LIMA, D. K. S. Modelagem de alta resolução para estimativa do potencial eólico offshore da costa do Ceará. 2015. 160 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-18T16:44:16Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_dlslima.pdf: 19035512 bytes, checksum: 92bbed77dceca1e2d71ab801b671890b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-22T13:31:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_dlslima.pdf: 19035512 bytes, checksum: 92bbed77dceca1e2d71ab801b671890b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T13:31:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_dlslima.pdf: 19035512 bytes, checksum: 92bbed77dceca1e2d71ab801b671890b (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / The technology for conversion into electricity of onshore wind energy is rather consolidated; the challenge now is to make the offshore exploitation to follow the same course. The European Union produces offshore wind power since 1991, exceeding 9 GW of installed power at the end of 2014. Brazil, on the contrary, does not have any offshore wind power plant and there are few studies in this direction. The exploitation of wind power production requires as a premise the knowledge of the profile of the wind in the region of interest. The objective of this thesis is to apply a methodology able to estimate the offshore wind potential of the coast of the State of Ceará, in Brazil, through the study of characteristic years marked by the presence of the El Niño and El Niña phenomena in periods considered extremes, dry and wet. An investigation using the mesoscale numerical model RAMS (Regional Atmospheric Modeling System) was performed, with resolution of 2 km, taking into consideration periods with presence of El Niño and La Niña phenomena, as well as a Neutral year with the absence of these phenomena. The simulation results presented the maxima and averages of wind speed and the prevailing wind direction on the coast of the State of Ceará. The microscale model WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) was used for the evaluation of microsites of four case studies along the coast of Ceará. The chosen cities were Icapuí, Lagoinha, Camocim and Flecheiras, located in different regions along the coast of Ceará, for which they were presented the Weibull distribution, power density, wind speed and the energy production of each area. The results indicated an average wind speed above 8 m/s in the dry season, in the three evaluated periods. The direction of the prevailing wind in the dry season was from East to West and the turbulence intensity was lower in the dry season of El Niño year. It was found that the eastern coast of Ceará has the highest rates of average and maximum wind speed. Camocim, the city representing this region, presented a capacity factor in the neutral year of 57.49 %, above the figures found to the other cities analyzed. The annual energy production of an estimated wind power plant of 90 MW in Camocim, with capacity factor of about 50%, exceeded 400 GWh. Bathymetry of the State of Ceará is shallow and large ships travel at a considerable distance from the coast. / A tecnologia para conversão onshore da energia eólica em eletricidade está consolidada, o desafio atual é fazer com que a exploração offshore siga a mesma trajetória. A União Europeia produz energia eólio-elétrica offshore desde 1991, com capacidade instalada superior a 9 GW ao final de 2014. O Brasil ainda não possui usinas offshore, e são poucos os estudos neste sentido. A premissa para exploração dos ventos para produção de eletricidade é conhecer o perfil do vento na região de interesse. Esta tese tem como objetivo estabelecer uma metodologia capaz de estimar o potencial eólico offshore do Ceará, através do estudo de anos caracterizados pela presença dos fenômenos El Niño e El Niña, em períodos considerados extremos: seco e chuvoso. Foi realizada uma modelagem numérica utilizando o modelo de mesoescala RAMS (Regional Atmospheric Model System) com resolução de 2 km, com o qual foram simulados períodos com presença dos fenômenos El Niño e La Niña, bem como um ano Neutro, para a identificação dos máximos e médias de velocidade do vento no litoral cearense. O modelo de microescala WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) foi utilizado para a elaboração de micro sítios para quatro estudos de caso ao longo da costa cearense. As cidades escolhidas foram Icapuí, Lagoinha, Camocim e Flecheiras, localizadas em regiões distintas ao longo da costa do litoral cearense, para as quais foram apresentadas a distribuição de Weibull, a densidade de potência, a velocidade do vento e a produção de energia de cada área. Os resultados indicam uma velocidade média do vento acima de 8 m/s para a estação seca, nos três períodos avaliados. A direção do vento predominante na estação seca foi de Leste para Oeste e a intensidade de turbulência foi menor na estação seca do ano de El Niño. Verificou-se que a costa leste do estado do Ceará possui os maiores índices de velocidade média e máxima do vento. Camocim, a cidade que representou esta região, apresentou um fator de capacidade para o ano neutro de 57,49%, acima dos encontrado para as outras cidades analisadas. No parque eólico estimado para Camocim de 90 MW, com fator de capacidade de cerca de 50%, a produção anual ultrapassou 400 GWh. A batimetria do estado do Ceará é rasa e as grandes embarcações trafegam a uma distância considerável da costa.