Resumo: O trabalho apresenta uma metodologia inovadora baseada em Lógica Nebulosa para a geração de alertas de descargas elétricas atmosféricas. Essa metodologia utiliza informações sobre o campo elétrico atmosférico, a dinâmica dos eventos de descargas elétricas ao redor do local de interesse e informações sobre a distância de incidência dos relâmpagos. Essas informações foram combinadas através da Lógica Nebulosa a qual teve suas funções de pertinência otimizadas através de Algoritmos Genéticos e Algoritmos de Evolução Diferencial. A metodologia proposta foi testada em um estudo de caso para a geração de alertas de raios em uma refinaria de petróleo. Os resultados foram comparados entre si e com outros sistemas através dos indicadores de desempenho criados para esse fim. A partir desses indicadores e da função objetivo com múltiplos parâmetros pode-se concluir que esta nova metodologia possui maiores vantagens na geração de alertas de incidências de descargas elétricas atmosféricas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-31Bitstream added on 2014-06-13T19:35:07Z : No. of bitstreams: 1 maesta_mf_me_ilha.pdf: 873415 bytes, checksum: 880fe18acc29b2008480d8e368970b8d (MD5) / Asas adaptativas são estruturas capazes de alterar sua forma para permitir uma maior controlabilidade da aeronave em manobras. Aeronaves com capacidade de se adaptar prometem uma distinta vantagem em relação às aeronaves convencionais, por serem capazes de voar em diferentes tipos de missões e realizar manobras extremas. O objetivo principal deste trabalho é ilustrar uma aplicação de controle angular ativo em asas adaptativas utilizando ligas de memória de forma. No modelo de asa proposto, deseja-se estabelecer uma forma para o perfil aerodinâmico a partir da determinação de um ângulo entre duas seções da asa. Este ângulo é atingido pelo efeito de memória de forma da liga através da passagem de uma corrente elétrica. A função da corrente elétrica é alterar a temperatura dos atuadores através do efeito Joule, modificando a forma da liga. Este material é capaz de converter energia térmica em energia mecânica, e uma vez deformado permanentemente, o material pode retornar a sua condição original de forma através de seu aquecimento. Devido à presença de efeitos não lineares principalmente no modelo matemático da liga, este trabalho propõe a aplicação de um sistema de controle angular baseado na lógica nebulosa do tipo Mandani. Dentre as principais vantagens do controlador nebuloso utilizado, destaca-se: a não necessidade do conhecimento detalhado do modelo a ser controlado. A metodologia de controle nebuloso apresentada revelou-se bastante eficiente no caso estudado, permitindo ao sistema atingir características satisfatórias de amortecimento e estabilidade. Através de ensaios experimentais, o desempenho do controlador nebuloso é comparado com um controlador liga-desliga aplicado em um protótipo de aerofólio construído / Morphing wings are structures that can alter its shape to allow greater controllability of aircraft maneuvers. Aircraft with a capacity for adapting can have great advantage over conventional aircraft, in order to fly in different types of missions and perform extreme maneuvers. The main objective of this work is to illustrate an application of angular active control in morphing wings using shape memory alloys. In the proposed wing model, one wants to establish the shape of the airfoil based on the determination of an angle between two sections of the wing. This angle is obtained by the effect of the shape memory of the alloy by passing an electric current. The function of the electric current is to change the temperature of the wire through the Joule effect, changing the shape of the alloy. This material can change thermal energy into mechanical energy and once permanently deformed, the material can return to its original shape by heating. Due to the presence of nonlinear effects, especially in the mathematical model of the alloy, this work proposes the application of a control system based on fuzzy logic. Among the main advantages of fuzzy controller used, it stands out: the not need detailed knowledge of the model to be controlled. The fuzzy control methodology presented proved to be very efficient in the case studied, allowing the system to achieve satisfactory characteristics of cushioning and stability. Through experimental tests, the performance of the fuzzy controller is compared with an on-off controller applied in a built aerofoil prototype

