CAPES / Este trabalho tem como objetivo a análise, projeto e implementação de estratégias de controle repetitivo para aplicação em sistemas de alimentação ininterrupta de energia (UPS - Uninterruptible Power Supply). Inicialmente, a revisão da literatura aborda os controladores mais aplicados neste propósito. Uma visão geral sobre sistemas UPS é realizada, com foco em diferentes topologias e o projeto de um filtro indutivo capacitivo (LC), para reduzir o conteúdo harmônico proveniente das comutações do inversor, é discutido. Na sequência, uma estratégia de controle é proposta. Nesta estratégia um termo feedforward é utilizado para gerar a forma de onda da tensão de saída e um controlador do tipo proporcional derivativo (PD) é inserido para compensar distúrbios não cíclicos. Para compensação de distúrbios cíclicos, algumas técnicas de controle repetitivo são analisadas e implementadas. A adição destes controladores apresenta bom desempenho, porém, quando o sistema sofre interferências, as características dinâmicas destes controladores são afetadas. Modificações são realizadas para tornar o sistema menos suscetível a ruídos de alta frequência e a distúrbios aperiódicos. Ainda, é proposto um controlador repetitivo com adaptação do ganho que apresenta robustez suficiente para boa regulação de tensão mesmo na presença de distúrbios aperiódicos e interferências eletromagnéticas. Por fim, é descrita a implementação de uma plataforma flexível, baseado em um inversor PWM controlado por um processador digital de sinais com periféricos para aquisição de dados e geração de PWM, DSC TMS320F28335. A partir desta plataforma, foram obtidos resultados experimentais para um protótipo de uma UPS monofásica, os quais comprovam o desempenho das técnicas de controle apresentadas e propostas. / This work presents an analysis, design and implementation of repetitive control strategies applied to uninterruptible power supplies (UPS) systems. At the beginning, a literature review of the main controllers concerning this purpose is shown. A global vision of UPS systems with focus on different topologies is made and the project of an inductive capacitive filter (LC) is presented where the goal is to reduce harmonic content due to the inverter switching. After that, a control strategy is presented. In this strategy a feed forward term is used to generate the wave form shape of the output voltage and a Proportional Derivative (PD) controller is introduced to compensate non cyclic disturbances. For the compensation of cyclic disturbs some repetitive control techniques are analyzed and implemented. The inclusion of these controllers provides a good performance for the output system, however, when the system is exposed to interferences, the dynamic characteristics of these controllers are affected. Modifications are presented to make the system less susceptible for high frequencies noise and aperiodic disturbs. In addition, a repetitive controller with gain adaptation is proposed with sufficient robustness to obtain a good voltage regulation even in the presence of aperiodic disturbances and electromagnetic interferences. Finally, the implementation of a flexible platform is presented, based on PWM inverter controlled by a digital signal processor with data acquisition and generation PWM peripherals, DSP TMS320F28335. From this platform, experimental results for a monophasic UPS prototype was obtained, which ones prove the performance of the control techniques presented and proposed.

