Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 410667.pdf: 1502731 bytes, checksum: 5e575de82f77f897314b99ad13e26f96 (MD5) Previous issue date: 2008-12-17 / Para acompanhar a crescente demanda energ?tica da sociedade moderna, os sistemas de gera??o, transmiss?o e distribui??o de energia el?trica foram expandidos e modernizados ao longo das ?ltimas d?cadas, como conseq??ncia sua complexidade operativa foi significativamente incrementada, tornando necess?rio o controle de um grande n?mero de pontos de interliga??es e de conex?es com sistemas de gera??o. Al?m disso, o processo de desregulamenta??o do setor el?trico fez com que as empresas utilizassem seus ativos de uma forma mais eficiente, e como conseq??ncia, mais pr?ximo de seus limites f?sicos, e assim, ficando mais suscept?veis a fen?menos como perda de sincronismo, atua??es de dispositivos de prote??o, queda de freq??ncia, colapso de tens?o e corte de cargas. Acompanhando a complexidade operativa do sistema, um grande n?mero de ferramentas computacionais, com diferentes funcionalidades, foram desenvolvidas especificamente para facilitar e qualificar as atividades dos centros de controle, dando origem ao que se chama hoje de EMS (Energy Management Systems). Diante desse contexto, surge ent?o a necessidade da capacita??o dos profissionais envolvidos na opera??o do sistema, uma vez que os mesmos devem ser treinados tanto no aspecto de compreens?o do comportamento f?sco do sistema el?trico, como no aspecto de utiliza??o das ferramentas computacionais disponibilizadas no centro de controle. Esse trabalho apresenta uma proposta de implementa??o de um sistema OTS (Operator Training Simulator) para auxiliar o treinamento de operadores de centro de controle. Para tal implementa??o ? proposta a utiliza??o de um protocolo industrial padronizado, o OPC-DA (OLE for Process Control Data Access), que possibilita que a interface entre o sistema de simula??o e o operador seja o mesmo sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) utilizado para operar o sistema real, possibilitando um maior grau de proximidade entre o ambiente de treinamento e o ambiente de trabalho real. Al?m de possibilitar o aproveitamento dos hardwares e dos softwares SCADA j? existentes no centro de controle, a abordagem proposta possibilita que diferentes tipos de treinamento sejam elaborados, disponibilizando versatilidade e agilidade ao processo de aprimoramento t?cnico dos profissionais envolvidos na opera??o do sistema el?trico.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 423038.pdf: 1137752 bytes, checksum: c77d0b01a9586f77c4f36bda9e52dd2c (MD5) Previous issue date: 2010-03-29 / Esta disserta??o apresenta uma estrat?gia de controle robusto para seguimento de refer?ncia senoidal com erro nulo e rejei??o de componentes harm?nicos em regime permanente, para uma fonte ininterrupta de energia (UPS Uninterruptable Power Supply) monof?sica de 5kVA. Com este objetivo, empregam-se m?ltiplos compensadores ressonantes os quais s?o sintonizados na freq??ncia fundamental e nas componentes harm?nicas mais importantes presentes em cargas n?o lineares. A formaliza??o do projeto dos ganhos dos compensadores ressonantes baseia-se na formula??o por desigualdades matriciais lineares (LMI Linear Matrix Inequalities) considerando varia??es de carga linear e dist?rbios. As condi??es de projeto utilizadas nesta disserta??o garantem a estabilidade robusta do sistema de controle e incorpora requisitos de desempenho transit?rio (D-estabilidade) e rejei??o de dist?rbios (norma H∞). Para avaliar o comportamento da t?cnica de controle proposta, realizam-se v?rios experimentos em laborat?rio considerando cargas lineares e n?o lineares de acordo com a norma IEC-62040-3, onde verifica-se o bom comportamento do sistema de controle em termos de resposta transit?ria, regula??o, e rejei??o de harm?nicos.