Esta dissertação tem como objetivo principal o estudo das técnicas de cancelamento de massa, bem como suas aplicações em análise modal experimental. Estas técnicas são utilizadas na redução de determinados erros nos dados de resposta em frequência da estrutura sob estudo. Estes erros são por sua vez causados por fontes adicionais de inércia, tais como acelerômetros e transdutores de força, que são frequentemente utilizados nos ensaios para o levantamento das características dinâmicas da estrutura. As técnicas de cancelamento de massa estudadas neste trabalho são desenvolvidas a partir de uma modelagem das relações de entrada e saída no domínio da frequência, utilizando-se para tanto as Funções de Resposta em Frequência (FRF), bem como conceitos de subestruturação. Os modelos analíticos utilizados no problema de cancelamento de massa são também aplicados na geração de FRFs desconhecidas para a estrutura sob estudo, a partir de um subconjunto de FRFs medidas com massas adicionais acopladas à estrutura. Os métodos estudados são aplicados a dados obtidos através de simulações numéricas em sistemas discretos, bem como a dados experimentais provenientes de ensaios em estruturas simples. Resultados satisfatórios foram obtidos tanto a partir das simulações numéricas quanto na análise experimental para o problema de cancelamento de massa. Na obtenção de FRFs desconhecidas, verificou-se que os modelos teóricos conduzem a resultados satisfatórios em determinadas situações, e que o ruído encontrado em dados experimentais representa um fator detrimental na utilização das técnicas de cancelamento de massa para o propósito de gerar-se FRF desconhecidas a partir de FRF efetivamente medidas na estrutura sob estudo. / The goal of this dissertation is to develop a study on mass cancellation techniques and their applications in experimental modal analysis. These techniques are commonly employed in the reduction of experimental errors on the structure\'s measured frequency response data. Such errors are in turn caused by extra masses such as accelerometer and force transducers, that are utilized on the measurement of the system\'s Frequency Response Functions (FRF). The mass cancellation techniques studied here are developed through frequency domain input and output relationships as well as substructuring concepts. The analytical models employed in the mass cancellation problem are also applied in obtaining unknown FRF from a subset of measured FRF that are measured with extra masses attached to the structure. The methods studied are applied to numerically simulated data from discrete systems, as well as to experimental data coming from modal tests performed on simple structures. Reasonably good results are obtained in either the numerical and experimental analysis for the mass cancellation problem. In obtaining unknown FRF data, it was verified that the models generated reasonable results in some circumstances, and that experimental noise is a major source of error in using these mass cancellation techniques for the purpose of obtaining unmeasured data from a subset of measured FRF.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-04T19:00:50Z No. of bitstreams: 1 ALANA KELLY XAVIER SANTOS CAMPOS – TESE (PPGEE) 2016.pdf: 5517354 bytes, checksum: 24306600f8b9a28a2d230c48b0811a3a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T19:00:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALANA KELLY XAVIER SANTOS CAMPOS – TESE (PPGEE) 2016.pdf: 5517354 bytes, checksum: 24306600f8b9a28a2d230c48b0811a3a (MD5) Previous issue date: 2016-10-21 / Capes / Um método de estimação fasorial é proposto para ser utilizado em relés digitais de proteção. Este método tem o objetivo de melhorar a característica de rejeição de componentes indesejáveis do sinal, que são introduzidas durante faltas e manobras nos sistemas elétricos de potência e podem comprometer o desempenho dos sistemas de proteção. São realizadas comparações entre o método proposto e outros quatro métodos de estimação fasorial, em relação às respostas no tempo e frequência. Para as comparações de resposta no tempo são utilizados sinais analíticos provenientes do MATrix LABoratory (MATLAB®) e sinais simulados provenientes do Alternative Transients Program (ATP). Um relé de distância foi implementado utilizando a linguagem MODELS do ATP para avaliar o desempenho do relé, utilizando o método proposto e demais métodos avaliados. A partir de alguns parâmetros usados para avaliar quantitativamente os métodos de estimação, observou-se que o método proposto apresenta bons resultados em termos de precisão e velocidade de convergência, com resposta no tempo compatível com os demais métodos comumente utilizados. A resposta em frequência do método proposto se apresenta mais seletiva em relação aos demais, por apresentar menores lóbulos entre as harmônicas e uma banda de passagem mais estreita em torno da frequência fundamental. Outra vantagem do método proposto é que ele é de fácil programação e permite que os usuários alterem parâmetros de projeto de acordo com suas necessidades. / A phasor estimation method is proposed to be used in digital relays for power system protection. It aims to improve the characteristic of filtering out undesirable frequency components of signals, which are introduced during faults and switching events in electric power systems that may compromise the performance of the protection systems. Comparisons are made in relation to time response and frequency response for the proposed method and four phasor estimation methods. In relation to response time are used analytical signals from MATrix LABoratory (MATLAB®) and simulated signals from Alternative Transients Program (ATP). A distance relay was implemented by using the MODELS language in ATP to evaluate the performance of the relay. From some parameters used to evaluate the estimation methods, it was observed that the proposed method shows good results in terms of accuracy and convergence speed, with response time compatible with other methods. The frequency response of the proposed method appears to be more selective than those of the others methods because it presents lower lobes between the harmonics and a narrower pass band around the fundamental frequency. Another advantage of the proposed method is that it can be easily programmed, allowing users to change design parameters according to their needs.

Orientadores: Aloisio Ernesto Assan, Persio Leister de Almeida Barros / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T01:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BobadillaGuadalupe_Ulises_D.pdf: 1151597 bytes, checksum: 005fbfba6e1ebd787b740be4f94cbf34 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As características que determinam o comportamento de uma estrutura sob carregamento dinâmico são as massas dos vários elementos, a rigidez dos seus membros e a dissipação de energia. Para avaliar corretamente a resposta dinâmica de uma estrutura levando em conta os efeitos da interação, é necessário incorporar as propriedades dinâmicas do solo dentro da formulação matemática do modelo físico adotado. Referido à superestrutura, os efeitos da interação alteram a resposta estrutural final, devido à inter-relação dinâmica entre o movimento do solo e o movimento da base de fundação. Conseqüentemente, se primeiro se avalia o movimento da base de fundação [produto da interação solo-estrutura (SSI)], a resposta estrutural final poderá ser resolvida depois via análise modal da superestrutura. Esta conceituação é utilizada no presente trabalho. Aqui, todo o processo de análise é feito no domínio da freqüência. A resposta estrutural é avaliada através da chamada Transformada Implícita de Fourier (ImFT), implementando-se para isto um algoritmo computacional que avalia a resposta dinâmica utilizando a ImFT eficientemente. A ImFT é uma avaliação racional das matrizes envolvendo as transformadas discretas de Fourier (DFT), para num mesmo processo matricial achar a resposta dinâmica estrutural diretamente no domínio do tempo. Correntemente, para a análise no domínio da freqüência tem-se utilizado a FFT (Fast Fourier Transform); embora a FFT seja computacionalmente eficiente, apresenta-se aqui a ImFT, um outro processo computacional alternativo à FFT e bastante eficiente para certos tipos de carregamento tais como uma excitação sísmica, que é o carregamento utilizado nesta pesquisa / Abstract: The characteristics that determine the behavior of a structure under dynamic loading are the masses of various elements, the rigidity of its members and the dissipation of energy. To properly evaluate the dynamic response of a structure taking into account the effects of the interaction, it is necessary to incorporate the dynamic properties of the soil within the mathematical formulation of the physical model adopted. Referred to the superstructure, the effects of interaction modify the final structural response due to the dynamic interrelationship between the soil motion and the base of foundation motions. Consequently, if that first assesses the base of foundation motions [product of the soil-structure