Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 462672.pdf: 8146289 bytes, checksum: b06948bf980943025484977e7b5c207b (MD5) Previous issue date: 2014-08-28 / The constant evolution of technology enables a wider access to and a more global production of digital texts, audios, images, and videos. The internet, which greatly enhances this sharing capability, has been constantly growing in coverage and in data transfer capacity, therefore allowing virtual communication to simulate real-life interaction. The combination of these elements in education, especially in health education, led to large improvements in the capacity to illustrate it rather than just explain it. These technologies have great potential to improve teaching methods, which sometimes are inefficient or have high maintenance costs. In the theoretical learning of surgical procedures, for example, the presence of students in the operating room does not necessarily provide them with a better understanding of the technique used by the surgeon, as he or she may not be able to get close enough to see the area where the procedure is being performed. This problem stems from the limited space available in the room, as well as from the care for the patient s wellbeing, which should not be compromised as result of the amount of observers in the room. Aware of these elements and of the existing demand for improvement of teaching tools in the university, this project had as its main aim the development of a telesurgery system for health education. In order to accomplish this goal, three systems were developed: a photograph camera positioning equipment (eSurg-Arm) to assist image acquisition in the operating room; a specification of equipment and video formats to enable image acquisition and transmission (eSurg-Video), and a health education web platform (eSurg-Web). The eSurg-Arm successfully developed the design, the simulation, the prototyping, and the testing of hardware, software, and mechanical devices and parts. The development of eSurg-Video called for the analysis of different video compression and transmission technologies. The making of eSurg-Web established the parameters (i.e. functionalities and information) to build a distance education web-learning tool, as well as to develop a functional prototype. Each of these systems accomplished different results. The eSurg-Arm built and validated three systems: movement control and instrumentation, articulated arm and Pan/Tilt/Roll/Zoom. The eSurg-Video enabled the synchronous and asynchronous video streaming of different resolution videos. The eSurg-Web accomplished the design of multiple information blocks, which enabled the development of an educational web platform. In short, the eSurg project successfully positioned an image acquisition system and granted access to a web platform that allow professors and students to interact with surgical multimedia content from medical/chirurgical procedures performed at the S?o Lucas Hospital PUCRS. / A constante evolu??o da tecnologia vem permitindo um acesso cada vez mais amplo e uma produ??o cada vez mais global de textos, ?udios, imagens e v?deos. A Internet cresce constantemente em alcance e capacidade de transfer?ncia de dados, tornando poss?vel a comunica??o virtual em um n?vel que j? imita a realidade. A combina??o desses elementos na educa??o, e mais especificamente na educa??o em sa?de, tem resultado em grandes avan?os na capacidade de professores de ilustrar o conte?do ao inv?s de apenas explica-lo. Dessa forma, essas ferramentas v?m ao encontro da necessidade de melhoria de m?todos de ensino, muitas vezes pouco eficientes e de custo elevado para sua implementa??o e manuten??o. No aprendizado te?rico sobre t?cnicas cir?rgicas, por exemplo, a presen?a de acad?micos junto ao paciente n?o garante a visualiza??o do procedimento, devido ao espa?o limitado e ? import?ncia de que a quantidade de observadores n?o prejudique o decorrer da cirurgia. Atento a esses diferentes elementos e ?s demandas existentes na universidade, esse projeto teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema de Telecirurgia como ferramenta educacional em sa?de. Para tanto, foram desenvolvidos: um equipamento para posicionamento de um sistema de aquisi??o de imagens em sala cir?rgica (eSurg-Arm); uma especifica??o de equipamentos e formatos para aquisi??o e transmiss?o de imagens (eSurg-Video); e uma aplica??o web em linguagem de alto n?vel como ferramenta educacional em sa?de (eSurg-Web). O