Orientador : Gustavo H. da C. Oliveira / Coorientador : Gideon V. Leandro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 29/08/2016 / Inclui referências : f. 100-103 / Área de concentração / Resumo: O sistema elétrico de potência precisa manter a qualidade e confiabilidade de operação. Entre outros fatores, isto significa manter a frequência com o mínimo de variação, responsabilidade esta do controlador de carga e frequência. Considerando as não-linearidades no sistema de uma usina hidroelétrica, o controle de carga e frequência é um assunto ainda em aberto exigindo amplo estudo. Neste trabalho propõe-se aplicar ao problema de controle de carga e frequência em usinas hidroelétrica uma técnica controle H? com otimização por Algoritmos Genéticos para obter um controlador PID. Mais especificamente, são usados algoritmos genéticos para sintonizar os parâmetros de um PID pelos critérios do controle H? robusto. O resultado é um controlador simples que ao mesmo tempo herda a principal característica do controlador H? robusto: a estabilidade robusta frente à variação do modelo do sistema. Neste problema o processo é o sistema elétrico cujo modelo varia conforme o carregamento. Para ser possível aplicar a técnica proposta, foram necessárias algumas modificações no modelo do sistema e na descrição usual da técnica de controle H?. Como estudo de caso, foram utilizados um sistema elétrico com uma área e uma usina, baseado em uma usina do Sistema Elétrico de Potência (SEP) Brasileiro, e outro sistema elétrico de potência composto por duas usinas. Analisa-se o comportamento do controlador proposto em situações de isolamento inesperado da área. Os resultados obtidos foram promissores ao apresentar desempenho superior aos controladores previamente propostos para a mesma situação. Palavras-chave: Sistema Elétrico de Potência, Controle de Carga e Frequência, Usina Hidroelétrica, Controle Robusto, Controle H?, Algoritmo Genético. / Abstract: The electric power system must maintain operation quality and reliability. Among others factors, this means to keep the frequency constancy, and this is the purpose of load frequency control. Because of the non-linearities in the hydroelectric power plant, the load frequency control is an open problem and requires extensive study. In this work, we propose to apply to load frequency problem in hydroelectric power plant a technique of H? control with optimization by Genetic Algorithm to obtain a PID controller. More specifically, we used genetic algorithms to tune the PID parameters using H? control specification. The result is a simple controller that at same time inherits the main feature of H? robust control: the robust stability to the variation of system model. In this problem the plant is the electric system whose model changes according load. To be possible apply the proposed technique, it were required some alteration in the model of system and in the usual description of the H? control technique. The case study was a single area and single power plant electric system, based in a power plant of Brazilian Electric Power System, and other composed of two power plants. It was analyzed the behavior of an area in an unexpected isolating. The obtained results were promising to present superior performance to the previously proposed controllers for the same situation. Key-words: Electric Power System, Load Frequency Control, Hydroelectric Power Plant, Robust Control, H? Control, Genetic Algorithm.