interaction effects (SSI)], the final structural response can be assessed later by modal analysis of the superstructure. This concept is used in this work. Here, the whole process of analysis is done in frequency domain. The structural response is evaluated by the so-called Implicit Fourier Transform (ImFT), implementing to this a computational algorithm that assesses the structural dynamic response using the ImFT efficiently. The ImFT is a rational assessment of matrices involving the Discrete Fourier Transform (DFT) for a same matrix process find structural dynamics response directly on time domain. Commonly, for the analysis in the frequency domain has been used the FFT (Fast Fourier Transform), although the FFT is efficiently, presents itself here the ImFT, another alternative computational algorithm and quite competent to certain types of loading such as a seismic excitation which is the loading used in this study / Doutorado / Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

Esta dissertação tem como objetivo principal o estudo das técnicas de cancelamento de massa, bem como suas aplicações em análise modal experimental. Estas técnicas são utilizadas na redução de determinados erros nos dados de resposta em frequência da estrutura sob estudo. Estes erros são por sua vez causados por fontes adicionais de inércia, tais como acelerômetros e transdutores de força, que são frequentemente utilizados nos ensaios para o levantamento das características dinâmicas da estrutura. As técnicas de cancelamento de massa estudadas neste trabalho são desenvolvidas a partir de uma modelagem das relações de entrada e saída no domínio da frequência, utilizando-se para tanto as Funções de Resposta em Frequência (FRF), bem como conceitos de subestruturação. Os modelos analíticos utilizados no problema de cancelamento de massa são também aplicados na geração de FRFs desconhecidas para a estrutura sob estudo, a partir de um subconjunto de FRFs medidas com massas adicionais acopladas à estrutura. Os métodos estudados são aplicados a dados obtidos através de simulações numéricas em sistemas discretos, bem como a dados experimentais provenientes de ensaios em estruturas simples. Resultados satisfatórios foram obtidos tanto a partir das simulações numéricas quanto na análise experimental para o problema de cancelamento de massa. Na obtenção de FRFs desconhecidas, verificou-se que os modelos teóricos conduzem a resultados satisfatórios em determinadas situações, e que o ruído encontrado em dados experimentais representa um fator detrimental na utilização das técnicas de cancelamento de massa para o propósito de gerar-se FRF desconhecidas a partir de FRF efetivamente medidas na estrutura sob estudo. / The goal of this dissertation is to develop a study on mass cancellation techniques and their applications in experimental modal analysis. These techniques are commonly employed in the reduction of experimental errors on the structure\'s measured frequency response data. Such errors are in turn caused by extra masses such as accelerometer and force transducers, that are utilized on the measurement of the system\'s Frequency Response Functions (FRF). The mass cancellation techniques studied here are developed through frequency domain input and output relationships as well as substructuring concepts. The analytical models employed in the mass cancellation problem are also applied in obtaining unknown FRF from a subset of measured FRF that are measured with extra masses attached to the structure. The methods studied are applied to numerically simulated data from discrete systems, as well as to experimental data coming from modal tests performed on simple structures. Reasonably good results are obtained in either the numerical and experimental analysis for the mass cancellation problem. In obtaining unknown FRF data, it was verified that the models generated reasonable results in some circumstances, and that experimental noise is a major source of error in using these mass cancellation techniques for the purpose of obtaining unmeasured data from a subset of measured FRF.