Orientadores: José Mario De Martino, Harlen Costa Batagelo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T06:00:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_ClausiusDuqueGoncalves_M.pdf: 10846415 bytes, checksum: 37318c89ce60ddb5bce4efd57c86abd9 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A modelagem e animação de rugas faciais têm sido tarefas desafiadoras, devido à variedade de conformações e sutilezas de detalhes que as rugas podem exibir. Neste trabalho, são descritos dois métodos de apresentação de rugas em tempo real, utilizando as modernas GPUs. Ambos os métodos são baseados no uso de shaders em GPU e em uma abordagem de normal mapping para aplicar rugas sobre modelos virtuais. O primeiro método utiliza áreas de influência descritas por mapas de textura para calcular a exibição de rugas sobre o modelo, controlados por um "Vetor de Ativação", que informa ao shader a visibilidade das rugas em cada uma das áreas de influência. O segundo método apresenta rugas nos modelos faciais, utilizando as informações de deslocamento dos vértices em direções pré-definidas, informadas através de um "Vetor Direção de Rugas", que informa o sentido que o deslocamento de um vértice causa o surgimento de rugas / Abstract: The modeling and animation of facial wrinkles have been challenging tasks, due to the variety of conformations and detail subtleness that the wrinkles can display. In this paper, we describe two methods to present wrinkles in real time, using modern GPUs. Both methods are based on the use of GPU shaders and a normal mapping approach to apply wrinkles on virtual models. The first method uses influence areas described by texture maps to calculate the display of wrinkles on the model, controlled by an "Activation Vector", which tells the shader the appearance of wrinkles in each area of influence. The second method presents wrinkles on facial models using the vertex displacement information in predetermined directions, informed by a "Wrinkles Direction Vector", informing the direction that the displacement of a vertex causes the presentation of wrinkles / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica e de Computação

Orientador: Arnaldo Vieira Moura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T05:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonifacio_AdilsonLuiz_D.pdf: 1228504 bytes, checksum: 62db4b0286cfd1c735336e429629b3de (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo deste trabalho é prover métodos eficientes de geração de casos de teste para sistemas reativos críticos. Sistemas dessa natureza compreendem sistemas de tempo real e com transformações de contexto. Uma das técnicas mais usadas na geração de conjuntos de teste tem sido a abordagem baseada em modelos formais. Neste caso, os formalismos fornecem uma base sólida para que a atividade de teste seja efetuada de forma precisa e segura. Este trabalho propõe a construção de modelos formais, métodos e técnicas, bem como estratégias de teste, para dar suporte ao processo de geração automática de conjuntos de teste, aplicáveis a sistemas complexos. Porém, o processo de geração de testes baseado em modelos se torna, muitas vezes, impraticável em aplicações reais, devido ao problema da explosão combinatória de estados. Daí a necessidade de se encontrar modelos adequados que capturem o comportamento desejado dos sistemas a serem testados, bem como a importância de se construir métodos que contornem o problema da explosão do espaço de estado, de maneira razoável, permitindo que a geração de testes seja um processo aplicável a sistemas complexos. Entre os modelos abordados neste trabalho estão: (i) as tradicionais Máquinas de Estados Finito (FSM); (ii) uma extensão das FSMusando variáveis de contexto, as Máquinas de Estados Finito Estendida (EFSM); (iii) a extensão temporizada de EFSM (TEFSM), que possui, não apenas variáveis de contexto, mas também variáveis relógio; (iv) os modelos temporizados com entradas e saídas independentes, conhecidos como Timed I/O Automata (TIOA); e (v) uma extensão proposta para TIOA, denominado Timed I/O Context Automata (TIOCA), para compreender a evolução contínua de tempo e também as transformações de contexto. Com relação a geração de testes baseada em tais modelos, foi proposto, primeiramente, uma técnica de derivação de sequências de confirmação para TEFSM, usando model-checking. Em seguida, foi proposta uma generalização para um método de geração de conjuntos completos de teste usando FSM. Também foi desenvolvido um novo método de discretização do modelo TIOA, provendo a base necessária para a geração de casos de teste usando os conceitos de proposta de teste e produto síncrono. Por fim, foi desenvolvida uma extensão do método de discretização para TIOA também proposto neste trabalho, aplicado ao modelo TIOCA, permitindo a geração de testes em sistemas com evolução contínua de tempo e fluxo de dados, usando os conceitos de proposta de teste e produto de TIOCA / Abstract: This work aims to provide efficient test case generation methods for reactive and critical systems. In general, reactive and critical systems are real-time