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2015-06-17T12:02:56Z No. of bitstreams: 1 470517 - Texto Completo.pdf: 3643142 bytes, checksum: 1f5335f433b80cbcbe58f559422c4f72 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-17T12:02:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 470517 - Texto Completo.pdf: 3643142 bytes, checksum: 1f5335f433b80cbcbe58f559422c4f72 (MD5) Previous issue date: 2015-01-07 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / This work presents the simultaneous conduction mode (SCM), which is applied to the operation of the Zeta converter. This mode has the ability to implement an ideal power factor corrector (PFC) employing only one feedback control loop. In SCM, the current in the main switch and in the diode flows simultaneously within one of the operation stages. In SCM, the power converter presents characteristics of both conduction modes: continuous conduction mode (CCM) and discontinuous conduction mode (DCM). In SCM, the currents in the inductors of the power converter are never nullified, which is a typical behavior of the CCM. Nevertheless, the SCM does that while obtaining an ideal PFC with just one control loop. The SCM maintains its features, regardless of its control variable being the output current or the output voltage of the power converter. The solely application of a fixed duty cycle controller is enough to attain all these advantages, which is usually a feature of the DCM for PFCs of the flyback family. In order to validate the proposed technique, a complete study of the Zeta converter working in this new operation mode was performed.This study has included a qualitative and a quantitative power converter analysis. These analyses resulted in the development of a design methodology for the Zeta power converter working as a PFC in the SCM. In order to validate the present study, a prototype of the Zeta PFC for operation in the SCM was designed and built. This prototype was developed, as a case of study, to drive a power LED lamp (180?W). Thus, it was obtained the desired experimental confirmation for the research. The main advantage of the SCM, in comparison to the CCM, lies in its ability to maintain the input current of the PFC sinusoidal and in phase with the input voltage, which is imposed by the mains through the use of just a single PWM controller with fixed duty cycle. These results have, also, shown that the current peaks in the main semiconductors of the power converter are lower than their respective values in the DCM. However, this new operation mode results in the increase of the voltages on the main switch and diode in relation to the conventional power converter operation. The research of the application of the proposed method to other power converters is suggested to further works. / Este trabalho prop?e a opera??o do conversor Zeta no modo de condu??o simult?nea (MCS), cujo interesse reside na capacidade de implementa??o de um pr?-regulador do fator de pot?ncia (PFP) ideal empregando apenas um la?o de realimenta??o. Quando o conversor trabalha no MCS, a chave principal e o diodo conduzem simultaneamente em um de seus est?gios de opera??o. Neste modo de condu??o, o conversor est?tico apresenta caracter?sticas de ambos os modos de condu??o conhecidos at? agora: o modo de condu??o cont?nua (MCC) e o modo de condu??o descont?nua (MCD). A opera??o no MCS resulta em um conversor est?tico operando como se estivesse no MCC, uma vez que a corrente nos indutores nunca se anula. Embora mantenha o conversor est?tico trabalhando com esta caracter?stica do MCC, o MCS permite a obten??o de um comportamento quase ideal do PFP, utilizando apenas um ?nico controlador, seja ele de corrente ou de tens?o, o qual mant?m a raz?o c?clica do conversor constante, assim como usualmente ocorre com os PFPs da fam?lia redutor-elevador quando operam no MCD.Visando validar esta t?cnica, foi realizado um estudo do conversor operando desta forma que incluiu o desenvolvimento das an?lises qualitativa e quantitativa do conversor, as quais culminaram na elabora??o de uma metodologia de projeto. Assim, realizou-se o projeto de um PFP, baseado no conversor Zeta, para energizar uma lumin?ria LED de 180 W, operando no MCS, como estudo de caso. A lumin?ria utilizada ? o modelo High Power LED Baylight da empresa Luckysunny?. Os resultados obtidos experimentalmente validaram a estrat?gia proposta, uma vez que, com a opera??o do conversor Zeta no MCS reduz-se a ondula??o (ripple) da corrente nos semicondutores em rela??o ? opera??o no MCD. A principal vantagem da opera??o no MCS reside no fato deste manter a corrente de entrada do PFP senoidal em fase com a tens?o imposta pela rede el?trica com apenas uma malha de controle da vari?vel de sa?da de interesse seja ela tens?o ou corrente como no estudo de caso em quest?o. Isto reduz o custo e a complexidade do controlador do conversor. Entretanto, esta estrat?gia apresenta sobretens?o na chave principal e no diodo como principal desvantagem. Sugere-se a investiga??o da aplica??o da metodologia de projeto proposta a outros conversores.