Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T05:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:18:42Z : No. of bitstreams: 1 177324.pdf: 18972539 bytes, checksum: 11fec9529b505a81ad2962f6c2197d69 (MD5) / Este trabalho trata de um estudo da aplicação de um controlador DSP, em eletrônica de potência, na implementação do controle digital de um conversor Boost operando como pré-regulador com alto fator de potência. Parte-se de um estudo sobre as principais características, necessárias ao projeto, do controlador DSP. Prossegue-se através do projeto do conversor Boost e dos controladores das malhas de controle da tensão e da corrente. Os resultados de simulação são apresentados e em uma última etapa são mostrados os resultados experimentais de um protótipo com potência de 500W, tensão de saída de 400V e freqüência de comutação de 50kHz.

Orientador: José Paulo Fernandes Garcia / Banca: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira / Banca: Rodrigo Cardim / Banca: Cristiano Quevedo Andrea / Banca: Alfredo Del Sole Lordelo / Resumo: Este trabalho propõe novas estratégias de controle discreto que utilizam preditores de estados. O enfoque principal do trabalho foi dado ao Controle Discreto com Modos Deslizantes aplicados em sistemas que possuem atraso no sinal de controle. As leis sugeridas são caracterizadas principalmente por sua simplicidade de implementação em dispositivos digitais e por proporcionar cálculos rápidos para gerar os sinais de controle. A motivação para essa pesquisa é devido ao amplo interesse do setor de controle e automação pelas influências dos atrasos, em suas diferentes formas, nos projetos de controle. Utiliza-se um preditor já consolidado na literatura em uma das estratégias proposta, enquanto que nas demais estratégias novos preditores são vistos com o objetivo de minimizar os efeitos degenerativos dos atrasos aos projetos. Os métodos de projeto propostos podem ser aplicados no controle de plantas estáveis ou instáveis com atraso no sinal de controle. Com o intuito de validar cada um dos controladores propostos, são apresentados resultados de simulações computacionais em um exemplo de sistema linear de ordem três, em um sistema linear que representa a suspensão ativa de um automóvel e em um sistema não linear que representa o sistema de um pêndulo invertido. No sistema de pêndulo invertido, que em malha aberta é de natureza instável, é proposto um algoritmo de detecção e acomodação automática de falha por atraso no sinal de controle. O presente trabalho mostra resultados satisfatórios mesmo com atrasos constantes e maiores que o período de amostragem, o que comprova a eficácia dos novos controladores / Abstract: This work proposes new strategies of discrete-time control using state predictors. The main focus was the Sliding Mode Control applied to systems that present delay in the control sign. The suggested control laws are characterized by their simplicity of implementation in digital devices and provide a quick procedure to generate control signals. The motivation for this research is due to the wide interest in the automation and control areas for influences of several kinds of delays, in control projects. We use a predictor widely seen in the literature of the proposed strategies, while for other predictors new strategies are adressed to minimize the degenerative effects of delay in systems. The proposed design methods can be applied to the control of stable or unstable plants, with delay in the control signal. In order to validate each of the proposed controllers we present results of computer simulations for an example of a linear system of third order that represents the active suspension of a vehicle and a nonlinear system which represents an inverted pendulum. In the inverted pendulum system which is of unstable nature, we propose an algorithm for automatic detection and fault accommodation for delay in the control signal. The present work shows satisfactory results even with constant delays and larger sampling period, which proves the efficiency of the new controllers / Doutor

CAPES / Este trabalho apresenta a aplicação dos métodos de otimização por enxame de partículas e por colônia de formigas na otimização dos parâmetros de um controlador não linear de estrutura variável baseado em um controlador de variância mínima generalizada. Este controlador é composto por duas parcelas distintas: uma parcela linear e outra não linear. A parcela não linear do controlador apresenta dois parâmetros que afeta diretamente o comportamento do controlador e tais parâmetros são obtidos de maneira empírica. As metaheurísticas foram aplicadas para se obter os valores otimizados destes parâmetros. Foi considerada uma função custo que leva em consideração o erro de rastreamento e a variação da ação de controle. Um exemplo numérico do projeto deste controlador também é apresentado. O controlador otimizado foi experimentado em três plantas reais: controle de velocidade de um servomecanismo, controle de nível e controle de vazão em uma planta didática industrial. Os resultados obtidos enfatizam a melhora do desempenho do controlador com os parâmetros otimizados. Também é apresentada a comparação do desempenho deste controlador com um controlador PI. / This work presents the application of particle swarm optimization and ant colony optimization in the parameters optimization of a non-linear controller with variable structure based on generalized minimum variance control. This controller is composed of two parts: linear and non-linear. The non-linear term of the controller consists of two parameters that directly affects the control action, and are obtained by trial and error. Metaheuristic methods were applied to find out the optimized values of these parameters. The cost function used in metaheuristic methods takes account the error and the control signal. A numerical example of the design of this controller is also presented. Three practical experiments were considered: a servomechanism velocity control and two control loops in a didactic industrial plant, level and flow control. Experimental results emphasize the improvement of the system performance when the optimization methods are applied. A comparision with PI controller is shown.

CAPES / Este trabalho apresenta a aplicação dos métodos de otimização por enxame de partículas e por colônia de formigas na otimização dos parâmetros de um controlador não linear de estrutura variável baseado em um controlador de variância mínima generalizada. Este controlador é composto por duas parcelas distintas: uma parcela linear e outra não linear. A parcela não linear do controlador apresenta dois parâmetros que afeta diretamente o comportamento do controlador e tais parâmetros são obtidos de maneira empírica. As metaheurísticas foram aplicadas para se obter os valores otimizados destes parâmetros. Foi considerada uma função custo que leva em consideração o erro de rastreamento e a variação da ação de controle. Um exemplo numérico do projeto deste controlador também é apresentado. O controlador otimizado foi experimentado em três plantas reais: controle de velocidade de um servomecanismo, controle de nível e controle de vazão em uma planta didática industrial. Os resultados obtidos enfatizam a melhora do desempenho do controlador com os parâmetros otimizados. Também é apresentada a comparação do desempenho deste controlador com um controlador PI. / This work presents the application of particle swarm optimization and ant colony optimization in the parameters optimization of a non-linear controller with variable structure based on generalized minimum variance control. This controller is composed of two parts: linear and non-linear. The non-linear term of the controller consists of two parameters that directly affects the control action, and are obtained by trial and error. Metaheuristic methods were applied to find out the optimized values of these parameters. The cost function used in metaheuristic methods takes account the error and the control signal. A numerical example of the design of this controller is also presented. Three practical experiments were considered: a servomechanism velocity control and two control loops in a didactic industrial plant, level and flow control. Experimental results emphasize the improvement of the system performance when the optimization methods are applied. A comparision with PI controller is shown.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000439846-Texto+Completo-0.pdf: 3140948 bytes, checksum: 37438f4fc0e85d46c270e73b24a4ee0b (MD5) Previous issue date: 2012 / The health care system began to be developed from the 90's, with the aim of gathering information of beds in a common point. Developed by manufacturers of patient monitors, health care system have evolved over the years, bringing more and more tools for monitoring of patients and help health professionals. Against these objectives this thesis is to develop, along with Toth technology company located in Technology Park PUCRS, a medical device company Lifemed and with the support of the Microgravity Laboratory, a world reference in the field of aerospace physiology, a cental station system. This thesis has developed a platform for remote monitoring interface with paitent monitors of Lifemed company, able to manage and centralize physiological information from patients monitored. For the development of the central station, were created two software able to organize, manage and view information from all the monitors connected to the system. Both software were developed in C++, a programming language that combines both the necessary structure for visual applications with the needs of low-level interaction for real-time systems. The communication protocol TCP / IP, one of the strongest communication systems used in Ethernet applications, was chosen for the communication between the system and monitors. Performance tests were designed to evaluate the data integrity, system stability and reliability of data displayed. The developed system has the ability to manage up to 50 monitors Lifetouch-10 from the TCP / IP and store 96 hours of physiological data of each patient monitored. Each platform is able to simultaneously display 12 physiological waveforms and 8 parameters from up to 32 monitors in real-time, providing pre-configured technical and physiological alarms and multi speed waveform visualization. It is believed that with the implementation of remote monitoring systems in hospital environments factors such as patient mortality is reduced, improving treatment and care of hospitalized patients. / As centrais hospitalares começaram a ser desenvolvidas a partir da década de 90, com o objetivo de reunir informações dos leitos em um ponto comum. Desenvolvidas por fabricantes de monitores multiparamétricos, as centrais vêm evoluindo ao longo dos anos, trazendo cada vez mais ferramentas para a monitoração dos pacientes e o auxílio aos profissionais da saúde. Ao encontro a esses objetivos essa dissertação vem desenvolver, junto a empresa de tecnologia Toth, situada no parque tecnológico da PUCRS, a empresa de equipamentos médicos LifeMed e com o apoio do Centro de Microgravidade, referência mundial na área de fisiologia aeroespacial, uma central de monitoração de leitos hospitalares. Nessa dissertação foi desenvolvida uma plataforma de monitoração remota para interface com os monitores multiparamétricos Lifrtouch-10 da LifeMed, capaz de gerenciar e centralizar informações fisiológicas de pacientes monitorados. Para o desenvolvimento da central, foram criados dois softwares capazes de organizar, gerenciar e visualizar as informações de todos os monitores conectados ao sistema. Ambos os softwares foram desenvolvidos em C++, uma linguagem de programação que mescla ao mesmo tempo a estrutura necessária para aplicações visuais com as necessidades de interação de baixo nível para sistemas de tempo real. O protocolo de comunicação TCP/IP, um dos mais robustos utilizado em sistemas de comunicação ethernet, foi escolhido para a comunicação entre o sistema e os monitores. Foram criados testes de desempenho para avaliação da integridade dos dados, estabilidade do sistema e confiabilidade dos dados visualizados.O sistema desenvolvido tem a capacidade de gerenciamento de até 50 monitores Lifetouch-10 a partir do protocolo TCP/IP e armazenar 96 horas de dados fisiológicos de cada paciente monitorado. Cada plataforma de visualização é capaz de mostrar 12 curvas fisiológicas e 8 parâmetros de até 32 monitores conectados em tempo real, assim como parâmetros de configuração do monitor e alarmes fisiológicos. Acredita-se que com a implantação de sistemas de monitoração remota em ambientes hospitalares fatores como mortalidade de pacientes seja reduzido, melhorando o tratamento e o cuidado dos pacientes internados.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000396050-Texto+Completo-0.pdf: 5610208 bytes, checksum: 53048425f8fbc45914d3914ccd959eb8 (MD5) Previous issue date: 2007 / The technology associated to modern electronic devices is helping the control over industrial processes, which has increased the productive and the reliability on many sectors, resulting in the production of high quality products. However, the usage of these equipments over production lines makes the system more susceptible to power quality events, because of the associated micro-electronics. The appearance of non-linear loads has been affected directly the voltage and current signals, making the environment electrically polluted. The concern with the power quality has significantly increased on the past few years, mainly due to the consumers aiming the avoidance of nonprogrammable stops in the production line (due to bad functioning of equipments), and also due to the concessionaires of electric energy desiring an adequate control over the system. Meanwhile, the power monitoring systems have appeared in the market with improved functions, mostly because of technology development. However, many of these monitoring systems are expensive, mainly in economies of developing countries, making harder for small companies to acquire one. Less expensive systems are available in the market, but with no capacity of database recourses. This work proposes the implementation of low cost electrical digital monitoring systems with database resources. In addition, the proposed monitoring system is capable of remote access to the database through an internet web page. To this end, hardware to acquire three-phase voltage and current signals and software to download the data are developed, where the software is capable of data processing, mathematical calculus, producing data graphics for analysis and to manage the information for the WEB interface. In addition, the state of the art in electric monitoring systems is revised in order to characterize the functionalities and resources of available commercial products, as well as a bibliographic review to give a picture of the tendencies in this area. / 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 elaboração de produtos de melhor acabamento. Entretanto, a utilização destes equipamentos em linhas de produção aumenta consideravelmente a susceptibilidade do sistema aos distúrbios na qualidade de energia, devido à micro-eletrônica associada. O aparecimento de cargas não-lineares tem afetado diretamente os sinais de corrente e tensão, de forma a deixar o ambiente eletricamente poluído. A preocupação com os níveis da qualidade da energia elétrica vem aumentando bastante nos últimos anos, tanto para consumidores como para as concessionárias. Em meio a isto, sistemas de monitoramento da qualidade da energia foram surgindo, e de acordo com o desenvolvimento tecnológico, sendo acrescidos de novas funções. Porém, muitos se tornaram de custo elevado, de forma a não serem acessíveis a empresas de recursos limitados. Sistemas mais simples também passaram a ser comercializados, todavia, sem determinadas ferramentas, como banco de dados. Este trabalho apresenta a implementação de um sistema de monitoramento digital de grandezas elétricas, que visa aliar o baixo custo à um recurso de banco de dados (para o armazenamento da informações), e à visualização remota dos mesmos, através de uma página da internet. Para isso, foi desenvolvido um hardware para fazer a leitura trifásica de tensão e corrente, baseado no micro-controlador MSP430f169; um software para a aquisição dos dados, apresentação de cálculos, gráficos e armazenagem, desenvolvido sob a plataforma Delphi 5; um banco de dados (em PostgreSQL) e uma interface WEB, fazendo-se uso da linguagem PHP. Também, é proposto um estudo a respeito do assunto, de forma a caracterizar alguns sistemas e recursos encontrados nos produtos comerciais, assim como uma revisão bibliográfica, apontando as tendências para essa área.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Universidade Federal do Cearà / Atualmente, existem no mercado internacional vÃrios fabricantes de conversores estÃticos para infraestrutura fotovoltaica. No Brasil, por praticamente nÃo existir um produto com tecnologia nacional que atinja este nicho de mercado, à importante e urgente o desenvolvimento de tecnologia nacional na Ãrea de conversores para sistemas fotovoltaicos. O presente trabalho consiste no desenvolvimento de um conversor CC-CA trifÃsico com a finalidade de interligar um sistema fotovoltaico com a rede elÃtrica, onde o objetivo principal deste sistema à fornecer potÃncia ativa para o sistema elÃtrico trifÃsico. Este conversor CC-CA trifÃsico à composto por um estÃgio de conversÃo CC-CC, o qual consiste em um conversor do tipo elevador (Boost), e um estÃgio de conversÃo CC-CA. A escolha da topologia do conversor considerou alguns critÃrios, tais como baixo custo de aquisiÃÃo e de manutenÃÃo, baixa complexidade e elevado grau de compactaÃÃo e de confiabilidade. A modelagem e o controle do conversor sÃo feitos vetorialmente, ou seja, utilizando as transformadas dq0 direta e inversa. Este controle foi implementado em um controlador digital sinais (DSC) da famÃlia dsPIC. O projeto dos controladores de ambos os estÃgios foi feito de forma digital. Por meio da simulaÃÃo foi validado o funcionamento do conversor e de seus controladores projetados. Para a realizaÃÃo dos testes experimentais algumas modificaÃÃes de projeto tiveram que ser efetuadas, pois se verificou uma quantidade significativa de interferÃncia eletromagnÃtica e ruÃdos gerados pelo protÃtipo durante o seu funcionamento. Dentro das condiÃÃes estabelecidas foi possÃvel injetar na rede elÃtrica uma potÃncia em torno de 40% do valor mÃximo especificado. Os resultados experimentais obtidos a partir do protÃtipo montado em laboratÃrio validaram o algoritmo de controle implementado no conversor, sendo injetadas na rede elÃtrica correntes senoidais com baixo conteÃdo harmÃnico e na frequÃncia do sistema elÃtrico brasileiro. / Currently, there are several manufacturers in the international market of static converters for photovoltaic infrastructure. In Brazil, by there is no product with a national technology to reach this niche market, is important and urgent to develop national technology in the field of DC-AC converters to PV systems. The present work consists of developing of a three-phase AC-DC converter with the purpose of connect a PV system to the electricity grid, where the main objective of this system is to provide active power for the three-phase electrical system. This three-phase AC-DC converter is composed of a stage of DC-DC conversion, which consists in a boost converter, and a stage of DC-AC conversion. The choice of converter topology considered some criteria, such as low cost of acquisition and maintenance, low complexity, high compaction and reliability. The modeling and control of the converter are made using the concept of space vector, in the other words, using the dq0 transform direct and inverse. This control was performed in a digital signal controller (DSC) of dsPIC family. The design of the controllers of both stages was done digitally. Through simulation was validated the operation of the converter and its controllers designed. For the experimental tests some design changes had to be made because there was a significant amount of electromagnetic interference and noise generated by the prototype during its operation. From the conditions established was possible to inject into the electricity grid a just over 40% of the maximum value of power specified. The experimental results from the prototype validated the control algorithm implemented in the converter, being injected into the electricity grid sinusoidal currents with low harmonic content and frequency of the brazilian electrical system.

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T21:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Koyama_MauroFerreira_M.pdf: 25636098 bytes, checksum: 6b414abe73aa2683d7a65bde5c1eae21 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se uma proposta de infra-estrutura de comunicação e processamento para um Sistema Automatizado de Produção (SAP). Conceitua-se o SAP, de acordo com uma descrição em tres eixos: funcional, informação e comunicação. Utiliza-se as classificações correntes para estes eixos, para o eixo funcional é usado o modelo de cicno camadas do National Bureau of Standards (NBS), para o eixo de comunicação o modelo de referencia para sistemas abertos da ISO e para o eixo de informação um modelo baseado nos trabalhos do ANSI/SPARC...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This study presents a proposal for a communication and processing infrastructure to be used on the factory floor. A tripartite model encompassing, function, information and communication, is used to define the problem. The NBS Model is used for determination of the functional part, the ISO Reference Model for the communication part and the ANSI/SPARC Architecture for the part...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Edson Bim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-28T02:31:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RosellValdenebro_Lino_D.pdf: 10429274 bytes, checksum: a2028aaa38239967cf297a7164f60376 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho é apresentado o estudo e a implementação digital de observadores adaptativos de fluxo e velocidade para o controle por orientação do fluxo do rotor em motores de indução. Os observadores com base no filtro de Kalman estendido, de Luenberger e em modos deslizantes são estudados. Uma nova abordagem é apresentada para obter a matriz de ganho do observador de Luenberger utilizando algoritmos genéticos. O algoritmo genético minimiza uma função de custo relacionada com a resposta dinâmica do erro entre os valores estimados e reais das variáveis de estado. Um algoritmo com base em lógica fuzzy para redução de chattering é utilizado para o observador de fluxo de rotor em modos deslizantes. O método de controle por orientação direta do fluxo de rotor utilizando os observadores estudados é implementado num sistema com base no Processador Digital de Sinais (DSP) TMS320F240 da Texas Instruments. O desempenho dinâmico do sistema de controle é avaliado através de resultados experimentais / Abstract: This work presents a study and the digital implementation of adaptive flux and velocity observers for the rotor flux field oriented based control of induction motors. The extended Kalman filter, Luenberger and the sliding mo de based observers are studied. A new approach is presented to obtain the Luenberger observer gain matrix using genetic algorithms. The genetic algorithm minimizes a cost function related to the dynamic response of the error between the estimated state variables and their real values. A fuzzy logic based algorithm for chattering reduction is used for the sliding mo de rotor flux observer. The direct rotor flux orientation control method using the studied observers is implemented on a Texas Instruments TMS320F240 Digital Signal Processor (DSP) based system. The dynamic performance of the control system is evaluated by experimental results / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Uma alternativa para minimizar os problemas energÃticos utilizando fontes renovÃveis de energia, à a microgeraÃÃo distribuÃda em meios urbanos. Neste ambiente onde os ventos sÃo turbulentos e irregulares, as turbinas eÃlicas de eixo vertical apresentam uma eficiÃncia muito prÃxima Ãs turbinas eÃlicas de eixo horizontal, com a vantagem de possuÃrem baixas vibraÃÃes, por trabalharem com baixas rotaÃÃes. Assim, com o objetivo de explorar esta tecnologia de eixo vertical, este trabalho apresenta um sistema eÃlico de conversÃo de energia utilizando uma turbina de eixo vertical de 1500 watts. Inicialmente à proposta uma topologia composta por dois estÃgios de conversÃo, sendo o primeiro um retificador trifÃsico semicontrolado em alta frequÃncia (RTSCAF) e o segundo estÃgio um conversor Buck convencional, onde todo o controle à feito de forma analÃgica. Buscando melhorias com relaÃÃo ao rendimento e tamanho, à proposta em seguida uma segunda topologia, onde o conversor Buck convencional à substituÃdo por um conversor Buck intercalado sÃncrono, com controle totalmente digital. Para todos os conversores, foram realizadas as anÃlises qualitativa e quantitativa, sendo realizado tambÃm o projeto dos componentes e dos controladores. Ao final sÃo apresentados os resultados de simulaÃÃo onde se verifica uma distorÃÃo harmÃnica total (DHT) na corrente de entrada de aproximadamente 18,5% para ambas as topologias, e observa-se uma diminuiÃÃo de 30% na corrente eficaz que circula no banco de capacitores do barramento cc ao utilizar o conversor Buck intercalado sÃncrono, na segunda topologia. O protÃtipo experimental de 1500 watts da primeira topologia foi testado e apresentou um rendimento de 91% para potÃncia nominal. / An option to minimize the energetic problems using renewable energy sources is the distributed micro generation in urban areas. In this kind of environment, where the winds are not regular ande turbulent, the efficiencies from vertical axis wind turbines are comparable to those ones from horizontal axis wind turbines, with the additional vantage of producing low mechanical vibrations at low rotation speeds. Thus, in order to explore this technology, this work presents a wind energy conversion system using a 1.5 kW vertical axis wind turbine. Firstly, a two power conversion stages topology is proposed, the first stage is a high frequency, semi controlled, three phase rectifier and the second stage is a classical Buck converter, the proposed topology is controlled by an analog control system. Secondly, in order to achieve size and efficiency improvements, a second topology is proposed, where the classic Buck converter is substituted by a synchronous, interleaved Buck converter, this second topology is fully digitally controlled. For both topologies, qualitative and quantitative analyses have been realized as well as its control systems have been design. Finally, simulation results are presented for both topologies, where an 18.5% input current total harmonic distortion can be verified for both topologies and, a 30% reduction of rms current trough dc link capacitors is verified for the second topology. A 1.5 kW prototype, based on the first proposed topology, was built and tested, achieving a full power efficiency of 91%.