systems with context transformations. One of the most promising techniques for generating test suites is model-based testing. The formalisms supply the basis to perform a precise and dependable testing activity. In this scenery, our work proposes a construction of formal models, methods and techniques, as well as testing strategies, to support the process of automatically generating test suites for complex systems. However, the test generation process using formal models is usually infeasible in real applications, due to the state space explosion. Therefore, we need to find out suitable models to capture the system behaviors, and also to construct methods that can overcome the explosion problem, in a reasonable way, allowing the generation of test suites for complex systems. In this work we treat the following formal models: the conventional FSM; an extension of FSM using context variables (EFSM); the proposed extension of EFSM (TEFSM) to capture context variables and also clock variables; timed models, with disassociated input and output actions, called TIOA; and the proposed extension for TIOA, so-called TIOCA, to capture continuous time evolution and context transformations. In a first step of this work we proposed a technique to derive confirming sequences for TEFSM, using model-checking. Next, a classical method to generate complete test suites was generalized for FSM.We also proposed a new discretizationmethod for TIOA models, allowing the test case generation using test purpose and the synchronous product. Lastly, we extended the discretization method for TIOA to obtain more compact grid automata for TIOCA models, allowing the test case generation for systems with continuous time evolution and data flow transformations, using the notion of test purpose and the product of TIOCA / Doutorado / Teoria da Computação e Teste de Sistemas / Doutor em Ciência da Computação

Submitted by Lúcia Brandão (lucia.elaine@live.com) on 2015-12-11T18:22:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rawlinson da Silva Gonçalves.pdf: 25918994 bytes, checksum: 31dbbcde9e265b8281faa9ef25a9b346 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-20T15:20:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rawlinson da Silva Gonçalves.pdf: 25918994 bytes, checksum: 31dbbcde9e265b8281faa9ef25a9b346 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-20T15:23:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rawlinson da Silva Gonçalves.pdf: 25918994 bytes, checksum: 31dbbcde9e265b8281faa9ef25a9b346 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-20T15:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rawlinson da Silva Gonçalves.pdf: 25918994 bytes, checksum: 31dbbcde9e265b8281faa9ef25a9b346 (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Embedded systems have evolved significantly in recent years,mainlyduetoadvances in technology, cost reduction of electronic equipment, and mainly the popularization of mobile devices. Many of these systems require energy resources from battery to maintain the operation of their various components. However, for these devices to have a good autonomy, several techniques and methodologies have been implemented to better manage energy consumption of the system as a whole. This need has contributed to the rise of various lines of research, mainly in the area of real-time systems, where the complicating factor is not only reducing energy consumptionbutalsorespectthetime constraints of all tasks running on the system. Thus, this work aims to maximize energy gains from the use of intra-task dynamic voltage and frequency scaling technique, also known as intra-task DVFS. The proposed online methodology aims to achieve better management of exchanging voltages and frequency of the processor, through a collaborative approach between real-time applications and the operating system. Therefore, both can work together, within the kernel of the system, to reduce the response times of the processor context switches, mainly after preemptions. The experimental results, using the C-Benchmarck, showed that it is possible to decrease about 6% processor power consumption even performing all tasks in the worst case. / Os sistemas embarcados têm evoluído significativamente nos últimos anos, principalmente devido aos avanços da tecnologia, a redução dos custos dos equipamentos eletrônicos e a popularização dos dispositivos móveis. Muitos desses sistemas dependem da energia provenientes de baterias para manter o funcionamento dos seus diversos componentes. No entanto, para que esses dispositivos tenham uma boa autonomia, várias técnicas e metodologias têm sido propostas para melhor gerenciar o consumo de energia do sistema como um todo. Essa necessidade tem contribuído para o surgimento de diversas linhas de pesquisa, principalmente na área de sistemas de tempo real, onde o fator complicante não está somente em reduzir o consumo de energia, mas também em respeitar as restrições temporais de todas as tarefas em execução no sistema. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo diminuir o consumo de energia do processador utilizando a técnica de escalonamento dinâmicodetensõesefrequênciasdo processador intra-tarefa, também conhecido como DVFS intra-tarefa (em inglês, Dynamic Voltage and Frequency Scaling). A metodologia online proposta visa realizar ogerenciamentodastrocasdetensõesefrequênciasdoprocessador, através de uma abordagem colaborativa entre as aplicações de tempo real e o sistema operacional. Dessa forma, ambos podem trabalhar em conjunto, dentro do núcleo do sistema, para diminuir os tempos de resposta dos chaveamentos de tensões e frequências do processador, principalmente diante de sucessivas preempções entre as aplicações de tempo real em execução no sistema. Os resultados experimentais dessa metodologia, utilizando o C-Benchmarck, mostraram que é possível diminuircercade6%oconsumo de energia do processador, mesmo executando todas as tarefasnopiorcaso.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-24T12:43:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Q. Pinheiro.pdf: 1711679 bytes, checksum: e41a75f9b4c8239fe90ffde9746a3501 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-24T12:45:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Q. Pinheiro.pdf: 1711679 bytes, checksum: e41a75f9b4c8239fe90ffde9746a3501 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-24T12:45:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Q. Pinheiro.pdf: 1711679 bytes, checksum: e41a75f9b4c8239fe90ffde9746a3501 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-24T12:45:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Q. Pinheiro.pdf: 1711679 bytes, checksum: e41a75f9b4c8239fe90ffde9746a3501 (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Performance and energy consumption are directly related. To increase performance, the number of instructions per second to be executed must also be increased, in other words, processor frequency must be changed. The higher this value is, higher energy consumption also has to be. Likewise, by decreasing the number of instructions to be executed, energy consumption and performance are also reduced. So, exploring performance and energy relation is the key idea behind Dynamic Voltage and Frequency Scaling – DVFS, technique. Applying DVFS in real time systems is not a trivial task. These system’s tasks are bounded to timing constraints in such a way that, if decreasing performance does not guarantee constraints, the system may totally fail. Thus, this work aims to gather two DVFS approaches in real time systems: intra and inter-tasks. The intra-task analyzes execution flow of a task and identify where the new instructions can be inserted to change supply voltage and frequency when the worst case path is not followed. On the other hand, the inter-task approach analyzes how long a task will wait due to interferences (e.g. preemption, shared resources), verifies system schedulability and defines a set of initial optimum frequencies in multi-task environment. The result is a new code with the same functionality as the original one, however with instructions to change voltage and frequency when taking into account a task interferences. Moreover, the experimental results show not only energy consumption was reduced, but also timing constraints were satisfied. / Desempenho e consumo de energia são variáveis diretamente proporcionais. Para aumentar o desempenho, é necessário também aumentar o número de instruções por segundo a serem executadas, ou seja, alterar a frequência do processador. Quanto maior for este valor, também será o consumo de energia. Do mesmo modo, reduzir o consumo de energia implica diminuir o número de instruções a serem executadas e, logo, o desempenho. Explorar a relação entre desempenho e consumo de energia é a ideia base da técnica de escalonamento dinâmico de tensão e frequência DVFS (do inglês Dynamic Voltage and Frequency Scaling). Em sistemas de tempo real críticos, aplicar a técnica DVFS não é uma tarefa trivial. Estes sistemas associam a execução de uma tarefa a um limite temporal, de modo que, se este valor não for respeitado, devido à redução do desempenho, falhas graves podem ocorrer ao sistema. Assim, esta dissertação tem como objetivo unir duas abordagens da técnica DVFS em sistemas de tempo real críticos: uma intra e outra inter-tarefas. A abordagem intra-tarefa procura analisar o fluxo de execução de uma tarefa e identificar pontos onde é possível inserir instruções para troca de frequência e tensão, quando a execução de uma tarefa se distanciar do pior caso. Já a abordagem inter-tarefas, é responsável por: analisar o tempo de espera na execução de uma tarefa devido às interferências (preempções, compartilhamento de recursos), verificar a escalonabilidade do sistema e determinar um conjunto de frequências iniciais ótimas em ambientes de múltiplas tarefas. O resultado deste estudo é a geração de um novo código com funcionalidade igual ao de entrada, porém com instruções de troca de frequência e tensão, consideradas as interferências que uma tarefa possa sofrer. Além disso, resultados experimentais mostram como não só foi possível reduzir o consumo de energia, mas também respeitar os limites temporais das tarefas em questão.

Recentemente, um crescente número de institutos de pesquisa pelo mundo tem focado seus estudos em veículos aéreos não tripulados (VANT ou, em inglês, UAV - Unmanned Aerial Vehicle), que se revelam muito úteis tanto em aplicações militares quanto civis, pois suas principais vantagens são: a alta confiabilidade, baixo risco à vida, reduzido custo de implantação e manutenção. A pesquisa apresentada neste trabalho integra-se ao projeto BR-UAV em desenvolvimento na empresa Xmobots Sistemas Robóticos LTDA e no Laboratório de Veículos Não Tripulados (LVNT) da Escola Politécnica da USP. O projeto BR-UAV visa a contribuir para a inserção desta tecnologia no país e, para tanto, desenvolve atualmente a plataforma, aviônica e sistema de controle autônomo voltados ao objetivo de monitoramento no espectro visível e infravermelho. O principal requisito do projeto BR-UAV é o desenvolvimento de um sistema aéreo não tripulado capaz de voar dentro do espaço aéreo controlado. Esta pesquisa foca no desenvolvimento do software embarcado, assim este software deve ser desenvolvido de acordo com uma metodologia direcionada a homologação. Por isso, este trabalho propõe uma metodologia que foi baseada em cinco elementos: processo de desenvolvimento, normas, ferramentas de sistema operacional, ferramentas de aplicação e ferramentas matemáticas. Após o estabelecimento dos objetivos, de uma análise do estado da arte em sistemas aviônicos, e da metodologia de certificação, o processo de desenvolvimento foi inicializado. Na fase de engenharia de sistemas, os requisitos de sistema foram capturados. Então a arquitetura de sistema (hardware e software) foi modelada e analisada. A partir desta modelagem de sistema, os requisitos funcionais e temporais de software puderam ser capturados na etapa de análise da fase de engenharia de software. Na etapa de Implementação, o interior dos agentes foi codificado.Além disso, foi implementado o filtro de Kalman estendido para integrar informações de GPS, unidade de medição inercial e bússola. Na etapa de Testes, foram realizados testes de integração funcional e de desempenho computacional. Os resultados demonstraram que o sistema atendeu a todos os requisitos consumindo 38.3% de processamento. Finalmente, os próximos passos desta pesquisa são discutidos. / Recently, an increasing number of research institutes around the world has been focusing their efforts in the study of unmanned aerial vehicles (UAV), which have proved to be very useful both in military and civil applications because of their major advantages: high reliability, reduced risk to life, reduced maintenance and implantation costs. The research presented in this work is part of the BR-UAV project, which is in development at XMobots Sistemas Robóticos LTDA and at the Laboratório de Veículos Não Tripulados of USP (Brazil). This project aims to contribute for the insertion of this technology in Brazil. Particularly, at the present stage, the project includes the development of the platform, avionics and autonomous control system for environment monitoring via visible and infrared spectrums. The main requirement of BR-UAV Project is the development of an unmanned aerial system that could flight in controlled airspace. This research is focused on the development of embedded software, and therefore this software should be developed according to a certification methodology. For this purpose, this work proposes a methodology that was based into five guidelines: development process, norms, operating system tools, application tools and mathematical tools. The development process was started after the statement of objectives and the analysis of the state of art on UAV avionics. In the systems engineering phase, system requirements were captured and then the system architecture (hardware and software) was modeled and analyzed. From the system modeling, the functional and temporal software requirements could be captured in the analysis stage of the software engineering phase. In the Implementation stage, the agents were coded as well as the Extended Kalman Filter for integrating information from GPS, inertial measurement unit and Compass sensors. In the Tests stage, integration tests were performed.The results showed that the system could fulfill requirements using 38.3% of processing consumption. Finally, the next steps of this research are discussed.