Orientador: Carlos Roberto Minussi / Banca: Francisco Villarreal Alvarado / Banca: Nobuo Oki / Banca: Geraldo Roberto Martins da Costa / Banca: Mário Oleskovicz / Resumo: Nos dias atuais, principalmente pelo fato de alguns sistemas serem desregulamentados, o estudo dos problemas de análise, planejamento e operação de sistemas de energia elétrica é de extrema importância para o funcionamento do sistema. Para isso é necessário que se obtenha, com antecedência, o comportamento da carga elétrica com o propósito de garantir o fornecimento de energia aos consumidores de forma econômica, segura e contínua. Este trabalho propõe o desenvolvimento de redes neurais artificiais utilizadas para resolver o problema de previsão de cargas elétricas. Para tanto, inicialmente, propôs-se a introdução de melhorias na rede neural feedforward com treinamento realizado utilizando o algoritmo retropropagação. Neste caso, foi desenvolvida/implementada a adaptação dos parâmetros de inclinação e translação da função sigmóide (função de ativação da rede neural). A inclusão desta nova estrutura de redes neurais produziu melhores resultados, se comparado à rede neural retropropagação convencional. Essas arquiteturas proporcionam bons resultados, porém, são estruturas de redes neurais que possuem o problema de convergência. O problema de previsão de cargas elétricas a curto-prazo necessita de uma rede neural que forneça uma saída de forma rápida e eficaz. No intuito de solucionar os problemas encontrados com o algoritmo retropropagação foi desenvolvida/implementada uma rede neural baseada na arquitetura ART (Adaptive Rossonance Theory), denominada rede neural ART&ARTMAP nebulosa, aplicada ao problema de previsão de carga elétrica. Trata-se, por conseguinte, da principal contribuição desta tese. As redes neurais, baseadas na arquitetura ART, possuem duas características fundamentais que são de extrema importância para o desempenho da rede (estabilidade e plasticidade), que permite a implementação do treinamento de modo contínuo...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nowadays due to the deregulamentation it is very important to study the problems of analyzing, planning and operation of electric power systems. For a reliable operation it is necessary to know previously the behavior of the load to guarantee the energy providing to the users with security and continuity and in an economic way. This work proposes to develop artificial neural networks to solve the problem of electric load forecasting. First, it is introduced some improvements on the feedforward neural network, with the training effectuated with the backpropagation algorithm. The improvement was the adaptation of the inclination and translation parameters of the sigmoid function (activation function of the neural network). The inclusion of this new structure provides better results if compared to the conventional backpropagation algorithm. These architectures provide good results, although they are structures that have some convergence problems. The short term electric load forecasting problem needs a neural network that provide a fast and efficient output. To solve this problem a neural network based on the ART (Adaptive Ressonance Theory), called_ fuzzy ART&ARTMAP applied to the load-forecasting problem, was developed and implemented._This is one of the contributions of this work. Neural networks based on the ART architecture have two important characteristics for the network performance, which are stability and plasticity, allowing the continuous training. The fuzzy ART&ARTMAP neural network reduces the imprecision of the results by a mechanism that separates the binary and analogical data and processing them separately. This represents a quality and an improvement on the results (reduction of the processing time and better precision), if compared to the neural network with backpropagation training (often considered as a benchmark in precision by the specialized...