eSurg-Arm contemplou o design, a simula??o, a prototipa??o e a realiza??o de ensaios de hardware, software e de mecanismos e pe?as mec?nicas. O eSurg-Video foi respons?vel por analisar diferentes tecnologias de compress?o e transmiss?o de v?deo. O eSurg-Web realizou a defini??o das funcionalidades e informa??es necess?rias para a cria??o de uma plataforma web para ensino a dist?ncia, tendo feito sua prototipa??o. Cada uma das etapas de desenvolvimento obteve resultados espec?ficos. O eSurg-Arm resultou na constru??o e valida??o de tr?s sistemas, o primeiro de controle e instrumenta??o de movimento, o segundo de suporte articulado e o terceiro de Pan/Tilt/Roll/Zoom. O eSurg-Video resultou na capacidade de oferecer diferentes resolu??es de v?deo, bem como transmiti-los de forma s?ncrona ou ass?ncrona. O eSurg-Web teve como resultado o design de m?ltiplos conjuntos de informa??es que permitiu a prototipa??o de uma aplica??o web. O eSurg teve sucesso em permitir o posicionamento de sistema de aquisi??o de imagens, por meio do eSurg-Arm, e em desenvolver uma ferramenta educacional em sa?de, que possibilita o acesso interativo de docentes e discentes ao conte?do de cirurgias realizadas no Hospital S?o Lucas da PUCRS. O sistema de aquisi??o e transmiss?o de v?deos definido pelo projeto se mostrou adequado ? pr?tica cir?rgica nos ensaios e testes realizados.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 464756.pdf: 6294522 bytes, checksum: b41f6ce956ed25415a71e4211c6a3fad (MD5) Previous issue date: 2014-11-18 / The possibility of spectrum shortage and saturation, combined with the increasing demands for higher transmission rates are driving factors for research within cognitive radio networks. Spectrum sensing is one of the major challenges for the commercial development of cognitive radio systems, since the verification of a primary user presence is a complex task that requires high reliability. The proposal of this work is to develop a signal classifier capable of verifying the primary user presence on a particular channel of the radio spectrum. The proposed classifier performs subspace decomposition of the signal covariance matrix, in order to obtain characteristics that may indicate the presence of a primary user. The subspace decomposition enables the design of filter banks to which new signals are submitted. RBF neural networks are used to analyze the filtered signal characteristics and to decide about the presence of a particular type of primary user. Based on IEEE 802.22 regulations, the classification process is performed at the cognitive radio base station, which is responsible for controlling all users and channels in its coverage area. The results indicate that the computational cost of subspace decomposition, which is cyclically performed in similar methods, can be reduced through the proposed approach without jeopardizing the detection quality. / A possibilidade de escassez e satura??o do espectro, aliadas ?s demandas crescentes por maiores capacidades de transmiss?o, s?o fatores que impulsionam a pesquisa de solu??es no ?mbito das redes de r?dios cognitivos. O sensoriamento do espectro constitui um dos maiores desafios para o desenvolvimento comercial dos sistemas de r?dio cognitivo, pois a verifica??o da presen?a de um usu?rio prim?rio ? uma tarefa complexa que exige alta confiabilidade. A proposta deste trabalho ? elaborar um classificador de sinais capaz de verificar a presen?a de um usu?rio prim?rio num determinado canal do espectro de r?dio. O classificador proposto realiza a decomposi??o em subespa?os da matriz de covari?ncia do sinal, visando extra??o de caracter?sticas que possam indicar a presen?a de usu?rio prim?rio. A decomposi??o do sinal em subespa?os permite a determina??o de bancos de filtros aos quais novos sinais s?o submetidos. Redes neurais do tipo RBF s?o utilizadas para an?lise de caracter?sticas dos sinais filtrados e decis?o sobre a presen?a de um determinado tipo de usu?rio prim?rio. Com base na regulamenta??o IEEE 802.22, o processo de classifica??o ? executado na r?dio-base cognitiva, respons?vel pelo controle de todos os usu?rios e canais na sua ?rea de cobertura. Os resultados indicam que o custo computacional da decomposi??o em subespa?os, que ? executada de forma c?clica em m?todos similares, pode ser reduzido atrav?s da abordagem proposta, sem comprometimento da qualidade da detec??o.