Orientador : Prof. Dr. Alexandre Rasi Aoki / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 20/05/2016 / Inclui referências : f. 120-122 / Área de concentração: Sistemas ede energia / Resumo: Ações de gerenciamento pelo lado da demanda (GLD) são objeto de estudo desde meados da década de 1980. Com o advento das redes elétricas inteligentes, esperase um grande avanço na disseminação de ações de GLD, uma vez que a "inteligência" da rede elétrica permite um volume de informações para o consumidor final sem precedentes, permitindo uma efetiva gestão do consumo de energia elétrica. Dentro deste contexto de gestão do consumo de energia elétrica, destaca-se o Programa de Eficiência Energética (PEE), no qual as distribuidoras de energia elétrica são obrigadas a aportar recursos em ações essencialmente de GLD. O PEE caracterizase como uma importante fonte de recursos para o aumento da eficiência energética do sistema elétrico, de forma que o presente trabalho objetiva definir e analisar uma metodologia para aplicação de tecnologias de redes elétricas inteligentes em consumidores residenciais, visando a execução de ações de eficiência energética. Para tanto foi levantado o arcabouço regulatório e das tecnologias com potencial de aplicação envolvendo o tema eficiência energética em redes elétricas inteligentes. Também foi realizada uma revisão da literatura, de modo a analisar publicações com grande relevância de forma a definir o estado da arte do tema. Partindo da metodologia padrão de cálculo de relação custo-benefício (RCB) definida para o PEE, foi desenvolvida uma metodologia para inserção de tecnologias relacionadas com redes elétricas inteligentes, consistindo de tomadas inteligentes e geração distribuída. De posse da metodologia para cálculo da RCB foram realizadas diversas simulações de modo a verificar a viabilidade destas ações em quatro tipos diferentes de consumidor: um representando a média dos consumidores de uma distribuidora (resultado de uma pesquisa de usos e posses de equipamentos), um perfil de baixo, médio e alto consumo. Através destes parâmetros foram realizadas simulações e foi delineado um cenário de viabilidade para aplicação destas tecnologias em consumidores residenciais. Ao variar os custos envolvidos nestas ações, pode-se observar uma sensível melhora na viabilidade com a redução de custos das tomadas inteligentes e da geração distribuída, uma vez que estas tecnologias estão em processo de amadurecimento, possuindo potencial para redução de preços no mercado. Mesmo com essa redução de custos não se chegou à viabilidade destas ações em termos de relação custo-benefício. A viabilidade das ações propostas somente foi atingida quando foram utilizadas outras fontes de recursos. Mesmo sendo o PEE a maior fonte nacional de recursos para eficiência energética, demonstra-se que somente estes recursos não são suficientes em termo de viabilidade técnicoeconômica, sendo necessários aportes financeiros dos consumidores que serão beneficiados. Por fim, verifica-se que a viabilidade destas ações é maior em consumidores com perfil de alta elasticidade, apresentando um tempo de retorno desta contrapartida em um tempo menor. Palavras-chave: Eficiência energética. Energia economizada. Gerenciamento pelo lado da demanda. Redes elétricas inteligentes. Redução de demanda na ponta. / Abstract: Demand-side management (DSM) actions are object of study since the mid-1980s. With the advent of smart grids, we expect a breakthrough in the application of DSM actions, since the "intelligence" of grid allows a wide range of information to be directed to the final energy consumer, enabling effective management of electricity consumption. Within this context of managing electricity consumption, there is the Energy Efficiency Program (EEP), in which the electricity utilities are obliged to apply part of their financial resources in GLD. The EEP is characterized as an important source of funds for increasing the energy efficiency of the electrical system, so that the present study aims to define and analyze a methodology for the implementation of smart grid technologies in residential consumers, aiming the execution of energy efficiency actions. For that it was studied the regulatory framework and technologies with potential application involving the energy efficiency theme in smart grids. Also a literature review was conducted to analyze publications with great importance in order to define the state of the art. Starting from the standard calculation of cost- benefit ratio methodology (CBR) set to EEP, a methodology to insert the technologies related to smart grids, consisting of smart outlets and distributed generation was developed. With the methodology for calculation of CRB, several simulations were performed to verify the feasibility of these actions on four different types of consumer: one representing the average consumer of an energy utility (based on a survey of uses and equipment possessions), a profile with low, medium and high electrical energy consumption. With these parameters some simulations were performed and was designed a feasibility stage for applying these technologies to residential customers. Varying the costs of these actions, it is possible to note a better viability when the costs of smart plug and distributed generation are lower, as far as these technologies are becoming common, so it is possible to reach lower prices at market. Even with these costs reduction it is not possible to reach a good CBR, and it was necessary to add another sources of financial investment. The EPP is the major source of investment to energy efficiency, but the resources of this Program are not enough to achieve a good CBR, so it is necessary a customer's investment. Finally, it is shown that the viability of these actions is better when these technologies were applied in customer with a higher elasticity, because the payback is lower. Keywords: Energy efficiency. Energy saving. Demand-side management. Smart grid. Peak shaving.

