Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-28T15:41:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_metodologiaestimacaointencao.pdf: 4321809 bytes, checksum: ee25c52b7eb870417e74f761487a7600 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-06-28T15:41:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_metodologiaestimacaointencao.pdf: 4321809 bytes, checksum: ee25c52b7eb870417e74f761487a7600 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-28T15:41:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_metodologiaestimacaointencao.pdf: 4321809 bytes, checksum: ee25c52b7eb870417e74f761487a7600 (MD5) Previous issue date: 2018-03-28 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Os sinais musculares capturados a partir da eletromiografia (EMG) são bastante utilizados para detecção de contração muscular e intenção de movimento. Ao se utilizar tais sinais em tempo real, em controle de próteses, depara-se com um sinal amplificado e ruidoso. Com isso, precisa-se ter métodos recursivos, robustos a ruídos e algoritmos eficazes, para gerar comandos em tempo real para o atuador robótico. Nesta pesquisa, foram investigadas técnicas de identificação estocástica autoregressiva, filtro de Kalman, fusão sensorial e controle preditivo estocástico, aplicados para melhorar o processo de medição de sinais mioelétricos e dar robustez ao controle de próteses biomecatrônicas, buscando-se obter um processo aprimorado, menos sensível ao ruído e com redução de atrasos. Nesta dissertação o método proposto consiste em 4 estágios: (1) extração de características usando o método auto regressivo (AR), (2) fusão de dados com filtro de Kalman, (3) algoritmo de estimação de movimento e (4) controle preditivo de variância mínima generalizado aplicado em um servomecanismo. Os principais objetivos buscados foram: melhorar a relação sinal/ruído nos sinais mioelétricos (SMEs), obter uma interface homem-máquina de processamento em tempo real de baixo custo, evitar problemas de medição e minimizar o consumo de energia do sistema de controle. Foi desenvolvida uma planta didática, que é um sistema microcontrolado para aquisição, processamento de 4 canais de eletromiografia e controle de um servomecanismo acoplado em uma garra robótica. Foram realizados testes experimentais nesse processo biomecatrônico e pelos resultados obtidos pode-se confirmar que é possível estimar continuamente a intenção de movimento de abrir e fechar da mão e comprovam o bom desempenho de um controlador estocástico projetado para o controle da prótese mioelétrica. / Muscle signals from electromyography (EMG) are widely used to detect muscle contraction and intention to motion. By using these signals in real time in prosthetic control, a low signal to noise ratio is commonly found. Thus, it is necessary to have recursive methods, robust to noise and efficient algorithms, to generate commands in real time for the robotic actuator. In this research, stochastic system indentification techniques, Kalman filter, sensor fusion and stochastic predictive control techniques were investigated and applied to improve the measurement and processing of electromyographic signals to increase robustness in the control of biomechatronic prostheses. Thus, it is an improved process, less sensitive to noise and with minimal delays and phase lags. In this methodology, a four-stage distribution method is used: (1) features extraction by using an autoregressive model (AR), (2) data fusion with the Kalman filter, (3) motion estimation algorithm, and (4) predictive control with the generalized minimum variance controller applied to a servomechanism. The main objectives were: to enhance the signal-to-noise ratio of EMG signals, to have a low-cost real-time processing man-machine interface, to avoid measurement problems and to minimize energy consumption of the control system. A didactic plant was developed, which is a 4 channel EMG data acquisition and processing system with a servomechanism and its control system coupled in a robotic jaw. Practical tests were conducted with the prototype and the results show that it is possible to continuously estimate the intention of opening and closing movement of the hand and can confirm the good performance of the stochastic controller designed for the control of the electric prosthesis.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-09-25T17:40:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Perfomanceevaluationrobust.pdf: 5317740 bytes, checksum: 4bd1f1a3fd9e888155a633221aa5e096 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-09-25T17:40:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Perfomanceevaluationrobust.pdf: 5317740 bytes, checksum: 4bd1f1a3fd9e888155a633221aa5e096 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T17:40:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Perfomanceevaluationrobust.pdf: 5317740 bytes, checksum: 4bd1f1a3fd9e888155a633221aa5e096 (MD5) Previous issue date: 2018-06-11 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conversores chaveados são sistemas amplamente utilizadas em aplicações industriais. Tais sistemas operam via controle em malha fechada e, dessa forma, os aspectos de estabilidade e desempenho em malha fechada devem ser assegurados pelo projetista. Recentemente, o emprego de sistemas com múltiplos conversores vem se tornando comum em uma ampla gama de aplicações. A interação entre os sistemas de controle os múltiplos conversores pode levar o sistema a operar com reduzidas margens de estabilidade ou com um baixo desempenho dinâmico. Portanto, a estabilidade de um sistema com conversores operando em cascata é uma grande preocupação para aplicações reais. A instabilidade em sistemas em cascata pode ocorrer devido à carga de potência constante (CPL), que é um comportamento dos conversores quando se encontram regulados. As CPLs exibem comportamento de resistência negativa incremental, causando um alto risco de instabilidade em conversores interligados. Dessa forma, a mitigação desse problema é uma questão importante no projeto da fonte de alimentação comutada de múltiplos estágios, de modo a garantir a estabilidade de todo o sistema. No entanto, algumas dificuldades estão presentes além da CPL, por exemplo, não linearidades fortes, devido à presença do elemento indutivo, além das incertezas em relação aos valores nominais dos componentes discretos que compõem o sistema. Neste trabalho é realizado um estudo experimental do desempenho das metodologias de controle robusto paramétrico aplicadas ao problema de mitigar o efeito adverso de cargas do tipo CPL, em um sistema com dois conversores buck operando em cascata (sistema buck-buck). Vários testes foram desenvolvidos utilizando tanto uma planta experimental quanto via simulação computacional em Matlab/ Simulink, quando o sistema multiconversor buck-buck é submetido a uma variação de potência. Os resultados mostram o melhor desempenho das metodologias propostas. / Multi-converter electronic systems are becoming widely used in many industrial applications; therefore, the stability of the cascaded system is a big concern to real-world power supplies applications. Instability in cascaded systems may occur due to the constant power load (CPL), which is a behavior of the tightly regulated converters. CPLs exhibit incremental negative resistance behavior causing a high risk of instability in interconnected converters; therefore, the mitigation of this problem is an important issue in the multiple-stage switched mode power supply design. Thus, it is important to guarantee stability of the whole system. However, some difficulties remains besides the CPL, e.g., non-linearities due to the inductive element and uncertainties due to imprecision of mathematical models and/or variation of nominal values of the discrete elements that compose the DC/DC buck converter. Aiming to evaluate the performance of the proposed robust methodologies in this work to mitigate the instability problem caused by a CPL, several tests were developed by using an experimental plant and Matlab/Simulink, when the multi-converter buck-buck system is subjected a variation of power reference. The results show the improved performance of the proposed methodologies.