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-26T15:34:03Z No. of bitstreams: 1 thiagorodriguesoliveira.pdf: 11824049 bytes, checksum: ab8b7db8e1cc38ac7c875396e2379120 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: Consertar sobrenome orientador on 2016-03-03T14:07:28Z (GMT) / Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-03-03T14:41:56Z No. of bitstreams: 1 thiagorodriguesoliveira.pdf: 11824049 bytes, checksum: ab8b7db8e1cc38ac7c875396e2379120 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T01:46:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thiagorodriguesoliveira.pdf: 11824049 bytes, checksum: ab8b7db8e1cc38ac7c875396e2379120 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T01:46:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thiagorodriguesoliveira.pdf: 11824049 bytes, checksum: ab8b7db8e1cc38ac7c875396e2379120 (MD5) Previous issue date: 2015-03-24 / Essa tese de doutorado apresenta, inicialmente, uma metodologia a ser empregada para a caracterização de redes de energia elétrica para fins de comunicação de dados. Esta metodologia engloba todos os procedimentos e ferramentas de processamento de sinais necessárias para a estimação de características importantes para a avaliação de canais de comunicação de dados. Em seguida, são apresentados resultados da aplicação de tal metodologia em dados provenientes de uma campanha de medição realizada em ambientes internos em residências brasileiras. Algumas características importantes desses canais, tais como ganho médio, banda de coerência, tempo de coerência, o valor quadrático médio do espalhamento de atraso, capacidade do canal e densidade espectral de potência do ruído, são analizadas considerando três bandas de frequência: de 1,7 até 30 MHz, de 1,7 até 50 MHz e de 1,7 até 100 MHz. Comparando os resultados de canais power line communication (PLC) em ambientes residenciais brasileiros com aqueles medidos em outros países, tais como Espanha, Estados Unidos, França e Itália, podemos notar que canais PLC brasileiros apresentam, em geral, menores atenuações, são menos seletivos em frequência e possuem menores espalhamentos de atraso. Por fim, um novo meio de comunicação baseada nas tecnologias PLC e sem fio é apresentada e definida como híbrido PLC-sem fio o qual permite a comunicação física e à distância com a rede de energia elétrica para fins de comunicação de dados. Tal canal de comunicação é avaliado em residências brasileiras e importantes características são extraídas e discutidas. Embora o canal híbrido PLC-sem fio tenha se mostrado mais adverso que o canal PLC para a comunicação de dados, a introdução da mobilidade, de uma forma que é impossível de se obter em sistemas puramente PLC, constitui sua principal vantagem. Essa mobilidade é um importante atrativo que coloca sistemas híbridos em uma posição privilegiada dentre os candidatos para compor a infraestrutura de telecomunicações em redes inteligentes (smart grids), ou para ser usada como uma ferramenta para promover a inclusão digital da população carente de países pobres ou em desenvolvimento. / This work outlines initially a methodology to be applied to the characterization of electric power grids for data communication purposes. This methodology englobes all the procedures and required signal processing tools for a reliable estimation of features that allow the suitability of a media for data communication. Next, PLC (power line communication) channel results provided by the use of such methodology in a data set obtained from a measurement campaing in in-home Brazilian places are presented. The analyzed channel features are the average channel gain, the coherence bandwidth, the coherence time, the root mean squared delay spread, the channel capacity and the noise power spectral density by considering the following frequency bands: from 1.7 up to 30 MHz, from 1.7 up to 50 MHz and from 1.7 up to 100 MHz. Comparisons among the results for in-home Brazilian PLC channels with other provided for other countries such as Spain, United States, France and Italy showed that, in general, in-home Brazilian PLC channels present smaller attenuation, are less frequency selective and showed smaller delay spread than these countries. Finally, a new medium to provide data communication is presented and defined as hybrid PLC-wireless, in which PLC and wireless technologies are combined. Such novel communication channel is characterized in in-home Brazilian places and important channel features are estimated and discussed. Though the hybrid PLC-wireless channel has been shown more adverse than the PLC channel, the introduction of mobility is its main advantage, something that is impossible in traditional PLC technologies. Thus, this mobility is an important issue that puts hybrid PLC-wireless technologies in a privileged position among the candidates to form the communication infrastructure for smart grids, or to be used as a too to solve the digital divide problem that is more accentuated in poor and in developing countries.