Orientadora : Profª. Drª. Thelma S. Piazza Fernandes / Coorientador : Prof. Dr. Clodomiro Unsihuay Villa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 28/04/2017 / Inclui referências : f. 84-88 / Resumo: Tendo em vista a crescente diversificação da matriz energética brasileira, que tem aumentado sua participação térmica e eólica, deve-se dar redobrada atenção ao provimento de reserva girante, pois a intermitência e natureza aleatória dos ventos resulta em um grande desafio para coordená-la a um sistema hidrotérmico de grande porte. Isto exige aumento da disponibilidade de reserva girante como solução para diminuir o risco de déficit nos momentos de quedas na geração eólica, o que resulta em um custo operativo maior. Assim, este trabalho propõe modelo computacional de apoio à decisão para despacho de potência e reserva para diferentes níveis de penetração de energia eólica e diversidade hidrológica. Para tanto, foi modelado um Fluxo de Potência Ótimo não linear e intertemporal, que além de realizar o despacho de potência ativa e reativa de um sistema hidrotérmico (incluindo restrições elétricas e energéticas) para um horizonte de uma semana ou um dia a frente, é capaz também de fazer alocação ótima de reserva girante (hidráulica e térmica). O modelo foi testado em um sistema de 33 barras que representa o sistema sul equivalente do Brasil. Os resultados obtidos para diferentes cenários hidrológicos e diferentes níveis de penetração eólica são capazes de identificar diferentes despachos de potência e de reserva distribuídos entre as fontes hidroelétricas e térmicas,assim como identificar diferentes custos operacionais envolvidos. Palavras chave:Reserva girante, geração eólica, despacho eólio hidrotérmico / Abstract: In view of the increasing diversification of the Brazilian energy matrix, which has increased its thermal and wind participation, attention should be paid to the provision of spinning reserve, because the intermittency and random nature of the winds result in a great challenge to coordinate it with a large hydrothermal system.This requires increasing the availability of spinning reserve as a solution to reduce the risk of deficits at times of wind power downtime, which results in a higher operating cost. Thus, this paper proposes a computational decision support model for power dispatch and reserve for different levels of wind energy penetration and hydrological diversity. In order to do so, a nonlinear and intertemporal Optimal Power Flow was modeled which, in addition to performing the active and reactive power dispatch of a hydrothermal system (including electrical and energy restrictions) for a horizon of one week or one day ahead, is capable also to allocate optimal spinning reserve (hydraulic and thermal). The model was tested in a system of 33 buses that represents the south equivalent system of Brazil.The results obtained for different hydrological scenarios and different levels of wind penetration are able to identify different power and reserve dispatches distributed between hydroelectric and thermal sources, as well as to identify different operational costs involved. Key words: Spinning reserve, wind generation, hydropower

Orientador : Prof. Dr. Eduardo Parente Ribeiro / Coorientador : Prof. Dr. Carlos Marcelo Pedroso / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 23/02/2017 / Inclui referências : p. 70-75 / Resumo: A evoluc¸a˜ o tecnolo' gica de dispositivos mo' veis e o aumento da disponibilidade de redes IP, criam novas oportunidades para distribuic¸a˜ o de conteu' do multimedia pela Internet. Atualmente os usua' rios teˆ m a possibilidade de acessar filmes, pec¸as de teatros, concertos de mu' sica transmitidos ao vivo ou armazenados sob-demanda. Aplicac¸o˜ es de tempo-real requerem alta qualidade de servic¸o, na˜ o sendo tolerantes a variac¸o˜ es do atraso me' dio por exemplo. Neste contexto, o delay-centric foi proposto para realizar handover entre redes mo' veis no protocolo SCTP. Sua proposta de realizar a troca de caminho utilizando o valor do atraso me' dio suavi- zado mostrou uma melhora significativa quando utilizado em aplicac¸o˜ es de tempo-real. Va' rios autores tem estudado a utilizac¸a˜ o do SCTP padra˜ o, do CMT e do CMT-PF em transmisso˜ es de v'?deo de tempo real. Este trabalho se propoˆ s a estudar a estabilidade de transmisso˜ es de v'?deo HD com diferentes caracter'?sticas de GOP, por protocolos de transporte multicaminho. Simulac¸o˜ es foram realizadas com trac¸ados de v'?deo de caracter'?sticas distintas e foram anali- sados, para fins de comparac¸a˜ o, o comportamento do delay-centric com diferentes histereses, SCTP padra˜ o, CMT e do CMT-PF. Foram utilizados cena' rios com va' rios n'?veis de diversidade e observadas me' tricas de atraso me' dio, Goodput, justic¸a na divisa˜ o do throughput e trhoughput me' dio nas interfaces dos agentes que enviavam e recebiam o v'?deo. Nos cena' rios com dois e treˆ s caminhos completamente disjuntos, os resultados obtidos confirmaram