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 465061.pdf: 182147 bytes, checksum: f7a4815079fd1da1390d1f0d759a33b8 (MD5) Previous issue date: 2014-11-03 / This dissertation presents the development and evaluation of a prototype for the stimulus of the olfactory system, which will be employed in the study of neuroimages gathered by functional magnetic resonance image (fRMI). Basic requirements for the prototype include: safety, human physiology and environmental compatibility, homogeneous release of aerosolized stimuli, accurate control of pressure and flow conditions, support for up to three distinct substances, and substance mixing capability. Digital image processing techniques were used in evaluation process through the usage of Matlab in order to better assess the reliability and reproducibility in the evaluation of the of the samples released under controlled constant pressure of 3.5+/- 0.3 kgf/cm?, different flows (4 l/min, 6 l/min, 8 l/min and 10 l/min), and different duration periods (10s, 15s, 20s, 30s, 60s and 90s). Charts with the image profiles, histograms and statistical data were generated and analyzed. The delay in the system, important information for any study in fRMI, was measured using an oxygen sensor and custom software solution. Experiments for the determination of the amount of substance required and the real capability of mixing substances were performed with parameters based on the results from the digital image processing analysis. / Esta disserta??o de mestrado apresenta o desenvolvimento e a avalia??o de um prot?tipo para estimular o sistema olfativo, o qual ser? empregado em estudos de neuroimagens obtidas pela modalidade de resson?ncia magn?tica funcional. Para o desenvolvimento do prot?tipo foram definidos requisitos b?sicos que o sistema deveria possuir: seguran?a, compatibilidade com o ambiente e com as caracter?sticas fisiol?gicas humanas, dispensar amostra aerossolizada, precis?o para controlar e regular vaz?o e press?o, capacidade para tr?s subst?ncias distintas e possibilidade de mistur?-las. A avalia??o utilizou t?cnicas de processamento de imagens digitais com a utiliza??o do software Matlab com a finalidade de estudar a confiabilidade e reprodutibilidade na quantifica??o da amostra dispensada utilizando press?o fixa de 3,5 +/- 0,3 kgf/cm? e as vari?veis fluxo (4 l/min, 6 l/min, 8 l/min e 10 l/min) e tempo (10s, 15s, 20s, 30s, 60s e 90s). Os resultados foram analisados atrav?s de gr?ficos de perfil dos pixels, histogramas e dados estat?sticos das imagens. O atraso do sistema, dado fundamental para pesquisas em resson?ncia magn?tica funcional, foi medido com a utiliza??o de um sensor de oxig?nio e um software desenvolvido em LabVIEW. Experimentos para medir o consumo e a possibilidade de misturar as amostras foram realizados utilizando os resultados obtidos com a valida??o por processamento de imagens digitais.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 396635.pdf: 2355055 bytes, checksum: 3ab2ff37a02b1f58eb5351e33e64a2fb (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / O objetivo deste trabalho foi desenvolver um plugin de reconstru??o tomogr?fica para SPECT execut?vel e aplic?vel em ambiente cl?nico e acad?mico, em linguagem JAVA, utilizando um ambiente de processamento de imagens j? existente (ImageJ), permitindo o acesso universal a essa tecnologia. O programa ImageJ foi escolhido devido a sua portabilidade e por ser bastante difundido na ?rea de processamento de imagens. Foi desenvolvida uma interface gr?fica e foram implementados dois m?todos de reconstru??o tomogr?fica para imagens de emiss?o: um m?todo anal?tico (FBP) e um m?todo iterativo (ML-EM). O m?todo anal?tico permite que sejam utilizados filtros/janelas de reconstru??o tomogr?fica (Rampa, Hamming, Shepp-Logan, Butterworth), com par?metros ajust?veis definidos pelo usu?rio. O m?todo iterativo ML-EM permite que seja definido o n?mero de itera??es que ser?o realizadas, com op??o para corre??o de atenua??o nas imagens, utilizando um algor?tmo projetor-retroprojetor com um mapa de coeficientes de atenua??o conhecido a priori. Foram realizados testes de valida??o com imagens simuladas de modelos geom?tricos e um modelo antropom?rfico pelo m?todo Monte Carlo, com distribui??es de atividade e atenua??o conhecidas. Como instrumentos quantitativos de avalia??o das imagens reconstru?das foram realizadas medidas de contraste entre regi?es de interesse, perfis de contagens e desvio padr?o normalizado. A an?lise da converg?ncia do m?todo iterativo ML-EM, atrav?s do c?lculo da rela??o entre a m?dia de contagens e o desvio padr?o, resultou em uma indica??o de reconstru??o com 10 a 15 itera??es. As imagens reconstru?das pelo m?todo ML-EM com corre??o de atenua??o apresentam melhor qualidade visual do que as imagens sem corre??o. As imagens reconstru?das pelo m?todo FBP aprsentam maior ru?do e afastam-se quantitativamente da imagem ideal de refer?ncia. Os testes de performance do plugin NucMed mostraram que o m?todo anal?tico FBP realiza a reconstru??o em menor tempo em rela??o ao m?todo ML-EM (para imagens de 128x128 pixels, o tempo ? 33 vezes menor). Aplicando corre??o de atenua??o, o tempo de reconstru??o aumenta aproximadamente 3,5 vezes.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 396634.pdf: 4379009 bytes, checksum: 904efa08cd431933fc1c9ff6ea53d7d4 (MD5) Previous issue date: 2006-08-24 / Introdu??o - A manobra de Valsalva ? realizada utilizando-se uma t?cnica padr?o. O volunt?rio sopra num bocal, o qual ? preso a um man?metro, mantendo a glote parcialmente aberta, atrav?s de um pequeno orif?cio que permite a passagem do ar, medindo-se, assim, ? press?o intrator?cica. Usualmente, a press?o utilizada na manobra de Valsalva ? de 40mmHg pelo per?odo de 15s. As mudan?as hemodin?micas durante a realiza??o da manobra s?o divididas em 4 fases e incluem, especialmente, altera??es na freq??ncia card?aca e press?o arterial. Esta manobra ? comum no dia-a-dia, ocorrendo quando o indiv?duo tosse, vomita ou defeca. Pilotos de aeronaves de alta performance usam uma varia??o da manobra de Valsalva para melhorar a toler?ncia ?s r?pidas mudan?as na acelera??o. Em pesquisas laboratoriais, a manobra de Valsalva avalia a fun??o cardiovascular e o controle r?pido da press?o arterial aguda. Clinicamente, esta manobra ? utilizada como um teste de integridade funcional do sistema nervoso aut?nomo. O aparelho desenvolvido ? indicado para ser utilizado na preven??o e tratamento da taquicardia atrial parox?stica, da s?ncope neurog?nica e da hipertens?o arterial sist?mica; em pacientes acamados; no diagn?stico de altera??es venosas de membros inferiores; em miss?es espaciais, onde, pela exposi??o ? microgravidade, o astronauta perde a fun??o barorreflexa. Objetivo - O presente estudo objetivou desenvolver e discutir as poss?veis aplica??es de um m?todo para estimula??o barorreceptora, atrav?s de um novo aparelho que permite a realiza??o da manobra de Valsalva de forma automatizada e n?o-assistida. M?todo - Um man?metro digital foi projetado e desenvolvido pelo Laborat?rio de Microgravidade/PUCRS para monitorar a press?o intrator?cica exercida durante a expira??o for?ada ou manobra de Valsalva. Este equipamento, denominado de Equipamento para Manobra de Valsalva (EMV), ? constitu?do de cinco partes principais, sendo elas: um transdutor de press?o (sensor de press?o e amplificador de sinais), um display de caracteres, um display em barra de LED e um microcontrolador. Conclus?o - O aparelho desenvolvido ? de f?cil manuseio e visualiza??o, port?til e de baixo custo. Testes preliminares indicaram que o EMV permite que um indiv?duo realize a manobra de Valsalva de forma de forma correta e sem qualquer assist?ncia durante o procedimento.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 396639.pdf: 3477259 bytes, checksum: bb4eed136036815958a125e375927b8d (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / As simula??es de Monte Carlo v?m sendo utilizadas para validar m?todos de corre??o de atenua??o e espalhamento em SPECT. O acoplamento ? simula??o de um phantom matem?tico como o NCAT, com movimentos respirat?rios e batimentos card?acos, permite uma modelagem ainda mais adequada e realista das aquisi??es em Medicina Nuclear. Este trabalho busca avaliar a influ?ncia da resolu??o espacial dos mapas de coeficientes de atenua??o na reconstru??o quantitativa em SPECT card?aco. O estudo baseia-se em diversas simula??es de Monte Carlo de imagens de SPECT, com ?nfase especial no phantom matem?tico NCAT 4D (4D NURBSbased Cardiac Torso) e avalia o efeito da varia??o da resolu??o espacial dos mapas de atenua??o n?o-uniformes utilizados na corre??o de atenua??o. A an?lise visual das imagens simuladas reconstru?das revelou que a falta de corre??o de atenua??o criou uma dispers?o das contagens ao redor do mioc?rdio e do f?gado. Nas imagens corrigidas para a atenua??o, esse efeito de borramento foi substitu?do pela uniformiza??o da atividade nas paredes do mioc?rdio, tanto na parede anterior como da parede posterior. Observou-se tamb?m um aumento de contraste quantitativo e qualitativo com a aplica??o da corre??o de atenua??o. O principal fator degradador do diagn?stico de perfus?o mioc?rdica em SPECT foi a presen?a de tecido atenuador ao redor e nas proximidades do cora??o, particularmente pr?ximo ao f?gado. A aplica??o do m?todo de corre??o de atenua??o nas imagens de perfus?o mioc?rdica em SPECT revelou-se significante para a melhoria da qualidade das imagens reconstru?das. Os resultados dos perfis de contagem mostram que, mesmo do caso de borramento severo dos mapas de coeficiente de atenua??o, n?o existe mudan?a significativa na quantifica??o das paredes do mioc?rdio, tanto com rela??o ? intensidade quanto ao contraste entre as paredes e a cavidade. Observa-se tamb?m que a utiliza??o dos mapas de atenua??o de baixa resolu??o espacial na corre??o n?o provoca o surgimento de artefatos e de componentes de alta freq??ncia, suavizando a imagem reconstru?da.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 396793.pdf: 1226415 bytes, checksum: 34691e947acca10ed3602253a14e3f69 (MD5) Previous issue date: 2007-03-27 / Este trabalho descreve o desenvolvimento de um instrumento inovador para apoio ao diagn?stico medico e ?s pesquisas relativas ?s doen?as que afetam o equil?brio humano. Estas doen?as s?o respons?veis por manifesta??es como tonturas, perda de equil?brio, n?useas e enj?os. Diversas t?cnicas utilizadas para avaliar as fun??es do equil?brio s?o subjetivas, invasivas ou imprecisas. A t?cnica proposta por este trabalho baseia-se em processamento digital de imagens dos olhos, possibilitando a confec??o de um instrumento objetivo, preciso e n?o invasivo. O sistema vestibular humano, localizado na orelha interna, ? fundamental para a manuten??o do equil?brio. Movimentos seletivos de cabe?a s?o usados para estimular cada um dos canais semi-circulares, que comp?em o sistema vestibular. Atrav?s do reflexo vest?bulo-motor, s?o produzidos movimentos de olhos que correspondem compensatoriamente aos est?mulos dos canais semi-circulares. Imagens dos olhos s?o capturadas por c?meras fixas a um equipamento, que isola os olhos da luz externa e os ilumina com luz infravermelha. Um computador pessoal digitaliza as imagens com aux?lio de uma placa de captura. As imagens capturadas s?o processadas por um algoritmo desenvolvido onde, em cada quadro, o centro da pupila ? calculado. Um programa desenvolvido apresenta o resultado da quantifica??o do movimento dos olhos na tela em dois gr?ficos - um para o movimento vertical e outro para o movimento horizontal. Os dados apresentados no gr?fico podem ser exportados para um arquivo para visualiza??o posterior. A correta interpreta??o dos gr?ficos pelo m?dico especialista facilita o diagn?stico de hipofun??es do sistema vestibular e sistema nervoso. Com o objetivo de se validar o algoritmo que calcula o centro da pupila, foi constru?da uma biblioteca geradora de imagens sint?ticas de olho. Diversas imagens sint?ticas foram geradas, que simularam diferentes situa??es, baseadas em situa??es reais observadas durante o trabalho. Estas imagens foram processadas e em cada uma avaliou-se o erro do algoritmo ao determinar o centro da pupila.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2015-06-19T11:11:46Z No. of bitstreams: 1 470809 - Texto Completo.pdf: 6861498 bytes, checksum: 8ff1a79ef3ddb913c671a8d1f821428d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-19T11:11:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 470809 - Texto Completo.pdf: 6861498 bytes, checksum: 8ff1a79ef3ddb913c671a8d1f821428d (MD5) Previous issue date: 2015-01-26 / With the use of resting state functional magnetic resonance imaging (rs-FMRI) we can analyze the functional connectivity between different brain areas. However, recent studies show that this connectivity undergoes fluctuations over time (also known as dynamic Resting State). In this study, the analysis of Graph Theoretical (GT) metrics will be used to assess the variability of the correlation between these areas, through a windowing technique. For this study, we used images of 15 patients with ADHD that underwent a clinical treatment with the medication (Ritalin?). Images were taken before treatment (Visit 1 - PRE) and after 6 months of treatment (Visit 2 - POST). We determined the GT metrics for windows between 75 and 150s generated from the correlation between the various groups after applying a mask that divided the brain into 190 regions. The results showed statistically significant differences between visits for the metric of the characteristic path length. Were also generated graphs that show the fluctuations of each of the metrics. GT analysis identified an increase in the average value of the characteristic path length after drug treatment for most patients. However, some patients behaved differently and therefore results are not conclusive. Furthermore, it was observed that there is a dependence of GT metrics based on the size of the window. Conclusion show that based on the analysis of the dynamics of the brain network by the GT metrics show to be an auxiliary tool in the diagnosis of ADHD, but still requires further studies to test the viability of this tool as a diagnostic test in neuroimaging. / Atrav?s da Resson?ncia Magn?tica Funcional no estado de repouso (RMf-er) podemos analisar a conectividade funcional entre as diversas ?reas do c?rebro. Entretanto, estudos recentes mostram que a correla??o desta conectividade sofre flutua??es ao longo do tempo (Dynamic Resting State). No presente trabalho, foi feita uma an?lise por interm?dio de m?tricas da Teoria dos Grafos da variabilidade da correla??o entre as ?reas cerebrais atrav?s de t?cnicas de janelamento. Para este estudo, foram utilizadas imagens de 15 pacientes com transtorno de d?ficit de aten??o com hiperatividade (TDAH) e que passaram por um tratamento cl?nico com o uso do medicamento (Ritalina?). As imagens de resson?ncia foram adquiridas antes do pr?-tratamento (Visita 1 - PR?) e ap?s 6 meses de tratamento (Visita 2 ? P?S). Foram desenvolvidas m?tricas de Teoria dos Grafos (TG) para janelas entre 75 e 150s geradas a partir da correla??o entre as diversas regi?es, ap?s aplicar uma m?scara que dividiu o c?rebro em 190 ?reas. Os resultados encontrados apresentaram dados estatisticamente relevantes para a m?trica do comprimento do caminho caracter?stico. Foram gerados tamb?m gr?ficos que apresentam as flutua??es de cada uma das m?tricas. Na an?lise dos gr?ficos foi poss?vel identificar um aumento do valor m?dio do comprimento do caminho caracter?stico ap?s o tratamento com o f?rmaco para a maioria dos pacientes. Entretanto, alguns pacientes tiveram comportamento oposto, n?o sendo portanto conclusivo. Al?m disso, observou-se que existe uma depend?ncia das m?tricas de TG para a janela adotada. Concluiu-se, baseado nos dados encontrados, que a an?lise da din?mica da rede cerebral pela m?trica dos grafos ? uma ferramenta auxiliar para o entendimento do comportamento funcional do c?rebro e dos dist?rbios, mas que ainda requer mais estudos para que venha a ser adotada como apoio ao diagn?stico em neuroimagem.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2015-11-12T11:46:12Z No. of bitstreams: 1 476059 - Texto Completo.pdf: 11820335 bytes, checksum: 97522b958c96b8b2b663777e9ec46881 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-12T11:46:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 476059 - Texto Completo.pdf: 11820335 bytes, checksum: 97522b958c96b8b2b663777e9ec46881 (MD5) Previous issue date: 2015-08-17 / This dissertation proposes novel control schemes in order to track periodic references and/or reject periodic disturbances with time-varying frequency. The proposed methodology is based on a ?-domain concept, where the interest signals possess a constant period. By employing the Internal Model Principle, this domain allows the design of linear controllers that ensure tracking and/or rejection performance to the targeted class of signals. The main objective is, then, to transform these controllers dynamical description from ?-domain to the usual time domain. This idea was explored to modify the Resonant and Repetitive Controllers, traditional approaches based on the Internal Model Principle, yielding Transformed Resonant and Repetitive Controllers, the proposed control schemes that deal with large period variations. Robust control methodologies based on Linear Matrix Inequalities are presented in order to synthesize the controllers parameters and assure robust closed-loop stability and performance. The advantages of the proposed control architectures, in comparison to traditional strategies, are evaluated by simulated applications with time-varying period signals, such as eccentric direct current motors, frequency inverters and wind turbines. Besides the continuous time formulation, this work presents discrete time synthesis methodologies and implementation of the Transformed Resonant and Repetitive Controllers. In the end, experimental