Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:48:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236950.pdf: 3070059 bytes, checksum: 467411b7f9c1cd5792d11105e7ddeeee (MD5) / O processamento espaço-temporal de sinais através de arranjos de antenas é aplicado amplamente nos sistemas de comunicação sem-fio. Este tipo de processamento revela uma superioridade aos sistemas de comunicação com única antena, uma vez que permite a seletividade espacial, ou seja, o gerenciamento do diagrama de irradiação de energia do arranjo. Isto confere ao sistema de comunicação maior possibilidade de reuso de freqüências. Esta técnica pode ser implementada em sistemas de comunicação através de formatadores de feixe, que são estruturas de filtragem dotadas de arranjos de sensores (antenas). Ao se incorporar restrições lineares aos formatadores de feixe, é possível projetar uma resposta específica do mesmo para fontes de sinais de interesse, suprimindo as demais fontes existentes, caracterizando o princípio básico de Cancelamento de Interferentes. O uso de arranjo de antenas e filtros transversais de resposta finita (FIR # Finite Impulse Response) permite projetar tal resposta específica para uma determinada direção de chegada e para cada freqüência da fonte de sinal de interesse, conferindo maior robustez ao sistema de comunicação. Esta robustez pode ser observada como menor susceptibilidade do sistema com relação a fontes de sinais interferentes e ruído. Com as ferramentas acima descritas, é utilizado um algoritmo para controle de filtragem espaçotemporal com restrições lineares através de formatadores de feixe. Este algoritmo, denominado de Algoritmo Multi-Split LMS, garante ganho de velocidade de convergência quando comparado com o Algoritmo LMS (Least Mean Square), a partir do qual é iv derivado. Neste novo algoritmo são incorporadas transformações lineares peculiares nos filtros transversais da estrutura, as quais possibilitam e justificam o ganho de convergência sem que haja aumento da complexidade computacional. Esta dissertação contém um estudo do desempenho do Algoritmo Multi-Split LMS aplicado em conformadores de feixe, para um ambiente de sinais banda larga. Space-time processing techniques through antenna array systems are widely used in today´s commmunications systems. This type of signal processing reveals superiority when compared with single antenna systems, as it allows space selectivity. Space selectivity is the ability of managing the array beam pattern in a communication system. This enhancement grants the system great frequency reuse possibilities. This technique may be implemented in commmunications systems through beamformers, which are array-mounted filtering structures. By incorporating linear constraints to beamformers, it is possible to develop a specific response for desired signal sources, while suppressing others, which is the basic principle of Interferers Cancelling. The use of antenna arrays and FIR finite response transversal filters allows one to specify such specific response for any chosen direction of arrival and each frequency of the desired signal source, conferring enhanced robustness to the system. This robustness can be observed in terms of better noise and interference rejection. With the above described tools, a linear-constrained space-time filtering control algorithm is combined with beamformers. This algorithm, named Multisplit LMS Algorithm, guarantees convergence speed gain when compared with the well known LMS Algorithm. In this new algorithm, peculiar linear transformations are applied on the transversal filters of the structure. These transformations make possible and justify the convergence gain without increasing the computational complexity. This dissertation contains a study of the Multisplit LMS Algorithm performance when applied on beamformers, considering a broadband signal sources environment

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T19:21:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 233928.pdf: 1327332 bytes, checksum: d6a15031677dcf39c4baf31805ebf12f (MD5) / Neste trabalho, é proposto um modelo compacto para não-linearidades em transistores MOS desenvolvido com base nas equações de canal curto do modelo #Advanced Compact MOSFET# (ACM). As maiores vantagens deste modelo são a simplicidade de suas equações e a forma explícita com que se determinam as nãolinearidades do transistor MOS em função do nível de inversão. Além disso, são discutidas as causas físicas de um aumento de linearidade observado em inversão moderada, chamado #Sweet Spot#. Através de medidas, concluiu-se que efeitos de segunda ordem, principalmente a saturação da velocidade dos portadores em transistores de canal curto, são as principais causas do aumento de linearidade observado. In this work, a compact model for nonlinearities in MOS transistors derived from the short-channel equations