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T21:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_ElsonCosta_M.pdf: 4986234 bytes, checksum: 3e2729d9cbec861f21c958f84db0b17e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O transporte de grandes blocos de energia elétrica através de longas distâncias que variam de 2500 a 3000 km impõe a utilização de soluções mais adequadas baseadas em linhas de transmissão não convencionais. Uma alternativa em corrente alternada (CA) é a linha com pouco mais de meio comprimento de onda, que para o caso brasileiro, cuja frequência industrial é 60 Hz, apresenta comprimento físico de aproximadamente 2600 km. Por não existir no mundo um sistema similar em operação, foi proposta a realização da manobra de energização de um Elo CA Teste composto pela conexão em série de três interligações do sistema brasileiro que têm características elétricas semelhantes e que juntas formam um tronco de 2600 km. O presente trabalho visa avaliar a adequação de se utilizar um tronco formado por linhas semelhantes para representar um tronco de um pouco mais de meio comprimento de onda durante a manobra de energização da linha em vazio. Através de análise da resposta dos parâmetros das linhas no domínio da frequência e de simulações no domínio do tempo realizadas com os programas computacionais ATP e PSCAD/EMTDC para a avaliação de transitórios, observou-se que o uso do tronco proposto para o ensaio de energização é adequado e foram determinados valores limites para as diferenças entre características elétricas das linhas que podem compor sistemas com pouco mais de meio comprimento de onda, fornecendo importantes subsídios para a possível realização do referido ensaio em outros locais do mundo / Abstract: The transportation of large blocks of energy through very long distances between 2500 and 3000 km requires an extensive research for the best solutions based on non-conventional transmission systems. A very interesting alternative is the AC transmission with a little more than half-wavelength, which corresponds to a transmission line of 2600 km in systems like the Brazilian, with 60 Hz fundamental frequency. However, as there is no similar system in operation around the world, it was proposed a realization of the energization of an AC-Link Test composed of three interconnection trunks that have similar electrical characteristics that together can form a trunk of 2600 km. In this work it is evaluated the adequacy of using a trunk formed by similar lines to represent a line of a little more than a half wave-length during an energization maneuver. The response of AC-Link Test parameters in frequency domain and time domains simulations performed with the computer programs ATP and PSCAD/EMTDC, to evaluate transient response, showed that the proposed use of the trunk for the energization is appropriate. It was also identified limits for the differences between electrical characteristics of the lines that can form a trunk with a little more than a half-wavelength, contributing to the possible realization of the same test in other parts of the world / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

O ensaio de resposta em frequência em geradores síncronos vem ganhando espaço nas últimas décadas, porém o alto custo dos equipamentos empregados para realização do ensaio ainda é um empecilho, tanto para fabricantes como para consumidores finais. Este trabalho tem por objetivo complementar trabalhos anteriores, através do uso de redes neurais artificiais para identificação de padrões em ensaios realizados com equipamentos de baixo custo e baixa resolução. Através das redes neurais artificiais utilizadas é possível estimar novos pontos de ensaio sem que seja necessário um novo ensaio ou até mesmo um ensaio com equipamentos mais caros. Através de uma combinação de algoritmos de tratamento de dados, é possível a aproximação de modelos ensaiados com modelos teóricos e através desses resultados obter parâmetros elétricos dos geradores síncronos. / The frequency response test on synchronous generators has been increasing in recent decades, but the high cost of equipment used for conducting the test is still a stumbling block for both manufacturers and end-consumers. This dissertation aims to complement previous work, through the use of artificial neural networks to identify patterns in tests conducted with low-cost and low-resolution equipment. Through the artificial neural networks used it is possible to estimate a new set of test points without retesting is necessary or even a more expensive assay equipments. Through a combination of data processing algorithms, the approach tested models with theoretical models is possible and through these results to obtain electrical parameters of synchronous generators.

O ensaio de resposta em frequência em geradores síncronos vem ganhando espaço nas últimas décadas, porém o alto custo dos equipamentos empregados para realização do ensaio ainda é um empecilho, tanto para fabricantes como para consumidores finais. Este trabalho tem por objetivo complementar trabalhos anteriores, através do uso de redes neurais artificiais para identificação de padrões em ensaios realizados com equipamentos de baixo custo e baixa resolução. Através das redes neurais artificiais utilizadas é possível estimar novos pontos de ensaio sem que seja necessário um novo ensaio ou até mesmo um ensaio com equipamentos mais caros. Através de uma combinação de algoritmos de tratamento de dados, é possível a aproximação de modelos ensaiados com modelos teóricos e através desses resultados obter parâmetros elétricos dos geradores síncronos. / The frequency response test on synchronous generators has been increasing in recent decades, but the high cost of equipment used for conducting the test is still a stumbling block for both manufacturers and end-consumers. This dissertation aims to complement previous work, through the use of artificial neural networks to identify patterns in tests conducted with low-cost and low-resolution equipment. Through the artificial neural networks used it is possible to estimate a new set of test points without retesting is necessary or even a more expensive assay equipments. Through a combination of data processing algorithms, the approach tested models with theoretical models is possible and through these results to obtain electrical parameters of synchronous generators.

Orientador: Edevar Luvizotto Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-05T20:04:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Palhares_JulianaBarbosa_M.pdf: 1136611 bytes, checksum: 85a62466425d6655acb5af5bcc414c66 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Nos sistemas de transporte de fluido líquido, têm-se a preocupação em combater às fugas ou vazamentos. Dessa fonna, este trabalho tem como objetivo aperfeiçoar o método de detecção de fugas em tubulações pelo método de resposta nos domínios fteqüência e tempo, utilizando como ferramentas matemáticas o Método da Matriz Transferência / Resposta em Freqüência e o Método das Características / Transfonnada Rápida de Fourier, sendo demonstradas as vantagens e desvantagens de cada método. E, como contribuição original, propõe um método de detecção de fugas através da análise de pulso de Alta Freqüência, localizando as fugas através da detenninação do tempo que um pulso emitido pela válvula leva para percorrer toda a tubulação e retomar à esta, denominado como Pulso Refletido / Abstract: In liquid fluid transport systems, there is a concem about avoiding leaks. Thus, this work has as objective to improve the leak detection method in pipes by úequency and time domains response method, being used as mathematical tools the method ofTransfer-Matrix / by úequency response and the Method of Characteristics / the Fast Fourier Transform, being demonstrated the advantages and disadvantages of each method. And, as new contribution, propose a leak detection method through the analysis of high frequency pulse, detecting the leaks through determination of time that a pulse produced by the valve takes to go through all pipe and come back, is denominated as a reflected pulse / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Sérgio Kurokawa / Resumo: Este trabalho apresenta uma proposta de representação de sistemas de aterramento elétrico diretamente no domínio do tempo, tendo como vantagem os benefícios da modelagem realizada no domínio da frequência, com os resultados fornecidos diretamente no domínio do tempo, sem passar por transformadas inversas (Laplace ou Fourier). Os modelos no domínio do tempo são facilmente inseridos nos softwares convencionais de análise transitória, onde as tensões e correntes são melhor compreendidas. A maior contribuição deste trabalho está no desenvolvimento de uma técnica capaz de representar o aterramento com elementos discretos e positivos de circuitos (resistores-R, capacitores-C e indutores-L). Assim, o circuito equivalente representativo do aterramento será sempre um circuito possível de ser implementado fisicamente. Nesta proposta o aterramento é inicialmente modelado no domínio da frequência, sua impedância harmônica é obtida e representada por meio de elementos discretos de circuitos (RLC) associados em série e/ou paralelo. Aterramentos constituídos por um eletrodo horizontal ou uma haste vertical foram representados por meio de aproximação usando o método dos mínimos quadrados (vector fitting), que permite obter a função racional equivalente à admitância do aterramento, a partir da qual são extraídos os ramos de circuitos e consequentemente o circuito equivalente. Apesar de ser possível representar uma infinidade de aterramentos, dependendo do comprimento e diâmetro do eletrodo/ha... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor