Orientador: José Paulo Fernandes Garcia / Banca: Edvaldo Assunção / Banca: Jean Marcos de Souza Ribeiro / Resumo: A presença de atraso em sistemas com controle digital reduz a robustez e também degrada o desempenho do mesmo. Neste trabalho, o atraso no sinal de controle devido ao tempo necessário para a computação e o atraso de transporte da planta controlada são tratados como uma falha a ser detectada e o controlador apropriado é utilizado para minimizar estes efeitos. Desta forma, é proposto um controle com modos deslizantes discreto que melhora o desempenho de sistemas quando a falha devido ao atraso está presente. Os observadores além de estimar os estados do sistema são utilizados para gerar os resíduos. Analisando a norma do resíduo propõe-se um novo esquema para detecção de falhas e para adaptação do controlador. Para ilustrar o procedimento de projeto e a eficácia do método aplica-se a técnica proposta para o controle de um Sistema Pêndulo Invertido Rotacional, para o controle de um Sistema de Simulação de Vôo de Helicóptero e para o controle de um Sistema de Simulação do Modelo dos Eixos Laterais de uma Aeronave (L-1011) em Condições de Vôo. / Abstract: The presence of delay in systems with digital control reduces the robustness and also degrades its performance. In this work, the computation time delay and the transport delay of the plant controlled are treated as a fault to be detected and appropriate controller is used to minimize its effects. Then, it is proposed a discrete-time sliding mode control that improves the performance of systems when time delay fault is present. The observers in addition to estimate the states of the system are used to generate the residuals. Using the residuals functions, it is proposed a new scheme for fault detection and for controller adaptation. The proposed technique is used to control a Rotary Motion Inverted Pendulum System, a Helicopter Flight Simulation System and System Simulation of the lateral axis model of an (L-1011) in cruise flight conditions to illustrate the design procedures and the effectiveness of the method. / Mestre

Orientador: Fernando Pinhabel Marafão / Banca: Mario Oleskovicz / Banca: Flavio Alessandro Serrão Gonçalves / Resumo: A influência de distorções e assimetrias nos sistemas elétricos é um assunto quase tão antigo quanto o próprio sistema elétrico de corrente alternada. Importantes discussões datam do final do século XIX. Entretanto, com o crescimento contínuo do uso das chamadas cargas não-lineares, não só em atividades industriais e comerciais, mas também em aplicações residenciais, a presença de distorções nas formas de onde de corrente e/ou tensão tem provocado perturbações cada vez mais relevantes para o sistema elétrico. Somem-se a isto os efeitos do desbalanço de cargas ao longo dos sistemas polifásicos. Tem-se então uma situação que demanda uma revisão detealhada da metodologia de cálculo da potência e fator de potência nos sistemas elétricos atuais. Neste sentido, inúmeras teorias e definições de potência para circuitos com tensões e correntes distorcidas e/ou desequilibradas tem sido apresentadas, tanto no domínio da frequencia, quanto no domínio do tempo. No entanto, ainda existem muitas divergências em torno das várias metodologias apresentadas. A única certeza parece ser o fato de que a teoria convencional tem se mostrado incompatível com a realidade dos sistemas monofásicos e polifásicos atuais. Neste contexto, buscando contribuir com a discussão de novas propostas de teorias de potência, este trabalho apresenta uma breve revisão histórica de algum dos mais importantes métodos propostos na literatura, para o cálculo da potência elétrica sob condições ditas não ideais de transferência e consumo de energia. Além disso, o trabalho traz uma análise detalhada da aplicação da Teoria de Potência Conservativa (TPC), proposta recentemente por Tenti et. al. A teoria TPC foi analisada por meio de simulações computacionais de circuitos elétricos sob diversas condições de operação, bem como através do estudo de um caso experimental... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The discussion about the influences of waveform distortions and asymmetries dates almost from the same period of the alternating current power system. However, considering the continuous increasing of non linear loads utilization, not only in industrial applications, but also in commercial and residential installations, such voltage and current distortions have lead to relevant power system's pertubation. In addition, assuming multiphase electrical circuits, the effects of load unbalaces lead to a novel situation, which demands a meticulous review of power and power factor calcultion methodologies. In this sense, numerous power theories have been proposed in order to deal with distorted and unbalanced voltage and current conditions, some in the frequency domain and some in