(Complete abastract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Renata Zotin Gomes de Oliveira / Banca: Magda da Silva Peixoto / Banca: Laécio Carvalho de Barros / Resumo: Neste trabalho são apresentadas algumas de nições básicas da Teoria de Conjuntos Fuzzy e alguns exemplos teóricos que, na maioria dos textos, são deixados como exercí- cio para o leitor. Dessa forma, pretende-se que o texto que mais didático e completo, podendo ser aproveitado para cursos introdutórios da teoria. Algumas aplicações, voltadas para a área de Geologia, também são apresentadas. Destacamos a proposta de modelagem realizada utilizando-se informações geofísicas [1] e um sistema baseado em regras fuzzy para o estudo de locais na região de Rio Claro (São Paulo - Brasil) que são mais propícios para se perfurar poços com boas vazões / Abstract: This work presents some basic de nitions of fuzzy set theory and some theoretical examples that in most of the texts are left as an exercise for the reader. Thus, it is intended that the text is more didactic, complete and can be used to introductory courses theory . Some applications, focused on the Geology eld, are also presented. Highlight the proposed modeling performed using geophysical [1] and a system based on fuzzy rules for study sites in Rio Claro region (São Paulo - Brazil) that are more conducive to drill wells with good flow / Mestre

Orientador: Vicente Lopes Junior / Coorientador: Gustavo Luiz Manhães de Abreu / Banca: Samuel da Silva / Banca: Carlos Marqui Junior / Resumo: Asas adaptativas são estruturas capazes de alterar sua forma para permitir uma maior controlabilidade da aeronave em manobras. Aeronaves com capacidade de se adaptar prometem uma distinta vantagem em relação às aeronaves convencionais, por serem capazes de voar em diferentes tipos de missões e realizar manobras extremas. O objetivo principal deste trabalho é ilustrar uma aplicação de controle angular ativo em asas adaptativas utilizando ligas de memória de forma. No modelo de asa proposto, deseja-se estabelecer uma forma para o perfil aerodinâmico a partir da determinação de um ângulo entre duas seções da asa. Este ângulo é atingido pelo efeito de memória de forma da liga através da passagem de uma corrente elétrica. A função da corrente elétrica é alterar a temperatura dos atuadores através do efeito Joule, modificando a forma da liga. Este material é capaz de converter energia térmica em energia mecânica, e uma vez deformado permanentemente, o material pode retornar a sua condição original de forma através de seu aquecimento. Devido à presença de efeitos não lineares principalmente no modelo matemático da liga, este trabalho propõe a aplicação de um sistema de controle angular baseado na lógica nebulosa do tipo Mandani. Dentre as principais vantagens do controlador nebuloso utilizado, destaca-se: a não necessidade do conhecimento detalhado do modelo a ser controlado. A metodologia de controle nebuloso apresentada revelou-se bastante eficiente no caso estudado, permitindo ao sistema atingir características satisfatórias de amortecimento e estabilidade. Através de ensaios experimentais, o desempenho do controlador nebuloso é comparado com um controlador liga-desliga aplicado em um protótipo de aerofólio construído / Abstract: Morphing wings are structures that can alter its shape to allow greater controllability of aircraft maneuvers. Aircraft with a capacity for adapting can have great advantage over conventional aircraft, in order to fly in different types of missions and perform extreme maneuvers. The main objective of this work is to illustrate an application of angular active control in morphing wings using shape memory alloys. In the proposed wing model, one wants to establish the shape of the airfoil based on the determination of an angle between two sections of the wing. This angle is obtained by the effect of the shape memory of the alloy by passing an electric current. The function of the electric current is to change the temperature of the wire through the Joule effect, changing the shape of the alloy. This material can change thermal energy into mechanical energy and once permanently deformed, the material can return to its original shape by heating. Due to the presence of nonlinear effects, especially in the mathematical model of the alloy, this work proposes the application of a control system based on fuzzy logic. Among the main advantages of fuzzy controller used, it stands out: the not need detailed knowledge of the model to be controlled. The fuzzy control methodology presented proved to be very efficient in the case studied, allowing the system to achieve satisfactory characteristics of cushioning and stability. Through experimental tests, the performance of the fuzzy controller is compared with an on-off controller applied in a built aerofoil prototype / Mestre