of the Advanced Compact MOSFET (ACM) is proposed. The main advantages of the referred model are simplicity of the equations and the explicit determination of the nonlinearities of the MOSFET with respect to the inversion level. In addition, the physical causes of a linearity improvement observed in moderate inversion level, called #Sweet Spot#, are discussed. The measurements shown that second order effects, principally the carrier velocity saturation in short-channel transistors, are the main causes of the linearity improvement observed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T20:33:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 238806.pdf: 907744 bytes, checksum: cff64e1483fcca731e67fc2a1d5f52d0 (MD5) / Neste trabalho, são apresentados modelos estatísticos que descrevem o comportamento de dois algoritmos adaptativos com estrutura em sub-bandas: o algoritmo NLMS (normalized least-mean-square) aplicado a uma estrutura em sub-bandas com decomposição generalizada (GSD-NLMS) e o algoritmo de filtragem adaptativa em sub-bandas normalizado (normalized subband adaptive filtering - NSAF). Para tais algoritmos, são considerados sinais de entrada Gaussianos e hipótese de adaptação lenta. Esses algoritmos são utilizados como uma alternativa ao algoritmo LMS convencional, visando melhorar a velocidade de convergência para sinais de entrada fortemente correlacionados. Os dois algoritmos aqui considerados realizam um processamentoparalelo do sinal de entrada e utilizam um passo de adaptação variável no tempo. Tal processamento é baseado em uma decomposição em sub-bandas. Modelos analíticos para o momento de primeira ordem do vetor de coeficientes do filtro adaptativo bem como para a curva de aprendizagem são obtidos. Para isso, são levadas em conta a natureza variante no tempo do passo de adaptação como também um parâmetro de regularização, o qual é adicionado à estimativa de potência média requerida pelo algoritmo. Através de simulações numéricas, a precisão dos modelos aqui obtidos é avaliada. This work presents stochastic models for the normalized least-mean-square algorithm using a structure with generalized subband decomposition (GSD-NLMS) and for the normalized subband adaptive filtering (NSAF) algorithm, considering Gaussian input signal and slow adaptation. Such algorithms are used as an alternative to the standard LMS to overcome the convergence problems under correlated input signals. Both the studied algorithms make use of a parallel processing of the input signal, based on a subband decomposition, as well as consider a time-varying step-size parameter. Analytical models for the first moment of the filter weight vector and the learning curve for the discussed algorithms are presented. The used analysis takes into account the time-varying nature of the step-size parameter as well as a regularization parameter (added to the power estimate), which prevents division by zero in the power normalization phase. Through simulation results the accuracy of the model here derived is assessed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T23:24:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241164.pdf: 2779627 bytes, checksum: 95f3e83e4914d965f728603d5c916852 (MD5) / Cada vez mais as organizações têm enfrentado um ambiente de intensa concorrência e mudanças de mercado. Para se manterem competitivas e melhorar a colaboração entre parceiros e clientes, as organizações vêm participando de redes colaborativas mais complexas e menos rígidas, como, por exemplo, cadeias de suprimento e organizações virtuais. A Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) vem sendo cada vez mais utilizada como forma de suportar essa colaboração. Porém, isso cria um cenário extremamente heterogêneo, onde organizações diferentes e distribuídas utilizam diversos sistemas de TIC, providos por fabricantes variados e desenvolvidos em diversas plataformas e tecnologias. Portanto, é preciso que sejam oferecidos meios de alcançar uma maior interoperabilidade e colaboração entre as organizações, de maneira padronizada, aberta e dinâmica. Para tal, faz-se necessário utilizar uma abordagem que siga um modelo descentralizado e de baixo acoplamento, permitindo que as organizações possam participar de maneira transparente e interoperável nos processos colaborativos. O paradigma de orientação a serviços, que pode ser implementado através da tecnologia e padrões dos serviços Web, vem sendo largamente utilizado para atingir tal interoperabilidade entre organizações e seus sistemas de TIC. Apesar dos serviços Web serem amparados por padrões, quando as organizações desejam fazer seus serviços, que normalmente são desenvolvidos em diferentes plataformas, linguagens e sistemas operacionais, se comunicarem plenamente entre si, diversos problemas de interoperabilidade surgem na prática. Esse trabalho apresenta uma pesquisa acerca da forma como se aumentar a interoperabilidade e a colaboração entre organizações através de serviços Web, propondo uma abordagem para ocultar a complexidade tecnológica e atingir uma maior interoperabilidade, independentemente da plataforma computacional, das tecnologias e linguagens de implementação, e da localização geográfica do serviço.