Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-05T16:24:10Z No. of bitstreams: 1 2017_TássioMeloLinhares.pdf: 3677540 bytes, checksum: 0ebe53822753f1624bbab44e8f171fc9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-30T11:17:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_TássioMeloLinhares.pdf: 3677540 bytes, checksum: 0ebe53822753f1624bbab44e8f171fc9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T11:17:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_TássioMeloLinhares.pdf: 3677540 bytes, checksum: 0ebe53822753f1624bbab44e8f171fc9 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento, análise e comparação de diferentes metodologias para o projeto de compensadores de heave em coluna de perfuração. Primeiramente, é apresentada uma revisão dos trabalhos já realizados, presentes na literatura. Na sequência, é apresentado um estudo da modelagem da coluna de perfuração. Continuando os estudos, uma metodologia de projeto de compensador de heave passivo é apresentada e realizada em um protótipo de pequena escala. Com o intuito de obter maiores níveis de atenuação, projetos de compensadores ativos são realizados. Assim, o estudo de observadores, estimadores e filtros, como o filtro de Kalman é desenvolvido. Três metodologias de controle ativo são apresentadas, alocação de polos, alocação de polos com rejeição de perturbação (usando planicidade diferencial) e controle robusto backstepping. Por fim, os resultados das simulações numéricas são apresentados e analisados. / This master thesis presents the development, analysis and comparison of different heave compensator methodologies for drill string. Firstly, a review of previous studies about the subject is presented. Next, is presented a study of drill string modelling. Following the studies, a methodology to design a passive heave compensator is develop and validated by using a small scale prototype. In order to obtain higher levels of attenuation, active heave compensators are designed. Hence, the study of observers, estimators and filters, such as Kalman filter is developed. Three methodologies of active controls are presented, pole placement, pole placement with disturbance rejection using flatness and backstepping robust control. Finally, numerical simulations results are presented and analysed.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-04-25T18:11:05Z No. of bitstreams: 1 2015_PedroEliasWeberdeDeusAmaral.pdf: 7076659 bytes, checksum: 6de9dfe0cdfa56358ad5169613be97c6 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-04-28T17:29:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_PedroEliasWeberdeDeusAmaral.pdf: 7076659 bytes, checksum: 6de9dfe0cdfa56358ad5169613be97c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-28T17:29:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_PedroEliasWeberdeDeusAmaral.pdf: 7076659 bytes, checksum: 6de9dfe0cdfa56358ad5169613be97c6 (MD5) / A estabilidade de um sistema elétrico de potência é um dos requisitos para que as cargas do sistema sejam atendidas com qualidade e sem interrupções. O adequado monitoramento e o amortecimento dos modos de oscilação eletromecânica são fundamentais para o controle da estabilidade de um sistema elétrico. Esta dissertação apresenta um método para identificação de modos de oscilação eletromecânica cujo fundamento é baseado no princípio do Filtro de Kalman Estendido. Os modos são calculados a partir de parâmetros que também são estados do filtro. A metodologia é voltada para identificação de parâmetros característicos de sinais obtidos de PMU (PhasorMeasurementUnits). Todos os sinais obtidos e utilizados para testes são de baixa amplitude, conhecidos como dados de ambiente. A técnica proposta foi avaliada por meio de dois tipos de dados. Em um primeiro tipo, os sinais foram simulados. Com esta finalidade, utilizou-se o software Power System Toolbox (PST). Em outros testes, foram considerados dados de campo, obtidos de PMUs instaladas em baixa tensão localizados em universidades brasileiras em diversos estados. Considerando a natureza estocástica dos sinais, o método proposto identificou adequadamente os modos dominantes presentes nos dados de ambiente simulados do sistema teste, tanto em situações em que a frequência e amortecimento do modo eram fixos, quanto em situações em que os parâmetros do modo variavam ao longo do período de simulação. No caso dos resultados determinados para os dados de campo, foi identificada a presença de modo de oscilação dominante, na faixa entre 0,2 Hz e 0,4 Hz. Este é um modo interárea, característico do Sistema Interligado Nacional (SIN). Portanto, em ambos os testes a metodologia proposta mostrou-se adequada para identificação de modos dominantes a partir de dados de ambiente. / Power Systems must be stable for the system loads to be supplied continiously and with good quality. The proper monitoring and damping of electromechanical oscillation modes are fundamental for the power system stability control. This thesis presents a method for identification of electromechanical oscillation modes based on the Extended Kalman Filter. The modes are calculated from parameters which are also state variables of the filter. The methodology aims to identify characteristic parameters of signals obtained from PMU (Phasor Measurement Units). All the signals obtained and used in tests are low amplitude signals, also known as ambient data. The proposed methodology was evaluated by two kinds of data. In a first kind, the signals were simulated. For this purpose, it was used the Power System Toolbox software (PST). In the second kind, it was considered field data obtained from PMUs installed at low voltage in Brazilian universities in several states. Considering the stochastic nature of the data, the proposed method identified the dominant modes present in the simulated ambient data of the test system accordingly, both in situations in which the frequency and damping of the mode were fixed, as in situations in which the mode parameters varied throughout the period of simulation. In the case of the field data, the results identified the presence of dominant oscillation mode in the frequency range between 0,2 Hz and 0,4 Hz. This is an inter-area mode, characteristic of the Brazilian National Grid. Therefore, in both kinds of data, the proposed methodology was appropriate to identify dominant modes from ambient data.