os dados conti- dos na literatura onde o delay-centric, independente da histerese, teve desempenho igual ou superior do CMT e ao CMT-PF. O SCTP Padra˜ o na˜ o se beneficiou da existeˆ ncia de mu' ltiplos caminhos, obtendo o pior desempenho dentre todos os protocolos estudados nos cena' rios com dois e treˆ s caminhos completamente disjuntos. Entretanto, no cena' rio com treˆ s no' s de acesso interligados a dois cores, com duas redes de acesso compartilhando um core, os resul- tados indicaram que o delay-centric sem histerese obteve o melhor desempenho dentre todos os protocolos estudados e o SCTP Padra˜ o mostrou melhor desempenho que o CMT, CMT-PF e delay-centric com histerese de 10ms, 20ms e 30ms. Palavras-chave: SCTP. Delay-centric. Multihoming. / Abstract: The mobile devices technological evolution and the increased availability of IP networks, create new opportunities for multimedia content distribution over Internet. Nowadays, users have ac- cess to movies, plays or music concerts live over demand via video streaming over the Internet. Real-time applications require high quality service and are not tolerant to delay variations. The delay-centric was initially proposed to make the handover between mobile networks in SCTP by using the smoothed round trip time and delivering a higher user experience on real-time appli- cations. Other authors have studied the use of CMT and CMT-PF in real-time video streaming. The main objective of this work is to study the stability of HD video streaming, with different GOP characteristics, using multipath transport protocols. Video traces were used in the simu- lations with various path configurations to compare the behavior of delay-centric with different hysteresis, standard SCTP, CMT and CMT-PF. Results were analyzed using the metrics of de- lay, jitter, Goodput, mean throughput and throughput division justice. In scenarios with two or tree disjoint paths, the results confirmed the previous results on the literature that the delay- centric, independent of hysteresis level, have same or better performance when compared to CMT and CMT-PF. The standard SCTP do not take advantage of the multiple disjoint paths, having the worst performance when compared to the other protocols. In scenarios with tree access nodes connected to two cores, with two access networks sharing the same core, the results showed that the delay-centric with no hysteresis 5have the best performance in compa- rison to the other protocols, followed by the standard SCTP that presented better performance than CMT, CMT-PF and delay-centric with 10ms, 20ms, 30ms of hysteresis respectively. Key words: SCTP. Delay-centric. Multihoming.

Orientador : Prof. Dr. Alexandre Rasi Aoki / Coorientadores : Prof. Dr. Patricio Rodolfo Impinnisi ; Prof. Dr. Hans-Georg Schweiger / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 22/05/2017 / Inclui referências : p. 221-227 / Resumo: A escassez de recursos, o aquecimento global e os desastres naturais aumentaram a conscientização ambiental e desencadearam notáveis esforços de transformação em todo o mundo, afastando da geração baseada em fontes fósseis para a geração de recursos energéticos renováveis na última década. A tendência global de Sistemas de Armazenamento de Energia Elétrica, especialmente as baterias, é uma promissora solução para a qualidade e segurança dos futuros sistemas de redes elétricas inteligentes com uma elevada quota de produção de energia renovável. A aplicabilidade e o desempenho técnico e econômico dos sistemas de baterias distribuídas dependem fortemente de múltiplas questões, que incluem a localização do projeto, o ambiente, as regulamentações do mercado da eletricidade, a aplicação, a tecnologia, a propriedade e o regime de remuneração. Desta forma, o conhecimento e as melhores práticas para a utilização da bateria distribuída, desenvolvidos em diferentes ambientes, não podem ser aplicados diretamente no cenário nacional, mas as circunstâncias e necessidades locais precisam ser estudadas e soluções adequadas e customizadas identificadas. Alinhada com os esforços mundiais em P&D para melhorar o desempenho técnico-econômico das tecnologias de baterias, a última solicitação pública de projetos estratégicos de P&D da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) tem como objetivo identificar aplicações razoáveis e modelos de negócios para sistemas distribuídos de armazenamento de energia no Brasil. O objetivo deste trabalho é desenvolver um método para identificar como os sistemas distribuídos de baterias podem ser usados para melhorar a qualidade das redes de eletricidade renovável a nível nacional. Para isso, foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre os fundamentos das tecnologias e aplicações de baterias, seguida de uma coleta de dados sobre o estado da arte em P&D para sistemas de baterias distribuídas. O mercado brasileiro de eletricidade é estudado em termos de estrutura geral, partindo da participação e regulamentação relevante para