Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 423038.pdf: 1137752 bytes, checksum: c77d0b01a9586f77c4f36bda9e52dd2c (MD5) Previous issue date: 2010-03-29 / Esta disserta??o apresenta uma estrat?gia de controle robusto para seguimento de refer?ncia senoidal com erro nulo e rejei??o de componentes harm?nicos em regime permanente, para uma fonte ininterrupta de energia (UPS Uninterruptable Power Supply) monof?sica de 5kVA. Com este objetivo, empregam-se m?ltiplos compensadores ressonantes os quais s?o sintonizados na freq??ncia fundamental e nas componentes harm?nicas mais importantes presentes em cargas n?o lineares. A formaliza??o do projeto dos ganhos dos compensadores ressonantes baseia-se na formula??o por desigualdades matriciais lineares (LMI Linear Matrix Inequalities) considerando varia??es de carga linear e dist?rbios. As condi??es de projeto utilizadas nesta disserta??o garantem a estabilidade robusta do sistema de controle e incorpora requisitos de desempenho transit?rio (D-estabilidade) e rejei??o de dist?rbios (norma H∞). Para avaliar o comportamento da t?cnica de controle proposta, realizam-se v?rios experimentos em laborat?rio considerando cargas lineares e n?o lineares de acordo com a norma IEC-62040-3, onde verifica-se o bom comportamento do sistema de controle em termos de resposta transit?ria, regula??o, e rejei??o de harm?nicos.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 396050.pdf: 5610208 bytes, checksum: 53048425f8fbc45914d3914ccd959eb8 (MD5) Previous issue date: 2007-08-31 / A alta tecnologia encontrada nos equipamentos modernos tem colaborado no controle de processos industriais, aumentando a produtividade e a confiabilidade em diversos setores, facilitando a elabora??o de produtos de melhor acabamento. Entretanto, a utiliza??o destes equipamentos em linhas de produ??o aumenta consideravelmente a susceptibilidade do sistema aos dist?rbios na qualidade de energia, devido ? micro-eletr?nica associada. O aparecimento de cargas n?o-lineares tem afetado diretamente os sinais de corrente e tens?o, de forma a deixar o ambiente eletricamente polu?do. A preocupa??o com os n?veis da qualidade da energia el?trica vem aumentando bastante nos ?ltimos anos, tanto para consumidores como para as concession?rias. Em meio a isto, sistemas de monitoramento da qualidade da energia foram surgindo, e de acordo com o desenvolvimento tecnol?gico, sendo acrescidos de novas fun??es. Por?m, muitos se tornaram de custo elevado, de forma a n?o serem acess?veis a empresas de recursos limitados. Sistemas mais simples tamb?m passaram a ser comercializados, todavia, sem determinadas ferramentas, como banco de dados. Este trabalho apresenta a implementa??o de um sistema de monitoramento digital de grandezas el?tricas, que visa aliar o baixo custo ? um recurso de banco de dados (para o armazenamento da informa??es), e ? visualiza??o remota dos mesmos, atrav?s de uma p?gina da internet. Para isso, foi desenvolvido um hardware para fazer a leitura trif?sica de tens?o e corrente, baseado no micro-controlador MSP430f169; um software para a aquisi??o dos dados, apresenta??o de c?lculos, gr?ficos e armazenagem, desenvolvido sob a plataforma Delphi 5; um banco de dados (em PostgreSQL) e uma interface WEB, fazendo-se uso da linguagem PHP. Tamb?m, ? proposto um estudo a respeito do assunto, de forma a caracterizar alguns sistemas e recursos encontrados nos produtos comerciais, assim como uma revis?o bibliogr?fica, apontando as tend?ncias para essa ?rea