Orientador: Sandra Regina Monteiro Masalskiene Roveda / Resumo: O campo de refletividade de ecos observados por radares meteorológicos está sujeito a interferências de fenômenos físicos da atmosfera que podem resultar em interpretações não realísticas do fenômeno observado. Buscando ajustar o campo de refletividade de ecos detectados simultaneamente por dois radares meteorológicos ao longo da distância, este estudo desenvolveu um sistema baseado em regras fuzzy (SBRF), do tipo Takagi-Sugeno de primeira ordem, que combina as variáveis distância (km) e refletividade (dBZ) para expressar a refletividade ajustada de alvos mais distantes de um radar em relação a outro radar mais próximo, de modo que os efeitos das interferências nas medidas dos radares possam ser minimizados. Os dados utilizados são oriundos de dois radares meteorológicos do IPMet/UNESP, localizados nos municípios de Bauru (22,3583° S; 49,0278° W) e Presidente Prudente (22.175°1 S; 51.3743° W), no Brasil, no período de um ano de dados (2010) do produto CAPPI, faixa de 3.5km de altitude. A saída do sistema é nomeada refletividade fuzzy (RF) e é obtida através de um conjunto de nove curvas de regressão linear, cujos coeficientes angulares e lineares foram estimados pelo método dos mínimos quadrados. Dois parâmetros foram utilizados para análise das curvas obtidas: o coeficiente de correlação de Pearson e o coeficiente de determinação. O sistema foi aplicado a 20.514 dados referentes a 18 pixels distribuídos sobre uma faixa de comum cobertura dos radares. O modelo foi avaliado através das estatísticas de erro médio (BIAS), erro quadrático médio (MSE) e pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. Os resultados obtidos demonstram a capacidade do sistema em aproximar o campo de refletividade de dois radares que operam sobre uma área de comum cobertura, devendo constituir-se ... (Resumo completo,clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The reflectivity field of echoes observed by weather radars is subjected to the interference of physical phenomena of the atmosphere that can result in unrealistic interpretations on its characteristics. Aiming to adjust the reflectivity field of echoes simultaneously detected by two weather radars over a distance, this study developed a Takagi-Sugeno fuzzy rule-based system, whose input variables are the distance(km) and the reflectivity(dBZ) of the echoes, in order to obtain the adjusted reflectivity of echoes more distant from a radar in relation to another closer radar that is considered to be less susceptible to interference and, therefore, more realistic. The data used are from two weather radars of IPMet/UNESP, located in the municipalities of Bauru (22.3583° S; 49.0278° W) and Presidente Prudente (22.1751° S; 51.3743° W), Brazil, which collected data of the CAPPI product in the period of one year (2010), with a sampling altitude range of 3.5 km. The system output is named "Fuzzy Reflectivity" (FR), obtained through the fuzzy approach of a set of nine linear regression curves, whose angular and linear coefficients were estimated by the method of least squares. Two parameters were used for the analysis of the curves obtained: the Pearson correlation coefficient and the coefficient of determination. The system was applied to 20,514 data related to 18 pixels spread over a range of common coverage of the radars. We evaluated the system performance by means of statistical parameters: average error (bias), mean square error (MSE) and Kolmogorov-Smirnov test. The results obtained demonstrate the system ability to refine the modeling of the issue in question in relation to the traditional statistical approaches, properly adjusting the reflectivity field of the echoes observed by two radars that operate over an area of common coverag ... (Complete abstract electronic access below) / Mestre

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2010. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-04-25T15:37:23Z No. of bitstreams: 1 2010_AecioAlvesPereira.pdf: 3691781 bytes, checksum: 74be26b51f1a7af7032749a02f36f5f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-05-20T14:25:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_AecioAlvesPereira.pdf: 3691781 bytes, checksum: 74be26b51f1a7af7032749a02f36f5f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-20T14:25:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_AecioAlvesPereira.pdf: 3691781 bytes, checksum: 74be26b51f1a7af7032749a02f36f5f3 (MD5) / Índices de Qualidade das Águas – IQA’s são operadores matemáticos que processam um conjunto de indicadores analíticos, produzindo um resultado numérico indexado, capaz de expressar a qualidade da água. O IQA mais difundido e aceito mundialmente é o proposto pela National Sanitation Foudantion - NSF, estando fundamentado na lógica clássica. Na presente tese, apresenta-se um novo IQA, alicerçado na lógica fuzzy, cujos conjuntos não têm fronteiras rigidamente definidas e incluem variáveis linguísticas em sua matriz de decisão, produzindo estimativas de um sistema não linear complexo, sem recorrer a modelos matemáticos. Para validá-lo, comparou-se os seus resultados com os obtidos pela aplicação do IQA da NSF durante 24 meses, fazendo uso das amostras de água do Rio Pimenta Bueno (Rondônia, Brasil). As comparações realizadas indicam que o IQA fuzzy é mais sensível do que o IQA da NSF às variações dos valores dos parâmetros que os compõem. O IQA fuzzy configurado por meio do software MATLAB, com as funções de agregação gaussianas, mostrou-se viável, seguro e mais flexível para avaliação da qualidade da água, podendo, portanto, ser considerado válido para classificação da qualidade da água de outros mananciais hídricos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Water Quality Index – WQI’s are mathematics operators that process an analytics indicator set, producing a indexed numbered result, able to express the water quality. The WQI more broadcasted and accepted worldly is the one proposed by the National Sanitation Foundation – NSF, being reasoned in the classical logic. In the present thesis presents a new WQI, grounded in the fuzzy logic, which sets have not defined hard borders and include various linguistics in its decision matrix, producing estimates of a not complex linear system, not resort to mathematics models. To validates, it was compared to the results obtained from the application of WQI of NSF during 24 months, using samples from the Pimenta Bueno River (Rondônia- Brazil). The comparisons realized indicates that the WQI fuzzy is more sensible than the WQI of NSF to variation of the parameters that its compound. The WQI fuzzy configured through MATLAB software, with Gaussians aggregations, showed itself as a viable, secure and more flexible to assessment the water quality, however, can be considered as a valid to classify the water quality and others water fountains.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4364_.pdf: 2894665 bytes, checksum: 47826dbd71e4ee9b1469007ddba38fc2 (MD5) Previous issue date: 2010-08-30 / O aumento da demanda energética nos dias atuais tornou a sociedade dependente do uso de um recurso natural não renovável, o petróleo. A busca por reservas e a retirada deste produto é de fundamental importância social e econômica. No entanto, em casos de acidente, as conseqüências ambientais são algumas vezes catastróficas. Devido a esse caráter, a busca por medidas que auxiliem no processo de tomada de decisão é fundamental. Este trabalho trata do uso do Modelo Numérico OILMAP para modelamento de cenários de contenção, recolhimento e dispersão química em casos de acidentes de óleo sob diferentes parâmetros ambientais, com intuito de proporcionar informações necessárias para montagem de uma base de regras que dêem suporte para modelar através de um Modelo Fuzzy uma maneira para se obter respostas de maneira mais ágil e com menor custo computacional. A Lógica Fuzzy adiciona valores lingüísticos ao invés de numéricos, o que proporciona a adição de incerteza no problema, melhor compreensão por parte de não especialistas, respostas mais rápidas e menores custos computacionais. Foram simulados cenários utilizando um modelo numérico de transporte sob diferentes condições ambientais, que serviram de base para montagem de um Modelo Fuzzy. O Modelo Fuzzy apresentou resultados condizentes com o modelo numérico, e com esforço computacional inferior e maior velocidade de resposta o que demonstra que esta metodologia representa uma importante ferramenta no auxílio à tomada de decisão.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / Ingeniera Civil Electricista / Debido a la geografía Chilena, aún existen localidades aisladas de los cuatro grandes sistemas eléctricos que proveen energía al país. Considerando esta situación y el hecho de que Chile posee abundantes recursos renovables no convencionales para generar energía eléctrica, se plantea la posibilidad de instalar centrales de generación distribuida para estas localidades, de manera de robustecer los sistemas principales ya existentes. El Centro de Energía de la Universidad de Chile, instaló en 2010 una micro-red con generación distribuida en la localidad de Huatacondo, región de Tarapaca, que incorpora recursos renovables. Dicha comunidad, contaba con 10 horas diarias de energía previo a la instalación de la micro-red. Ésta micro-red está diseñada para operar con un EMS (Energy Management System), que realiza los despachos de las unidades, de manera de optimizar los costos de generación. Una de las entradas a este sistema corresponde a la predicción de demanda y además incorpora un sistema de gestión de demanda. El primero de los objetivos de esta tesis es el diseño del bloque de predicción de demanda, para lo cual se utilizaron modelos difusos de Takagi y Sugeno, tomando en cuenta el comportamiento no lineal que presenta la demanda. El modelo está diseñado para entregar las predicciones que el EMS necesita, es decir, para un horizonte de 2 días. Al derivar el modelo, se incluye a las etapas de identificación, un análisis de estabilidad basada en los teoremas Tanaka y Sugeno (1990). El modelo final consta de cuatro reglas y 96 regresores, es decir, la demanda futura depende de la demanda del día anterior. Como resultado, se obtiene un modelo que logra entregar predicciones para horizontes de dos días, con errores entorno al 14%. También se analizó la predicción utilizando el optimizador del EMS, la predicción con modelo difuso tenía un error 11% menor a la predicción usada originalmente, lo que se tradujo en una disminución del 15% de los costos para la optimización a dos días. El segundo objetivo corresponde a desarrollar una metodología para modelar la variación del consumo ante las señales de gestión de demanda, utilizando para esto modelos difusos de Mamdani. La base de reglas se construyó a partir de la información de encuestas realizadas a los habitantes de Huatacondo, a los que se les preguntó sobre su consumo eléctrico habitual y cómo este cambiaria para diferentes señales de gestión. A partir de las encuestas se realizó un perfil base para cada casa los que se compararon con los cambios que dijeron realizarían para diferentes señales de gestión, a partir de esto se extrajeron siete reglas difusas. Los conjuntos de entrada al modelo corresponden a la hora y la señal de gestión, mientras que la salida es la variación esperada en el consumo. Finalmente, se utilizan intervalos difusos para determinar el rango dinámico para el factor de desplazamiento de carga. Esto se probó en el EMS, utilizando dos intervalos de distinta amplitud y comparándolos con el caso sin desplazamiento de carga, obteniéndose que a mayor amplitud del intervalo, los costos disminuyen hasta en un 27%.

La terminología “Robótica” es utilizada por primera vez por el escritor Isaac Asimov en 1942, en su cuento titulado como “Runaround”, cuando definió esta palabra como “el estudio sistemático de robots, su construcción, mantenimiento y comportamiento”. Desde ese entonces se ha internacionalizado este concepto, siendo esta rama de la ciencia la que se ocupa de todo el desarrollo respectivo al tema de los robots. Después de la aparición del nombre por primera vez en 1942, sucedieron un sinnúmero de hitos que sirvieron para el desarrollo de la robótica. A continuación mencionamos algunos hechos en orden cronológico para tener una mejor perspectiva del desarrollo de la robótica. En 1948 se publica el libro llamado Cybernetics, por Norbert Wiener, en el cual, por primera vez se incluyen conceptos para la operación de robots. En 1954 se patenta, por primera vez en la historia, el diseño de un robot y fue por George C. Devol en Estados Unidos. Esto sirve como ejemplo y es seguido por otras personas en todo el mundo como es el caso de C.W. Kenward del Reino Unido. En 1961 vuelve a aparecer George C. Devol quien con la ayuda de J.F. ENGELBERG, construyen el primer robot industrial denominado “Unimate-2000”. Al año siguiente, este robot se instala en las fábricas de General Motors. Por esta razón a estos dos investigadores se les considera como padres de la robótica industrial.