Submitted by Miriam Lucas (miriam.lucas@unioeste.br) on 2018-02-22T14:23:15Z No. of bitstreams: 2 Felipe_Crestani_dos_Santos_2017.pdf: 5495370 bytes, checksum: 82f81445874bba45497cda5c8d784d2f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-22T14:23:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Felipe_Crestani_dos_Santos_2017.pdf: 5495370 bytes, checksum: 82f81445874bba45497cda5c8d784d2f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-11-17 / The main line of research of this work is the study of approaches for supporting the development and analysis of the Power System Protection. In general, this process is carried out through of a large number of simulations involving various operating scenarios. The main limitation of this technique is the impossibility of coverage of all behavior of the system under analysis. In this context, this work proposes the use of Model Checking as a tool to support the procedure of development of power system protection schemes, principally in the sense of proving the security requirements and temporal deterministic expected behavior. Model Checking is a verification technique that explores exhaustively and automatically all possible system states, checking if this model meets a given specification. This work focuses on this two pillars of the Model Checking: to choose an appropriate modeling formalism for representation of the power system protection and how to describe the specification in temporal-logic for the verification process. With regard to the modeling formalism, the power system protection will be represented by the Hybrid Automata theory, while the verification tool adopted will be Statistical Model Checking, by the UPPAAL STRATEGO toolkit. It is underlined that this work is limited to the modeling of individual components of the power system protection, such that 18 models of the devices and protocols like communication bus (LAN), time synchronization protocol (PTP) and IEC 61850 communication protocols (SV and GOOSE) and Logical Nodes of power system protection, and 13 auxiliaries models, which emules the stochastic behavior to subsidise the verification process. The methodology of modelling adopted guarantees the effective representation of the components behaviour of power system protection. For this, the results of Model Checking process were compared with behavioral requirements defined by standards, conformance testings and paper related to the area. With regard to the contributions of this work, were identified three researches areas that could use the models developed in this work: i) implementation of power system protection schemes; ii) achievement of conformance testing; and iii) indication of the parameterization error of the power protection system scheme. / A linha de pesquisa abordada neste trabalho aponta para o estudo e desenvolvimento de ferramentas que subsidiem a proposição e validação de Sistemas de Proteção de Sistemas de Energia Elétrica. Em geral, este processo é realizado mediante simulações computacionais envolvendo diversos cenários de operação e distúrbios, tendo como principal limitação a impossibilidade de representar todos os caminhos de evolução do sistema em análise. Nesse contexto, propõe-se o emprego da técnica de Modelagem e Verificação Formal como ferramenta de suporte ao projeto, análise e implementação de estratégias de proteção, principalmente no sentido de comprovar se a estratégia atende os requisitos de segurança e comportamento determinístico temporal esperado. Em síntese, o método consiste na verificação de propriedades descritas em lógicas temporais, sob uma abstração apropriada (formalismo) do comportamento do sistema. Esta dissertação possui enfoque nestes dois requisitos: modelagem do sistema de proteção através de um formalismo adequado e tradução dos requisitos do comportamento desejado em propriedades descritas em lógica temporal. Com relação ao formalismo de apoio, a modelagem do sistema de proteção é baseada em uma abstração de Autômatos Temporizados Híbridos. Como ferramenta de validação, adota-se a técnica de Verificação Formal Estatística, através do software UPPAAL STRATEGO. Salienta-se que este trabalho se delimita apenas na modelagem e validação individual dos principais equipamentos de um sistema de proteção, sendo 18 modelos de dispositivos e protocolos como barramentos de comunicação (LAN), protocolo de sincronização de tempo PTP, protocolos de comunicação baseados em IEC 61850 e funções de proteção, e 13 modelos auxiliares que implementam um comportamento estocástico para subsidiar o processo de validação do sistema de proteção. O desenvolvimento dos modelos se deu através de uma abordagem sistemática envolvendo processos de simulação e verificação das propriedades sob o modelo em análise. Através desta metodologia, garante-se que os modelos desenvolvidos representam o comportamento esperado de seus respectivos dispositivos. Para isso, os resultados do processo de verificação foram comparados com requisitos comportamentais definidos por normas, testes de conformidade em equipamentos/protocolos e trabalhos acadêmicos vinculados à área. Com relação às contribuições do trabalho, identificou-se três linhas de pesquisa que podem fazer o uso dos modelos desenvolvidos: i) implementação de novas estratégias de proteção; ii) realização de testes de conformidade em equipamentos externos à rede de autômatos; e iii) indicação de erros de parametrização do sistema de proteção.

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T04:21:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magrin_FabianoGustavoSilveira_M.pdf: 5471875 bytes, checksum: 204630879d78c9f5167f324d6d0f5fe9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Devido à dificuldade de execução de testes em sistemas reais os engenheiros procuram ferramentas e modelos para simular ou emular os sistemas reais em laboratório. Nesse sentido, o objetivo deste projeto de pesquisa foi desenvolver um modelo do relé de proteção diferencial de transformador no simulador digital em tempo real RTDS, baseando-se no relé SEL-787 da Schweitzer Engineering Laboratories Inc. O objetivo de criar um relé específico e já existente no mercado, saindo dos modelos genéricos, é devido à necessidade dos estudos em laboratório apresentarem resultados concretos e que representem o sistema real, desta forma apresentará grande valia para as futuras expansões do Sistema Elétrico Nacional ou Internacional. Após o desenvolvimento do modelo matemático do relé, foram criadas rotinas de teste exclusivas para análise do modelo e este foi testado em conjunto com um relé SEL-787 de forma a permitir uma comparação dos resultados. Para a realização deste trabalho foram estudadas e analisadas as situações em que um relé de proteção diferencial de transformador enfrenta no campo, como energização de transformador, saturação, faltas externas, faltas externas com saturação de TC, faltas internas a seção diferencial e externa ao transformador e faltas internas ao transformador como falta espira-terra e entre espiras. Os mesmos testes foram aplicados ao modelo de relé diferencial já existente na biblioteca do RTDS com o intuito de verificar se realmente modelos genéricos apresentam resultados diferentes de modelos específicos. A contribuição da pesquisa foi o desenvolvimento pioneiro do modelo do relé de proteção diferencial no ambiente RTDS / Abstract: Due to the difficulties involving tests in real systems engineers continuously look for tools and models to simulate or emulate real systems inside laboratories. With this focus, this job had the objective of developing a transformer differential protection relay in Real Time Digital Simulator, RTDS, based on SEL-787 relay, manufactured by Schweitzer Engineering Laboratories Inc. The objective of creating a specific relay already in the market, and not a generic model relay, is due to the necessity of the laboratories studies give real results and also represent the real system. This actual representation gives the engineers a more concrete data to support future expansions of the national and international electric systems. After the development of the relay model itself, it was tested in conjunction with a real SEL-787 allowing comparison of the results. For the accomplishment of this job many different situations which interfere in the daily operation of the relay in the field such as inrush, saturation, external faults, external faults with current transformer saturation, internal fault to the differential section but external to the transformer and internal faults like turn-to-turn faults and ground faults were studied and analyzed. The same tests were applied to a differential relay model already in the RTDS library with the purpose to verify whether generic models have different results compared to specific models. This research formerly presents a transformer differential relay model of a commercial relay for RTDS library / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Aplicações de sistemas computacionais emergentes atribuindo requisitos de resposta na forma de tempo de resposta requerem uma abordagem de sistemas de tempo real. Nesses sistemas, a qualidade de serviço é expressa como garantia das restrições temporais. Um amplo leque de técnicas para provisão de QoS encontram-se na literatura. Estas técnicas são baseadas tanto na diferenciação de serviço (QoS relativa), quanto na especificação de garantia de desempenho (QoS absoluta). Porém, a integração de QoS relativa e absoluta em nível de aplicação não tem sido tão explorada. Este trabalho realiza o estudo, a análise e a proposta de um método de escalonamento de tempo real em um ambiente simulado, baseado em contratos virtuais adaptativos e modelo re-alimentado. O objetivo é relaxar as restrições temporais dos usuários menos exigentes e priorizar usuários mais exigentes, sem degradar a qualidade do sistema como um todo. Para tanto, estratégias são exploradas em nível de escalonamento para o cumprimento dos contratos especificados por requisitos de tempo médio de resposta. Os resultados alcançados com o emprego do método proposto sinalizam uma melhoria em termos de qualidade de serviço relativa e absoluta e uma melhor satisfação dos usuários. Este trabalho também propõe uma extensão para os modelos convencionalmente estudados nesse contexto, ampliando a formulação original de duas classes para n classes de serviços / Emerging computer system application posing responsiveness requirement in the form of response time demand a real-time system approach. In these systems, the quality of service is expressed as guarantees on time constraints. A wide range of techniques for QoS provision is found in the literature. These techniques are based both on either service differentiation (relative QoS) or specification of performance guaranteeS (absolute QoS). However, integrated provision of both relative and absolute QoS at application level is not as well explored. This work conducts the study, analysis and proposal of a real time scheduling method in a simulated environment. This method is based on adaptive virtual contracts and feedback model. The goal is to relax the time constraints of less demanding users and prioritize the time constraints of most demanding users, without degrading the quality of the system as a whole. Strategies toward this goal are exploited in the system scheduling level and are aimed at the problem of fulfulling service-level agreements specifying average response times requirements. The results achieved with the proposed method indicate an improvement in relative and absolute QoS and a better user satisfaction. This work also proposes an extension to the conventional models studied in this context, extending the original formulation of two classes for n classes of services

Neste trabalho é apresentado um método de refinamento para especificações de sistemas embarcados, baseado na linguagem de especificação gráfica UML-RT e na linguagem de especificação formal CSP-OZ. A linguagem UML-RT é utilizada para descrever a arquitetura de sistemas de tempo real distribuídos e esses mapeados para uma especificação formal através de CSP-OZ. A linguagem de especificação formal CSP-OZ é a combinação da linguagem orientada a objetos Object-Z e a algebra de processos CSP, que descreve o comportamento de processos concorrentes. O método de refinamento proposto é baseado na integração de dois métodos: o de bi-simulação, para refinar a parte comportamental da especificação descrita por CSP; e o de equivalência de especificações, para refinar as estruturas de dados descritas por Object-Z, permitindo assim que características de orientação a objetos possam ser utilizadas. Com o método proposto é possível refinar especificações e, conseqüentemente, verificá-las com sua implementação. O desenvolvimento desse método é rigoroso, incluindo a definição formal para um metamodelo da UML-RT. Um exemplo detalhado é apresentado no final deste trabalho. / In this work, a method of refinement of embedded systems specifications based on the graphical specification language UML-RT and the formal specification CSP-OZ is introduced. The UML-RT is used to model real time distributed architecture systems and these are mapped onto formal specifications using CSP-OZ. The CSP-OZ formal specification language is a combination of the state-based object oriented language Object-Z and the CSP process algebra that describes behavioral models of concurrent processes. The rationale of the proposed refinement method is twofold, the use of bisimulation to refine the behavioral part and the specification matching algorithm to refine the state-based part, supporting object-oriented characteristics. Using this result, an equivalence between the specification-matching algorithm and simulation rules is showed. Using the proposed method it is possible to refine CSP-OZ specifications and verify them against their implementations. The development of the proposed refinement method is rigorous, including a formal definition for a UML-RT metamodel. A detailed study case is given at the end of this work.

Neste trabalho é apresentado um método de refinamento para especificações de sistemas embarcados, baseado na linguagem de especificação gráfica UML-RT e na linguagem de especificação formal CSP-OZ. A linguagem UML-RT é utilizada para descrever a arquitetura de sistemas de tempo real distribuídos e esses mapeados para uma especificação formal através de CSP-OZ. A linguagem de especificação formal CSP-OZ é a combinação da linguagem orientada a objetos Object-Z e a algebra de processos CSP, que descreve o comportamento de processos concorrentes. O método de refinamento proposto é baseado na integração de dois métodos: o de bi-simulação, para refinar a parte comportamental da especificação descrita por CSP; e o de equivalência de especificações, para refinar as estruturas de dados descritas por Object-Z, permitindo assim que características de orientação a objetos possam ser utilizadas. Com o método proposto é possível refinar especificações e, conseqüentemente, verificá-las com sua implementação. O desenvolvimento desse método é rigoroso, incluindo a definição formal para um metamodelo da UML-RT. Um exemplo detalhado é apresentado no final deste trabalho. / In this work, a method of refinement of embedded systems specifications based on the graphical specification language UML-RT and the formal specification CSP-OZ is introduced. The UML-RT is used to model real time distributed architecture systems and these are mapped onto formal specifications using CSP-OZ. The CSP-OZ formal specification language is a combination of the state-based object oriented language Object-Z and the CSP process algebra that describes behavioral models of concurrent processes. The rationale of the proposed refinement method is twofold, the use of bisimulation to refine the behavioral part and the specification matching algorithm to refine the state-based part, supporting object-oriented characteristics. Using this result, an equivalence between the specification-matching algorithm and simulation rules is showed. Using the proposed method it is possible to refine CSP-OZ specifications and verify them against their implementations. The development of the proposed refinement method is rigorous, including a formal definition for a UML-RT metamodel. A detailed study case is given at the end of this work.