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 402243.pdf: 1172347 bytes, checksum: 06a261613601cbc3e17f4448e9898027 (MD5) Previous issue date: 2008-03-28 / Esta disserta??o apresenta uma metodologia de controle de tens?o e pot?ncia reativa de sistemas de distribui??o baseada em um controle centralizado, composto por uma cascata de controladores fuzzy do tipo Mamdani. Este tipo de controle ? filosoficamente separado em duas fun??es: o controle de tens?o e o controle de reativos. Entretanto, para que haja efic?cia do controle sobre a rede, de forma segura e econ?mica, ? necess?ria uma coordena??o dos dispositivos de controle de tens?o e das fontes de reativos presentes na rede, a qual costuma ser referenciada como controle volt/var. A metodologia desenvolvida executa a coordena??o dos dispositivos de controle de tens?o e fontes de reativos de redes de distribui??o de m?dia tens?o, que inclui os transformadores com mudan?a de tap sob carga LTC, banco de capacitores localizados nas subesta??es e ao longo dos alimentadores e reguladores de tens?o dos alimentadores. Isto ? efetuado utilizando-se um conceito de faixa de regula??o, onde ? estabelecida uma banda morta de n?vel de tens?o para que haja atua??o dos controles, os quais s?o selecionados atrav?s da utiliza??o de efetividades dos equipamentos de controle em rela??o ? tens?o nos n?s da rede. S?o explorados os efeitos do modelo de carga sob o controle e o impacto de fechamento de malhas como op??o de opera??o em redes de m?dia tens?o. S?o apresentados, ainda, os resultados e an?lises das simula??es de dois sistemas de distribui??o que demonstram a efic?cia da proposta apresentada.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 405417.pdf: 1389351 bytes, checksum: 6f00a0ed9add46a5b7f8106681a81fdd (MD5) Previous issue date: 2008-01-31 / Com abertura do mercado de energia el?trica e o aumento da competitividade no setor el?trico brasileiro, as concession?rias de energia buscam ferramentas para minimizar as perdas comerciais e maximizar seus lucros. Visando solucionar este problema foi desenvolvido um m?todo de minera??o de dados para detec??o de desvio de comportamento no uso de energia em concession?ria de energia el?trica. Pois quanto menos perde-se, menos precisa ser gerado, e menos se desperdi?a recursos naturais. Na elabora??o do m?todo compreendeu etapas de an?lise e avalia??o dos dados, assim como constru??o de um Data Warehouse mais adequado para o desenvolvimento deste trabalho. Foram analisadas curvas de cargas dos clientes e atrav?s dessa an?lise observou-se o perfil de consumo dos mesmos, embasados na an?lise foram aplicados os algoritmos de minera??o de dados, como o algoritmo de associa??o Apriori para fornecer padr?es de indicadores de perfil dos consumidores bem como os algoritmos de ?rvore de Decis?o e Classificadores Bayesianos. Os resultados validam o m?todo desenvolvido e implementado permitindo sua utiliza??o em uma concession?ria de energia el?trica sendo utilizado como mais uma ferramenta de GLD para auxiliar e somar-se a a??es j? existentes na concession?ria.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 411910.pdf: 2200612 bytes, checksum: 4c44c72a81a3bd7eec64bd78b4b6c50a (MD5) Previous issue date: 2009-03-27 / Esta disserta??o apresenta o desenvolvimento e a implementa??o de uma estrat?gia alternativa para o controle da tens?o de sa?da em Fontes Ininterruptas de Energia (tamb?m chamadas de UPS - Uninterruptible Power Supply). Esta estrat?gia ? denominada Controlador Proporcional, Senoidal e Cossenoidal (PSC). Os ganhos deste controlador s?o obtidos atrav?s de t?cnicas de otimiza??o convexa baseadas na formula??o LMI (Linear Matrix Inequality). Atrav?s destas t?cnicas, determina-se um controlador do tipo realimenta??o de estados tal que os p?los em malha fechada do sistema estejam contidos em uma especificada regi?o no plano s, al?m de minimizar um limitante superior da norma H do sistema, de forma a minimizar a influ?ncia de dist?rbios da carga na tens?o de sa?da da UPS. Uma UPS comercial, controlada atrav?s de um Controlador PID (Proporcional, Integral e Derivativo), ? apresentada neste trabalho, bem como, seus testes de desempenho mediante carga linear e n?o-linear. Por fim, troca-se a a??o do Controlador PID pela estrat?gia alternativa proposta (Controlador PSC) e realizam-se novas simula??es e novos testes. Observa-se em todos os resultados apresentados, tanto simulados quanto pr?ticos, uma melhora bastante significativa devido ? utiliza??o do Controlador PSC, sem acr?scimo de custo no hardware utilizado comercialmente. Com isto, confirma-se a viabilidade da utiliza??o desta estrat?gia de controle em UPS comerciais.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 423831.pdf: 7361377 bytes, checksum: efe75f73ad733990c4a7abe99efa1fdc (MD5) Previous issue date: 2010-03-31 / Este trabalho apresenta uma metodologia de projeto para controladores Repetitivos aplicados a sistemas ininterruptos de energia sujeitos a grandes varia??es de carga. A estrutura do controlador Repetitivo se baseia no princ?pio do modelo interno, pois, atrav?s da inclus?o de um elemento de atraso temporal na malha de controle, incruem-se infinitos p?los no eixo imagin?rio em freq??ncias m?ltiplas inteiras da freq??ncia fundamental. Desta forma, ? poss?vel seguir sinais seno?dais e tamb?m rejeitar harm?nicos em regime permanente. o objetivo principal desta disserta??o ? a obten??o de condi??es de projeto de uma realimenta??o de estados (da planta e do controlador) na forma de desigualdades matriciais lineares (LMIs). As condi??es de estabiliza??o s?o baseadas em funcionais de Lyapunov-Krasovskii e inclui uma restri??o para garantir uma taxa de decaimento exponencial do Sinal erro com um m?nimo esfor?o de controle. Os ganhos obtidos garantem a estabilidade do sistema para toda a faixa de varia??o de carga que ? considerada como um par?metro incerto com valores m?ximo e m?nimo conhecidos. o controlador Repetitivo ? projetado no dom?nio cont?nuo utilizando duas realiza??es distintas. Em ambas as realiza??es s?o obtidas as representa??es por espa?o de estados do sistema aumentado (incluindo estados da planta e do controlador) visando a s?ntese dos ganhos da realimenta??o de estados. Nas duas abordagens esses ganhos s?o obtidos atrav?s da formula??o LMI a qual ? determinada numericamente utilizando programas (solvers) dispon?veis na literatura. Resultados experimentais s?o obtidos considerando um inversor de tens?o CC-CA monof?sico comerciai o qual ? submetido a cargas do tipo linear e n?o linear. O controlador cont?nuo, obtido numericamente, ? discretizado e implementado em uma plataforma de tempo real baseada na placa de aquisi??o de dados dSPACE? DS1104 operando em conjunto com a plataforma Matlab/Simulink?. Os ensaios realizados em tempo real demonstram o bom comportamento din?mico e est?tico do sistema de controle, demostrando a sua capacidade de rejeitar dist?rbios peri?dicos na carga.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 452976.pdf: 2671050 bytes, checksum: 99da8d60647852afabf102b73646c3cf (MD5) Previous issue date: 2013-08-31 / This work proposes the study and implementation of resonant controllers applied to photovoltaic panels grid-tied by a Zeta converter. This converter is designed to synthesize a rectified sinusoidal waveform current with low-harmonic content. Operating in discontinuous conduction mode, the Zeta Converter is connected to a full-bridge inverter so that one semi-cycle of the output current is inverted for every cycle of the power grid voltage, allowing the connection of PV panels to the power grid. The assembly formed by PV panel and inverter is known as Module-Integrated Inverter (MII). By aiming the project of resonant controllers, an analysis of the Zeta converter is presented, including its state-space model proposed in previous works. Furthermore, fundamental robust control concepts involved on the resonant controllers project are presented. In order to determine the gains of the resonant controllers, a formulation based on Linear Matrix Inequalities (LMIs) that guarantees the stability and performance of the closed-loop system is presented. A state-observer is also designed, reducing the number of variables that must be measured. Finally, the developed control strategy is validated through computational simulations and laboratorial tests on a prototype specially developed to this purpose. The results obtained by the experimental results validated the purpose, confirming the viability of using resonant controllers for this application, in order to synthesize a sinusoidal current waveform with low-harmonic content, synchronized with the power grid. / Este trabalho prop?e o estudo e a aplica??o de controladores ressonantes desenvolvidos para um Conversor Zeta, o qual foi concebido para sintetizar ? sua sa?da uma forma de onda de corrente senoidal retificada, com baixo conte?do harm?nico, visando desta forma o aproveitamento da energia gerada a partir de pain?is solares fotovoltaicos (PV). Operando no modo de condu??o descont?nuo, o conversor Zeta ? conectado em cascata a um inversor em ponte completa, visando inverter um dos semiciclos da sua corrente de sa?da a cada ciclo da tens?o da rede, permitindo assim a conex?o dos pain?is PV ? rede el?trica da concession?ria de energia. O conjunto formado por painel PV e inversor ? conhecido como Inversor M?dulo-Integrado. Visando o projeto dos controladores ressonantes, apresenta-se uma an?lise do Conversor Zeta, incluindo o modelo de espa?o de estados proposto em trabalhos anteriores. Em seguida, apresentam-se conceitos fundamentais de controle robusto envolvidos no projeto dos controladores ressonantes. Para determina??o dos ganhos dos controladores ressonantes, apresenta-se uma formula??o baseada em desigualdades matriciais lineares (LMIs). Um observador de estados tamb?m ? projetado, visando diminuir o n?mero de vari?veis a serem medidas. Logo depois, a metodologia de controle ? apresentada, acompanhada do projeto do observador de estados. Por fim, a estrat?gia de controle desenvolvida ? validada atrav?s de simula??es computacionais e atrav?s de ensaios laboratoriais em um prot?tipo especialmente elaborado para este fim. Os resultados obtidos experimentalmente validaram a proposta, resultando na s?ntese de uma forma de onda senoidal de corrente, com baixo conte?do harm?nico, sincronizada com a rede el?trica da concession?ria.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 462067.pdf: 5781718 bytes, checksum: 98ad211f1afb89ab6c60f9a262f8501f (MD5) Previous issue date: 2014-08-19 / This document addresses the application of resonant and repetitive controllers designed with the aid of Linear Matrix Inequalities (LMI) to active roller guides for high speed elevators. The active roller guides are used to reject lateral vibrations arising from irregularities in the alignment guides. The development of the controllers is based on a linear mathematical model in state space that represents the dynamics of the system in two orthogonal planes. A computational model was constructed and used to conduct computer simulations with the proposed controllers. The efficiency of the proposed controllers will be illustrated through simulation examples. This document was achieved in cooperation with Hewlett-Packard Brasil Ltda. using incentives of Brazilian Informatics Law (Law no 8.2.48 of 1991). / Este trabalho apresenta a aplica??o de controladores ressonantes e repetitivos em conjunto com a formula??o baseada em desigualdades matriciais lineares (do ingl?s, Linear Matrix Inequalities - LMI ), para controlar um sistema de roletes de guias ativos para elevadores de alta velocidade. Esses roletes de guias t?m como fun??o rejeitar vibra??es laterais provenientes das irregularidades nas guias de alinhamento. O desenvolvimento dos controladores ? baseado no uso de um modelo matem?tico linear em espa?o de estados que representa a din?mica do sistema em dois planos ortogonais. Um modelo computacional foi constru?do e utilizado para a realiza??o de simula??es computacionais com os controladores propostos. A efici?ncia dos controladores propostos ser? ilustrada atrav?s de exemplos de simula??o. O presente trabalho foi alcan?ado em coopera??o com a Hewlett- Packard Brasil Ltda. e com recursos provenientes da Lei de Inform?tica (Lei no 8.248, de 1991).

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2015-11-12T11:46:12Z No. of bitstreams: 1 476059 - Texto Completo.pdf: 11820335 bytes, checksum: 97522b958c96b8b2b663777e9ec46881 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-12T11:46:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 476059 - Texto Completo.pdf: 11820335 bytes, checksum: 97522b958c96b8b2b663777e9ec46881 (MD5) Previous issue date: 2015-08-17 / This dissertation proposes novel control schemes in order to track periodic references and/or reject periodic disturbances with time-varying frequency. The proposed methodology is based on a ?-domain concept, where the interest signals possess a constant period. By employing the Internal Model Principle, this domain allows the design of linear controllers that ensure tracking and/or rejection performance to the targeted class of signals. The main objective is, then, to transform these controllers dynamical description from ?-domain to the usual time domain. This idea was explored to modify the Resonant and Repetitive Controllers, traditional approaches based on the Internal Model Principle, yielding Transformed Resonant and Repetitive Controllers, the proposed control schemes that deal with large period variations. Robust control methodologies based on Linear Matrix Inequalities are presented in order to synthesize the controllers parameters and assure robust closed-loop stability and performance. The advantages of the proposed control architectures, in comparison to traditional strategies, are evaluated by simulated applications with time-varying period signals, such as eccentric direct current motors, frequency inverters and wind turbines. Besides the continuous time formulation, this work presents discrete time synthesis methodologies and implementation of the Transformed Resonant and Repetitive Controllers. In the end, experimental results with an eccentric direct current motor show the benefits of the proposed controllers in contrast to the traditional ones. / Esta disserta??o prop?e novas topologias de controle para o seguimento de sinais de refer?ncia peri?dicos e/ou rejei??o de sinais de dist?rbio peri?dicos quando a frequ?ncia destes sinais ? variante no tempo. A metodologia proposta baseia-se na constru??o de controladores em um novo dom?nio-?, onde os sinais de interesse podem ser representados com per?odo constante. Neste dom?nio, ? poss?vel empregar o Princ?pio do Modelo Interno para o projeto de controladores lineares que garantem desempenho de seguimento e/ou rejei??o para estes sinais. O objetivo central deste trabalho ?, portanto, uma metodologia para transforma??o da representa??o din?mica de controladores definidos no dom?nio-? para o usual dom?nio do tempo. Esta ideia foi explorada para modifica??o dos Controladores Ressonante e Repetitivo, abordagens do Princ?pio do Modelo Interno tradicionais na literatura para tratamento de sinais peri?dicos, originando os Controladores Ressonante e Repetitivo Transformados, as topologias de controle propostas que consideram ampla varia??o no per?odo dos sinais. Para realizar o projeto dos par?metros destas arquiteturas de controle e garantir estabilidade e desempenho robusto em malha-fechada, s?o consideradas metodologias de s?ntese robusta baseadas em Desigualdades Matriciais Lineares. As vantagens das estrat?gias de controle propostas, em rela??o ?s abordagens tradicionais, s?o demonstradas por meio de simula??es de aplica??es pr?ticas que apresentam per?odo variante no tempo, como motores de corrente cont?nua com cargas exc?ntricas, inversores de frequ?ncia trabalhando com tens?es alternadas de frequ?ncia fundamental vari?vel e turbinas e?licas. Al?m da formula??o em tempo cont?nuo, este trabalho apresenta ao final uma metodologia de projeto e implementa??o em tempo discreto dos Controladores Ressonante e Repetitivo Transformados. Resultados experimentais com um motor de corrente cont?nua exc?ntrico, por fim, comprovam os benef?cios das estrat?gias de controle propostas em rela??o aos controladores tradicionais.