results with an eccentric direct current motor show the benefits of the proposed controllers in contrast to the traditional ones. / Esta disserta??o prop?e novas topologias de controle para o seguimento de sinais de refer?ncia peri?dicos e/ou rejei??o de sinais de dist?rbio peri?dicos quando a frequ?ncia destes sinais ? variante no tempo. A metodologia proposta baseia-se na constru??o de controladores em um novo dom?nio-?, onde os sinais de interesse podem ser representados com per?odo constante. Neste dom?nio, ? poss?vel empregar o Princ?pio do Modelo Interno para o projeto de controladores lineares que garantem desempenho de seguimento e/ou rejei??o para estes sinais. O objetivo central deste trabalho ?, portanto, uma metodologia para transforma??o da representa??o din?mica de controladores definidos no dom?nio-? para o usual dom?nio do tempo. Esta ideia foi explorada para modifica??o dos Controladores Ressonante e Repetitivo, abordagens do Princ?pio do Modelo Interno tradicionais na literatura para tratamento de sinais peri?dicos, originando os Controladores Ressonante e Repetitivo Transformados, as topologias de controle propostas que consideram ampla varia??o no per?odo dos sinais. Para realizar o projeto dos par?metros destas arquiteturas de controle e garantir estabilidade e desempenho robusto em malha-fechada, s?o consideradas metodologias de s?ntese robusta baseadas em Desigualdades Matriciais Lineares. As vantagens das estrat?gias de controle propostas, em rela??o ?s abordagens tradicionais, s?o demonstradas por meio de simula??es de aplica??es pr?ticas que apresentam per?odo variante no tempo, como motores de corrente cont?nua com cargas exc?ntricas, inversores de frequ?ncia trabalhando com tens?es alternadas de frequ?ncia fundamental vari?vel e turbinas e?licas. Al?m da formula??o em tempo cont?nuo, este trabalho apresenta ao final uma metodologia de projeto e implementa??o em tempo discreto dos Controladores Ressonante e Repetitivo Transformados. Resultados experimentais com um motor de corrente cont?nua exc?ntrico, por fim, comprovam os benef?cios das estrat?gias de controle propostas em rela??o aos controladores tradicionais.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2015-11-24T11:47:18Z No. of bitstreams: 1 476372 - Texto Completo.pdf: 4077296 bytes, checksum: 85b4c453088ae9f0ceed3d18c8ad4570 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-24T11:47:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 476372 - Texto Completo.pdf: 4077296 bytes, checksum: 85b4c453088ae9f0ceed3d18c8ad4570 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / This work presents the study and development of a modification proposal of the classical MPPT - P&O approach, based on the utilization of the power and voltage derivatives in PV panel terminals. The contribution of this study consists in the employment of the time derivative of voltage that is used to determine converter duty cycle step size instantly. The proposed MPPT approach when compared to the classical P&O, presents some advantages like as: better dynamic response, steady state error reduction and robustness (considering different irradiation and temperature profiles). In order to validate this study, a microinverter prototype based on flyback converter, using this new approach, was implemented aiming to connect PV panels to the mains. Microinverter control strategy was held on Matlab/Simulink? environment in association to a data processing board (DS1104 from dSPACE?). / Este trabalho apresenta o estudo e o desenvolvimento de uma proposta de modifica??o do m?todo de MPPT P&O cl?ssico com base na utiliza??o da derivada da pot?ncia e da derivada da tens?o nos terminais dos pain?is PV. A contribui??o deste trabalho consiste no emprego da derivada da tens?o dos pain?is, a qual ? utilizada para determinar a varia??o instant?nea do ciclo de trabalho do conversor. O m?todo de MPPT proposto em compara??o com o m?todo P&O convencional apresentou melhor desempenho considerando-se a resposta din?mica, o erro de estado estacion?rio e a robustez (contra diferentes perfis de irradi?ncia e de temperatura). A fim de validar este estudo, um prot?tipo de um microinversor com base no conversor flyback, usando a abordagem proposta, foi implementado com o objetivo de conectar pain?is fotovoltaicos ? rede el?trica. A estrat?gia de controle do microinversor foi realizada em ambiente Matlab/Simulink? em associa??o a uma placa de processamento de dados (DS1104 da dSPACE?).