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-08T04:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347156.pdf: 6533691 bytes, checksum: efbcbfa15c1fae97bda1518a70256f58 (MD5) Previous issue date: 2017 / Esta tese apresenta uma metodologia para o projeto ótimo multidisciplinar de geradores síncronos de ímãs permanentes aplicados à geração de energia eólica. Nesta metodologia de projeto, os aspectos elétrico, geométrico, térmico, magnético, eletrônico, mecânico e econômico do aerogerador são abordados. O projeto também leva em conta a curva de ocorrência do vento, modelada através de uma função de densidade de probabilidade. A inclusão desta curva no projeto permite o cálculo da energia produzida pelo aerogerador, que opera com velocidade de rotação e potência variáveis, em função da velocidade de vento disponível. Na proposta desta tese, o uso da otimização no projeto do gerador tem a finalidade de aumentar a competitividade da geração de energia eólica, possibilitando a obtenção de um gerador com bom compromisso entre seu custo e sua capacidade de produção de energia. Existem várias pesquisas envolvendo o projeto ótimo de máquinas elétricas. No entanto, entre os trabalhos dedicados ao projeto ótimo de geradores elétricos para a geração de energia eólica, poucos propõem uma metodologia capaz de calcular a energia gerada pelo aerogerador, o que é fundamental para a obtenção de um gerador mais competitivo. Ainda, os aspectos multidisciplinares do gerador elétrico são considerados pelo projeto ótimo proposto nesta tese de forma mais abrangente que os encontrados na literatura. Levar em conta todos estes aspectos resulta num grande problema de otimização, envolvendo aproximadamente 2000 variáveis (dentre as quais cerca de 250 possuem restrições), dentre as quais são impostas restrições a aproximadamente 250. Para lidar com este problema foi utilizado um algoritmo de otimização determinístico, capaz de encontrar a solução ótima após poucas iterações e de forma rápida, graças ao cálculo da matriz Jacobiana, que contém o valor exato das derivadas das saídas do modelo (que descreve o comportamento do aerogerador) em relação às suas entradas. Os resultados apresentados exploram o potencial do método proposto. O primeiro projeto ótimo realizado minimiza o custo de material ativo do gerador, apresentando redução significativa em comparação a um gerador não ótimo. Em seguida, uma análise relacionada ao conflito entre o custo do gerador e sua eficiência mostra a importância de incluir o cálculo da energia produzida pelo aerogerador no projeto do gerador. Com o cálculo da energia incluído no projeto ótimo, foi obtido um gerador que proporciona o máximo lucro líquido (igual à receita proveniente da comercialização da energia gerada menos o custo do gerador). Este gerador possui uma boa relação entre seu custo e sua capacidade de produção de energia. Foram realizadas análises de sensibilidade para verificar a influência do preço da eletricidade e da velocidade média anual de vento no projeto. Por fim, duas turbinas eólicas, com diferentes diâmetros e velocidades de rotação nominais foram empregadas, considerando três cenários distintos de vento. Estes resultados oferecem os geradores mais adequados para cada turbina e cada perfil de vento, mostrando que o método proposto também auxilia na escolha da turbina mais adequada à cada sítio eólico.<br> / Abstract : This Ph.D. dissertation presents a multidisciplinary optimum design methodology applied to permanent magnet synchronous generators in wind power. Such a methodology considers the electrical, the geometrical, the thermal, the electronic, the mechanical and the economical behaviors of the wind turbine. The wind occurrence curve, modelled by a statistical density function, is also taken into account by the proposed design methodology. Considering this curve in the optimal design allows one to calculate the amount of energy produced by the wind turbine, which operates under variable speed and power by the influence of the actual wind speed. The proposal of using the optimization in the design is to enhance the competitiveness of wind power by designing a generator with a good relation between its cost and its capacity to produce energy. Several studies are addressed to electrical machines