Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:14:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 233082.pdf: 1120418 bytes, checksum: 1792242c5f150f3399234d8f19faa535 (MD5) / Este trabalho apresenta soluções de problemas na implementação de Sistemas Tutores Inteligentes (STI) no âmbito do projeto MathTutor, um arcabouço para construção de STIs. São mostrados os fundamentos do MathTutor, envolvendo a tecnologia/paradigma de sistemas multiagentes, bem como a modelagem e implementação do módulo pedagógico utilizando Redes de Petri Objeto e Sistemas Especialistas, além do módulo de interface do aprendiz, via interface Web utilizando a tecnologia Servlets de páginas dinâmicas. This work presents some problems and it's solutions in implementations of Intelligent Tutoring Systems (ITS), in MathTutor project, an ITS shell. The concepts of MathTutor are shown, as well as part of it's implementation, composed, among some other things, by: the multiagent systems technology/paradigm; the pedagogical model which uses Object Petri Nets and Expert Systems; and the student interface module, which is a Web interface implemented by dynamic pages with Servlets.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:38:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 237443.pdf: 5289904 bytes, checksum: 96c765bb928451225ce28f12f5bfb962 (MD5) / O trabalho proposto nesta dissertação faz parte de um projeto que visa desenvolver um sistema eletrônico de dois estágios para aplicação em cogeração de energia a partir de painéis solares fotovoltaicos. Nesta etapa do projeto serão estudados os estágios de potência do sistema buscando entregar a energia disponibilizada pelos painéis à rede elétrica comercial de forma robusta e segura. No primeiro estágio é utilizado um conversor em ponte completa, modulado por largura de pulso, com comutação sob tensão nula, conhecido como FB-ZVS-PWM. Buscou-se com este conversor um alto rendimento para uma larga faixa de potência de entrada. No segundo estágio é estudado um inversor em ponte completa alimentado em tensão e com saída em corrente. Serão testados seus limites de operação para as especificações propostas, com o controle da corrente sendo feito pelo CI UC3854N. Também é proposto um filtro de saída de forma a diminuir o conteúdo harmônico em alta freqüência da corrente injetada na rede. Após a análise dos resultados serão apresentadas sugestões para a continuação do projeto de forma a se obter um sistema confiável e que atende às normas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:53:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224135.pdf: 5256132 bytes, checksum: 283f7b510eb976bf118712ac7c74e5b4 (MD5) / Nesta tese são analisados dispositivos eletromagnéticos usados para aquecimento do tecido biológico trabalhando em diferentes freqüências. Todas as análises são feitas com o método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo - FDTD. São avaliadas estruturas de aplicadores de uso comum em hipertermia, tais como o dipolo e a antena corneta. É proposto um sistema capacitivo com placas metálicas ortogonais para aquecimento profundo do corpo humano aplicado a superfícies curvilíneas. Também são sugeridas antenas planares para aquecimento local e superficial. Foram realizadas comparações numéricas entre esses dispositivos de modo a avaliar suas potencialidades. Inicialmente, o método FDTD é apresentado e aplicado a alguns problemas eletromagnéticos tendo como objetivo a validação dos programas desenvolvidos. Na seqüência, são descritos os aspectos biológicos e físicos da hipertermia bem como sua aplicação no tratamento do câncer. São também discutidos os desafios técnicos existentes e as possíveis soluções para os problemas encontrados. Os resultados obtidos são promissores, indicando novas possibilidades para dispositivos de aquecimento hipertérmico utilizando ondas eletromagnéticas. ABSTRACT: In this thesis, electromagnetic devices working at different frequencies for heating biological tissue are analyzed. The study is done with the Finite Difference Time Domain Method - FDTD. Classical structures for hyperthermia, like dipoles and horn antennas, are evaluated. It is proposed a capacitive system with orthogonal metal plates for deep heating of curved shapes of the human body. Also, patch antennas are proposed for local and superficial heating. Comparisons between the different devices presented were done. Firstly, the FDTD method is explained and applied to some electromagnetic problems for validation of the developed softwares. After, the basic hyperthermia theory is presented, including biological and physical aspects and its use in cancer therapy. Also, the technical challenges and possible solutions for the founded problems are discussed. The obtained results are satisfactory and indicate new possibilities for hyperthermical heating devices based on electromagnetic waves.