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Evidências da falha do modelo de Gilbert-Elliott para perda de pacotes em redes wifi e análise de alternativas

Rohling, Luis José January 2017 (has links)
Orientador : Prof. Dr. Carlos Marcelo Pedroso / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 18/08/2017 / Inclui referências : f. 65-68 / Resumo: As redes WiFi representam uma das formas de acesso à Internet mais utilizadas, sendo o estudo do comportamento das perdas de pacotes nestas redes de fundamental importância para a evolução e aplicação desta tecnologia. Porém, o modelo clássico de Gilbert-Elliott, amplamente utilizado para descarte de pacotes em redes de dados, não é necessariamente o modelo mais adequado para os diversos cenários de utilização das redes WiFi, devido ao método de controle de acesso ao meio empregado nestas redes. Para caracterizar a perda de pacotes nestas redes, este trabalho apresenta o resultado de diversas medições de erros em redes WiFi. Estas medições foram feitas a partir do envio de um tráfego de controle, registrando-se também outros parâmetros importantes da rede sob teste. Os dados de perda de pacotes do fluxo de controle foram inicialmente tratados com um filtro passa-baixa e então aplicado um processo de clusterização para obtenção dos estados da rede. Na etapa seguinte, foi realizada a análise estatística dos estados BOM e RUIM da rede, identificando-se uma dependência temporal de longa duração entre o tempo de duração de estados subsequentes, o que indica que o modelo de Gilbert-Elliott não se aplica nestes cenários. Finalmente, é apresentada uma alternativa para a modelagem de perdas de pacotes em redes WiFi considerando os dados amostrais. Como alternativa, foi analisada a aderência ao modelo Fractional Auto Regressive Integrated Moving Average (FARIMA) para o tempo de duração dos estados BOM e RUIM. Os resultados indicam que o modelo FARIMA não possui boa aderência aos dados empíricos observados, mas a análise realizada mostrou quais os motivos para a não aderência e indica quais os próximos passos nesta pesquisa. Palavras-chave: Redes sem fio. Perdas de pacotes. Modelo de Gilbert-Elliott. / Abstract: WiFi networks are widely used for Internet access. Therefore the study of packet loss in WIFi networks is very important for the evolution and application of this technology. The classic Gilbert-Elliott model for packet loss, widely used in data network, does not capture the behavior of packet loss observed in WiFi networks, mainly because the medium access control used to share the channel among the wireless devices. This work presents the result of several samples of errors in WiFi networks. The samples was made by sending a control flow, and registering the performance metrics as the packet loss, network utilization, signal-to-noise ratio, among others. The packets of control flow were used to identify the GOOD and the BAD states using a clustering method. In the next step, the statistical analysis of the duration of GOOD and BAD states of the network was performed, identifying a temporal dependence, which indicates that the Gilbert-Elliott model does not apply in these scenarios. Finally, alternative models are presented. A long range dependence is observed. The Fractionally Auto Regressive Integrated Moving Average (ARIMA) was analyzed to modeling the duration of the GOOD and BAD States. The results indicate that the FARIMA does not fit perfectly the empirical data, however, it's a good start for a new model. Key words: Wireless networks. Packet loss. Gilbert-Elliott model.
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Identification and three-dimensional positioning of urban energy lines from optical images to aid a teleoperated pruning robot

Bianchi Filho, José Francisco Bianchi Filho January 2016 (has links)
Orientador : Prof. Dr. Leandro dos Santos Coelho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 30/08/2016 / Inclui referências : f. 138-144 / Área de concentração / Resumo: Diversos fatores podem impactar a qualidade da distribuição de energia elétrica, entre eles, um dos mais impactantes é o contato de vegetação com linhas aéreas energizadas. Assim sendo, é de suma importância a poda de vegetação próxima à linhas energizadas. Visando-se aprimorar esse processo, pode-se empregar um robô teleoperado de poda, de forma que a poda possa ser realizada de maneira remota e segura. As câmeras instaladas no braço robótico permitem que o operador tenha visão da área de corte mesmo quando a visada direta do solo estiver obstruída. Um dos problemas de se visualizar a região de corte por meio de um monitor é a perda de noção de profundidade, o que pode dificultar a operação. Dessa forma, seria relevante uma técnica de visão computacional capaz de detectar as linhas de energia e seu posicionamento tridimensional (3D) a fim de auxiliar o operador. Revisando-se a literatura, avaliou-se que, no geral, os trabalhos já propostos para detecção de linhas em imagens operam em situações com fundo limpo, não urbanizado e com vista superior das linhas de energia. Assim sendo, nesse trabalho é proposta uma técnica para detecção de linhas energizadas em imagens de regiões urbanas e a obtenção de seu posicionamento 3D, fator ainda não explorado na literatura recente. Para se alcançar esse objetivo é proposta a utilização de câmeras de espectro visível posicionadas em paralelo. Assim, regiões com potencial para serem linhas de energia são selecionadas utilizando-se detecção de bordas seguidas por filtragens geométricas aplicando-se técnicas inspiradas em algoritmos de grafos e ajuste de pontos selecionados a uma curva. Após a seleção de regiões candidatas a linha de energia, o posicionamento 3D é obtido utilizando-se de visão estéreo. Para tal, a correspondência entre pontos visíveis em ambas as câmeras é encontrada e com triangulação o posicionamento 3D da linha de energia é recuperado. Com a informação 3D disponível falsos candidatos são reduzidos por um fator de aproximadamente sete vezes e finalmente as linhas são detectadas. Para avaliação do método foi criada uma base de dados contendo imagens estéreo obtidas de um cenário montado com dois postes, três linhas de energia e uma árvore entre essas, na qual foi possível atingir níveis de precisão de 98% ao término do processo de detecção, contando-se com 91% de taxa de verdadeiro positivos. As causas dos falsos negativos são evidenciadas para que trabalhos futuros possam encontrar alternativas às dificuldades apresentadas. O algoritmo aqui proposto fornece como saída um mapa de cor sobre as linhas de energia para identificação da profundidade em 2D e uma nuvem de pontos para visualização em 3D. Palavras-chave: Visão Computacional. Reconhecimento de objetos. Visão estéreo. Linhas de energia. Robô de poda. / Abstract: Different factors may affect energy distribution quality, among them, one of the main causes is when vegetation gets into contact with overhead energy lines. Therefore, it is of main importance to prune vegetation close to energy lines. To improve this process it is possible to use a teleoperated robot, what allows the pruning activity to be accomplished in a remote and safe way. Cameras installed in the robot arm provide images from the pruning region to the operator even when direct sight is not an option. One of the main problems viewing the prunning region using a display is the lost of depth perception, what could make the operator unintentialy colide the robot with energy lines. Therefore, it would be of great aid a computer vision method capable of detecting energy lines and their three-dimensional (3D) positioning to aid the operator. During the state of the art review of energy line detection in images, it was perceived that, in general, the already proposed works operate in regions where the images present a clear background, not urbanized, and with the energy lines seen from above. Therefore, in this work, it is proposed a technique to detect energy lines and their 3D positioning in images taken in urban settings, factor yet unexplored in the recent literature. To reach this objective it is proposed the use of two visible spectrum cameras installed in parallel. In this way, regions with potential to be energy line are selected using edge detection followed by the geometric filtering designed using techniques inspired in graphs algorithms and curve fitting. After the regions with potential to be energy lines are found, their 3D position is obtained with stereo vision. To do so, the matching among points visible by both cameras is found and with triangulation, it is possible to recover the energy line 3D position. With the 3D information available, false positives are reduced by a factor of about seven and finally the energy lines are detected. A dataset containing stereo images of a scenario built with two power poles, three energy lines, and a tree between them was created in order to evaluate the presented method. In the commented dataset it was possible to reach accuracy of 98% at the end of the detection process, with 91% true positive rate. The causes of the false negatives cases are put in evidence in order to allow them to be overcame by future works. The algorithm proposed here outputs a colormap projected over the energy lines to inform the depth of each one in 2D and a point cloud to visualize each line in 3D. Key words: Computer vision. Object Recognition. Stereo vision. Overhead Energy Lines. Pruning Robot
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Identificação automática de sinais ISDB-T baseada em cicloestacionariedade aplicadas a sistemas de rádio cognitivo

Yanes, Favio Eduardo Valle January 2017 (has links)
Orientador : Prof. Dr. Evelio Martín García Fernández / Coorientador : Dr. Samuel Baraldi Mafra / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 10/03/2017 / Inclui referências : f. 64-65 / Resumo: Nesta dissertação implementa-se o m'método de detecção de características cicloestacionárias para o sensoriamento espectral em redes de rádio cognitivo. O principal objetivo é mediante uso das propriedades cicloestacionárias que apresenta o sinal de televisão digital de serviço integrado de transmissão terrestre (ISDB-T) poder detectar e identificar este tipo de sinal. Os sinais ISDB-T utilizados durante o processo de experimentação foram obtidos em condições reais de propagação por meio de um rádio definido por software. Duas m'métricas para detecção são utilizadas: autocorrelação no domínio do tempo, que consiste na correlação de uma parte do sinal ISDB-T com uma versão adiantada dele. Enquanto, a correlação cruzada no domínio do tempo consiste na correlação entre duas sequencias de dois sinais ISDB-T diferentes. Propõe-se um m'método de identificação do sinal ISDB-T sempre fazendo uso das propriedades cicloestacionárias do sinal. Os resultados de detecção e identificação do sinal ISDB-T que foram obtidos são avaliados através da estimação de curvas de probabilidade de detecção/identificação em função da relação sinal-ruído e curvas de características de operação do receptor. Os resultados obtidos demostram que o método proposto pode atingir os valores de probabilidade de detecção e falso alarme desejados pelo padrão para redes de rádio cognitivo IEEE 802.22 e a possibilidade de identificação do sinal ISDB-T a baixas relações sinal-ruído. Palavras chaves: Rádio Cognitivo, Sensoriamento Espectral, Cicloestacionariedade, Detecção e Identificação, ISDB-T, IEEE 802.22. / Abstract: This dissertation implements the method of cycloestationary characteristics detection for spectrum sensing in cognitive radio networks. The main objective is using the cyclostationary properties that Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial (ISDB-T) digital television signal has, in order to detect and identify this kind of signal. The ISDB-T signals used during the experimentation were obtained under real conditions of propagation through of a software-defined radio. Two metrics for detection are used: time-domain autocorrelation consisting in the correlation of the ISDB-T signal with a avanced version of it. While, the time-domain cross-correlation consisting in the correlation between two different sequences of two different ISDB-T signals. It is proposed a identification method for the ISDB-T signal, always taking advantage of the cyclostationary properties. The results of detection and identification of the ISDB-T signal that were obtained are evaluated through the estimate of probability of detection/identification curves as a function of signal to noise ratio and receiver operating characteristic curves. The results that were obtained show that the proposed method can reach the desired detection and false alarm probability values according to the IEEE 802.22 standard and the possibility of identifying the ISDB-T signal at low signal to noise ratio. Key Words: Cognitive Radio, Spectrum Sensing, Cyclostationarity, Detection and Identification, ISDB-T, IEEE 802.22.
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Fluxo de potência ótimo utilizando a matemática intervalar

Monego, Andressa Carolinne Del January 2017 (has links)
Orientadora : Profª. Drª. Thelma Solange Piazza Fernandes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 14/12/2017 / Inclui referências : f. 114-117 / Resumo: Em estudos relacionados a análise e operação de sistema elétricos de potência (SEP) tais como, fluxo de carga (FC), fluxo de potência ótimo (FPO), cálculo de curto-circuito e outros, as incertezas provêm dos parâmetros dos transformadores e linhas de transmissão, da previsão da demanda assumida para as barras de carga do sistema, da disponibilidade de potência gerada e possíveis falhas nos geradores. Para incorporação destas incertezas em estudos de SEP, este trabalho utiliza a Matemática Intervalar para inserção de incerteza em problemas de FPO. A solução de um FPO se aplica apenas para um determinado ponto de operação e em um determinado instante de tempo. No entanto, ao invés de se considerar apenas um determinado instante de tempo, pode-se considerar uma gama de possíveis situações que podem ser assumidas ao longo de um intervalo de tempo determinado. Sendo assim, os valores de carga, de tensão e de geração não são valores únicos, mas sim intervalos onde a solução pode ser encontrada. Assim, após a aplicação da matemática intervalar é possível se obter valores de intervalares (superior e inferior) de geração de potência ativa, tensões nodais e custo marginal de operação após processo de otimização. Basicamente, a Matemática Intervalar engloba conjunto de métodos para manipulação de intervalos numéricos que aproximam dados incertos. Estes métodos baseiam-se na definição da Aritmética Intervalar e do produto escalar ótimo. Esta técnica evita que se realizem simulações e estudos exaustivos de viabilidade de todas as condições, a fim de garantir que todas as combinações sejam capazes de descrever as condições do sistema com precisão. Da mesma forma é possível diminuir o esforço computacional, evitando os cálculos de inversão e fatoração de matrizes durante o processo iterativo, diminuindo o tempo computacional do processo e os erros numéricos que podem ser agregados. Os resultados serão apresentados para sistemas de 30 e 70 barras. Palavras-chave: Fluxo de Potência Ótimo, Matemática Intervalar, Incerteza da carga. / Abstract: In studies related to the analysis and power systems operation (PSO) such as load flow (LF), optimum power flow (OPF), short-circuit calculation and others, the uncertainties come from the parameters of the transformers and lines, the demand for the load bars of the system, the availability of power generation and possible failures in the generators. To incorporate those uncertainties into SEP studies, this study uses the Interval Mathematics to insert uncertainty into OPF problems. The solution of an OPF applies only to a certain point of operation and at a certain instant of time. However, instead of considering only a certain instant of time, the scenario could consider a range of possible situations that can be assumed over a given time interval. Thus, the values of the charge, voltage and generation are not single values, but intervals where the solution can be found. After the application of the interval mathematics, it is possible to obtain values of intervals (upper and lower) of active power generation, nodal voltages and marginal cost of operation after optimization. Interval mathematics is a set of methods for manipulating numerical intervals that approximate uncertain data. Those methods are based on the definition of Interval Arithmetic and the optimal scalar product. The application of this technique avoids simulations and exhaustive feasibility studies of all conditions to ensure that all combinations are capable of accurately describing system conditions. It is possible to reduce the computational effort, avoiding the matrix inversion and factorization calculations during the iterative process, reducing the computational time of the process and the numerical errors that could be added. The results will be showed using system of 30 and 70 buses. Key words: Optimal Power Flow, Interval Mathematics, Load Uncertainty.
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Estudo de um motor linear tubular de relutância chaveado de fluxo transversal

Rinaldi, Vagner January 2004 (has links)
Resumo não disponível.
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A framework for optimal scheduling of eletric vehicles and demand response to smart grids

Quiñonez, Rolando Arturo Silva January 2015 (has links)
Orientador : Prof. Dr. Clodomiro Unsihuay Vila / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 26/02/2015 / Inclui referências / Área de concentração / Resumo: As microredes e os sistemas de distribuição têm uma posição de importância no sistema de energia, sendo os principais pontos de ligação entre a energia em grandes quantidades e os consumidores finais. Devido à convergência de várias tendências próprias do setor, as redes inteligentes estão emergindo como uma solução para a modernização da rede elétrica, integrando percentagens cada vez maiores de fontes de energia renováveis e intermitentes, armazenamento de energia e veículos elétricos, assim como o compromisso de oferecer aos consumidores maior controle no seu consumo de energia. Esta dissertação apresenta uma metodologia computacional que estabelece um agendamento ótimo para a resposta à demanda no caso de uma casa padrão inserida em um ambiente de microrede, além de determinar o seu impacto sobre a rede de distribuição de energia elétrica ao longo de um horizonte de 24 horas por dia. Este trabalho apresenta também um Sistema de Sistemas (SoS) contextualizado para uma operação ótima de redes de distribuição ativas. O SoS proposto define tanto a companhia de distribuição (DISCO) e a microrede (MGs) como sistemas autônomos, e reconhece o processo de troca de informações entre eles. O algoritmo matemático proposto utiliza um processo de otimização separado que visa maximizar o benefício de cada sistema independente. Adicionalmente, um algoritmo de optimização hierárquica é apresentado para coordenar os sistemas independentes e para determinar o ponto de funcionamento óptimo da rede ativa de distribuição baseada no SoS. O modelo proposto considera uma ênfase especial sobre as variáveis que afetam o comportamento total do sistema, tanto para o fornecedor de energia como para o consumidor final. O problema de otimização proposto é dividido em dois itens: o problema da resposta à demanda baseado no tempo para um horizonte diário, que é modelado como uma programação linear inteira mista e o segundo problema é o problema de rede radial que é modelado com um fluxo de potência ótimo. A metodologia proposta permite um agendamento otimizado para a resposta à demanda ao nível de usuário final e considera simultaneamente seu impacto na rede de distribuição. Além, nesta dissertação foram analisados os benefícios da programação da resposta à demanda, micro-geração distribuída e integração de veículos elétricos modelado na microrede. Um caso de estúdio contendo três distintos cenários revela a utilidade e eficácia do modelo proposto. Em primeiro lugar, mostrando o funcionamento normal, sem qualquer tipo de otimização, em segundo lugar, conduzindo um processo de otimização dentro da microrede com a inserção do veículo elétrico apenas modelado como uma carga e gerenciando o sistema de distribuição, e em terceiro lugar considerando a inserção de geração renovável distribuída, e processos tanto de carga como descarga dos veículos elétricos. Finalmente, foi efetuado um processo de otimização para a junção da microrede e da rede de distribuição. Palavras-chave: Rede inteligente. Veículo elétrico. Fluxo de potência ótimo. Programação linear inteira mista. Sistema de distribuição. / Abstract: Microgrids and distribution systems holds a very important position in the power system since are the main points of link between bulk power and consumers. Due to the convergence of several trends in the energy sector, smart grids are emerging as a solution for the modernization of the electric grid, integrating large shares of distributed and intermittent renewable energy sources, energy storage and electric vehicles, as well as the promise to give consumers more control on their energy consumption. This dissertation presents a computational method for an optimal scheduling for demand response and electric vehicle for a typical house under a microgrid environment and its impact on the electric power distribution network along a 24 hours-daily horizon. The proposed method is a System of Systems (SoS) based framework for optimally operating active distribution grids. The proposed SoS framework defines both; distribution company (DISCO) and microgrids (MGs) as autonomous systems, and recognizes the exchange information process among them. The proposed mathematical algorithm uses a separated optimization process that aim maximizing the benefit of each independent system. A hierarchical optimization algorithm is presented to coordinate the independent systems and to find the optimal operating point of the SoS-based active distribution grid. Therefore, the proposed model considers a special emphasis on variables that impact the total behavior of the system for both the energy supplier and the final consumer. The proposed optimization problem is divided in two sub-problems: the demand response problem-based time for a daily horizon, that is modeled as a mixed integer linear programming and the second problem is the electric distribution network problem that is modeled with an optimal power flow. The proposed method allows an optimized schedule of demand response to end-user level and considers their impacts on the distribution network simultaneously. It also examined the additional benefits of demand response programming, micro-distributed generation, integration of electric vehicles modeling in the microgrid. A case of study containing three scenarios reveals the usefulness and effectiveness of the proposed model. Firstly showing the normal operation without any type of optimization, secondly conducting an optimization process inside of the microgrid with the insertion of the electric vehicle just modeled as a load and managing the distribution system, thirdly inserting renewable distributed generation, electric vehicles for both process: charging and discharging. Finally, making the optimization process for the junction of the microgrid and the distribution network. Key-words: Smart grid. Electric Vehicle. Optimal power flow. Mixed integer linear programming. Distribution system.
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Sistema de supervisão e controle de fontes de energia renováveis e armazenamento de energia conectado em baixa tensão

Ferronato, Fabiano de Araujo Santos January 2014 (has links)
Orientador : Prof. Dr. Alexandre Rasi Aoki / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 22/08/2014 / Inclui referências / Área de concentração: Sistemas de energia / Resumo: No contexto atual, o conceito de redes elétricas inteligentes passou a ser visto como o principal meio para se obter um sistema mais eficiente, confiável, seguro, econômico e ambientalmente correto. Com o sistema hidrotérmico brasileiro demandando grande expansão ao mesmo tempo em que encontra barreiras dos altos custos econômicos e ambientais, a utilização de tecnologias de geração de energia a partir de fontes renováveis surge como uma solução viável já utilizada em vários países do mundo. No entanto, a utilização da energia gerada a partir de fontes renováveis intermitentes ainda aparece como um problema a ser solucionado. A utilização de sistemas de armazenamento de energia ajuda a garantir a estabilização da geração e o fornecimento em momentos em que a fonte de energia cessa. Com a mudança da regulamentação brasileira que diz respeito à conexão de sistemas de geração distribuída à rede das concessionárias, permitindo que os consumidores passem a fornecer energia para a rede, criou-se novos problemas relacionados ao fluxo inverso da energia sendo injetada e também à melhor forma de utilização dessa energia. O principal objetivo deste trabalho é estudar e implementar um sistema de micro geração distribuída com armazenamento de energia, conectado a uma rede elétrica inteligente. Neste sentido, este trabalho mostra o projeto e implantação de um sistema real de geração distribuída com armazenamento de energia e cargas prioritárias conectado à rede de distribuição em baixa tensão e desenvolve um sistema de supervisão e controle remotos que busca automaticamente o melhor uso da energia gerada/armazenada reconfigurando o sistema em tempo real. Os testes foram realizados de modo a avaliar a correta identificação dos modos de operação pelo sistema de controle e supervisão e a configuração dos dispositivos – controlador de carga e inversores; sendo que a análise foi realizada através da resposta do sistema com medições dos parâmetros de corrente e tensão dos painéis fotovoltaicos, do sistema de armazenamento de energia, dos inversores, da rede de distribuição e da carga de um veículo elétrico. Como resultado, foram observados todos os parâmetros de decisão sendo identificados e os consequentes modos de operação sendo executados corretamente. Palavras-chave: Geração distribuída. Painel fotovoltaico. Armazenamento de energia. Redes elétricas inteligentes. / Abstract: Nowadays the smart grid concept is seen as the primary means to achieve a more efficient, reliable, safe, economical and environmentally friendly power system. As Brazilian hydrothermal generation system requires huge investments while have economic barriers and high environmental costs; the use of power generation technologies from renewable sources emerges as a viable solution already used in many countries worldwide. However, the use of energy generated from renewable intermittent sources still appears as a problem to be solved. On the other hand, the use of energy storage systems helps to ensure the stabilization of generation from renewable sources. With the change of the Brazilian regulation with regard to the connection of distributed generation in the distribution grid, allowing consumers start to supply power to the grid, creating new problems related to the reverse power flow and also the optimal use of this energy. The main objective of this work is to study and implement a system of micro distributed generation with energy storage, connected to a smart grid. In this way, this work shows the design and implementation of a real system with distributed generation (photovoltaic panels) and energy storage connected to the low voltage distribution system with priority loads and develops remote monitoring and control's system that automatically search the best use of the energy generated / stored reconfiguring the system in real time. The tests were performed in order to assess the correct identification of operation's modes to the control and supervision system and device configuration - charge controller and inverters; and the analysis was performed by measuring the system response with the parameters of voltage and current of photovoltaic panels, the energy storage system, the inverters, distribution network and the charge of an electric vehicle. As a result, all decision parameters are identified and the resulting operating modes were observed running correctly. Key-words: Distributed generation. Photovoltaic Panels. Energy storage. Smart grid.
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Compensação de deriva em sensores de gases com redes neurais balanceadas

Wiezbicki, Thiago January 2017 (has links)
Orientador : Prof. Dr. Eduardo Parente Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 30/08/2017 / Inclui referências : f. 71-74 / Resumo: O fenômeno de deriva em sensores de gases é um dos maiores problemas encontrados em sistemas olfativos na atualidade. Fatores como contaminações por agentes externos e reações químicas na superfície sensora implicam em uma deterioração na capacidade de resposta e exatidão exigida. A ocorrência de deriva pode ser observada pelo fato da distribuição dos dados variar ao longo do tempo. A modelagem de um sistema não estacionário, que tenha como tarefa detectar essa variação contínua, imprevisível e compensando-a de maneira satisfatória, é um objetivo de grande complexidade. Neste trabalho, são aplicados e testados métodos para a compensação do fenômeno de deriva em sensores na classificação de gases com redes neurais. O primeiro consiste na ponderação das saídas de redes neurais retreinadas ao longo do tempo, onde pesos funcionam como fator de esquecimento de dados mais antigos. O segundo método caracteriza-se por evidenciar amostras mais recentes, ou seja, são replicadas entradas mais próximas temporalmente do instante atual das redes neurais na fase de treinamento. Verificou-se que a aplicação dessas técnicas na classificação de gases apresentou bons resultados comparados com estratégias mais simples como o retreino integral ou retreino parcial. No que tange a aplicação dos dois métodos usados, a replicação de amostras mostrou-se mais eficaz em lotes de dados mais antigos, sendo assim o algoritmo é mais robusto em sistemas com sensores de gases usados por longos períodos de tempo. Palavras-chaves: Fenômeno de deriva. Sensores de gases. Redes neurais balanceadas. Auto ponderação. Ambientes não estacionários. / Abstract:The drift phenomenon in gas sensors is one of the biggest problems in olphative systems nowadays. Factors as contamination by external dopants and chemical reactions in sensing surface lead to deterioration of the response and accuracy required. The drift is related to the variation of the distribution of data over time. The modeling of a nonstationary system, that has the task to detect this unpredictable continuous variation and to compensate it satisfactorily is a highly complex objective. In this work, methods are applied and tested for the compensation of the phenomenon of drift in sensors to classify gases with neural networks. The first method is the weighting of the outputs of the neural networks retrained over time, where weights are forgetting factors to older data. The second method is characterized to evidence more recent samples, therefore, the newest samples are replicated to the neural networks on training phase. It can be observed that applying the two methods on gas classification dataset showed better results than simple strategies as the integral retraining or partial retraining. Regarding the application of the two methods, the replication of the samples are more effective in batches that have older data, therefore the algorithm is more robust on systems with gas sensors used for a long time. Key-words: Concept drift. Gas sensors. Weighted neural networks. Auto weighting. Non-stationary environments.
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Desenvolvimento de uma metodologia de parametrização e ajuste do modelo de propagação de RF standard propagation model - SPM, em ambiente outdoor, para sistemas de comunicação móvel limitados privados de missão e de infraestrutura críticas

Freitas, Paulo Roberto de January 2016 (has links)
Orientador : Prof. Dr. Horácio Tertuliano Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 21/12/2016 / Inclui referências : f. 100-103 / Área de concentração: Telecomunicações / Resumo: As organizações prestadoras de serviços públicos, não podem prescindir da utilização de tecnologias de informação e comunicação proprietárias, de missão e de infraestrutura críticas, as quais proporcionam, às suas atuações e operações, as condições absolutamente necessárias para realizar suas missões. Tais requisitos, como disponibilidade, confiabilidade e escalabilidade, são vitais para o atingimento das rigorosas metas de desempenho, estabelecidas pelos órgãos governamentais reguladores. O presente trabalho de pesquisa propõe uma metodologia para a parametrização e o ajuste do modelo de propagação de rádio frequência SPM, adequado à realidade física ambiental, tecnológica contemporânea e legalmente vigente no país, aplicável às redes privativas de comunicação móvel de missão e infraestrutura críticas, utilizando a faixa do espectro pertinente, destinado às autorizatárias ou concessionárias concernentes, a partir de uma ferramenta computacional de predição comercial. O método empregado, na conformação e na caracterização das variáveis do modelo SPM, envolve a coleta de um conjunto extenso de medições em campo, obtido através da implementação de dois sistemas de transmissão e um sistema de recepção móvel, capaz de registrar, além dos níveis dos sinais propagados, as respectivas coordenadas geográficas pontuais, perfazendo o espaço amostral representativo das regiões morfológicas urbanas, suburbanas e rurais. O ajuste e parametrização do modelo SPM é, então, conduzido, utilizando uma técnica comparativa de regressão não linear, de acordo com a amostragem coletada. A validação do modelo SPM calibrado é realizada por meio das análises qualitativa e quantitativa, verificando a aproximação entre o ajuste proposto e a coleção de dados medidos, comparando-se as curvas de regressão e aplicando-se cálculos estatísticos, como erro médio, desvio padrão e correlação, nos espaços amostrais computados. A utilização da metodologia de desenvolvimento empreendida, apresenta importante contribuição para auxiliar as implementações ou validações de projetos de predição de cobertura e propagação, na faixa do espectro de frequências considerado e, ainda, pode ser empregada na avaliação dos limites e potencialidades de outros modelamentos empíricos. Palavras-chave: Infraestrutura Crítica. Modelo de Propagação. Predição de Cobertura. / Abstract: The organizations providing public services, shoud not work without the use of proprietary information and communication technologies and mission critical infrastructure, which provide, for their actions and operations, the absolutely necessary conditions to carry out their missions. Such requirements such as availability, reliability and scalability are vital to the achievement of stringent performance targets set by government regulatory agencies. The present work proposes a methodology for the parameterization and adjustment of the SPM radio frequency propagation model, adequate to the contemporary physical and legal environmental reality in the country, applicable to private mission critical communication and critical infrastructure networks, using the range of the pertinent spectrum, destined to the authorized or dealers concerned, from a computational commercial tool of prediction. The method used in the conformation and characterization of the variables for the SPM model, involves the collection of an extensive set of measurements in the field, obtained through the implementation of two transmission systems and a mobile reception system capable of recording, the levels of the propagated signals and the respective geographical coordinates, making up the sample space representative of the urban, suburban and rural morphological regions. The adjustment and parameterization of the SPM model is then conducted, using a comparative nonlinear regression technique, according to the collected sampling data. The validation of the calibrated SPM model is performed through qualitative and quantitative analyzes, verifying the approximation between the proposed fit and the collection of measured data, comparing the regression curves and applying statistical calculations such as mean error, standard deviation and correlation, in the sample spaces computed. The use of the development methodology undertaken has an important contribution to help implementations or validations of coverage and propagation prediction projects in the range of the frequency spectrum considered and can also be used to evaluate the limits and potentialities of other empirical models Key words: Critical Infrastructure. Propagation Model. Coverage Prediction.
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Analisador não invasivo da concentração de bilirrubina

Nardi, Maurício January 2017 (has links)
Orientador : Prof. Dr. Marlio J. do C. Bonfim / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 25/08/2017 / Inclui referências : f. 61-64 / Resumo: A icterícia e uma manifestação clinica caracterizada pela coloração amarela da pele, mucosas e escleróticas devido a elevada concentração de bilirrubina na corrente sanguínea. Em casos de demora no diagnostico, o paciente pode desenvolver uma intoxicação na massa encefálica, provando uma encefalopatia que pode resultar em óbito. Os métodos tradicionais para determinação da concentração da bilirrubina baseiam-se na analise laboratorial de amostras de sangue e reagente específicos, no entanto demandam tempo de analise e oferecem um procedimento dolorido ao paciente. Os bilirrubinometros são equipamentos eletrônicos responsáveis pela medição indireta da concentração de bilirrubina a partir da analise espectrofotometria da reflexão dos raios incididos na pele. Os equipamentos disponíveis atualmente no mercado (BiliCheck e Minolta JM-103) utilizam um método evasivo (contato físico com a pele) e apresentam um elevado custo aos hospitais podendo chegar ate R$ 30.000,00. O projeto BiliUFPR surgiu em 2006 com intuito de fornecer um equipamento de baixo custo (inferior a R$ 200,00) e confiável para o diagnostico de icterícia. Neste trabalho serão apresentadas duas versões. A versão BiliUFPR V1.2 que e um aprimoramento de um projeto anterior e a versão BiliUFPR V2.0 que manteve o propósito de possuir um baixo um custo e propõe a medição sem contato físico o que evita o risco de contaminação e permite o acesso a lugares mais restritos (incubadoras). Palavras chaves:bilirrubinometro; icterícia; espectrofotometria; amplificador lockin / Abstract: Jaundice is a clinical manifestation characterized by the yellow coloration of the skin, mucous membranes and sclera due to the high concentration of bilirubin in the bloodstream. In cases of diagnosis delayed, the patient may develop encephalic intoxication, resulting in encephalopathy that can result in death. Traditional methods for determining bilirubin concentration are based on laboratory analysis of blood sample and reagent samples, however they require a large time to analyze and offer a painful procedure to the patient. Bilirubinometers are electronic devices responsible for the indirect measurement of bilirubin concentration from the spectrophotometric analysis of the reflection of the rays applied on the skin. Currently, the equipment available on the market (BiliCheck and Minolta JM-103) uses an evasive method (physical contact with the skin) and presents a high cost to hospitals that can reach up to R $ 30,000.00. The BiliUFPR project was created in 2006 focused at providing a low cost equipment (less than R $ 200,00) and reliable for the diagnosis of jaundice. In this paper, two versions will be presented. The BiliUFPR version V1.2, which is an improvement of a previous project and the version BiliUFPR V2.0 that maintained the purpose of having a low cost and proposes the measurement without physical contact which avoids the risk of contamination and allows access to restricted places (incubators). Keywords: bilirubiometer; Jaundice; Spectrophotometry; lock-in amplifier

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