optimum design related to wind power, however, few have presented a method able to estimate the wind turbine energy generation, which is mandatory to obtain a cost-effective generator. Furthermore, the electric generator in-depth multidisciplinary aspects have been considered by the proposed method in more detail than other studies found in the literature. Taken into consideration all these aspects results in a large optimization problem that has approximately 2000 variables (amomg them about 250 are constrained), among which approximately 250 have constraints imposed on. A deterministic optimization algorithm has been chosen to deal with this problem. Such an algorithm is capable of finding the solution within few iterations and a short time thanks to the computation of the Jacobean matrix, containing the exact gradients of the model (used to describe the wind turbine behavior) outputs. The presented results explore the proposed methodology potential. The first optimal design performed minimizes the generator active material cost, presenting a significant cost reduction compared to a non-optimal generator. Next, the contradiction between the generator cost and its efficiency is analyzed and the importance of including the wind turbine energy generation into the generator design becomes evident. Using the estimated wind turbine generated energy, the generator with maximum net earnings (equal to the wind turbine energy proceeds less the generator cost) has been obtained. This generator has a good ratio between its cost and capability to generate energy. Then, sensibility analysis have been carried out to verify how the electricity price and the annual mean wind speed influence the design. Finally, two wind turbines with different diameters and rated wind speeds have been employed, considering three distinct wind profiles. These results provide the generators more suited to each wind turbine applied to each wind profile, showing that the proposed design methodology has the ability to help choosing the wind turbine adequate to each wind farm.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-08-22T04:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347154.pdf: 1999321 bytes, checksum: 69b0cf8d8ac860c3ecbee533a41f37b7 (MD5) Previous issue date: 2016 / O setor elétrico passa por profundas mudanças nos últimos anos com a tendência de diminuição das emissões de carbono e uso de fontes de energia renováveis, descentralização na geração de energia com recursos energéticos distribuídos e associação de tecnologias de informação e comunicação na rede elétrica, resultando nas redes elétricas inteligentes. Nesse contexto, as microrredes surgem com grande interesse propondo uma integração dos conceitos em redes que podem operar independentemente da rede de distribuição de forma otimizada, aumentando a confiabilidade e eficiência do fornecimento de energia. Este trabalho foi realizado no âmbito de um projeto piloto de microrredes na Universidade Federal de Santa Catarina, com o objetivo de definir técnicas de controle primário para divisão de carga entre fontes despacháveis da microrrede, que podem ser tanto em corrente alternada quanto corrente contínua. Dessa forma, diversos métodos de divisão de potência utilizando droop são apresentados, estendendo o conceito para redes híbridas CA e CC. Uma análise da influência da impedância das linhas na divisão prevista pelo controle droop é realizada. Uma comparação entre o controle droop e impedâncias virtuais é base para uma análise em coordenadas retangulares da microrrede operando sob o controle droop, a partir da qual são derivadas estratégias para compensação das impedâncias das linhas utilizando impedâncias virtuais em eixo direto e em quadratura. Por fim, simulações buscando refletir situações reais da microrrede são realizadas, de modo a validar as estratégias propostas, que cumprem o efeito esperado de garantir uma boa precisão de seguimento de referência e divisão de carga para várias combinações de valores de impedância de linhas.<br> / Abstract : The electric sector has undergone profound changes in recent years with the tendency to reduce carbon emissions and use of renewable energy sources, decentralization in the generation of energy with distributed energy resources and association of information and communication technologies in the electricity grid, resulting in Smart grids. In this context, the microgrids appear with great interest proposing an integration of the concepts in networks that can operate independently of the distribution network in an optimized way, increasing the reliability and efficiency of the power supply. This work was carried out as part of a microgrid pilot project at the Federal University of Santa Catarina, with the objective of defining primary control techniques for load division between dispatchable sources of the microgrid, which can be either alternating current or direct current. Thus, several methods of power sharing using droop are presented, extending the concept to AC and DC networks, called herein hybrid networks. An analysis of the influence of line impedance on the division predicted by the droop control is performed. A comparison between the droop control and virtual impedances is the basis for a rectangular coordinate analysis of the microgrid operating under the droop control, from which strategies are derived to compensate the impedances of the lines using virtual impedances in direct and quadrature axis. Finally, simulations seeking to reflect real situations of the microgrid are carried out in order to validate the proposed strategies, which fulfill the expected effect of guaranteeing good reference tracking accuracy and load division for various combinations of line impedance values.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-22T04:25:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347153.pdf: 5611883 bytes, checksum: ffcc82f51f6a3197acb623b2af028078 (MD5) Previous issue date: 2017 / Neste documento é desenvolvida uma metodologia de projeto de uma fonte de corrente auto polarizada de ultra baixo consumo de potência em tecnologia CMOS. É descrita uma topologia modular implementada com dois MOSFETs auto cascodados (SCMs) e um amplificador operacional. A metodologia proposta está baseada no conceito de ni´veis de inversão e o espaço de projeto do circuito é descrito principalmente em termos das especificações do amplificador operacional e do espelho de corrente PMOS. O circuito foi projetado usando uma tecnologia padrão CMOS de 130 nm. Os resultados das simulações são apresentados neste documento para validar a metodologia de projeto e o desempenho da fonte de corrente, mostrando que o circuito proposto pode operar com uma tensão de alimentação menor de 1 V e com menos de 1%/V na regulação de linha.<br> / Abstract : In this document a design procedure of a CMOS ultra-low-power self-biased current source is developed. A modular topology using two self-cascode MOSFETs (SCMs), a current mirror and an operational amplifier is implemented. The described methodology is based on the concept of inversion level, and the design space of the current source is described mainly in terms of the specifications of the operational amplifier and the PMOS current mirror. The circuit was designed in a 130 nm standard CMOS technology. Simulation results are provided to validate the design methodology and the performance of the current source, showing that the proposed circuit can operate at a supply voltage less than 1 V with less than 1%/V of line regulation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:03:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337880.pdf: 4861170 bytes, checksum: 3b54c3f3c843c91fca71235a59befc91 (MD5) Previous issue date: 2015 / O Sistema Elétrico Brasileiro (SEB) é um sistema hidrotérmico com predominância de geração de origem hidráulica. Uma das principais maneiras de garantir a sustentabilidade técnica e econômica deste tipo de sistema é por meio da solução do problema do Planejamento da Operação Energética (POE). O objetivo do POE é estabelecer políticas de operação que determinem o despacho de cada usina em um determinado horizonte de planejamento, de maneira que seja atendida a demanda ao menor custo esperado. Devido a uma série de complexidades, o POE é resolvido indiretamente (e, portanto, aproximadamente) por uma cadeia de modelos, dentre os quais, destacam-se dois modelos de otimização estocástica referente as etapas de médio e curto prazos. Em ambos os problemas, para obter uma solução numérica aproximada é necessário aproximar o processo estocástico original, associado com a vazão incremental afluente, por uma árvore de cenários. Naturalmente, quanto maior for o conjunto de possíveis realizações futuras do evento incerto, melhor é a representação das incertezas. Contudo, árvores com muitos cenários aumentam a complexidade do problema de otimização associado em termos do esforço computacional. Nesse contexto, o desafio é manter um equilíbrio entre a representatividade do processo estocástico e o esforço computacional para obter soluções de boa qualidade. Neste trabalho é utilizada uma estratégia baseada no uso de métricas probabilísticas para obter, a partir de uma árvore de cenários e de grande porte, uma árvore reduzida capaz de representar satisfatoriamente a árvore inicial. A métrica utilizada, denominada por distância aninhada, foi recentemente proposta por G.C. Pflug e A. Pichler para lidar com árvores de cenários multiestágio. Com base nesta métrica é utilizado um algoritmo que atualiza iterativamente árvores reduzidas de modo a obter aquela que mais se aproxima, em termos da distância aninhada, da árvore de grande porte. Finalmente, o desempenho da solução da árvore reduzida é avaliado com base no teste de Kolmogorov-Smirnov e da brecha de otimalidade.<br> / Abstract : The Brazilian Electric System (SEB) is a hydrothermal system with predominance of hydroelectric generation. The technical and economic ensured sustainability of this type of system is designed by the Energy Operation Planning (POE). The main objective of the POE is to establish operating policies that determine the dispatch of each plant in a given planning horizon, so that demand is met at the lowest expected cost. For this purpose, a stochastic optimization problem is solved, in which the only uncertainty are the incremental inflows to the system s reservoirs. In order to obtain an approximate numerical solution to the problem, it is necessary to approximate the continuos stochastic process associated to the inflows by a scenario tree. Naturally, the greater set of scenarios (i.e., large trees) is the better uncertainty representation. However, large scenario trees drastically increase the computational effort to (approximately) solve the resulting multistage stochastic program. In this context, the challenge is to maintain a balance between uncertainty representation and computational effort to obtain good quality solutions. In this work, we employ a strategy based on the use of probabilistic metrics to find smaller but representative scenario trees. The considered metric denoted by Nested Distance, was recently proposed by G.C. Pflug e A. Pichler to deal with multistage scenario trees. Based on this metric, we employ an algorithm that iteratively updates reduced trees in order to obtain the one that is closest to the initial, large, tree. Finally, the performance of the reduced tree solution is evaluated based on the Kolmogorov-Smirnov and optimality gap.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:00:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341236.pdf: 2273875 bytes, checksum: c97286dbe83e999e79339271ca1cbdbf (MD5) Previous issue date: 2016 / Esta dissertação apresenta os principais aspectos referentes ao motor de histerese: sua evolução técnica através dos anos, as diferentes topologias estudadas e as principais perspectivas em cima dessa tecnologia. Focando principalmente no caso de um motor cilíndrico de fluxo circunferencial bifásico, são apresentadas as diferentes abordagens desenvolvidas acerca da modelagem por meio de circuitos equivalentes, além da confecção de uma rotina de cálculos que permita, utilizando informações geométricas de um motor, fazer uso dessas técnicas a fim de levantar suas curvas de funcionamento. Os resultados são então comparados com medições realizadas para um motor real ensaiado tendo como carga um freio eletromagnético. Os resultados apontam hipóteses formadoras deficientes para um dos métodos enquanto são mais apropriadas para o outro. Dessa forma, é possível avaliar adequadamente se as escolhas das proposições iniciais para o desenvolvimento de circuitos equivalentes são consistentes com as características peculiares dessa máquina.<br> / Abstract: This master's degree dissertation presents the main aspects regarding the hysteresis motor: its technical evolution over the years, the possible topologies and the main perspectives on this technology. Focusing particularly in the case of a two-phase circumferential flux cylindrical motor, different modeling approaches are developed by means of equivalent circuits, besides the producing of routine calculations so that, by means of motor geometrical information, these techniques can be used in order to acquire the machine performance curves. The results are then compared to measurements made for a real motor tested in an electromagnetic brake. The results indicate forming hypotheses disabled to one of methods whilst they are better for the other one. Thus, it is possible to properly assess whether the choices of the initial proposals for the development of equivalent circuits are consistent with the peculiar characteristics of this machine.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:00:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341348.pdf: 2294515 bytes, checksum: 2d0e51151780cd0dfdd69f86141b5754 (MD5) Previous issue date: 2016 / A segurança elétrica, a funcionalidade e a compatibilidade eletromagnética em uma edificação têm relação com a estratégia de aterramento elétrico adotada. Por isso, é evidente a necessidade de o estabelecimento assistencial de saúde possuir um aterramento elétrico adequado às suas funções e especificidades. Para tanto, abordam-se as questões relativas ao aterramento elétrico, principalmente as aplicações nas edificações onde são prestados os serviços de saúde. Assim, apresentam-se as questões relacionadas às técnicas de aterramento - isolada, em ponto único ou em malha - e os sistemas de aterramento - TN, TT ou IT -, previstos na norma brasileira de instalações elétricas de baixa tensão. Além disso, apresentam-se os comportamentos de hastes de aterramento isoladas, por meio de abordagem matemática e computacional, e de possíveis arranjos. Por fim, destacam-se as estratégias relacionadas ao aterramento elétrico adotadas para os ambientes onde se realizam procedimentos invasivos, de suporte à vida e diagnóstico.<br> / Abstract: Electrical safety, functionality, and electromagnetic compatibility in a building are related to the chosen grounding strategy. Thus, it is evident that a healthcare facility needs to be provided with an appropriate grounding to its functions and specificities. Therefore, the questions related with grounding are assessed, mainly the applications related with the buildings in which the healthcare services are provided. Thereby, the issues related to the grounding techniques - independent, single-point or mesh - and the grounding systems - TN, TT or IT -, prescribed in Brazilian standard for low voltage electrical installations, are introduced. Moreover, the behavior of individual grounding rods, by means of equations and computer-aided simulations, and their possible arrangements are presented. Finally, the strategies related to grounding in places used for invasive procedures, life support activities and diagnosis are evidenced.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339931.pdf: 1867752 bytes, checksum: d0e5b7cae37388d2084432ced6832e57 (MD5) Previous issue date: 2016 / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um novo algoritmo adaptativo para conformação de feixe em arranjos de antenas com redução de posto. O novo algoritmo é baseado na estratégia de redução de posto proposta para o algoritmo JIO-CMV-SG (joint and iterative optimization - constrained minimum variance - stochastic gradient), que utiliza otimização conjunta e iterativa entre a matriz de redução de posto e os coeficientes do filtro de conformação de feixe. O algoritmo JIO-CMV-SG, conforme demonstrado neste trabalho, não é capaz de garantir, sob certas situações, ganho unitário na direção do SOI (signal-of-interest), como determinado pelo critério MVDR (minimum variance distortionless response). O algoritmo proposto foi formulado de modo que essa restrição seja sempre atendida, independente do cenário de operação considerado. Este trabalho apresenta também uma análise estocástica visando obter o modelo de primeira ordem do algoritmo proposto. Comparações entre o algoritmo proposto e os algoritmos JIO-CMV-SG e CLMS (constrained least-mean-square) em termos de complexidade computacional e de desempenho são também apresentadas. Resultados de simulações numéricas são mostrados a fim de comprovar a eficácia do algoritmo proposto.<br> / Abstract: This work presents a novel reduced-rank adaptive beamforming algorithm for antenna arrays. The new algorithm is based on the rank-reducing strategy proposed for the JIO-CMV-SG (joint and iterative optimization - constrained minimum variance - stochastic gradient) algorithm, which considers a joint-iterative optimization process to update both the rank-reducing matrix and the beamforming coefficients. The JIO-CMV-SG algorithm, as demonstrated in this document, is unable to ensure, under some circumstances, the unit gain constraint of the original MVDR (minimum variance distortionless response) criterion. The proposed algorithm was formulated in such a way that the unit gain constraint is always met, irrespective of the operating scenario. This dissertation also presents a first order stochastic model of the proposed algorithm as well as compares such an algorithm with the JIO-CMV-SG and the CLMS (constrained least-mean-square) in terms of computational burden and performance. The performance of these algorithms are assessed through numerical simulations, which confirm the effectiveness of the proposed algorithm.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:04:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340512.pdf: 1963134 bytes, checksum: 89f8b5b2f65809faa859a02a247a8308 (MD5) Previous issue date: 2016 / O desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia proporciona muitas vantagens para aplicações portáteis. Resistentes e estáveis, os supercapacitores são de suma importância para a tecnologia pois agregam características de alta densidade de potência e energia, vindas dos capacitores convencionais e das baterias, respectivamente. Neste trabalho foram desenvolvidos pseudocapacitores com eletrodos baseados em aerogéis de hidróxido de níquel (Ni(OH)2) e como polímero condutor, polipirrol (PPy). Utilizando eletrólito gel de PVA/H3PO4, sendo materiais de fácil síntese e maior disponibilidade que apresentam efeito de pseudocapacitância. As propriedades físico-químicas e estruturais dos aerogéis foram analisadas através das técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia de Raman, microscopia eletrônica de transmissão (TEM), termograviometria (TGA), área superficial (BET), volume e tamanho de poro (BJH), espectroscopia de absorção (UV-VIS) e condutividade elétrica.O dispositivo foi montado formando um sanduíche. O aerogel em forma de pó foi depositado em ambos os lados de um filme de PVA/H3PO4 (eletrólito/separador) e fecharam-se os contatos com cobre, obtendo-se um dispositivo completo com dois eletrodos, separador e eletrólito. Por meio da voltametria cíclica e carga/descarga, o desempenho dos pseudocapacitores foi avaliado, onde a capacitância específica, densidades de energia, densidade de potência e resistência em série foram determinadas.A capacitância específica apresentou aumento de 43 %, com a incorporação de PPy (276 F/g) e a resistência em série obtida apresentou a diminuição de 79 % (23,25 O/cm²). Resultados esses que refletem o melhor desempenho e melhores propriedades eletroquímicas dos dispositivos de aerogéis de Ni(OH)2 incorporados com PPy.<br> / Abstract: The development of energy storage devices provides many advantages for portable applications. Rugged and stable, supercapacitors are of utmost importance for that technology, for aggregating high power and energy density characteristics, coming from conventional capacitors and batteries, respectively.In this work, were developed pseudocapacitors with nickel hydroxide (Ni(OH)2) aerogel-based electrodes and a conductive polymer, polypyrrole (PPy). Using gel PVA/H3PO4 electrolyte, , which are easily synthesizable materials with greater availability, and exhibit pseudocapacitance effect. The structural and physical-chemical properties of the aerogels were analyzed through X-ray diffraction (DRX), Raman spectroscopy, transmission electronic microscopy (TEM), thermograviometry (TGA), specific surface area (BET), pore size and volume (BJH), absorption spectroscopy (UV-VIS) and electrical conductivity.The device was assembled a sandwich geometry. Powdered aerogel was deposited onto both sides of a PVA/H3PO4 film (electrolyte/separator) and the contacts were closed with copper, resulting on a complete device with two electrodes, separator and electrolyte. Through cyclic voltammetry and charge/discharge curves, the performance of the supercapacitors was devaluated, where the specific capacitance, power and energy densities and series resistance were determined.The specific capacitance was increased by 43% with the incorporation of the PPy (276 F/g) and the series resistance obtained decreased by 79% (23,25 O/cm²) which reflects the highest performance and the best electrochemical properties of Ni(OH)2 aerogels based devices incorporated with PPy.

Orientador : Prof. Dr. Luis Henrique A. Lolis / Coorientador : Prof. Dr. Eduardo Gonçalves de Lima / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 06/12/2016 / Inclui referências : f. 63 / Área de concentração: Eletrônica / Resumo: O presente trabalho trata de um método otimizado de dimensionamento de sistemas receptores de radiofrequência, que realiza uma distribuição de ruído, distorção e ganho visando o menor consumo possível. Os métodos de otimização são baseados na experiência do projetista que nem sempre oferece a melhor solução possível quando existe a necessidade de minimizar o consumo. O otimizador é um algoritmo que faz várias distribuições e cálculos de consumo de potência fornecendo a melhor distribuição possível de distribuição de ganho, ruído e distorção e tem o objetivo de reduzir o consumo de potência mantendo um mínimo desempenho aceitável pela norma. Este otimizador mostrou uma consideravél redução com modelos de consumo bem diferentes. Fez-se também uma comparação entre o método proposto com distribuições pré-determinadas e um método linear de otimização no estado da arte com Bluetooth-LE para mostrar a eficiência do algoritmo proposto. Palavras-chave: Otimização, consumo, sinal-ruído, receptor, dimensionamento, sistema, LTE, desempenho. / Abstract: The present work addresses is about an optimizer for RF systems, which make a distribution of noise degradation, distortion and gain aiming the lowest consumption possible. The optimization methods are based in the designer's expertise which not always provide the best solution when exists the necessity to minimize the consumption. The optimizer is an algorithm which make various distributions and power consumption calculations providing the best possible distribution of gain, noise and distortion and have the goal to reduce the power consumption keeping the minimum acceptable performance by the standard. This optimizer showed a considerable redution with very different consumption models. Was made also a comparison between the proposed method and a state of art linear optimization method with Bluetooth-LE to show the efficiency of the proposed algorithm. Keywords: Optimization, consumption, signal-noise, receiver, design, system, LTE, performance.