geração distribuída e aplicação de armazenamento. Apresenta-se uma visão geral de todos os dados relevantes e do processo desenvolvido e detalhado, para identificar modelos de negócios apropriados para aplicação de bateria distribuída. Com base no resultado do último convite à apresentação de propostas do projeto estratégico de pesquisa e desenvolvimento, denominado Chamada 21, é criado um modelo para sistemas de armazenamento distribuído no Brasil para os próximos quatro anos, incluindo uma classificação das seis principais classificações de tipos e aplicações de baterias. A funcionalidade do método desenvolvido é comprovada pela identificação de um projeto exemplo de utilização distribuída do sistema de bateria para cada uma das classificações identificadas a partir do modelo brasileiro. Sob condições atuais de mercado e meio ambiente, esses projetos são simulados em termos de desempenho técnico-econômico com o programa de simulação de redes elétricas inteligentes no Homer Energy. Os resultados de custo e desempenho são comparados com soluções convencionais, para identificar a adequação de sistemas de baterias distribuídas e potenciais nichos de mercado. Em termos de eletrificações isoladas de fora da rede, em pequena escala, já foram identificados custos de operação global vantajosos. O método e o programa de simulação utilizado revelaram-se ferramentas razoáveis para identificar modelos de negócios para aplicações de bateria distribuída no Brasil e calcular as estruturas de cálculo de custos esperadas. Palavras-chave: Bateria, Modelo de Negócio, Baixa Tensão, Media Tensão, Brasil, Armazenamento de Energia Elétrica / Abstract: Resource scarcity, global warming and environmental disasters increased environmental awareness and unleashed remarkable worldwide transformation efforts away from fossil to renewable energy resources based generation during the last decade. There is a global trend for Electrical Energy Storage Systems (ESS) and especially batteries are one of the promising solutions for quality and safety in future, smart electricity networks with high shares of fluctuating renewable energy generation. Applicability and technical economic performance of distributed battery systems are strongly dependent on multiple issues, which include the project location, environment, electricity market regulations, application, technology, ownership and remuneration scheme. This way, knowledge and best practice for distributed battery utilization, developed in different environments, cannot be transferred directly to the national case, but local circumstances and needs have to be studied and appropriate, customized solutions identified. Aligned with the worldwide efforts on R&D to improve techno-economic performance of battery technologies, the latest public call for strategic R&D projects from the Brazilian Electricity Regulatory Agency - ANEEL, aims to identify reasonable applications and business models for distributed energy storage systems in Brazil. Objective of this work is to develop a method to identify how distributed battery systems can be used to improve the quality of renewable electricity networks on a nationalized level. To reach this, a literature research on the fundaments of battery technologies and applications, followed by a data collection on the state of the art in R&D for distributed battery systems are executed. The Brazilian electricity market is studied in terms of general structure, participation parties and relevant regulatory for distributed generation and storage application. An overview of all relevant data and the developed, detailed process, to identify appropriate business models for distributed battery application are presented. Based on the outcome of the last Public call for proposals from the strategic R&D project, known as Chamada 21, a roadmap for distributed storage systems in Brazil for the next four years is created, including a classification in six main classifications of battery types and applications. The functionality of the developed method is proved by identification of one exemplary project of distributed battery system utilization for each of the identified classifications from the Brazilian road map. Under current market and environment conditions, these projects are further simulated in terms of techno economic performance with the smart grid simulation program Homer Energy. The results of cost and performance are compared with conventional solutions, to identify the suitability of distributed battery systems and potential market niches. In terms of small scale, isolated off-grid electrifications there have been already advantageous overall operation cost identified. The method as well as the utilized simulation program turned out to be reasonable tools to identify business models for distributed battery applications in Brazil and calculate the expected costing structures. Keywords: Battery Energy Storage. Business Case. Low Voltage. Medium Voltage. Brazil. Electricity Storage.

Orientador : Prof. Dr. Leandro dos Santos Coelho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 01/12/2017 / Inclui referências : f. 109-117 / Resumo: A interface cérebro-computador (ICC, do inglês brain-computer interfaces, BCIs) tem emergido como uma área promissora de pesquisa. As ICCs podem possibilitar aos seus usuários a capacidade de comunicação e controle que não dependem de músculos. Esta dissertação visa utilizar um eletroencefalograma não-invasivo para, por meio da atividade cerebral das pessoas, controlar um processo denominado pêndulo, utilizando-se de uma abordagem de comunicação entre uma pessoa e uma máquina (interface cérebro-computador) por meio de classificações realizadas por algoritmos de Aprendizado de máquina (Machine Learning). Desta forma, o objetivo principal é desenvolver algoritmos de aprendizado de máquina capazes de classificar dados de um eletroencefalograma para controle de um processo pêndulo. Os algoritmos que foram utilizados na classificação dos sinais são: (i) máquina de aprendizado extremo, (ii) K vizinhos mais próximos, (iii) árvore de decisão, (iv) máquina de vetores de suporte, (v) máquina de vetores de relevância e (vi) XgBoost. Neste contexto, por meio de dados coletados de eletroencefalograma de uma pessoa e com a utilização dos algoritmos de Aprendizado de Máquina que classificam os sinais recebidos, tem-se como objetivo determinar o mínimo de erro possível (de acordo com a acurácia da matriz de confusão) entre as saídas desejadas a as saídas obtidas e, em seguida, gerar comandos para o controle de sistema de pêndulo onde será utilizado um controlador PID (Proporcional, Integral e Derivativo) adaptativo de Dahlin. Os resultados apresentados obtiveram valores de erros baixos, tanto para a acurácia matriz de confusão dos algoritmos quanto para estabelecer o controle do processo do pêndulo, com uma resposta satisfatória, de modo que o erro de saída do controlador, ITAE (Integral of Time Multiplied by the Absolute Value of Error - Integral do erro absoluto vezes o tempo), tenha resultado em um valor baixo com um bom controle do processo. Esta abordagem pode ser promissora e irá servir como base para projetos de sistemas que visam ajudar pessoas com limitações vinculadas de coordenação motora, tais como em casos de pessoas tetraplégicas ou quadriplégicas, que possuem paralisia em todas as quatro extremidades, superiores e inferiores, juntamente à musculatura do tronco, mas que possuem atividade cerebral. Por fim, este trabalho de dissertação visa contribuir com o processo de aquisição dos dados do eletroencefalograma e a utilização de algoritmos de aprendizado de máquina para a classificação destes dados, expondo os melhores algoritmos e padrões a serem utilizados no controle de um processo. Palavras-chave: Interface cérebro-computador. Aprendizado de Máquina. Pêndulo. / Abstract: The brain-computer interface (BCIs) has emerged as a promising area of research. The ICCs can give their users the ability to communicate and control without depending on muscles. Thus, this work aims to use an electroencephalogram to control a suspended pendulum by means of the brain activity of the people, an approach to a system of communication between a person and a machine (computer-brain interface) through algorithm classifications of machine learning. In this way, the main objective is to develop machine learning algorithms capable of classifying data of an electroencephalogram to control an overdamped pendulum process. The algorithms that were used to classify the signals are: (i) extreme learning machine, (ii) K nearest neighbors, (iii) decision tree, (iv) support vector machine, (v) relevance vector machine and (vi) XgBoost. In this context, through data collected from a person's electroencephalogram and using the Machine Learning algorithms to classify the received signals, the main objective is to determine the minimum possible error (according to the confusion matrix) between the desired outputs and the outputs obtained, and then generate commands for the overdamped pendulum system control that will be used a Dahlin Adaptive, Proportional, Integral and Derivative (PID) controller. The results obtained low error values, both for the confusion matrix of the algorithms and to establish the process control of the overdamped pendulum, with a satisfactory response, so that the controller output error, ITAE (Integral of Time Multiplied by the Absolute Value of Error - Integral of the absolute error times times), has resulted in a