Orientador: Hélio Amante Miot / Resumo: A patogênese do melasma, especialmente o papel dos queratinócitos e fibroblastos no desenvolvimento e manutenção da doença não é bem compreendida. Alterações dérmicas como dano estrutural à zona de membrana basal, melanócitos em pêndulo, elastose solar, celularidade, proliferação vascular, além da expressão de mediadores inflamatórios, fatores de crescimento, expressão epitelial de melanocortina e receptores dos hormônios sexuais; sugerem interação entre a unidade epidermo-melânica e a derme na fisiopatologia do melasma. A pigmentação melânica da pele pode ser estimulada por diferentes vias de sinalização, sendo a radiação ultravioleta, citocinas dérmicas e inflamação epidérmica, os modelos mais usuais. Neste estudo, objetivamos comparar a morfologia nuclear e a textura da cromatina entre queratinócitos basais no melasma facial e pele adjacente, investigar a ativação das diferentes vias de estímulo à pigmentação, além do envolvimento da derme, com foco na zona de membrana basal e colágeno, no melasma facial. Para a sua execução, foram coletados pares de biópsias faciais (2mm) de mulheres adultas com melasma e de pele adjacente (<2 cm). Processaram-se para coloração de PAS e picrosirius red; imunofluorescência para p53, p38, IL- 1α, αMSH, MC1R e COX2; imunoistoquímica para Melan-Acontracorada com PAS; Microscopia Eletrônica de Transmissão, além de cultura primária de fibroblastos para real-timePCR array e marcação para SA-β-gal. Foram avaliados: núcleos de quer... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The melasma pathogenesis, specially the role of keratinocytes and fibroblast in the disease development and maintenance are not completely understood. Dermal alterations such as basal membrane structural damage, pendulous melanocytes, solar elastosis, cellularity, vascular proliferation, in addition to the expression of inflammatory mediators, grow factors, epithelial melanocortin and sexual hormones receptors, suggest there is an interaction between the epidermal melanin unit and dermis in melasma physiopathology. The melanin skin pigmentation can be stimulated by different signaling pathways. UVR, dermal cytokines and epidermal inflammation are the most common models. These study aims to compare the nuclear morphology and chromatin texture in basal keratinocytes between melasma and adjacent skin, to investigate the activation of different pigmentation signaling pathways, and the dermal involvement, focusing on basal membrane zone and collagen. Therefore, facial skin biopsies (2 mm) from women were taken from melasma and normal skin (<2 cm apart) and processed for PAS and picrosirius red; immunofluorescence for p53, p38, IL-1α, αMSH, MC1R and COX2, immunohistochemistry for Melan-A counterstaining with PAS, and transmission electronic microscopy. Furthermore, primary fibroblast culture for real-timePCRarray and SA-β-gal staining. The nuclei of basal keratinocytes were evaluated as nuclear morphometry and chromatin texture; the fluorescence intensity was quantified in the epid... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2016-04-26T18:18:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Cesar da Silva Teles.pdf: 5953003 bytes, checksum: a562faed567bb40ee6c5f2ea54f0a75f (MD5) Previous issue date: 2009-06-10 / This PhD thesis aims to point-out and map into our context, artistic tendencies basedon communication technologies that are supported by sensorial interfaces (triggered by gestures, touch and sound). The hypothesis realms that human-machines interactions shall be mediated by bodies-responsive touchless interfaces, without any device aid, like mouse, keyboards and many others. Our research has been supported by systemic works and researches - especially from the Claudia Gianetti, Esteves de Vasconcellos and Mark Hansen ones - and analyses highlighted artworks based-on digital media from Sterlac; Carmem Franinovic and Yon Visel; Myron Krueger; John Cage and Merce Cunnighan. Thus, we also propose artistic installations projects and a new approach of interactive music based-on our own touchless sensorial interface prototype. At our prototype and artworks, presence, gestuality and movements caused by the interactors, are mapped in a tridimensional space. Within this environment, people are detected by sensors that transform the triggered signals onto sound and images (generated and transformed) in real time, that sign irreversible imbrications between art and communication, and confirm our central issue / Esta pesquisa tem o propósito de pontuar e mapear tendências artísticas contemporâneas baseadas em tecnologias de comunicação, elaboradas a partir de interfaces sensoriais (reativas a gestos, toque e som). A hipótese que orientou a investigação é que as relações homem-máquina passarão a ser mediadas por interfaces que respondem ao corpo, sem utilização de comandos de teclado ou periféricos como o mouse. Do ponto de vista metodológico, operou-se a leitura crítica de bibliografia especializada e um mapeamento de obras artísticas relacionadas ao tema A partir de estudos de natureza sistêmica baseados em Maria Esteves de Vasconcellos, Claudia Gianetti, Humberto Maturana e Mark Hansen, são analisados projetos criativos com mídias digitais elaborados em ambientações com interfaces sensoriais e imersivas que constituem o corpus da pesquisa. Destacam-se aí os trabalhos de Sterlac; Carmem Franinovic e Yon Visel; Myron Krueger; John Cage e Merce Cunnighan. Ao final, apresentam-se projetos de instalações artísticas e um protótipo de uma interface interativa multimídia - por nós desenvolvidos - que reage poeticamente aos participantes sem a necessidade de qualquer contato físico. Neles, a presença, a gestualidade e a movimentação dos interatores são mapeadas em um espaço interativo tridimensional. No âmbito dessas instalações, os interatores são detectados por sensores geradores de algoritmos (capazes de ativar, gerar e modificar sons e imagens, expressas em tempo real), criando ambientes mediados por interfaces sensoriais, que anunciam as imbricações irreversíveis entre a arte e a comunicação e confirmam nossa hipótese central

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-01-30T22:42:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_LaboratorioExperimentacaoRemota.pdf: 4964666 bytes, checksum: 40c62db645d1f46ebdc4a2f0cce58610 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-01-31T13:10:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_LaboratorioExperimentacaoRemota.pdf: 4964666 bytes, checksum: 40c62db645d1f46ebdc4a2f0cce58610 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-01-31T13:10:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_LaboratorioExperimentacaoRemota.pdf: 4964666 bytes, checksum: 40c62db645d1f46ebdc4a2f0cce58610 (MD5) Previous issue date: 2009-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta o processo de desenvolvimento e implementação do Laboratório de Experimentação Remota em Tempo Real (LabExp), atualmente em funcionamento na Universidade Federal do Pará, com o objetivo de funcionar como uma plataforma auxiliar para ensino e aprendizagem das disciplinas de sistemas de controle. O ensino e aprendizagem foram contemplados através da disponibilização de experimentos, onde os usuários poderão interagir com os mesmos, alterando parâmetros e observando o resultado desta interação. Além dos experimentos disponíveis, acredita-se que em ambientes de educação online é interessante disponibilizar aos alunos ferramentas que proporcionem maior interação entre alunos e professores e com o próprio laboratório remoto, proporcionando uma metodologia de aprendizado mais colaborativo, estimulando o aluno. Desta forma, são disponibilizadas aos alunos três aplicações: uma para envio de seus próprios experimentos; outra para interação com outros alunos, através de um fórum; e outra para o envio de suas opiniões/críticas. Antes do processo de desenvolvimento e implementação do LabExp, foi realizada uma análise sucinta sobre educação online, tendo em vista ser esta a finalidade do laboratório. Esta análise proporcionou maior conhecimento sobre esta metodologia de educação, orientando no restante do desenvolvimento do LabExp. Compreende-se que as tecnologias utilizadas não são determinantes para o desenvolvimento de um laboratório remoto, voltado para a educação online, entretanto experimentos remotos de sistemas de controle possuem uma restrição temporal, ou seja, necessitam obedecer a limites de tempo restritos, funcionando em tempo real. Para conseguir este comportamento foi utilizada a Real-Time Application Interface (RTAI), com o componente RTAI-XML. Além das tecnologias utilizadas, neste trabalho também é apresentado o processo de modelagem do LabExp, de acordo com padrões, princípios e recursos da Unified Modeling Language (UML) aplicada a aplicações web. Este processo de modelagem foi de fundamental importância, pois facilitou e orientou o desenvolvimento do laboratório. / This work proposes the Real Time Remote Experimentation Laboratory’s (LabExp) development and implementation process. This laboratory is actually working in Universidade Federal do Pará aiming to act as an auxiliary tool for teaching and learning of control systems disciplines. Teaching and learning were included through experiments availability, where users may interact with them, changing parameters and observing this interaction results. Besides experiments availability, it is believed that in online learning environments it is interesting to make available for students tools that provide greater interaction between students and teachers and with the remote laboratory, providing a more collaborative approach to learning, encouraging the student. This way, it is available to students three applications: one to submit their own experiments, another for interaction with other students through a forum, and another to send your opinions/criticisms. Before LabExp’s development and implementation process, it was make a brief analysis about online education, because this is the laboratory’s purpose. This analysis provided more knowledge about this method of education, guiding the rest of LabExp’s development. It is understood that the technologies used are not critical for a remote laboratory’s development, directed to online education, however remote experiments of control systems have a temporal restriction, i.e. need to obey restrict time limits, working in real time. To achieve this behavior it was used the Real Time Application Interface (RTAI), with the RTAIXML component. Beyond used technologies, this work also presents LabExp’s modeling process, according to Unified Modeling Language (UML) standard, principles and resources, applied to web applications. This modeling process was of fundamental importance, because it facilitated and guided the laboratory’s development.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-04-17T20:03:00Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ModeloPropagacaoIndoor.pdf: 1149934 bytes, checksum: 990c3190a3106dea5d17f7a7c939cfe9 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos(edisangela@ufpa.br) on 2012-04-17T20:03:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ModeloPropagacaoIndoor.pdf: 1149934 bytes, checksum: 990c3190a3106dea5d17f7a7c939cfe9 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-17T20:03:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ModeloPropagacaoIndoor.pdf: 1149934 bytes, checksum: 990c3190a3106dea5d17f7a7c939cfe9 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Eletronorte - Centrais Elétricas do Norte do Brasil S/A / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento e os resultados da implementação e testes em campo de um estabilizador de sistema de potência (ESP) projetado com técnica de controle digital para fins de amortecimento de modos de oscilação eletromecânica observáveis em sinais de potência elétrica medido em uma unidade hidro-geradora, de 350 MVA da Usina Hidrelétrica de Tucuruí. É apresentada e aplicada a metodologia de identificação de modelos paramétricos lineares do tipo auto regressivo com entradas exógenas (ARX), para estimação de modelos com capacidade de capturar a informação relevante (amortecimento e freqüência natural) dos modos eletromecânicos dominantes do sistema. De posse do modelo paramétrico ARX, é efetuada então a síntese da lei de controle digital amortecedor para o ESP, através da técnica de deslocamento radial dos pólos da função de transferência de malha fechada. Para a síntese da lei de controle digital, utilizou-se uma estrutura canônica do tipo RST. Para os testes de campo, a lei de controle amortecedor do ESP digital foi codificada em linguagem C e embarcada em um protótipo cujo hardware é baseado em microcontrolador modelo DSPIC 30F3014, o qual incorpora um grande número de periféricos para aquisição e comunicação de dados. Para avaliar o desempenho do ESP digital desenvolvido, testes experimentais foram realizados em uma unidade geradora de 350 MVA da casa de força número 1, da UHE de Tucuruí. O estabilizador desenvolvido atua através da modulação da referência de tensão do regulador automático de tensão da respectiva unidade geradora, de acordo com as oscilações observadas através da medida de potência elétrica no estator do gerador. Os resultados de testes de campo mostraram um excelente desempenho do ESP digital no amortecimento de um modo eletromecânico, de freqüência natural de aproximadamente 1,7 Hz, observado nos teste de campo realizado. / This work presents the development and implementation as well as the results of field tests of a power system stabilizer (PSS) designed with digital control method for damping electromechanical modes of oscillation observed for signs of electrical power measured in a generating unit of 350 MVA of Tucuruí power plant. It is presented and applied the methodology of identifying linear parametric models such as auto regressive with exogenous inputs (ARX) for estimation of models with the ability to capture the relevant information (natural frequency and damping) of dominant electromechanical modes of the system. In possession of ARX parametric model is done then the synthesis of digital damper control law for the ESP, using the technique of pole displacement of the closed loop transfer function. For the synthesis of digital control law, we used a canonical structure type RST. For the field tests, the control law digital ESP buffer was coded in C language and embedded in a hardware prototype of which is based on model DSPIC 30F3014 microcontroller, which incorporates a large number of peripherals for data acquisition and communication. In order to evaluate the performance of the digital PSS developed, experimental tests were performed in a generating unit of 350 MVA power house number 1 from Tucuruí power plant. The stabilizer acts carried out by adjusting the reference voltage regulator automatic voltage of the respective generating unit in accordance with the oscillations observed by measuring the electrical power generator stator. The results of field tests showed an excellent performance of ESP digital damping of electromechanical mode of natural frequency of approximately 1.7 Hz, observed in the field trial.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-05-04T14:48:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_FiltragemDigitalReconstrucao.pdf: 3558449 bytes, checksum: 10f6cea2d74402e2d9d3ebe5bf45e8fe (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-05-04T14:50:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_FiltragemDigitalReconstrucao.pdf: 3558449 bytes, checksum: 10f6cea2d74402e2d9d3ebe5bf45e8fe (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-04T14:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_FiltragemDigitalReconstrucao.pdf: 3558449 bytes, checksum: 10f6cea2d74402e2d9d3ebe5bf45e8fe (MD5) Previous issue date: 2011 / O presente trabalho trata da filtragem e reconstrução de sinais em frequência intermediária usando FPGA. É feito o desenvolvimento de algoritmos usando processamento digital de sinais e também a implementação dos mesmos, constando desde o projeto da placa de circuito impresso, montagem e teste. O texto apresenta um breve estudo de amostragem e reconstrução de sinais em geral. Especial atenção é dada à amostragem de sinais banda-passante e à análise de questões práticas de reconstrução de sinais em frequência intermediária. Dois sistemas de reconstrução de sinais baseados em processamento digital de sinais, mais especificamente reamostragem no domínio discreto, são apresentados e analisados. São também descritas teorias de processos de montagem e soldagem de placas eletrônicas com objetivo de definir uma metodologia de projeto, montagem e soldagem de placas eletrônicas. Tal metodologia é aplicada no projeto e manufatura do protótipo de um módulo de filtragem digital para repetidores de telefonia celular. O projeto, implementado usando FPGA, é baseado nos dois sistemas supracitados. Ao final do texto, resultados obtidos em experimentos de filtragem digital e reconstrução de sinais em frequência intermediária com o protótipo desenvolvido são apresentados. / This work deals with filtering and reconstruction of intermediate frequency signals using FPGA. Development and implementation of digital signal processing algorithms are performed, including the design of a printed circuit board, its assembly and the circuit testing. The dissertation presents a brief study of sampling and reconstruction of analog signals. Special attention is given to the sampling of analog band-pass signals and to the analysis of practical issues in the reconstruction of intermediate frequency signals. Two systems for signal reconstruction based on digital signal processing specifically in discrete resampling are presented and analyzed. Theories are also described for the welding and assembly processes of electronic boards in order to define a methodology for the design, assembly and soldering of electronic boards. This methodology is applied in the design and manufacture of the prototype of a digital filtering module for digital cellular repeaters. The project, implemented using FPGA, is based on the two systems mentioned above. At the end of the text, results of digital filtering and reconstruction of intermediate frequency signals using the developed prototype are presented.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-03-07T15:58:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ProjetoAvaliacaoExperimental.pdf: 1801259 bytes, checksum: 4031abdf53d2619b2e814c79172b0343 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-05-15T12:54:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ProjetoAvaliacaoExperimental.pdf: 1801259 bytes, checksum: 4031abdf53d2619b2e814c79172b0343 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-15T12:54:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ProjetoAvaliacaoExperimental.pdf: 1801259 bytes, checksum: 4031abdf53d2619b2e814c79172b0343 (MD5) Previous issue date: 2013 / Neste trabalho, são apresentados a metodologia de projeto e resultados de testes experimentais de um estabilizador de sistema de potência (ESP), implementado em um sistema de geração em escala reduzida de 10 kVA, localizado no Laboratório de Controle e Sistema de Potência (LACSPOT) da Universidade Federal do Pará (UFPA). O projeto do ESP é baseado em uma estratégia de controle robusto com ênfase em incertezas paramétricas estruturadas, as quais são tratadas com ferramentas da teoria de análise intervalar. Estas incertezas são decorrentes de mudanças do ponto de operação do sistema, que provocam variações nos parâmetros de um modelo matemático linearizado referente ao comportamento dinâmico do sistema elétrico de potência no referido ponto de operação. Para o projeto do ESP robusto intervalar, são realizados uma serie de ensaios experimentais com o propósito de estimar os parâmetros de modelos linearizados da planta, representando satisfatoriamente a dinâmica dos modos poucos amortecidos do sistema de geração interligado. O método de identificação é baseado em técnica de identificação paramétrica, baseado em mínimos quadrados. A partir de um conjunto de dados de entrada e saída, para cada ponto de operação, um modelo linear, do tipo auto-regressivo com entrada exógenos (ARX), estimado para fim de uso do projeto do ESP. Por fim, uma série de testes experimentais é realizada no sistema de geração interligado a rede elétrica local, com o propósito de verificar a efetividade da técnica de controle robusto intervalar proposta para a sintonia do ESP. A partir da análise da função custo do sinal de erro de desvio de potência elétrica na saída do gerador síncrono e a função custo do sinal de controle do ESP comprova-se experimentalmente o bom desempenho obtido pela técnica de controle proposta em comparação com uma técnica de controle clássica. / In this paper, are presented the design methodology and the experimental test results of a power system stabilizer (PSS), implemented in a small-scale generation system of 10 kVA, located in the Control and Power System Laboratory (LACSPOT) at the Para Federal University (UFPA). The PSS design is based on a robust control strategy with emphasis on the structured parametric uncertainties, which are treated with tools of the interval analysis theory. These uncertainties are arising from the system operation point, which cause variations in the parameters of a linearized mathematical model referent on the dynamic behavior of the power electric system in the operation point. For the interval robust PSS design, are performed experimental tests with the purpose of estimating the linearized plant models parameters, representing the low damped modes dynamic of the interconnected generation system. The identification method is based on parametric identification technique based on least squares. From a set of input and output data, for each operation point, a ARX linear model is estimated with the purposed of the PSS design. Finally, a set of experimental tests is performed in the interconnected generation system, with the purpose of analyze the effectiveness of the interval robust control technique proposed to the PSS design. From the analysis of the active power deviation signal cost function at the synchronous generator terminal and the PSS control signal cost function, proves experimentally the good performance achieved by robust control technique proposed in comparison with a classic control technique.

Submitted by Cristiane Chim (cristiane.chim@ucpel.edu.br) on 2018-05-08T17:34:22Z No. of bitstreams: 1 Vagner Guidotti Furtado (1).pdf: 2942442 bytes, checksum: a43c18ecb28456284d4b6c622f11210d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-08T17:34:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vagner Guidotti Furtado (1).pdf: 2942442 bytes, checksum: a43c18ecb28456284d4b6c622f11210d (MD5) Previous issue date: 2017-12-07 / The division operation in digital systems has its relevance because it is a necessary function in several applications, such as general purpose processors, digital signal processors and microcontrollers. The digital divider circuit is of great architectural complexity and may occupy a considerable area in the design of an integrated circuit, and as a consequence may have a great influence on the static and dynamic power dissipation of the circuit as a whole. In relation to the application of dividing circuits in circuits of the Digital Signal Processing (DSP) area, adaptive filters have a particular appeal, especially when using algorithms that perform a normalization in the input signals. In view of the above, this work focuses on the proposition of algorithms, techniques for reducing energy consumption and logical area, proposition and implementation of efficient dividing circuit architectures for use in adaptive filters. The Newton-Raphson and Goldschmidt iterative dividing circuits both operating at fixed-point were specifically addressed. The results of the synthesis of the implemented architectures of the divisors with the proposed algorithms and techniques showed considerable reduction of power and logical area of the circuits. In particular, the dividing circuits were applied in adaptive filter architectures based on the NLMS (Normalized least Mean Square) algorithm, seeking to add to these filters, characteristics of good convergence speed, combined with the improvement in energy efficiency. The adaptive filters implemented are used in the case study of harmonic cancellation on electrocardiogram signals / A operação de divisão em sistemas digitais tem sua relevância por se tratar de uma função necessária em diversas aplicações, tais como processadores de propósito geral, processadores digitais de sinais e microcontroladores. O circuito divisor digital é de grande complexidade arquitetural, podendo ocupar uma área considerável no projeto de um circuito integrado, e por consequência pode ter uma grande influência na dissipação de potência estática e dinâmica do circuito como um todo. Em relação à aplicação de circuitos divisores em circuitos da área DSP (Digital Signal Processing), os filtros adaptativos têm um particular apelo, principalmente quando são utilizados algoritmos que realizam uma normalização nos sinais de entrada. Diante do exposto, este trabalho foca na proposição de algoritmos, técnicas de redução de consumo de energia e área lógica, proposição e implementação de arquiteturas de circuitos divisores eficientes para utilização em filtros adaptativos. Foram abordados em específico os circuitos divisores iterativos Newton-Raphson e Goldschmidt ambos operando em ponto-fixo. Os resultados da síntese das arquiteturas implementadas dos divisores com os algoritmos e técnicas propostas mostraram considerável redução de potência e área lógica dos circuitos. Em particular, os circuitos divisores foram aplicados em arquiteturas de filtros adaptativos baseadas no algoritmo NLMS (Normalized least Mean Square), buscando agregar a esses filtros, características de boa velocidade de convergência, aliada à melhoria na eficiência energética. Os filtros adaptativos implementados são utilizados no estudo de caso de cancelamento de harmônicas em sinais de eletrocardiograma (ECG)

Este trabalho consiste em um caso de estudo de um emulador de planta industrial implementado em FPGA (Field Programmable Gate Array), a fim de simulação de sistemas em conjunto com um CLP (Controlador Lógico Programável). Com isso, fundamentado na indústria de manufatura, são confrontados resultados práticos de um protótipo de processo industrial com os resultados de um modelo aplicado em FPGA. Dessa maneira, tem-se como objetivo o auxílio em testes em níveis de validação de aplicação em desenvolvimento, aproximação de condições de chão de fábrica, otimização de controle de processo e treinamento em automação industrial baseada em CLP. Como proposta para os modelos, a pesquisa utiliza características de um sistema em malha fechada de controle de velocidade de esteira e a partir desse, um processo de sistema discreto, o qual utiliza como base um processo manufatureiro. Inicialmente a revisão bibliográfica apresenta trabalhos em torno de simulação de sistemas e emuladores baseados em hardware reconfigurável. Também são revisados temas relacionados à indústria de manufatura com a aplicação do CLP, assim como a técnica de modelagem GRAFCET. Em seguida, são apresentadas questões referentes à lógica reconfigurável em torno dos dispositivos FPGA. Na sequência da explanação do tema, é realizada a descrição dos protótipos utilizados, assim como os modelos desenvolvidos em FPGA para o emulador, e assim a realização das comparações dos dados. Com a apresentação dos resultados é possível a verificação da semelhança entre os dois sistemas, físico e modelado na FPGA. As pequenas diferenças detectadas nos resultados obtidos, em alguns pontos da simulação, são discutidas no final do trabalho. / This work is a case study of an industrial plant emulator implemented in FPGA (Field Programmable Gate Array), to simulate systems together with a PLC (Programmable Logic Controller). Based in manufacturing industry, practical results of an industrial process prototype are confronted with the results of an applied model in FPGA. The objective is to assist in testing application validation levels in development, approximation of factory floor conditions, optimization of control process and training in industrial automation based on PLC. As a proposal for the models, the research use characteristics of a closed loop speed control system and from this, a discrete system process, which uses as a basis a manufacturing process. Initially the bibliographic review presents works around simulation of systems and emulators based on reconfigurable hardware. Also are reviewed topics related to the manufacturing industry with the application of PLC, beside the GRAFCET modeling technique. Next, questions will set out questions about reconfigurable logic around FPGA devices. Following the explanation of the theme, we describe the used prototypes and the developed models developed in FPGA for the emulator. Finally the obtained data are compared. With the presentation of the results is possible to verify the similarity between the two systems, physical and modeling in the FPGA. The small differences detected in the results obtained, in some points of the simulation, are discussed at the end of the work.