the time domain. Nevertheless, there is not a convergence in terms of the specialists opinions. The only certainty seems to be the fact that the conventional theory should be revised, since it does not comply anymore with the modern power system's reality. In such context, this work tries to contribute to the discussion and undertanding of novel power theories. It starts with a concise review of some proposals found in literature and then, it presents a particular analysis of the Conservation Power Theory (CPT), proposed by Tenti et al. The CPT has been analyzed by means of the computational simulation of several different power circuits, as well as by means of experimental activities. The results indicate that such theory could be an interesting alterntive for the understanding of the physical phenomena related to multiphase and non linear power circuits / Mestre

Orientador: Carlos Roberto Minussi / Banca: Francisco Villarreal Alvarado / Banca: Jozué Vieira Filho / Banca: Osvaldo Ronald Saavedra Mendez / Banca: Eduardo Nobuhiro Asada / Resumo: Nesta tese apresenta-se uma proposta para análise da estabilidade estática de tensão de sistemas de energia elétrica utilizando uma rede neural baseada na arquitetura ART (Adaptive Resonance Theory), designada rede neural ARTMAP Fuzzy. As redes neurais ARTdescendentes apresentam as características de estabilidade e plasticidade, as quais são propriedades imprescindíveis para a realização do treinamento e execução da análise de forma rápida e confiável. A versão ARTMAP Fuzzy é uma rede neural supervisionada, ou seja, a extração do conhecimento se processa por estímulos de entrada e de saída. O problema da análise de estabilidade de tensão é formulado considerando-se o estímulo de entrada composto pelas potências ativa e reativa nodais. O estímulo de saída é adotado como sendo a margem de segurança, a qual representa a "distância" entre o ponto de operação do sistema e a fronteira da estabilidade estática de tensão. Esta margem de segurança é calculada, via análise de sensibilidade e álgebra matricial de Kronecker, a partir da função determinante da matriz jacobiana relativa ao problema do fluxo de potência de Newton-Raphson. A operacionalidade das redes neurais é constituída por três fases principais: treinamento (ou aprendizado), análise e treinamento continuado. A fase de treinamento requer uma grande quantidade de processamento, enquanto que a fase de análise é realizada, efetivamente, sem esforço computacional. Esta é, por conseguinte, a principal justificativa para o uso das redes neurais para a resolução de problemas complexos que exigem soluções rápidas, como é o caso de aplicações em tempo real. Na fase de treinamento, o perfil de geração e de carga do sistema elétrico é gerado empregando-se uma distribuição aleatória (ou pseudo-aleatória) e a respectiva saída (margem de segurança) calculada via execução... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work develops a methodology to effectuate static voltage stability of electrical power systems by neural network. The neural network used is based on the ART (Adaptive Resonance Theory) architecture, named ARTMAP Fuzzy neural network. The ART descendent neural networks present the characteristics of stability and plasticity, which are important properties to execute the training and the analysis fast and reliable. The ARTMAP Fuzzy version is a supervised neural network, i.e. the extraction of the knowledge is processed by input/output stimulus. The voltage stability analysis problem is formulated considering the input stimulus composed by the active and reactive nodal power. The output stimulus is adopted as the security margin, which represents the distance with the operation point and the static voltage stability frontier. The security margin is calculated by sensitivity analysis and Kronecker algebra from the determinant function of the Jacobian matrix related to the power flow problem by Newton-Raphson. Neural Network operation is constituted by three principal phase: training (or learning), analysis and continuous training. The training phase needs great processing effort, while the analysis is effectuated without computational effort. This is the principal advantage to use neural networks to solve complex problems that need fast solutions as the real time applications. On the training phase, the generation and load profile is generated using a random (or pseudo random) distribution and the respective output (security margin) is calculated by executing a conventional power-flow with adequate adaptations. The procedure proposed is independent of how is defined the generation dispatch and how the system load evolves. This is a more realistic approach, when compared to the most of the proposals found on the specialized literature that considers the load increasing linearly... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor