com elevado fator de potência e com possibilidade de grande variação na tensão eficaz da entrada, de forma que o conversor opere na faixa de tensão universal eficaz de 100 a 240 V. A topologia é composta por um retificador meia-ponte na entrada, responsável pelo controle de corrente e equilíbrio das tensões no barramento CC, e por um conversor CC-CC meia ponte isolado na saída com elevado ganho de tensão, que opera com razão cíclica fixa. O projeto dos elementos passivos e ativos do conversor CA-CC são apresentados e o controle discreto para implementação de um protótipo que opera com potência de entrada de até 800 W é realizado. Os controladores são implementados em um microcontrolador de baixo custo de 32 bits e operação aritmética de ponto fixo. Resultados experimentais para validação dos controladores projetados são obtidos, para vários valores de referência de potência, avaliando o conversor para praticamente toda sua faixa de operação.

Este trabalho apresenta uma contribuição à área de controle de sistemas multivariáveis com a utilização de lógica fuzzy. Esta proposta consiste no desenvolvimento de um sistema de controle com duas entradas e duas saídas. São apresentados os principais aspectos estruturais e tecnológicos do sistema desenvolvido, assim como os fundamentos da estratégia de controle fuzzy, incluindo suas principais derivações, a saber, Fuzzy-PD, Fuzzy-Incremental, Fuzzy-PD+I. Ainda, foi considerada a utilização de uma topologia Fuzzy-P+I que se destaca pelo número reduzido de regras. Estratégias de controle descentralizado são consideradas. As estruturas de controle são implementadas no hardware CompactRIO R, em conjunto com o software de desenvolvimento LabVIEW R, com o objetivo de controlar nível e temperatura de fluido em um reservatório de uma planta didática. / This work presents a research proposal for the control of multivariable systems using fuzzy logic. This proposal consists in developing a control system with two inputs and two ouputs. It is presented the main structural and technological aspects of the developed system as well as the fundamentals of fuzzy control, including its main derivations, namely Fuzzy-PD, Fuzzy-Incremental, Fuzzy-PD+I. Still, it is considered the use of a fuzzy-P+I topology, which stands for the reduced number of rules. Fuzzy-P+I. Decentralized control strategies are considered. The control structures are implemented in the hardware CompactRIO R together with the LabVIEW R evelopment software, with the aim of controlling the fluid level and temperature in a tank of the didactic plant.