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:13:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226189.pdf: 83354526 bytes, checksum: 4f7bdf3741e6ad97686158678152ea9b (MD5) / Dentro do universo de máquinas elétricas girantes, a máquina assíncrona trifásica é a mais amplamente empregada nos acionamentos industriais. São empregadas tanto nas aplicações com velocidade e torque constante como nas aplicações em que são exigidas variações de velocidade. A máquina de indução trifásica duplamente alimentada sem escovas apresenta-se como uma alternativa para as aplicações que requerem um ajuste de velocidade, porque apresenta maior flexibilidade no controle com o conversor de potência reduzida. Para grandes potências esta redução do conversor proporciona uma drástica redução no custo do conjunto motor/conversor, tornando esta alternativa bastante atraente. O presente trabalho mostra o estado atual da arte com relação à máquina assíncrona trifásica sem escovas. A máquina é estudada do ponto de vista de projeto, modelagem e análise de performance. A modelagem é feita para o regime permanente através do circuito equivalente, que quando resolvido proporciona a análise da performance em regime permanente da máquina. No regime dinâmico são utilizadas as matrizes de transformação das variáveis do sistema de referência da máquina para o sistema de referência arbitrário, permitindo desta maneira uma completa análise da dinâmica da máquina. Do modelo dinâmico resultam as equações de espaço de estado que podem ser usadas para se fazer o controle da máquina. Uma análise das excitações eletromagnéticas geradas no entreferro, e suas influências na vibração da estrutura do pacote de chapas da máquina é desenvolvida no trabalho. A análise da vibração é importante porque a máquina assíncrona trifásica duplamente alimentada sem escovas compartilha dois enrolamentos capazes de gerar excitações eletromagnéticas intensas no entreferro, cujas respostas devem ser minimizadas. O foco principal do estudo é mostrar a viabilidade de uso desta máquina em aplicações que exigem regulação de velocidade, como a geração de energia elétrica através de turbinas eólicas e aplicações industriais onde requer baixas velocidades, porém com partida de alta inércia. No trabalho é dedicado um capítulo para as regras básicas de projeto, com o objetivo de orientar o projetista na fase do projeto garantindo o bom desempenho da máquina. É feita também a análise de algumas aplicações, onde é mostrada a viabilidade de uso da máquina sem escovas, com a vantagem de apresentar menos manutenção devido ao fato de não necessitar de escovas. In the universe of the electric machines, the three phase asynchronous machines are widely used on the industrial drives. They are used when constant torque and constant speed are required as well as when speed and torque control are employed. The brushless double fed three phase asynchronous machine is a good alternative for variable speed application because it presents a high control flexibility reduced power converters. For large output power, the converter power reduction provides a drastic cost reduction of the set (motor and converter), what becomes this solution a good pay back. The present job shows the state of the art related to brushless double fed three phase asynchronous machines. The machine is studied from the point of view of the project, modeling and performance analysis. The modeling for the steady state condition is made by the equivalent circuit, and when it is adequately solved it provides the steady state behavior of the machine. For the dynamic condition, the transformation of the machine variables to the arbitrary reference system is made through the transformation matrix. With this model is possible to perform the dynamic analysis of the machine. From the dynamic model the space state equations are obtained to make the machine control strategy. An analysis of the electromagnetic excitation produced in the air gap, and its influences on the vibration of the lamination core structure is developed in this work. The vibration analysis is important for the brushless double fed three phase asynchronous machine because it shares two three phase winding, that can generate strong electromagnetic excitation and whose vibration responses must be minimized. The main focus of this work is to show the viability of the brushless double fed three phase asynchronous machine in the application which speed and torque regulation are required, as such wind power generation, and industrial application with low speed and high inertia. A chapter is dedicated to basic project rules, as a guide line for the machine designer to guarantee a good machine performance. Some application analysis are made, and they show the viability of the brushless double fed three phase asynchronous machine due to the fact it does not need brushes and consequently, less maintenance.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:34:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225940.pdf: 1864403 bytes, checksum: 60816e08c997618563ef3146bfd46c07 (MD5) / Esta tese trata do problema de controle robusto de sistemas não lineares em relação a variações de parâmetros e/ou incertezas de modelo não estruturadas. Na concepção do controlador não linear robusto aqui proposto, são usadas técnicas de síntese linear H-infinito combinadas à linearização por realimentação robusta. Com esta linearização por realimentação particular, o sistema não linear é transformado em sua aproximação linear em torno de um ponto de operação. A seguir, o controlador linear para este sistema linearizado é obtido pelo método de síntese H-infinito de McFarlane-Glover com loop-shaping, o que permite definir as características de robustez e desempenho desejadas. A estabilidade robusta local do controlador não linear robusto assim definido é demonstrada teoricamente. Além disso, este controlador é avaliado em uma aplicação, a suspensão magnética com 4 pólos, na qual é feita uma comparação com dois outros métodos, e as suas vantagens são destacadas. Como o controlador proposto é restrito aos sistemas cujo estado é conhecido, uma maneira de estendê-lo a outros sistemas, através do uso de observadores de estado, é estudada. O controlador não linear robusto associado a observadores é avaliado em uma aplicação, a suspensão magnética com 1 pólo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T17:21:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 235439.pdf: 1544648 bytes, checksum: 0cfdc892f1d518a47e21edc08d362407 (MD5) / Este trabalho discute aspectos de implementação e a avaliação de desempenho de algoritmos adaptativos aplicados em controle ativo de vibrações. A estratégia utilizada é a de um controlador adaptativo na configuração feedforward. Nessa abordagem, o controlador monitora a vibração existente no sistema mecânico, fornecendo um sinal de saída que permite reduzir as vibrações indesejadas de tal sistema. Os algoritmos adaptativos aqui considerados são versões aprimoradas do bem conhecido algoritmo LMS. A escolha do algoritmo LMS é justificada devido a sua baixa complexidade computacional e também por apresentar certas facilidades de implementação. As versões consideradas possuem parâmetros de ajuste, tais como passo de adaptação e fator de perdas os quais afetam o desempenho dos algoritmos em questão. Os resultados obtidos nos experimentos permitem avaliar o comportamento de cada algoritmo em função de seus parâmetros de ajuste, bem como comparar o desempenho entre as diferentes versões de algoritmos consideradas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T18:44:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232383.pdf: 6125560 bytes, checksum: deb66999d6f438935869ccbf7c43550d (MD5) / Os transformadores de potência são equipamentos muitos importantes nos sistemas elétricos de potência, por tal motivo o estudo de ferramentas de monitoramento e diagnóstico que impeçam a retirada não planejada destes equipamentos é interessante para as empresas do setor elétrico. Neste contexto, é apresentada a Análise da Resposta em Freqüência (FRA) como uma metodologia de diagnóstico de faltas em enrolamentos de transformadores de potência, que vem sendo cada vez mais utilizada no setor elétrico devido aos bons resultados obtidos com as pesquisas realizadas. Entretanto, ainda não existe uma normatização específica nem quanto à metodologia para realizar o ensaio de resposta em freqüência nem quanto à interpretação dos resultados do ensaio, que geralmente é realizada de forma visual e requer especialistas treinados para isso. Neste trabalho de dissertação são estudadas as duas principais metodologias para a realização do ensaio de resposta em freqüência, apresentando as principais vantagens e desvantagens de cada método. Também são apresentadas as principais características da FRA no sentido de indicar correlação entre faltas e parâmetros modificados nos transformadores, fatores que influenciam as medições de FRA e considerações sobre a modelagem de enrolamentos de transformadores de potência. No tocante ao diagnóstico do estado de enrolamentos com a FRA, são analisados diagramas reais de ensaios de FRA realizados em transformadores de potência. Os dados foram separados em casos de estudo, onde, além da comparação e análise visual dos diagramas de FRA, são propostos e avaliados três indicadores numéricos estatísticos e uma rede neural artificial como ferramentas para quantificar diferenças entre as curvas, e desta forma auxiliar no diagnóstico do estado de dos enrolamentos de transformadores de potência.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T22:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226532.pdf: 3784289 bytes, checksum: 1fd74f49fd94e6b8780d1a936b79b6cd (MD5) / O presente trabalho apresenta uma metodologia de projeto de filtros transicionais a partir de aproximações não-polinomiais. A implementação desses filtros é realizada com base em técnicas de síntese de filtros digitais IIR, com o objetivo de obter o melhor desempenho de respostas de magnitude, fase e tempo visando uma específica aplicação. A utilização de filtros transicionais não-polinomiais, mais especificamente filtros transicionais Cauer-Chebyshev Inverso, deve-se ao fato de a aproximação Cauer apresentar a menor ordem dentre todas as funções de filtros seletores e de a aproximação Chebyshev Inverso ser também não-polinomial e apresentar melhores características de fase e de tempo em relação à aproximação Cauer. Os exemplos de aplicação mostrados são avaliados através de seis técnicas de projeto de filtros digitais utilizando-se uma abordagem de projeto indireta. Na tentativa de obter o melhor desempenho de cada uma delas são consideradas algumas estratégias de projeto, tais como pré-distorção e principalmente transformação espectral, cujo estudo resultou em procedimentos que melhoram a aplicabilidade dessa última. Assim, é possível compará-las entre si, possibilitando a escolha da melhor estratégia de filtragem para cada problema. Para auxiliar no projeto de filtros digitais como também viabilizar algumas medidas de linearidade de fase consideradas, um software em ambiente Matlab foi desenvolvido.

Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T23:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239120.pdf: 3259262 bytes, checksum: 71f298c8c4ecd72fd54f438ddd7ca1c5 (MD5) / Esta dissertação apresenta um novo método para a simulação do espectro Doppler característico dos modelos de canais sem-fio com parâmetros fixos, conhecidos como Canais SUI (Stanford University Interim). Este novo método facilita a implementação computacional destes modelos. Os modelos de canais SUI são utilizados nas simulações de uma transmissão de dados de banda larga sem fio conhecida como WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) e definida pelo padrão IEEE 802.16a. Apresentam-se, também, modelos destes canais implementados em SIMULINK. Adicionalmente, técnicas de equalização adaptativas, para a compensação dos efeitos distorcivos dos canais SUI, foram implementadas em uma placa de FPGA-Virtex-4 da Xilinx, utilizando-se, para isso, um aplicativo chamado de Xilinx System Generator. Finalmente, são apresentados e discutidos diversos resultados das implementações.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T00:32:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247323.pdf: 6657680 bytes, checksum: 6202e1ce95d7458bb8f40e5ee2c46ac3 (MD5) / Atualmente organizações de todos os tamanhos e setores têm buscado aumentar a eficiência produtiva e a qualidade dos seus serviços para poder sobreviver no mercado cada dia mais competitivo. Uma alternativa que vem ganhando destaque, principalmente para as pequenas e médias empresas, é de trabalhar colaborativamente, formando alianças estratégicas através de Redes Colaborativas de Organizações (RCOs). Todavia, estas redes ainda não estão suficientemente preparadas para absorver e utilizar todo o conhecimento gerado por elas. Acredita-se que as RCOs podem aprender e utilizar o seu conhecimento em todos os seus níveis operacional, tático e estratégico e terem condições de aumentar a sua capacidade competitiva. Esta tese propõe um arcabouço baseado em Aprendizagem OrgaIronnizacional (AO) e Gestão do Conhecimento (GC) que visa dar condições às RCOs aprenderem com os seus casos de sucesso e até mesmo com as suas falhas. O arcabouço é dividido em três elementos chamados: (a) elemento organizacional, (b) elemento tecnológico e (c) elemento humano. As questões tratadas sob o escopo do elemento organizacional têm por objetivo criar conhecimento tácito e explícito, bem como difundir o conhecimento entre os membros da RCO. O elemento tecnológico visa trazer ferramentas computacionais para dar suporte e agilizar o processo de aprendizagem da rede. Para tal, adota-se uma ferramenta para encontrar conhecimento explícito na forma de documentos não estruturados e outra para explorar o conhecimento potencial embebido nas bases de dados das RCOs. Finalmente, o elemento humano, que busca criar um ambiente propício para a troca de conhecimento e o estabelecimento da confiança entre os diversos parceiros das RCOs. Conseqüentemente, a combinação destes três elementos em conjunto com as práticas de AO e GC, formam o arcabouço para dar suporte ao aprendizado das RCOs dando a elas condições de utilizar o seu conhecimento. A verificação da consistência do arcabouço proposto foi feita através de um cenário de uso, testes com ferramentas implementadas e pela investigação com profissionais da área de RCOs.