CNPq; CAPES / A expansão contínua dos atuais sistemas elétricos de potência tem levado ao desenvolvimento de técnicas de monitoramento que visam subsidiar a análise, o controle e o planejamento dos sistemas. Dentre essas técnicas destacam-se os sistemas SCADA (do inglês, Supervisory Control and Data Acquisition), os sistemas de monitoramento de grandes áreas (do inglês, Wide Area Measurement System) e os sistemas de análise de oscilografias. Sistemas de análise oscilográfica se baseiam no estudo dos registros oscilográficos provenientes de dispositivos chamados de Registradores Digitais de Perturbação (RDP) que permitem a análise das grandezas elátricas (tensão, corrente), bem como dos sinais digitais dos equipamentos de proteção monitorados (atuação do dispositivo, por exemplo). O excesso de dados presente nos centros de operação e controle de usinas geradoras torna difícil a tarefa de análise dos especialistas em oscilografia, juntamente a esse fato, vê-se uma crescença na utilização de sistemas inteligentes aplicados no diagnóstico de distúrbios em sistemas elétricos de potência. Deste modo, visando auxiliar o trabalho dos especialistas, bem como reduzir o tempo em que as unidades geradoras ficam fora de operação devido a distúrbios, busca-se aqui a elaboração de um sistema de diagnóstico e classificação de distúrbios em plantas geradoras de energia elétrica baseado em lógica fuzzy capaz de diferenciar situações operacionais e de conhecimento dos operadores das situações de contingência bem como classificar a natureza dos distúrbios que causam o desligamento de uma unidade de geração de acordo com as informações obtidas dos registros oscilográficos de longa duração, além de integralizar os eventos em um aspecto multi-máquina. / The electric power systems are getting more complex and covering larger areas day by day. This fact has been contribuiting to the development of monitoring techniques that aim to help the analysis, control and planning of power systems. Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems, Wide Area Measurement Systems and disturbance record systems. Unlike SCADA and WAMS, disturbance record systems are mainly used for offilne analysis in occurrences where a fault resulted in tripping of and apparatus such as a transimission line, transformer, generator and so on. The device responsible for record the disturbances is called Digital Fault Recorder (DFR) and records, basically, electrical quantities as voltage and currents and also, records digital information from protection system devices. Generally, in power plants, all the DFRs data are centralized in the utility data centre and it results in an excess of data that difficults the task of analysis by the specialist engineers. This dissertation shows a new methodology for automated analysis of disturbances in power plants. A fuzzy reasoning system is proposed to deal with the data from the DFRs. The objective of the system is to help the engineer resposnible for the analysis of the DFRs’s information by means of a pre-classification of data. For that, the fuzzy system is responsible for generating unit operational state diagnosis and fault classification.

CAPES / Este trabalho tem como objetivo a análise, projeto e implementação de estratégias de controle repetitivo para aplicação em sistemas de alimentação ininterrupta de energia (UPS - Uninterruptible Power Supply). Inicialmente, a revisão da literatura aborda os controladores mais aplicados neste propósito. Uma visão geral sobre sistemas UPS é realizada, com foco em diferentes topologias e o projeto de um filtro indutivo capacitivo (LC), para reduzir o conteúdo harmônico proveniente das comutações do inversor, é discutido. Na sequência, uma estratégia de controle é proposta. Nesta estratégia um termo feedforward é utilizado para gerar a forma de onda da tensão de saída e um controlador do tipo proporcional derivativo (PD) é inserido para compensar distúrbios não cíclicos. Para compensação de distúrbios cíclicos, algumas técnicas de controle repetitivo são analisadas e implementadas. A adição destes controladores apresenta bom desempenho, porém, quando o sistema sofre interferências, as características dinâmicas destes controladores são afetadas. Modificações são realizadas para tornar o sistema menos suscetível a ruídos de alta frequência e a distúrbios aperiódicos. Ainda, é proposto um controlador repetitivo com adaptação do ganho que apresenta robustez suficiente para boa regulação de tensão mesmo na presença de distúrbios aperiódicos e interferências eletromagnéticas. Por fim, é descrita a implementação de uma plataforma flexível, baseado em um inversor PWM controlado por um processador digital de sinais com periféricos para aquisição de dados e geração de PWM, DSC TMS320F28335. A partir desta plataforma, foram obtidos resultados experimentais para um protótipo de uma UPS monofásica, os quais comprovam o desempenho das técnicas de controle apresentadas e propostas. / This work presents an analysis, design and implementation of repetitive control strategies applied to uninterruptible power supplies (UPS) systems. At the beginning, a literature review of the main controllers concerning this purpose is shown. A global vision of UPS systems with focus on different topologies is made and the project of an inductive capacitive filter (LC) is presented where the goal is to reduce harmonic content due to the inverter switching. After that, a control strategy is presented. In this strategy a feed forward term is used to generate the wave form shape of the output voltage and a Proportional Derivative (PD) controller is introduced to compensate non cyclic disturbances. For the compensation of cyclic disturbs some repetitive control techniques are analyzed and implemented. The inclusion of these controllers provides a good performance for the output system, however, when the system is exposed to interferences, the dynamic characteristics of these controllers are affected. Modifications are presented to make the system less susceptible for high frequencies noise and aperiodic disturbs. In addition, a repetitive controller with gain adaptation is proposed with sufficient robustness to obtain a good voltage regulation even in the presence of aperiodic disturbances and electromagnetic interferences. Finally, the implementation of a flexible platform is presented, based on PWM inverter controlled by a digital signal processor with data acquisition and generation PWM peripherals, DSP TMS320F28335. From this platform, experimental results for a monophasic UPS prototype was obtained, which ones prove the performance of the control techniques presented and proposed.