Este trabalho apresenta uma extensão à formulação multivariável do método de controle baseado em dados conhecido como o Método da Referência Virtual, ou Virtual Reference Feedback Tuning (VRFT). Ao lidar com processos onde o ruído é significativo, as formulações tradicionais do VRFT, por mínimos quadrados ou variáveis instrumentais, apresentam propriedades estatísticas insatisfatórias, que acabam levando o sistema de controle em malha fechada a desempenhos muito distantes daqueles especificados pelo projetista. Portanto, visando aprimorar a qualidade destas estimativas e, consequentemente, os desempenhos em malha fechada, esta dissertação propõe a adição de regularização no método VRFT para sistemas multivariáveis. Regularização é uma ferramenta que vem sendo amplamente utilizada e desenvolvida nos últimos anos nas comunidades de Identificação de Sistemas e Machine Learning e é indicada para reduzir a alta covariância que existe nas estimativas - problema que ocorre na formulação do VRFT com variáveis instrumentais. Também, como contribuições deste trabalho destacam-se uma análise mais detalhada do problema de identificação com regularização para sistemas multivariáveis, assim como o desenvolvimento da matriz ótima de regularização para este cenário e as propriedades da nova formulação do VRFT. Para demonstrar a eficiência desta nova formulação do VRFT são desenvolvidos exemplos numéricos. / This work proposes a new extension for the multivariable formulation of the datadriven control method known as Virtual Reference Feedback Tuning. When the process to be controlled contains a significant amount of noise, the standard VRFT approach, that uses either the least squares method or the instrumental variable technique, yield estimates with very poor statistical properties, that may lead the control system to undesirible closed loop performances. Aiming to enhance these statistical properties and hence, the system’s closed loop performance, this work proposes the use of regularization on the multivariable formulation of the VRFT method. Regularization is a feature that has been widely used and researched on the System Identification and Machine Learning communities on the last few years, and it is well suited to cope the high variance issue that emerge on the VRFT method with instrumental variable. Also, a more detailed analysis on the use of regularization for identification of multivariable systems, the proof of the optimal regularization matrix and the exposure of the new regularized VRFT properties can be highlighted as novelties of this work.

Estudamos sistemas lineares em grupos de Lie introduzido por Ayala e Tirao em [3]. Esta nova classe de sistemas de controle é obtido através de uma generalização aos grupos de Lie de campos de vetores lineares em espaços vetoriais. Eles extendem não somente a classe bem conhecida de sistemas lineares em \'R POT. n\' mas também sistemas invariantes em grupos de Lie e os avanços recentes mostram que eles aparecem como modelos para ampla classe de sistemas de controle proveniente de diversas áreas de ciência e engenharia. Focamos nossa atenção em normalizador, que tem tido um papel fundamental em formulação de sistemas lineares em grupos de Lie, e lidamos com curvas integrais de seus campos vetoriais. Finalmente mostramos que sob certas hipóteses sistemas lineares em grupos de Lie possuem a propriedade de controlabilidade local a partir de identidade do grupo / We study linear control systems on Lie groups introduced by Ayala and Tirao in [3]. This new class of control systems is obtained through a generalization to Lie groups of linear vector fields on vector spaces. They extend not only well-known class of linear control systems on \'R POT. n\' but also invariant systems on Lie groups and recent achievements show that they appear as models for a wide class of control systems coming from several areas of science and engineering. We focus our attention on the notion of normalizer which has been played a key role for formulation of linear systems on Lie groups and then deal with integral curves of its vector fields. Finally we show that under certain assumptions linear systems on Lie groups have local controllability property from the group identity

Nenhuma / The IPR-R1 TRIGA Mark I nuclear research reactor, at the Nuclear Technology Development Center (CDTN), is a pool type reactor cooling by light water. TRIGA reactors (Training, Research, Isotope, General Atomics) were designed for research, training and radioisotope production. The International Atomic Energy Agency (IAEA) recommends the use of safety and friendly interfaces for monitoring and controlling the operational parameters of the nuclear reactors. In this context, a system to simulate the neutron evolution flux of the TRIGA IPR-R1 reactor (TRIGA Simulator System - Sistema Simulador TRIGA) was developed using the LabVIEW software, considering the modern concept of virtual instruments (VIs) using electronic processor and visual interface in video monitor, with the objective of assisting the reactor operator training, allowing to study, to observe, and to analyze the behavior, and the tendency of some processes occurring in the reactor. Consequently the reactor operation parameters can be simulated and their relations can be visualized, supporting on the understanding of the interrelation of these parameters and their behavior, promoting a better knowledge of TRIGA IPR-R1 reactor processes. Some scenarios are presented to demonstrate that it is possible to use predetermined values in any parameters to verify its effect in the other ones. Therefore the TRIGA Simulator System (Sistema Simulador TRIGA) will allow the study of parameters, which affect the reactor operation, without the necessity of using the facility, avoiding risk, and reducing costs and operation time. / O reator nuclear de pesquisa TRIGA IPR-R1 Mark I, do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), é um reator do tipo piscina refrigerado à água leve. Os reatores TRIGA (Training, Research, Isotope, General Atomics) foram projetados para pesquisa, treinamento e produção de radioisótopos. A Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) recomenda o uso de interfaces amigáveis e seguras para o monitoramento e controle dos parâmetros operacionais dos reatores nucleares. Inserido neste contexto, um sistema para simulação da evolução do fluxo de nêutrons do reator nuclear de pesquisa TRIGA IPR-R1 (Sistema Simulador TRIGA) foi desenvolvido, utilizando o software LabVIEW, considerando o moderno conceito de instrumentos virtuais (VIs) por meio de processador eletrônico e interface visual em monitor de vídeo, cujo objetivo é auxiliar no treinamento de operadores de reatores, permitindo estudar, observar e analisar o comportamento e a tendência de alguns dos processos que acontecem em um reator. Deste modo, os parâmetros de operação do reator podem ser simulados e seus relacionamentos visualizados, auxiliando no entendimento de como estas variáveis estão interligadas e se comportam, promovendo melhor conhecimento dos processos do reator TRIGA IPR-R1. São apresentados cenários de utilização do Sistema, demonstrando que se podem usar valores determinados em qualquer um dos parâmetros, verificando seu efeito nos demais. Portanto o Sistema Simulador TRIGA possibilitará o estudo de parâmetros que afetam a operação do reator, sem a necessidade de usar a instalação, evitando riscos e minimizando custos e tempo de operação

Este trabalho apresenta um estudo de arquiteturas de comandos de vôo fly by wire enfocando nos efeitos dinâmicos de atrasos e processos de conversão de dados advindos da inserção de computadores digitais na malha de controle. São analisados os efeitos da dinâmica de ordem elevada no sistema, formada por atrasos de processamento, sensores, conversores e filtros. A influência de cada um desses elementos no comando é avaliada por meio de análises de sensibilidade. Sugere-se, de forma a conferir maior segurança ao sistema, que o projeto de leis de controle para comando de vôo leve em conta dinâmicas associadas inerentes à abordagem fly by wire. Objetivando a implementação prática de uma estrutura de emulação de malhas de controle fly by wire, é especificado um sistema para a simulação de arquiteturas fly by wire em tempo real sustentado na plataforma x PC Target da Mathworks. O sistema concebido admite a introdução de modelos de sensores, atuadores, filtros, conversores e barramentos e permite, ainda, sua substituição por elementos de hardware equivalentes.

Este trabalho verifica a eficiência do conceito de um Controle Através da Energia Total quando aplicado no controle de trajetória e velocidade de uma aeronave que está na fase de aproximação. Para isto, foi projetado um controlador de um piloto automático utilizando este conceito para uma aeronave durante uma aproximação por instrumentos. Este controlador mostra-se eficiente neste caso, porque se trata de um controle MIMO (Multiple Input-Multiple Output), que atua em ambas entradas de forma integrada, otimizando a distribuição de energia da aeronave e minimizando complexidade da malha de controle. Os ganhos do TECS são ajustados através de uma otimização paramétrica, de forma a obter a melhor combinação de ganhos e atendendo às especificações que foram impostas.

Um projeto de lei de controle de voo é composto de várias fases. Cada fase, embora independente uma da outra, deve ser facilmente acessada e rapidamente modificada quando sua retomada for necessária. O sucesso de um projeto de controle de voo depende não apenas da flexibilidade das partes envolvidas no processo, mas da redução, em estágios futuros do desenvolvimento, de situações que demandem algum reprojeto (isto é, retorno a fases anteriores). Cada etapa passada que precisa ser refeita aumenta significativamente os custos do projeto. Entretanto, muitas características da aeronave não podem ser precisadas no momento exato de sua concepção, aumentando os riscos de reprojetos. Considerando a diversidade de critérios para avaliação das qualidades de pilotagem e o fato de que, frequentemente, projetistas utilizam esses critérios extrapolando suas definições originais, este trabalho sugere, dentre os critérios disponíveis, a adoção do critério de largura de banda e do critério C* para análise do maior número de topologias de controle possível. As avaliações são feitas em malha aberta e em malha fechada, considerando as variações das condições de voo, do CG e do atraso de tempo na malha de controle da aeronave. A contribuição deste trabalho está na proposta de opções que possam auxiliar na análise do projeto do sistema de controle como um todo em fases iniciais do desenvolvimento.

As turbinas a gás são uma importante máquina geradora de potência, fornecendo propulsão mecânica para os transportes aéreos e marítimos, bem como utilizadas na geração de energia elétrica. Para realizar o desenvolvimento do sistema de controle destas complexas máquinas é necessária a criação de modelos matemáticos apurados que representem as condições de operação em regime permanente e regime transitório, prevendo situações que afetam a segurança e desempenho do motor. Este documento descreve o modelo dinâmico não-linear com sistema de controle para um turboeixo utilizado na geração de energia elétrica. A modelagem foi realizada em módulos para cada componente do motor, de forma que suas equações dinâmicas descrevam as situações transitórias. Foram desenvolvidos dois controladores um básico e outro supervisório com as malhas regulatórias em regime permanente, regime transitório e proteção dos limites. A estratégia de controle busca manter o turboeixo operando em regiões de melhor desempenho, mantendo a rotação de referência constante, além de proteger dos fenômenos de bombeamento, apagamento da chama, sobrevelocidade e superaquecimento. Para sintonia dos controladores foram utilizadas técnicas de otimização, com uma função objetivo, descrita a partir do erro em regime. Outro ponto desenvolvido foi à lógica de partida, com as séries de operações para a sequência dos estados. Por fim, foram apresentados os resultados obtidos para uma condição de operação com perturbações na carga do gerador elétrico, observando a ação das estratégias de controle, aumentando a segurança global do turboeixo.

Turbinas a gás são máquinas de fluxo que utilizam a energia liberada em um processo de combustão para produzir potência de eixo ou tração, fornecendo energia cinética rotacional para geração de energia elétrica ou mecânica, como, por exemplo, para transporte aéreo e marítimo. Nas últimas décadas têm-se observado grande interesse mundial em pesquisas na área de turbinas a gás. Há várias causas pelas quais estes estudos estão em crescimento, quando comparados, por exemplo, com motores a diesel, tais como: maiores faixas de potência, peso por unidade de potência muito menor, baixa emissão de poluentes, capacidade de funcionar com multicombustíveis, menores níveis de vibração, menores custos de manutenção, geralmente mais baratos, dentre outras vantagens, como citado em Walsh (2004). Voltando-se para o Brasil, percebem-se também empenhos significativos para desenvolver estudos neste campo, levando-se em consideração o interesse em deter conhecimentos tanto para aplicação industrial quanto para uso aeronáutico. Dentro deste contexto encontram-se as pesquisas na área de sistemas de controle, inclusive modelagem e identificação de sistemas. No presente trabalho apresenta-se uma abordagem em identificação de sistemas utilizando dados gerados por um simulador de turbinas a gás de eixo simples, com a finalidade de se encontrar parâmetros e utilizá-los na criação de modelos representativos deste simulador. Este tipo de trabalho, a partir de dados amostrados, pode servir como ferramenta para desenvolver estratégias de controle. Neste caso, tem-se por objetivo avaliar os modelos obtidos, comparando suas respostas com as correspondentes respostas amostradas pelo simulador, o qual, a partir de agora, será chamado de turbina a gás de referência (TR). Para fazer isso, são realizadas simulações com o emprego de modelos lineares autorregressivos com entradas externas (ARX), onde os valores dos parâmetros são calculados utilizando dados de entrada e saída gerados pela TR. São realizados dois estudos de caso para este tipo de motor, utilizando modelos multivariáveis, a primeira análise é feita através de blocos separados, com múltiplas entradas e uma única saída (MISO) e a segunda, onde se analisa a turbina a gás como um único bloco com múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO). Estes estudos são realizados com a finalidade de obterem-se modelos matemáticos mais adequados para serem ferramentas em projetos de sistemas de controle.