Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247154.pdf: 3412481 bytes, checksum: ee7e4c3be6dc52838cca6ca8aa30bb6d (MD5) / O objetivo maior desse trabalho é realizar um estudo e projeto de um condicionador indireto de tensão alternada controlado digitalmente através do processador digital de sinais (DSP) da Texas Instruments. Para obter um sinal de referência isento de distorções harmônicas e que acompanhe variações na freqüência presentes na rede elétrica, foi utilizado um PLL digital baseado na teoria da potência instantânea trifásica. Para o controle digital proposto neste trabalho usam-se duas malhas, uma de pré-alimentação da tensão de entrada e outra de controle do valor eficaz da tensão de saída. Ao final do trabalho é apresentada uma metodologia de projeto e resultados experimentais de um protótipo com 220V/60Hz de tensão de saída e 20kHz de freqüência de comutação. The aim of this work is to study and design a digitally-controlled indirect alternating-voltage conditioner using a Texas Instruments digital signal processor. In order to obtain a harmonic-distortion-free reference signal which is able to follow changes in network power frequency, a digital PLL was used based in the theory of instantaneous three-phase power. In the digital control proposed in this work, two circuits are used, one for input voltage feedforward and another controlling the effective output-voltage. At the end of the work, a design methodology is presented and results for a 220V/60Hz output voltage prototype operating at a switching frequency of 20kHz are shown.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246645.pdf: 1214911 bytes, checksum: 7e33bf379856a93d9378e80eca2ac03b (MD5) / A explosão do espaço de estados associada ao teste para detecção do conflito é um dos principais problemas que impedem a aplicação da Teoria de Controle Supervisório de Sistemas a Eventos Discretos a sistemas industriais reais. O conflito é uma propriedade global dos sistemas concorrentes sendo que, para sua detecção, deve-se verificar não-bloqueio da composição dos subsistemas que estão sendo verificados. Esta tese trata do problema de detecção de conflito de forma eficiente. Neste trabalho, propõe-se um novo teste de não-conflito baseado em abstrações dos supervisores, obtidas pela operação de projeção natural. Apresentam-se dois conjuntos de condições sobre as abstrações para os quais o teste de não-conflito pode ser aplicado, com resultado equivalente àquele do teste sobre os supervisores originais. No primeiro conjunto de condições os eventos compartilhados são mantidos nas abstrações e a projeção deve possuir a propriedade do observador. O segundo conjunto de condições sobre as abstrações leva em conta propriedades estruturais dos supervisores originais para derivar o conjunto de eventos a serem mantidos nas abstrações, além da propriedade do observador sobre a projeção obtida. As duas abordagens podem ser utilizadas em conjunto para obter abstrações possivelmente melhores, de forma a obter maior redução do espaço de estados na verificação de não-conflito. Apresenta-se ainda um algoritmo para verificação da propriedade do observador. Esta propriedade é utilizada exaustivamente nos resultados apresentados e sua verificação torna-se de grande interesse para a aplicação dos resultados obtidos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241822.pdf: 882172 bytes, checksum: 8f528bd028638721fb6fe1d82fc7960f (MD5) / Nesta dissertação de mestrado são abordadas duas técnicas de controle não-linear, a técnica de controle de realimentação linearizante robusto e a técnica de controle de energy shaping IDA PBC (interconection and damping assignment passive based control). Estas técnicas são combinadas com observadores lineares e aplicadas a um sistema plataforma de teste. O controle de realimentação linearizante robusto consiste no projeto de uma lei de controle e uma transformação de estados (difeomorfismo), que aplicados a um sistema não-linear colocam-no em uma forma linearizada em torno de um ponto de equilíbrio, permitindo que a ele seja possível aplicar as técnicas de controle linear. A técnica de controle energy shaping IDA PCB aborda o sistema em termos de energia. Seu objetivo é, através do projeto de uma lei de controle adequada, moldar a energia do sistema de tal forma que um equilíbrio desejado seja o ponto de menor energia da função que representará a energia do sistema em malha fechada. A realimentação linearizante necessita de acesso à informação de todos os estados e o energy shaping, em geral, também. Entretanto esta é uma situação pouco comum. Para contornar essa dificuldade foi utilizado um observador de alto ganho com a realimentação linearizante e um observador de Luenbeger com o energy shaping. O sistema plataforma de teste escolhido foi o sistema de levitação magnética de um pólo, devido sua característica de apresentar não-linearidades inerentes e a ser instável em malha aberta. Isto o torna, também, atrativo para área da didática. Finalmente, são apresentados estudos de casos e comparações qualitativas entre as técnicas para mostrar suas características.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:57:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258210.pdf: 8651846 bytes, checksum: d69effcd2f3b10d3dc6e3006140b49f4 (MD5) / Este trabalho é resultado de uma parceria da empresa REIVAX e do Instituto de Eletrônica de Potência INEP, no qual é apresentada uma estratégia de controle para pontes retificadoras que operam em paralelo, alimentando o enrolamento de campo de geradores. Em sua grande maioria, os sistemas de excitação não provêem o controle da corrente individual de cada ponte ou da corrente que pode circular entre as mesmas. Normalmente, um circuito de disparo envia, para as pontes, pulsos simultâneos que controlam a corrente no campo do gerador. Porém, pequenas variações na resistência e indutância do barramento que conecta as pontes, diferenças no tempo de disparo e impedâncias entre tiristores podem resultar em desequilíbrio de corrente. Sobreaquecimento, baixo rendimento, falhas e até a destruição de tiristores podem ser algumas das conseqüências causadas pelo desequilíbrio de corrente. A estratégia apresentada no trabalho proporciona o controle das correntes médias nas pontes mediante desequilíbrios naturais inerentes nos circuitos e componentes que compõem um sistema de excitação. Para a implementação prática, um protótipo de um sistema de excitação da REIVAX, contendo uma CPU 586, foi utilizado e adaptado para este trabalho, possibilitando uma maior flexibilidade na implementação da topologia de controle.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T10:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246963.pdf: 1135305 bytes, checksum: f48e80e90836ac7e897fb0f4149c36b6 (MD5) / O objetivo desta dissertação é examinar diversos métodos existentes para a alocação ótima dos requisitos dos serviços ancilares de reserva em sistemas de potência, tanto do ponto de vista teórico quanto no que se refere à suas implementações computacionais e propriedades. Considera-se uma estrutura de mercado competitiva, onde os agentes participantes ofertam lances de quantidade e preço. A liquidação é feita através de leilões e os requisitos de cada mercado são estabelecidos pelo operador independente do sistema. Objetiva-se comparar diferentes métodos de liquidação, onde a função objetivo e a forma de remuneração dos agentes selecionados diferem em cada estrutura. São considerados três mercados de reservas operativas qualificadas hierarquicamente: regulação, reserva girante e reserva não-girante. A interação entre os mercados é possível nos algoritmos implementados, quando implicar em menores custos na solução final, desde que respeitando a hierarquia estabelecida. As taxas de rampa para tomada de carga também são consideradas. Especificamente são apresentados três métodos para estabelecer a liquidação dos requisitos de cada mercado de forma ótima: Mínimo Custo Social Revelado, Comprador Racional e Pagamento Conforme a Oferta. Um sistema-teste com seis agentes geradores é utilizado para gerar estudos de casos retratando situações típicas e os resultados correspondentes são analisados no decorrer do trabalho. As análises são feitas considerando um cenário de demanda fixa e também o atendimento a uma curva de demanda baseando-se em uma curva de carga. The objective of this work is to examine distinct methods recently proposed for ancillary service procurement in the context of reserves for both regulation and reliable operation of electric power systems. Both theoretical properties and computational implementation of such methods are considered. A competitive market structure is assumed where participants make bids composed of quantity (in MW) and price to the market operator. The reserve market requirements are established by the operator, and markets are cleared through auction mechanisms. Several methods for market clearing are evaluated, where the objective function and the way the participants are remunerated characterize each structure. Three reserve markets are considered, in hierarchical order: regulation, spinning reserve and non-spinning reserve. Interactions between markets are possible whenever that leads to more efficient solutions, respecting the above hierarchical order. Generating unit ramping rates are also taken into account. Specifically, three clearing methods for reserve markets are examined, namely, Minimum Revealed Social Cost, Rational Buyer and Pay-as-Bid. A test system involving six generating agents is employed to carry out typical study cases, whose results are analysed in this thesis. Such studies consider both a fixed demand scenario and the provision of reserves following time-varying reserve requirements which follow a typical daily load curve.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T10:17:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 237748.pdf: 3192713 bytes, checksum: 299c053a53027f2eee1d82008ff9fb1d (MD5) / A autenticac¸ #ao biom´etrica, baseada em caracter´ýsticas pessoais intr´ýnsecas, h´a muito tem sido objeto do interesse da comunidade de seguranc¸a computacional. Entretanto, at´e pouco tempo atr´as a sua adoc¸ #ao se restringia a ambientes de alta seguranc¸a e aplicac¸ #oes de identificac¸ #ao criminal, por raz#oes de natureza econ#omica e tecnol´ogica. Com o aperfeic¸oamento da tecnologia e a reduc¸ #ao no custo dos dispositivos verificados recentemente, a biometria vem se popularizando, sendo freq¨uentemente apontada como uma soluc¸ #ao promissora para problemas de autenticac¸ #ao. O canal de atendimento web banking tem sido alvo de freq¨uentes ataques que levam a fraudes, o que exige reforc¸o na autenticac¸ #ao de clientes. As credenciais tradicionais de conhecimento e posse apresentam algumas defici#encias que podem ser supridas pela autenticac¸ #ao biom´etrica. Apresentamos um modelo de implementac¸ #ao para autenticac¸ #ao biom´etrica em sistemas de web banking. O modelo se utiliza da tecnologia de Servic¸os Web, que se caracteriza pela interoperabilidade e facilidade de integrac¸ #ao para os sistemas legados. A aplicabilidade do modelo ´e verificada atrav´es de um prot´otipo. Biometric authentication, based on intrinsic personal traits, has long been an object of interest to the computer security community. However, until some time ago its adoption was restricted to highly secure environments and criminal identification applications. With the recent technological improvements and reduction in device costs, biometrics has become more disseminated, being frequently touted as a promising solution for authentication problems. The web banking channel has frequently been the target of attacks leading to banking fraud, making it necessary to reinforce user authentication mechanisms. The traditional credentials of knowledge and possession show some deficiences that can be solved by biometric authentication. We present an implementation model for biometric authentication in web banking systems. The model uses the Web Services technology, which is characterized by its interoperability and easy integration to legacy systems. The applicability of the model is verified by means of a prototype.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T13:34:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho apresenta um modelo compacto para a tensão de Early do transistor MOS em inversão fraca e moderada. Utilizando as equações do modelo ACM (Advanced Compact Mosfet Model) e incluindo os efeitos de canal curto relevantes como o DIBL e a modulação do comprimento das zonas de depleção de dreno e fonte, chega-se a um modelo compacto para a tensão de Early que proporciona aproximações úteis para o projetista de circuitos integrados. Para extração de parâmetros do modelo proposto foram feitas medidas experimentais em transistores de diversos comprimentos, níveis de inversão e tensões de dreno. As curvas traçadas de acordo com o modelo compacto e com parâmetros extraídos para dispositivos em tecnologia CMOS 0,35 m são comparadas às curvas experimentais. Os resultados obtidos comprovam a eficiência do modelo como uma aproximação para cálculos de primeira ordem.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T13:43:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246750.pdf: 4204693 bytes, checksum: 8b56d39b9ac151e76291e53be30111a0 (MD5) / Este trabalho propõe uma ferramenta de monitoramento remoto e avaliação do estado operativo de Transformadores de Potencial Capacitivo (TPCs) instalados em subestações em operação. A metodologia empregada neste sistema é baseada no monitoramento das tensões de seqüência zero resultantes de cada conjunto trifásico de TPCs instalados nos barramentos e baias das linhas de transmissão ou transformadores da subestação. A rotina computacional empregada utiliza um filtro de Fourier o qual permite a obtenção dos fasores de tensão de freqüência fundamental a partir do processamento dos dados amostrados de tensão provenientes do secundário dos TPCs. Com os fasores obtidos, são calculadas as tensões de seqüência zero com aplicação do teorema de Fostescue. Assim, as informações sobre o estado dos TPCs são obtidas através da comparação entre as componentes de tensão de seqüência zero e limiares toleráveis pré-estabelecidos. Estes limiares foram obtidos através de cálculos e análises de arquivos de registradores digitais de perturbação durante operação normal de um sistema de transmissão. O objetivo da ferramenta é auxiliar as equipes de manutenção das concessionárias de energia elétrica na detecção de defeitos e anomalias nestes equipamentos para o correto funcionamento dos sistemas de proteção e medição que fazem parte do sistema de potência. Estudos da modelagem do TPC foram realizados utilizando os softwares ATP e PSCAD, os quais possibilitaram analisar o comportamento do equipamento nos domínios da freqüência e do tempo respectivamente. Para validação da ferramenta foram realizadas simulações digitais dos diferentes defeitos que podem ocorrer em TPCs, a partir dos modelos matemáticos equivalentes. Os resultados das simulações do sistema de monitoramento on-line empregando a metodologia proposta foram satisfatórios, demonstrando a eficiência na detecção e diagnóstico de anomalias que eventualmente podem surgir nestes equipamentos comprovando assim a viabilidade desta metodologia como uma ferramenta de manutenção preditiva.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2008 / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275541.pdf: 808324 bytes, checksum: 6728a360f37b54d55abe4e7b458fbaaf (MD5) / Este trabalho apresenta um abrangente estudo direcionado ao monitoramento automático do desempenho de malhas de controle industriais. O estudo é estruturado em seis capítulos: Inicialmente é apresentada uma introdução, motivação e as contribuições. No segundo capítulo é apresentada a revisão do estado da arte, que inclui a evolução das linhas de pesquisa e as soluções comerciais. No terceiro capítulo é apresentado o sistema de suporte à decisão baseado na informação para o monitoramento, análise de dados, eventos e suporte de operação de processos industriais. É apresentado em detalhe o processamento da informação baseada em dados. No quarto capítulo são apresentados vários métodos usados na etapa de operação como na etapa de projeto para avaliar a condição de desempenho dos processos auto-regulatórios. Estes métodos, que são explorados numa abordagem determinística e estocástica, incluem métodos para a detecção do comportamento estacionário, oscilatório, e métodos para avaliação do comportamento servo e regulatório e para avaliar o desempenho robusto em nível de projeto. No quinto capítulo é apresentado um estudo sistemático de vários métodos para a avaliação da condição de processos não auto-regulatórios. O estudo inclui a análise das estruturas de controle, desempenho robusto em nível de projeto, sintonia dos controladores e avaliação do desempenho do sistema em operação baseada em padrões referenciais usando dados de campo. São tratadas as questões pertinentes à aplicação prática, apontadas as principais vantagens e desvantagens das técnicas e verificados os aspectos teórico/práticos através da simulação dos algoritmos. Finalmente, no sexto capítulo são apresentados os temas em aberto, atuais desafios e perspectivas futuras para continuidade do trabalho. / This work presents a comprehensive study directed to the automatic performance monitoring of the industrial control loops organized in six chapters: The study begin by an introduction, then is presented the motivation and the contributions of the work. In the second chapter is presented a depth reviewing literature showing the state of the art of the knowledge in the area that includes the evolution research lines and the commercial solutions. In the third chapter is presented the information-based decision support system for the process monitoring, data analysis, events and operation support for industrial processes. Also it is presented in detail the data-based process information. In the fourth chapter is presented several approaches for condition monitoring of self-regulatory control loops. These methods explored in a deterministic and stochastic approach include methods for steady-state identification, detection of oscillatory loops and methods for assess servo and regulatory behavior of industrial loops. Also it is presented one method for assessing the robust performance of control loops in level of project. In the fifth chapter is presented a systematic study for condition monitoring of non self-regulatory (integrating) control loops. The study included the analysis of traditional and advanced control structures, the analysis of robust performance in level of project, methods for assessing the performance of these kind of controllers and ways for improving the performance thought the correct tuning of the parameters and thought the implementation of a new control structure. Are discussed the issues concerning to the practical implementation, pointed the principal advantages and disadvantages of the techniques and verified the theoretical/practical aspects through the simulation of the algorithms. Finally in the sixth chapter are presented the present challenges in the area, the future works that will be developed giving continuity to the work presented, the conclusions and the bibliographical references.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:11:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258146.pdf: 3651058 bytes, checksum: b25d241def9a1fc8cb7e4507c80910b1 (MD5) / Este trabalho se refere ao estudo e a implementação do método de ensaio eh-star para determinação das perdas suplementares em motores de indução trifásicos, proposto na norma IEC 60034-2-1. O ensaio eh-star é realizado sem a necessidade de acoplar o motor a um dinamômetro ou máquina auxiliar, ou seja, o motor trabalha em vazio. Durante o teste o motor é conectado em estrela, com um resistor, denominado Reh, ligado entre dois terminais de alimentação do motor, sendo o mesmo ligado a uma fonte monofásica. Como resultado aparecerá em seus terminais um sistema trifásico desequilibrado (assimétrico), que será decomposto em dois sistemas simétricos: seqüência positiva e seqüência negativa. São apresentados resultados de diversos motores testados na WEG. Também é apresentada uma simulação deste ensaio com o programa de cálculo utilizado pela WEG Motores. O presente trabalho propõe ainda um novo circuito para obtenção desta alimentação desequilibrada, ligando os terminais do motor à duas fases e o neutro de um gerador trifásico, dispensando a necessidade da utilização do resistor Reh. This work mentions the study and the implementation regarding the eh-star test method proposed in the IEC Standard 60034-2-1 for the determination of stray load losses in three-phase induction motors. This test is accomplished with no load, that is, the motor does not need to be connected to a dynamometer or an auxiliary machine. During the test, the motor is star connected with a resistor, referred to as Reh, installed between two motor terminals. The motor is fed by a single-phase voltage supply. This will result in an unbalanced (asymmetric) three-phase system at the motor's terminals, which can be decomposed into two symmetric systems: positive sequence and negative sequence. Results of several tests accomplished in WEG facilities, as well as simulation results obtained with the software used in WEG for motor calculation, are also presented. Additionaly, the present work proposes a new circuit for the attainment of this unbalanced voltage supply, using two phases and the neutral of a three-phase generator, avoiding the need for the Reh resistor.