CNPq; CAPES / A expansão contínua dos atuais sistemas elétricos de potência tem levado ao desenvolvimento de técnicas de monitoramento que visam subsidiar a análise, o controle e o planejamento dos sistemas. Dentre essas técnicas destacam-se os sistemas SCADA (do inglês, Supervisory Control and Data Acquisition), os sistemas de monitoramento de grandes áreas (do inglês, Wide Area Measurement System) e os sistemas de análise de oscilografias. Sistemas de análise oscilográfica se baseiam no estudo dos registros oscilográficos provenientes de dispositivos chamados de Registradores Digitais de Perturbação (RDP) que permitem a análise das grandezas elátricas (tensão, corrente), bem como dos sinais digitais dos equipamentos de proteção monitorados (atuação do dispositivo, por exemplo). O excesso de dados presente nos centros de operação e controle de usinas geradoras torna difícil a tarefa de análise dos especialistas em oscilografia, juntamente a esse fato, vê-se uma crescença na utilização de sistemas inteligentes aplicados no diagnóstico de distúrbios em sistemas elétricos de potência. Deste modo, visando auxiliar o trabalho dos especialistas, bem como reduzir o tempo em que as unidades geradoras ficam fora de operação devido a distúrbios, busca-se aqui a elaboração de um sistema de diagnóstico e classificação de distúrbios em plantas geradoras de energia elétrica baseado em lógica fuzzy capaz de diferenciar situações operacionais e de conhecimento dos operadores das situações de contingência bem como classificar a natureza dos distúrbios que causam o desligamento de uma unidade de geração de acordo com as informações obtidas dos registros oscilográficos de longa duração, além de integralizar os eventos em um aspecto multi-máquina. / The electric power systems are getting more complex and covering larger areas day by day. This fact has been contribuiting to the development of monitoring techniques that aim to help the analysis, control and planning of power systems. Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems, Wide Area Measurement Systems and disturbance record systems. Unlike SCADA and WAMS, disturbance record systems are mainly used for offilne analysis in occurrences where a fault resulted in tripping of and apparatus such as a transimission line, transformer, generator and so on. The device responsible for record the disturbances is called Digital Fault Recorder (DFR) and records, basically, electrical quantities as voltage and currents and also, records digital information from protection system devices. Generally, in power plants, all the DFRs data are centralized in the utility data centre and it results in an excess of data that difficults the task of analysis by the specialist engineers. This dissertation shows a new methodology for automated analysis of disturbances in power plants. A fuzzy reasoning system is proposed to deal with the data from the DFRs. The objective of the system is to help the engineer resposnible for the analysis of the DFRs’s information by means of a pre-classification of data. For that, the fuzzy system is responsible for generating unit operational state diagnosis and fault classification.

Orientador: Ernesto Ruppert Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T03:57:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lazarini_MarcosVinicius_M.pdf: 4342557 bytes, checksum: cca354c6cf0938fd0151555654c04067 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo detalhado de uma configuração de controle direto de torque (DTC) de motores de indução trifásicos usando modulação em largura de pulsos por vetores espaciais, controlador de estrutura variável tipo modos deslizantes (sliding mode) e estimador de velocidade adaptativo do tipo MRAS (model reference adaptive system). Procurou-se apresentar um tutorial detalhado sobre o assunto onde, desde a modelagem matemática adequada do motor de indução trifásico e do controle direto de torque, da modelagem do controlador tipo modos deslizantes e do estimador MRAS até a programação do sistema em processador digital de sinais foram detalhadas. Construiu-se uma plataforma experimental no Laboratório de Eletrônica de Potência da FEEC/UNICAMP para comprovação dos resultados teóricos obtidos através de modelagens matemáticas e simulações digitais realizadas. Os resultados em geral se mostraram adequados e o trabalho certamente contribuiu bastante para a formação do autor para trabalhos de pesquisas científica e tecnológica. Espera-se que o resultado deste trabalho venha contribuir para o estudo de futuros pesquisadores e para o ensino de pós-graduação e, quem sabe de graduação também, nas áreas de controle, eletrônica de potência e controle de máquinas elétricas. / Abstract: This work presents a detailed study of a three-phase induction motor direct torque control (DTC) using space vector pulse width modulation, variable structure controller of sliding mode type and a MRAS rotor speed estimator (model reference adaptive system). It is shown here a detailed tutorial, covering the three-phase induction motor dynamic mathematical modeling and the direct torque control, the sliding mode controller and the MRAS estimator model, up to the digital signal processor programming structure. An experimental set-up was built in the Power Electronics Laboratory of the FEEC/UNICAMP in order to confirm the theoretical results obtained using dynamic simulation. The results obtained were considered adequate in various situations, and the development of this work became a fundamental contribution to the author in terms of his scientific and academic research skills improvement. It is expected that this work could contribute to the future researchers' learning process and also to the graduate and undergraduate control students, control of electrical machines students and power electronics learning process. / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

This thesis presents System Identification based On-Line Health Monitoring to analyse the dynamic behaviour of the Switch-Mode Power Converter (SMPC), detect, and diagnose anomalies in passive electronic components. The anomaly detection in this research is determined by examining the change in passive component values due to degradation. Degradation, which is a long-term process, however, is characterised by inserting different component values in the power converter. The novel health-monitoring capability enables accurate detection of passive electronic components despite component variations and uncertainties and is valid for different topologies of the switch-mode power converter. The need for a novel on-line health-monitoring capability is driven by the need to improve unscheduled in-service, logistics, and engineering costs, including the requirement of Integrated Vehicle Health Management (IVHM) for electronic systems and components. The detection and diagnosis of degradations and failures within power converters is of great importance for aircraft electronic manufacturers, such as Thales, where component failures result in equipment downtime and large maintenance costs. The fact that existing techniques, including built-in-self test, use of dedicated sensors, physics-of-failure, and data-driven based health-monitoring, have yet to deliver extensive application in IVHM, provides the motivation for this research ... [cont.].

AC-DC converters find application in every day life as a front-end to DC-DC and DC-AC converters. Active three-phase converters shape the three-phase input current to be sinusoidal and to be in-phase with the input voltage, as well as to provide a steady DC output voltage. This thesis investigates various active three-phase rectifier and control topologies and identifies a rectifier and control topology most suitable for use in converting a variable voltage variable frequency generator output to a DC voltage. In this dissertation, design relations are derived for determining the plant transfer response (for the suitable topology/controller), design equations are derived for designing/choosing the filter components, and guidelines are derived that will assist in choosing the right semi-conductor components and to give an estimation of expected system efficiency. The dissertation investigates the implementation of both analogue and digital control and provides implementation methodologies for both controllers. Expected results are verified by simulation and a build-up prototype. It was shown that the VIENNA rectifier is able to convert a generator type input, with variable input voltage amplitude and variable frequency, to a constant DC-bus voltage whilst controlling the input current to be sinusoidal and in phase with the input voltage. The rectifier was able to maintain a constant DC voltage at the output for input voltages as low as half the rated input voltage and for an equivalent output power of half the rated output power. This suggests that the VIENNA rectifier, controlled as a dual-boost rectifier, is suitable for applications that require power factor corrections and simultaneously operate from a wide input voltage range. / Dissertation (MEng (Electrical Engineering))--University of Pretoria, 2007. / Electrical, Electronic and Computer Engineering / MEng / unrestricted

Orientadores: Jose Antenor Pomilio, Simone Buso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:54:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_RicardoQuadros_D.pdf: 40226020 bytes, checksum: 3daf262738d5d4691a16184af4e741f1 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta tese apresenta uma nova forma de conexão direta entre um gerador de indução trifásico e uma rede monofásica, situação típica de ambientes rurais, com possibilidade de geração local de energia. O funcionamento do sistema prevê que seja garantida ao usuário local energia elétrica de boa qualidade. Por energia de boa qualidade entende-se: tensões senoidais e equilibradas, freqüência fixa e boa regulação de tensão. Para a rede monofásica, controla-se o fluxo de potência de modo que o fator de potência resultante seja unitário. A obtenção destes comportamentos se dá com o uso de um conversor CC-CA PWM trifásico, conectado em derivação no ponto de acoplamento das cargas locais. Por este conversor flui uma parcela da potência da carga relacionada com desequilíbrios e distorções. A maior parte da potência ativa não precisa ser processada pelo conversor, o que dá a esta solução um rendimento maior do que se obtém com as alternativas de dupla conversão. O sistema completo de geração distribuída pode receber energia, da geração CA (gerador de indução), de uma fonte CC (células a combustível, painéis fotovoltáicos ou bancos de baterias) conectada ao barramento CC do conversor PWM ou da rede monofásica. No caso de alimentação apenas pela rede, tem-se uma estrutura de conversão mono-trifásica interativa com a linha / Abstract: This thesis proposes a novel solution to connect a three-phase induction generator directly to a single-phase feeder. Typical situations are found in rural areas in which is possible to obtain local power generation. High power quality at the customers such as sinusoidal and balanced voltages, constant frequency and regulated AC voltage, is provided. Additionally, unity power factor on the feeder is obtained. A three-phase shunt voltage source inverter VSI-PWM is connected at the point of common coupling. This converter processes a fraction of the load power that is associated with unbalances, reactive power and harmonics, as well. The efficiency of the partial power processing is higher when compared to double-conversion systems. On the other hand, the system is able to manage a DC source as a fuel cells, a solar panel and batteries. If only the single-phase source is available, the system operates as a single to three-phase line-interactive converter / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Practice of landing with paraglider is very inefficient since every flight requires lengthy preparation. Therefore paragliding schools look for a more efficient alternative how to train new pilots. A paraglider flying simulator, which is the subject of this Master`s Thesis, could be that alternative. The design of the simulator includes three parts: a mechanical part - a frame to hang a pilot, that is the same as in real paraglider; an electronic part - scanning of pilot`s control actions and control of force in breaks of a paraglider; and a software part - a design of firmware for a microcontroller. Within the Master`s thesis a function prototype has been made.

Important considerations of a photovoltaic (PV) source are achieving a high voltage and drawing currents with very little ripple component from it. Furthermore, the output from such a source is variable depending on irradiation and temperature. In this research, literature review of prior methods employed to boost the output voltage of a PV source is examined and their limitations identified. This research then proposes a multi-phase tapped-coupled inductor boost DC-DC converter that can achieve high voltage boost ratios, without adversely compromising performance, to be used as an interface to a PV source. The proposed converter achieves minimal current and voltage ripple both at the input and output. The suitability of the proposed converter topology for variable input voltage and variable power operation is demonstrated in this dissertation. The proposed converter is also shown to have good performance at high power levels, making it very suitable for high power applications. Detailed analysis of the proposed converter is done. Advantages of the proposed converter are explained analytically and confirmed through simulations and experimentally. Regulation of the converter output voltage is also explained and implemented using a digital controller. The simulation and experimental results confirm that the proposed converter is suitable for high power as well as variable power, variable voltage applications where high voltage boost ratios are required. / Dissertation (MEng)--University of Pretoria, 2013. / gm2014 / Electrical, Electronic and Computer Engineering / Unrestricted