low value with a good process control for overdamped pendulum. This approach may be promising and will serve as the basis for projects aimed at helping people with related limitations of motor skills, such as in cases of tetraplegic or quadriplegic people who have paralysis in all four extremities, upper and lower, along the muscles of the trunk, but which have brain activity. Finally, this work aims to contribute with the process of electroencephalogram data acquisition and use machine learning algorithms to classify the electroencephalogram data, exposing the best algorithms and standards in systems without control of a process. Key words: Brain-computer interface. Machine Learning. Overdamped Pendulum.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2010. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-06T20:27:45Z No. of bitstreams: 1 2010_GuilhermeGuimaraesMendes.pdf: 2848823 bytes, checksum: 6acec234e584fc064b09b97af8d3fbd1 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-06T20:28:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_GuilhermeGuimaraesMendes.pdf: 2848823 bytes, checksum: 6acec234e584fc064b09b97af8d3fbd1 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-06T20:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_GuilhermeGuimaraesMendes.pdf: 2848823 bytes, checksum: 6acec234e584fc064b09b97af8d3fbd1 (MD5) / Nesta dissertação são analisados alguns métodos de redução da razão entre a potência de pico e a potência média do sinal (PAPR - Peak to Average Power Ratio) os quais são aplicados ao enlace direto da tecnologia WiMAX utilizando um simulador de enlace baseado no padrão IEEE 802.16-2009. Os métodos de redução da PAPR analisados são o de limitação, janelamento, subportadoras virtuais, modi cação do canais ativos e transmissão parcial de sequências. Estes métodos também são combinados com o objetivo de tornar mais e ciente o combate aos efeitos das distorções não lineares inerentes à ampli cação de sinais OFDM e OFDMA. Além da combinação dos métodos citados, foi proposta uma modi cação no método de Gatherer e Polley (subportadoras virtuais) inserindo potência nos subcanais previstos no padrão IEEE 802.16-2009. No método original é prevista a utilização das subportadoras nulas para a redução da PAPR. Com a modi cação proposta, podem ser utilizadas, além das subportadoras nulas, as subportadoras de dados que compõem um subcanal do padrão WiXAX e a combinação delas. Para análise dos métodos de redução da PAPR são avaliadas a densidade espectral de potência, a densidade de probabilidade cumulativa da PAPR, a taxa de erro de bit, a magnitude do vetor de erro, razão entre a potência no canal de transmissão e a potência no canal adjacente, a vazão do sistema e o tempo de processamento dos algoritmos. Estas métricas proporcionam uma visão realista do desempenho de cada método. Elas podem ser utilizadas na escolha do método de redução da PAPR, mas adequado a um determinado sistema de comunicação sem o, neste caso o WiMAX. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work we study some PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) reduction methods, which are applied to the downlink of the WiMAX standard using a simulator based on the IEEE 802.16-2009. The methods analyzed here are clipping, the use of correction functions, dummy sequence insertion, active constellation extension and partial transmit sequences. These methods are also combined with the goal of combating more e ciently the e ects of nonlinear distortions on the ampli ed OFDM signals. Besides the combination of the di erent methods, we propose a modi cation in the Gatherer and Polley method(dummy sequence insertion) by adding power on the data subchannels speci ed in IEEE 802.16-2009. The original method uses the null subcarriers to reduce the PAPR. With the proposed modi cation we may use the null subcarriers and the data subcarriers in given subchannels, as well as a combination of them. In order to analyze the PAPR reducing methods several metrics were evaluated, such as the power spectral density, the PAPR cumulative distribution function, the bit error rate, the error vector magnitude, the ratio between the transmission channel power and the adjacent channel power, the throughput and implementation complexity. These metrics provide a realistic view of the performance of each method. They can be used in the choice of the PAPR reduction method most appropriate to a particular wireless communication system, in this case WiMAX.

Resumo não disponível.

Orientador: Alvaro Geraldo Badan Palhares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:31:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MahlaAlvarez_AdelheidIngeborg_M.pdf: 9365116 bytes, checksum: d8d8eb672fc0d21a15694eec66ea6d7d (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Descreve-se a dinâmica de um motor CC controlado pela técnica PLL-dual. Discutem-se as diferentes técnicas existentes para modelar um sistema dinâmico não linear e analisar o comportamento caótico. Escolhe-se um modelo que representa o sistema como uma equação diferencial continua e não linear, o qual é constituído por um processo linear de 2a. ordem, uma não-linearidade na realimentação e uma perturbação periódica. Utiliza-se o Método de Melnikov para determinar a região do espaço de parâmetros para a qual o comportamento é caótico. Os resultados são verificados em uma simulação analógica e num sistema real / Abstract: A dual-PLL d.c. motor control technique is described as a dynamical system. Existent methodologies for nonlinear dynamical system modeling and chaotic behavior analysis are exposed. A model that represents a system as a nonlinear, continuous differential equation is selected. The system is composed of a 2nd order linear process, a nonlinearity in the feedback and a periodic perturbation. The Melnikov Method is used to define the ehaotic region in parameter space. Results are verified via an analog simulation and in a real system / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Anesio dos Santos Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T15:57:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vasconcellos_MarcosTrevisan_M.pdf: 5077959 bytes, checksum: a189be049459f769b8a5cd8be45aab89 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O Fluxo de Potência Ótimo (FPO) encontrou um dos algoritmos de resolução mais eficientes no método de Newton aplicado ao cálculo do ponto de estacionariedade de uma expansão quadrática da função Lagrangeana. Ao problema da minimização da função objetivo está incorporada a satisfação das restrições de igualdade e desigualdade. As restrições de desigualdade canalizadas em variáveis são tratadas por penalidades quadráticas. A inovação introduzida neste trabalho é o tratamento das restrições funcionais de desigualdade nos recursos de potência reativa do sistema, pelo método da Continuação. A parametrização realizada tem por meta a factibilização das restrições infactíveis e a identificação do conjunto de restrições ativas na solução do FPO. Isto é realizado pela construção de subproblemas parametrizados, provocando uma relaxação no problema original. Após identificar um conjunto de restrições infactíveis, estas são tratadas como igualdades parametrizadas. Após a factibilização do problema completo, realiza-se uma análise de seus multiplicadores de Lagrange a fim de localizar restrições candidatas a serem relaxadas. Se identificadas, estas restrições são suprimidas e o FPO solucionado novamente, sem incluí-Ias no conjunto de restrições parametrizadas. Por fim, teremos todas as restrições, antes violadas, agora factibilizadas e o conjunto de restrições ativas determinado, em relativamente poucas iterações do método de Newton. O método proposto demonstra capacidade de minimizar as perdas de transmissão e garantir a factibilidade no uso de recursos de potência reativa disponíveis no sistema. Nos testes computacionais realizados com os sistemas de 14, 30, 57 e 118 barras do IEEE, essas características estão numericamente constatadas e são também apresentadas neste trabalho / Abstract: One of the best algorithms to solve the Optimal Power Flow (OPF) problem is Newton's method applied to calculate the stationary point of a quadratic approximation to the Lagrangian function, which represents the Kunh- Tucker's first order conditions. Equality constraints are included through Lagrange multipliers, while inequality constraints on variables are handled via quadratic penalty functions. The innovation introduced by this work is the inequality functional constraints treatment, specially on reactive power resoUfces, accomplished through the Continuation method. The goal is to turn violated constraints feasible and identify the active constraint (binding) set by creating relaxed parameterized sub-problems. After identifying the binding set, violated inequality constraints are handled as parameterized equality constraints. Using Newton's method as corrector step, the algorithm reaches a feasible perhaps optimal solution. Then one performs the analysis of Lagrange multipliers associated to the binding constraints in order to determine some constraints bound to become inactive. If such ones exist, they are relaxed and the OPF solved again, taking care not to include them in the active set. Finally, the solution will be feasible an the binding set identifyed in a few Newton iterations. The method proposed is able to minimÍze active losses and guarantee feasibility on reactive power resouces available in the electric system. This characteristics appear in tests performed with 14, 30, 57 and 118 buses IEEE electric systems / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica