Atualmente o campo de trabalho de servodispositivos de velocidade variável foi aberto a máquinas AC devido fundamentalmente aos avanços da tecnologia de dispositivos de conversão de freqüência estáticos. Dada à robustez, confiabilidade e custo do motor de indução é indubitável a perspectiva de trabalho e aplicação deste dispositivo na indústria, entretanto sua complexa dinâmica ainda é motivo de relevantes estudos teóricos. Inicialmente o presente trabalho apresenta uma detalhada descrição da dinâmica do motor de indução, mediante sua completa modelagem matemática, e assim são obtidos os modelos atualmente utilizados na literatura especializada, mais precisamente são determinados os modelos em coordenadas de estator e fluxo do rotor. Na seqüência, a teoria do controle de campo orientado é estudada. A importância da escolha correta da estratégia de controle e as principais vantagens de servodispositivos deste tipo também são analisadas. Na prática, a estimação do vetor de fluxo do rotor a partir de suas variáveis terminais (velocidade e variáveis elétricas do estator) constitui um passo importante em uma implementação viável do controle de campo orientado. Nesse sentido a avaliação do desempenho dos principais estimadores de fluxo é efetuada neste trabalho, assumindo-se condições realistas de operação, exibindo variações paramétricas, ruído de medida e operação em baixas velocidades. A medida de desempenho é baseada nas seguintes características: comportamento transitório, acurabilidadde estática, robustez a ruído, habilidade para tratar variações paramétricas e simplicidade de projeto. As estimativas de fuxo são empregadas em uma malha de controle vetorial tipo direto, que constitui sua principal aplicação. No método de controle de campo orientado, sensores de posição ou velocidade devem ser empregados. Entretanto, estes transdutores rotacionais às vezes não podem ser montados devido ao tipo de aplicação, por exemplo, ambientes de trabalho inadequados e altas velocidades de operação. No presente trabalho são também propostos dois sistemas de estimação de fluxo baseados na identificação simultânea da velocidade do motor e da resistência do rotor. Considerações sobre persistência de sinal e diferentes condições de operação são realizadas na avaliação do desempenho destes sistemas.

Este trabalho consiste em estabelecer uma nova metodologia para determinação da hora pico de passageiros para os aeroportos brasileiros. Considera-se, primeiramente, uma análise de conglomerados, agrupando-se os aeroportos pelas similaridades do movimento anual de passageiros, capacidade anual do terminal de passageiros, movimento anual de passageiros em conexão, movimentos anual de passageiros internacionais e eph (Equivalent Peak Hour) registrados no ano de 2011. Esses clusters de aeroportos foram estabelecidos pelo métodos Ward e K-médias. Em seguida propõe-se uma metodologia de estimativa da hora pico partindo-se do cálculo do coeficiente de variação dos movimentos de passageiros, hora a hora, dos últimos sete anos de forma a identificar em que momento ocorre a estabilidade nesses movimentos. Tal nível de estabilidade representa nessa proposta a estimativa de hora pico que servirá como variável exógena para um modelo de regressão linear que determinará o movimento de passageiros na hora pico como uma função das variáveis explicativas que foram utilizadas para a determinação dos clusters.

Este trabalho apresenta uma detalhada análise a respeito da estimação de fluxo e velocidade de rotor em motores de indução, operando sob controle vetorial direto. É realizado um estudo comparativo de desempenho entre várias técnicas de estimação baseado em condições realistas de operação, exibindo variações paramétricas, ruídos de medida e operação em baixas velocidades. São analisadas estratégias de estimação determinísticas e estocásticas, utilizando observadores de estado e estimadores baseados na teoria de filtro de Kalman. São propostos melhoramentos para um observador de estados baseado no conceito modo deslizante e um novo método de estimação simultânea de fluxo, velocidade e resistência de rotor utilizando filtro de Kalman estendido. As características do observador tipo modo deslizantes são aprimoradas, propondo-se um novo procedimento de integração do fluxo de rotor, permitindo uma adequada estimação dentro de uma ampla faixa de velocidades de operação. O estimador via FKE encontra-se na forma delayed state filter e também é feita uma análise sobre a viabilidade da estimação conjunta de velocidade e resistência de rotor, pois é sabido que, neste caso, há dificuldade em se obter estimativas adequadas para ambas as variáveis simultâneamente. Os resultados de simulação mostram a efetividade dos estimadores propostos, no que se refere às seguintes características de desempenho: comportamento transitório, acurabilidade estática e robustez a ruídos e variações nos parâmetros do modelo.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte3.pdf: 17677016 bytes, checksum: 0da8175d15bd36a40467f7f50abd9987 (MD5) Previous issue date: 2012-03-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents a study on the application of an ADALINE neural network acting as a notch filter applied to the estimation of the stator flux, in order to obtain the resulting electromagnetic torque of three-phase induction motors (MIT). The estimation of the stator flux was performed by means of the voltage model of the induction machine, in which a integrator is directly applied over the stator counter electromotive force. The ADALINE neural network adaptive filter is employed in this research with the purpose of eliminating existing CC levels, which are present due to the problem of the initial values of the integrator and in the voltage and current measurements. Simulated and experimental results are presented to validate the proposed strategy. The algorithm used in the ADALINE adaptive neural filter simulations was created on the MATLABTM language, and the algorithm used for both the simulations and the laboratory experiments to estimate the flux and the torque was created in the C/C++ language. The hardware used to confirm the effectiveness of the proposed method is based on the Texas Instruments DSP TMS320F28335 platform, along with and induction motor manufactured by WEG, model W21 High Efficiency / Apresenta-se neste trabalho um estudo do emprego de rede neural ADALINE funcionando como notch filter , aplicada na estimação do fluxo estatórico para consequente obtenção do conjugado eletromagnético de Motores de Indução Trifásicos (MIT). A estimação do fluxo do estator foi feita por meio do modelo de tensão da máquina de indução, em que é aplicado um integrador diretamente sobre a força contra eletromotriz do estator. O filtro neural adaptativo ADALINE é empregado nesta pesquisa com o objetivo de eliminar os níveis de cc presentes devido ao problema de valores iniciais do integrador nas medições de tensão e corrente. São apresentados resultados simulados e experimentais para validação da estratégia proposta. O algoritmo utilizado nas simulações do filtro neural adaptativo ADALINE foi elaborado na linguagem computacional MATLABTM, e o algoritmo utilizado tanto nas simulações, como nas experiências em laborátorio para estimação do fluxo e do conjugado foram elaboradas na linguagem computacional C/C++. O hardware utilizado para comprovar a eficácia do método proposto neste trabalho tem como base a plataforma DSP TMS320F28335 da Texas Instruments , juntamente com o um motor de indução fabricado pela WEG modelo W21 Alto Rendimento.

Na presente tese é apresentado o projeto completo de um observador de fluxo magnético (determinístico, discreto e assintoticamente estável) aplicado ao sistema de controle realimentado de um servo acionamento baseado no motor de indução. Uma vez que o modelo reduzido do motor de indução, além de vários outros tipos de sistemas físicos, é representado mediante modelos em espaço de estados onde existe um retardo na equação de saída, nesta tese é proposto um observador robusto, baseado no Delayed State Kalman Filter, projetado de forma determinística e aplicada a sistemas não-lineares discretos. As características de convergência são determinadas mediante a análise de inequações matriciais lineares (LMI) obtidas a partir da função candidata de Lyapunov. Os erros introduzidos na linearização da matriz de dinâmica da planta e na inicialização incorreta do observador são considerados, inserindo-se matrizes auxiliares diagonais, assumidas como não conhecidas e em função da escolha adequada das matrizes de projeto Rk+1 e Qk. Uma outra contribuição desta tese é a análise detalhada da observabilidade não-linear dos modelos discretos, ordem completa e ordem reduzida, baseados nos modelos de tensões e correntes do motor de indução respectivamente. Diferentes condições de operação são analisadas, considerando-se a velocidade instantânea do rotor, valor do torque de carga, variações paramétricas e a adição de pequenos sinais de perturbação na referência da magnitude do vetor de fluxo do rotor, são consideradas. O observador analisado é então utilizado em um sistema de controle discreto não-linear. O controlador proposto, baseado nas equações características do controle de campo orientado indireto, apresenta uma prova de estabilidade quando são assumidos parâmetros constantes e conhecidos no motor, e quando existe disponibilidade de todos os estados do modelo (incluindo fluxo do rotor). Da mesma forma, é verificado que o sistema de controle realimentado pode utilizar a abordagem equivalência certeza em função da relação entre os conceitos não-lineares de estabilidade entrada-estado e estabilidade robusta. O projeto do sistema de controle é baseado na técnica de estabilização por realimentação e o controle adaptivo realimentado é baseado na extensão ao domínio discreto das definições de estabilidade entrada-estado e estabilidade robusta. Convém mencionar que no projeto do sistema de controle é assumido o modelo de ordem reduzida do motor de indução. Desta forma, não existe a necessidade de considerar a dinâmica do circuito de estator e o custo computacional da implementação do sistema é reduzido. Em todas as simulações relativas ao observador de fluxo magnético proposto, são consideradas diferentes condições de operação no servo acionamento, assim como as características da implementação prática do sistema (algoritmos PWM e filtros antialiasing). Da mesma forma, nas realizações do sistema de controle não-linear proposto, é objetivada a verificação das condições de estabilidade entrada-estado determinadas de forma teórica.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2538187 bytes, checksum: 1a5b7534475b55c4c0d10bb2bc04a315 (MD5) Previous issue date: 2011-05-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The purpose of this work is to develop a strategy for determining the electromagnetic torque of induction motors (MIT) from the stator flux estimation, which presents higher robustness against parametric variations. The stator flux is estimated by integrating the voltage model of the machine, applying Highpass Filters (HFP) for ideal integration of electromotive force against, leading to compensation of offsets in the measurements of voltage, current and its integral, so enable practical implementations of control strategies, failure prediction and energy efficiency. Simulated and experimental results are presented to validate the proposed strategy, evaluating the efficiency of the estimation of transient load and a wide range of machine operation / A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de uma estratégia para determinação do conjugado eletromagnético de Motores de Indução Trifásicos (MIT) a partir da estimação do fluxo estatórico, que apresenta maior robustez frente a variações paramétricas. O fluxo estatórico é estimado integrando-se o modelo de tensão da máquina, aplicando-se Filtros Passa Altas (FPA) para integração ideal da força contra eletromotriz, ocasionando a compensação dos offsets nas medições de tensão, corrente e suas integrais, de forma a permitir implementações práticas das estratégias de controle, predição de falhas e eficiência energética. Resultados simulados e experimentais são apresentados para validação da estratégia proposta, avaliando-se a eficiência da estimação em transitórios de carga e em uma ampla faixa de operação da máquina.