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T04:10:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 240712.pdf: 1047591 bytes, checksum: fcdd8ea3650f56ee06ea8c826ef096c2 (MD5) / RESUMO: O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a análise de um sistema computacional para o auxílio em projetos de atuador magnético linear biestável mono-bobina. O princípio de funcionamento, de forma geral e em detalhes deste tipo de atuador é explicado. Foi realizada a construção de um protótipo no laboratório bem como uma bancada experimental para que dados teóricos e práticos fossem comparados. Foram empregadas as equações de circulação de campos e conservação de fluxo na estrutura em duas dimensões (2D) para o cálculo dos parâmetros magnéticos, os quais foram calibrados através de uma análise através do Método de Elementos Finitos. Equações elétricas, magnéticas e mecânicas foram acopladas na realização da análise do comportamento dinâmico da estrutura. Os requisitos para o projeto de atuador como: as dimensões da estrutura, características da bobina, dos ímãs, forças, entre outros, foram relacionados com os cálculos dos parâmetros eletromagnéticos e com a simulação dinâmica da estrutura com a finalidade de fornecer resultados que variam de acordo com as características exigidas no projeto.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T04:19:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246858.pdf: 1199044 bytes, checksum: d7e5c5f8dddcf97ea4b544ff7ec2d07f (MD5) / Apesar de todos os avanços na área de controle nos últimos anos, o controlador PID ainda é o controlador mais usado no controle de processos industriais. Pesquisas e desenvolvimentos na tecnologia PID estão focalizando esforços na busca de soluções que permitam obter não somente o melhor desempenho dos controladores, mas também encontrar implementações tecnológicas ou metodológicas na sintonia. O objetivo desta dissertação é proporcionar aos engenheiros e operários um melhor entendimento e maior familiarização das estratégias que vem sendo propostas para melhorar o desempenho de controladores PID. Adicionalmente, busca-se o desenvolvimento de softwares que permitam aproximar a academia do setor industrial, através da implementação e experimentação de algoritmos de controle e de técnicas de sintonia avançadas, em equipamentos utilizados para o controle de processos industriais. Duas técnicas de controle avançado são abordadas: GMV e GPC para a sintonia de controladores PID em diferentes configurações de malha. A avaliação dos controladores é feita através de indicadores de desempenho e análise da estabilidade robusta. Estuda-se a influência da variação dos parâmetros de projeto associados as técnicas de controle, na sintonia e no desempenho dos controladores PID. Os algoritmos de sintonia e de controle são desenvolvidos inicialmente em Matlab e posteriormente, implementados no controlador lógico programável CLP IndraControl L40 da Rexroth-Bosch, e validados experimentalmente para estudos de caso de dois processos lineares, implementados com modelos eletrônicos analógicos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:21:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247682.pdf: 3903766 bytes, checksum: c095e769725fd3f12216f7683a6121ce (MD5) / O presente trabalho tem por objetivo propor uma sistemática para identificação de sistemas de refrigeração dotados com compressor de rotação variável (CRV) e válvula de expansão eletrônica (EEV) para a aplicação futura de alternativas de controle multivariáveis com foco na redução do consumo de energia e otimização do coeficiente de performance (COP) de tais sistemas. Para tal foi utilizada uma bancada experimental com capacidade de refrigeração máxima de aproximadamente 1000W composta por um CRV e uma EEV. Uma primeira etapa de ensaios experimentais foi realizada para gerar um conhecimento prévio do sistema. Na seqüência foi efetuada a identificação do sistema em uma região de operação e foram gerados modelos lineares MIMO (Multiple Input - Multiple Output) baseados no princípio da superposição. Posteriormente foi desenvolvido e implementado um observador de estados de ordem completa em linguagem LabView no sistema de controle e aquisição de dados da bancada para validar o modelo MIMO linear obtido. Como conseqüência projetou-se um controle do tipo proporcional ajustado através do Método LQR (Linear-Quadratic Regulator). Este controlador foi incluído no Simulink, uma ferramenta do Matlab para o propósito de simulação no domínio do tempo. Os resultados preliminares das simulações para seguimento de referência serão apresentados e discutidos neste trabalho, bem como comentado as vantagens e benefícios da aplicação de controladores em sistemas de refrigeração.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho de dissertação, é realizado um estudo teórico do modelo de Preisach apresentando alguns dos seus principais conceitos (dipolos magnéticos, triângulo de Preisach, vetor de história, etc...). Serão apresentados diferentes métodos de identificação do modelo, com destaque para o método de Everett, tema de estudo neste trabalho. Um programa numérico de caracterização dos materiais ferromagnéticos, baseado no modelo de Preisach será desenvolvido. Para a comprovação experimental dos resultados obtidos será utilizada a bancada experimental de caracterização desenvolvida no GRUCAD.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T09:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239017.pdf: 3211030 bytes, checksum: 05f5db2ff9bad2763f83f79b3febd3dc (MD5) / Esta tese apresenta duas contribuições: uma nova classe de algoritmos de super-resolução (SR) simultânea e um novo método de determinação dos coeficientes de regularização. Os algoritmos SR buscam produzir imagens com resolução superior à fornecida pelo dispositivo de aquisição. Os algoritmos de super-resolução simultânea, por sua vez, produzem toda uma seqüência de imagens de alta resolução num único processo. O algoritmo SR simultâneo existente \cite{Borman-1999} é capaz de produzir imagens de qualidade superior à dos métodos tradicionais \cite{Kang-2003}, porque explora a similaridade entre as imagens em alta resolução. Contudo, o custo computacional deste método é alto e ele apresenta baixa robustez aos grandes erros de movimento. A primeira contribuição desta tese foi o aprimoramento dos métodos SR simultâneos. As expressões que exploram similaridade entre as imagens em alta resolução foram preservadas e generalizadas, ao passo que algumas expressões relacionadas aos dados, que são sensíveis aos grandes erros de movimento e são redundantes para a solução do problema, foram removidas. Este aprimoramento reduziu o custo computacional e possibilitou um maior controle sobre os grandes erros de movimento, aumentando a robustez do método e mantendo a qualidade superior das estimativas. A determinação dos coeficientes de regularização é uma etapa necessária nos algoritmos SR estudados nesta tese. Os métodos clássicos de determinação dos coeficientes, que possuem boa qualidade de estimativa e grande estabilidade, têm alto custo computacional no problema de super-resolução; por outro lado, métodos rápidos de determinação dos coeficientes, ou têm pouca qualidade na estimativa, ou são instáveis. Logo, a segunda contribuição proposta nesta tese é um novo método determinação dos coeficientes de regularização. Este método, baseado na teoria estatística Bayesiana JMAP e nos métodos baseados na Curva-L, alcança boa qualidade e grande estabilidade de estimativa, além de obter um baixo custo computacional.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T16:24:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260104.pdf: 996649 bytes, checksum: b06bc3bd51f98b602c5fe962c832e0ed (MD5) / Esta dissertação visa o estudo da célula SRAM de 6 transistores, utilizando tecnologia CMOS convencional, operando em ultra baixa tensão de alimentação e conseqüentemente com baixo consumo. Para isso, os transistores MOS deverão operar no regime de inversão fraca. Nesse regime, as correntes dos transistores dependem exponencialmente das tensões aplicadas aos transistores e dos parâmetros tecnológicos. Descasamento entre transistores causados por variações no processo de fabricação afeta diretamente o comportamento dos circuitos. Operando com ultra baixa tensão de alimentação, circuitos digitais têm seus desempenhos significativamente diminuídos. Para reduzir o impacto causado pela redução da alimentação, a utilização de técnicas de polarização de substrato é empregada a fim de melhorar o desempenho dos circuitos. Utilizando circuitos de polarização de substrato também dependentes dos mesmos parâmetros tecnológicos dos circuitos a que serão aplicados, a polarização de substrato ajuda na compensação das variações causadas no processo de fabricação. Neste trabalho, foram estudados circuitos bastante simples para a polarização de substrato dos transistores que formam a célula SRAM. Utilizando simulações, com a tecnologia TSMC 0,18µm, comparativos entre células SRAM utilizando polarização de substrato avaliaram o efeito sobre a SNM (Margem de Ruído Estático) e sobre a velocidade (de estabilização em um nível lógico definido) da célula SRAM. Pela simplicidade e tamanho reduzido, os circuitos de polarização de substrato empregados se mostraram como opções funcionais para melhorar a operação da célula SRAM em ultra baixa tensão de alimentação e sob condições de descasamento.