Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4688_1.pdf: 4224300 bytes, checksum: 5f4bb538857dd8208cfa3ccf53698502 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Esta dissertação investiga a utilização de Sistemas Híbridos Inteligentes no sistema de reconhecimento de padrões de um nariz artificial. O trabalho envolve cinco partes principais: (1) avaliação da base de dados de odores a partir de uma técnica estatística multivariada; (2) validação das Redes Neurais com Atrasos no Tempo no reconhecimento de odores; (3) avaliação da Transformada de Wavelets como método de pré-processamento de sinais de odores em abordagens conexionistas; (4) avaliação de abordagens híbridas inteligentes para o reconhecimento de odores em narizes artificiais; e (5) o estudo de caso. Duas arquiteturas híbridas inteligentes foram investigadas em detalhes: a rede neuro-difusa Feature-weighted Detector, que permite a classificação de padrões, seleção dos atributos mais importantes e extração de regras explicativas da rede; e a rede neuro-difusa Evolving Fuzzy Neural Networks, que possibilita o aprendizado on-line e incremental, além da inserção, extração e agregação de conhecimento em sua arquitetura evolutiva. Foram analisados sinais gerados por um nariz artificial, composto por um conjunto de oito sensores de polímeros condutores, exposto a gases derivados do petróleo. A utilização da Transformada de Wavelet melhorou consideravelmente o desempenho dos classificadores conexionistas. Nos experimentos realizados, as Redes Neurais com Atrasos no Tempo obtiveram um erro médio de classificação de 0.75%, enquanto que as Redes Perceptron Multi-Camadas obtiveram um erro médio de 11.5%. Dentre as abordagens hibridas investigadas, a rede Feature-weighted Detector, obteve um erro médio de classificação de 20.72% e a rede Evolving Fuzzy Neural Networks obteve um erro médio de 0.88% na classificação dos odores.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:00:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6095_1.pdf: 962733 bytes, checksum: cd84cd8cc40e4c53ea64a83ca746aa93 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Pesquisas sobre o funcionamento da fisiologia do corpo humano têm contribuído para a evolução dos Sistemas Imunológicos Artificiais. Este trabalho procura investigar uma arquitetura de reconhecimento a partir de observações do comportamento imunológico natural. Algumas funcionalidades foram observadas e estudadas no ambiente biológico para modelar esta abordagem imunológica. As principais são a organização e o agrupamento de anticorpos (Ab) semelhantes durante todo o processo. Acredita-se que estas funcionalidades poderiam melhorar a capacidade de reconhecimento dos algoritmos imunológicos artificiais. Esta tecnologia procura modelar características e funcionalidades do mecanismo de defesa dos seres vivos. Este mecanismo permite que o organismo possa defender-se da invasão de substâncias estranhas. O Sistema Imunológico Natural procura armazenar em uma memória genética os melhores anticorpos encontrados. Futuramente eles são usados para identificar os antígenos já apresentados ao organismo e obter uma resposta mais rápida e eficaz. Para analisar o desempenho deste novo modelo, ele foi comparado com outras técnicas conhecidas. Foram utilizados a MLP (Multi-Layer Perceptron), o k-NN (k-Nearest Neighbour) e o Clonalg (Clonal Selection Algorithm). Assim foi possível estimar a contribuição deste novo modelo na pesquisa de Sistemas Imunológicos Artificiais para o problema de reconhecimento de padrões

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo585_1.pdf: 3148791 bytes, checksum: 99592ab8da71c7ee4333369fdcc9b65a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Estudamos vários aspectos do transporte coerente em amostras mesoscópicas acopladas a diferentes tipos de reservatórios de partículas. A maior parte do trabalho foi desenvolvida usando a teoria de matrizes aleatórias. Uma qualidade unificadora na aplicação deste formalismo em diferentes sistemas foi o uso de um modelo de estube. Generalizamos a parametrização da matriz de espalhamento do modelo de estube para ser utilizada num circuito quântico com topologia arbitrária acoplado a reservatórios normais, e estabelecemos um conjunto de regras através das quais as matrizes da parametrização podem ser construídas. Como aplicação de tal generalização, calculamos a correção de localização fraca da condutância para uma cadeia linear de cavidades caóticas quânticas acopladas através de contatos com transparência arbitrária, e para quatro cavidades acopladas com a topologia do quadrado. Estudamos o fator Fano de uma cavidade caótica conectada a reservatórios ferromagnéticos com magnetizações não colineares. Apresentamos um conjunto de parâmetros livres para cada conector deste sistema híbrido, suficiente para calcular qualquer observável com estatística linear nos autovalores de transmissão. Encontramos expressões analíticas para estes parâmetros nos casos de contatos ideais e junções de tunelamento. Analisamos o comportamento da condutância e do fator Fano de uma cavidade caótica com simetria de reversão temporal quebrada, acoplada a um reservatório normal e a outro supercondutor. Este estudo revelou uma transição entre localização e antilocalização na correção da condutância, completamente induzida pela transparência das barreiras. Fizemos simulações numéricas para calcular as distribuições dos primeiros quatro cumulantes de carga transmitida num ponto quântico caótico, acoplado a reservatórios normais por contatos com poucos canais de transmissão abertos. Observamos a existência de não analiticidades nas distribuições, e explicamos teoricamente as causas de sua aparição e como calcular sua localização exata na distribuição. Usando a teoria quântica de circuito, descrevemos um sistema de multicamadas normais e ferromagnéticas alternadas, escolhendo a configuração das magnetizações das camadas ferromagnéticas de forma helicoidal

Identificar e localizar faltas em alimentadores de distribuição representa um passo importante para a melhoria da qualidade de energia, pois proporciona impactos diretos sobre o tempo de inspeção. Na verdade, a duração da inspeção implica consideravelmente no intervalo em que os consumidores estão sem energia elétrica, quando ocorre uma interrupção não programada. O objetivo deste trabalho é fornecer um sistema de detecção automática de curtos-circuitos, permitindo aos profissionais das companhias de distribuição acompanhar e monitorar de maneira on-line a ocorrência de possíveis faltas e transitórios eletromagnéticos observados na rede primária de distribuição. A abordagem de detecção utiliza um sistema híbrido que combina ferramentas inteligentes e convencionais para identificar e localizar faltas em redes primárias. Os resultados que foram compilados demonstram grande potencialidade de aplicação da proposta em sistemas de distribuição. / Efficient faults identification and location in power distribution lines constitute an important step for power quality improvement, since they provide direct impacts on the inspection time. In fact, the duration of inspection implies directly in the time interval where consumers are without power, considering here the occurrence of a non-programmed interruption. The objective of this work is to provide an automated fault detection system, allowing to the power companies engineers to online track and monitor the possible occurrence of faults and electromagnetic transients observed in the primary network for the distribution circuits. The detection approach uses a hybrid system, which combines a set of intelligent and conventional tools to identify and locate faults in the primary networks. Validation results show great application potential in distribution systems.

Sistemas Supervisórios Híbridos podem ser definidos como sistemas de controle cujos estados são representados por variáveis discretas e contínuas, e cuja dinâmica é determinada em função do tempo e da ocorrência de eventos discretos. O desenvolvimento desta classe de Sistemas Supervisórios pode ser dividido em duas fases. A 1ª Fase consiste na elaboração de um modelo protótipo para o Sistema Supervisório, que é descrito usando um formalismo, e que é validado com base nas especificações do problema. Na 2ª Fase, este modelo, já validado, é convertido na linguagem de programação do Sistema Supervisório propriamente dito. Esta tese concentra-se na 1ª Fase, para qual abordam-se três questões principais: (1) a escolha do formalismo de modelagem; (2) como construir o modelo do Sistema Supervisório Híbrido usando este formalismo; e (3) como validar o Sistema Supervisório Híbrido usando o modelo construído. Para questão (1), introduz-se um novo formalismo de modelagem baseado na aplicação dos conceitos de Orientação a Objetos (OO) às redes Predicado Transição Diferenciais (redes PTD). Este novo formalismo é chamado de redes PTD-OO. No que se refere a questão (2), é proposto um procedimento para obtenção do modelo do Sistema Supervisório em redes PTD-OO usando os diagramas da UML (‘Unified Modeling Language’). Finalmente, para a questão (3), o problema de validação é abordado através da definição de um conjunto de propriedades que o modelo em redes PTD-OO deve respeitar afim de que sejam garantidos os requisitos do Sistema Supervisório. Estas propriedades são, então, verificadas através de um procedimento proposto para análise de redes PTD-OO. / Hybrid Supervisory Systems can be described as control systems with states that are represented by both discrete and continuous variables. Their dynamics are function of time and depend also on the occurrence of discrete events. The development of Hybrid Supervisory Systems can be divided in two phases. In the 1st Phase, a prototype-model for the Supervisory System is described using a specific formalism and is validated based on the system requirements. In the 2nd Phase, this validated model is converted to the programming language of the Supervisory System. This thesis is focused on the 1st Phase of Hybrid Supervisory System development. It approaches three main issues: (1) the choice of the modelling formalism; (2) how to build the Hybrid Supervisory System model using this formalism; and (3) how to validate the Hybrid Supervisory System using this model. For issue (1), a new modelling formalism is introduced based on Differential Predicate Transition nets (DPT nets) and object-oriented (OO) paradigm. This new formalism is called DPT-OO net. Then, for the issue (2), a modelling procedure that assists the building of the DPT-OO net model using Unified Modelling Language (UML) diagrams is proposed. Finally, for the issue (3), the validation problem is approached by defining a set of properties of the DPT-OO net model that assures the Supervisory System requirements. These properties are then formally verified using a proposed analysis procedure.

A constituição de sistemas híbridos como alternativa ao fornecimento de energia da concessionária, gerando energia própria e operando de forma isolada ou interconectada ao sistema de distribuição, tem originado estudos e implementações em nível industrial, comercial e mais recentemente residencial. A principal discussão que surge são as análises das vantagens técnicas e econômicas pela opção desse tipo de instalação. Neste trabalho, é apresentado um estudo complementar às pesquisas realizadas, onde é projetado um sistema híbrido contendo aerogeradores, painéis fotovoltaicos, processo de eletrólise, célula a combustível, microturbina a gás e geradores diesel. Esse sistema é simulado e comparado técnica e economicamente a um sistema que contém apenas geradores diesel. O sistema híbrido proposto possui uma microrrede conectada a um típico sistema de distribuição mas com um limite de demanda contratada que impede a satisfação de todas as necessidades energéticas da instalação apenas com a energia da concessionária. Procura-se avaliar os impactos técnicos e econômicos do atendimento da demanda por eletricidade através deste sistema híbrido além de executar-se a otimização, via PSO, do dimensionamento deste sistema, que utiliza uma ordem de despacho para gerenciar as mini unidades geradoras de energia. Foi utilizado o software TRNSYS devido a sua característica de permitir estimar a potência e energia produzidas no intervalo de um ano com detalhamento horário de cada recurso, considerando estimativas reais e localizadas para a disponibilidade dos recursos eólicos e fotovoltaicos. / The designing of hybrid systems as an alternative to power supply from power utility, generating their own energy in operating islanded or grid-tie to the power utility, has resulted in studies and implementations in industrial, commercial and residential level recently. The main discussion that arises is the analysis of the technical and economical advantages for this type of solution. This work presents a complementary study to the researches conducted nowadays, which is designed a hybrid system containing wind turbines, photovoltaic panels, electrolysis process, fuel cell, gas micro turbine and diesel generators. This system was simulated and was compared technically and economically to a system with only diesel gensets. The proposed hybrid system has a microrrede connected to a typical distribution system with a limited power demand value that prevents the satisfaction of all energy needs of the installation only with the utility power. This study evaluates the technical and economical impacts to meeting electric power consumption through this hybrid system and optimize using PSO, the design of this system that uses a dispatch order to manage the mini power generation units. The TRNSYS software was used due to its feature of allowing estimate the electric power and electric energy produced in one year apart with hourly details of each feature, considering actual estimates and localized availability of wind and photovoltaic resources.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e simulação de um Controlador Supervisório Inteligente para sistemas híbridos de energia de pequeno porte. O controlador utiliza técnicas de inteligência artificial, baseadas em redes neurais artificiais e lógica neuro-fuzzy, para realizar previsões de velocidade de vento e demanda de curto prazo, permitindo a tomada de decisões otimizadas de despacho para o sistema híbrido de energia. Os principais objetivos do controlador são: o atendimento à carga, a maximização na utilização da fonte renovável eólica e a redução da participação do gerador diesel, assim como são tomados procedimentos adequados para preservar a vida útil da bateria. Um modelo computacional foi criado para calcular o balanço energético de qualquer sistema híbrido a partir de séries de dados medidos de demanda e velocidade de vento. A avaliação do desempenho do controlador foi realizada comparando-se os resultados obtidos com dois outros algoritmos comumente usados para controle de sistemas híbridos. Também foi feita uma análise econômica simplificada usando a figura de mérito do custo de ciclo de vida (CCV) para destacar as vantagens do novo controlador supervisório inteligente para sistemas híbridos. / This work presents the development and simulation results of an Intelligent Supervisory Controller for hybrid power systems. The controller uses artificial intelligence techniques, based on artificial neural networks and neuro-fuzzy logic, to forecast both wind power and load, and to take optimal dispatch decisions for hybrid power systems. The main controller objectives are: supply the load, priorize wind power and minimize diesel contribution while following appropriate procedures to preserve batteries life. A simulation tool has been created to compute the energy balance of any hybrid system using measured load and wind speed time series. The performance analysis was carried out by comparing the simulation results against two other common hybrid systems\' control algorithms. Also, a simplified life cycle cost analysis (CCV) has been executed in order to point out the economic advantages of the new intelligent supervisory controller for hybrid power systems.

Orientador: Sérgio Henrique Ferreira de Oliveira. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-graduação em Energia.

Orientador: Alexandro José Baldassin / Banca: Márcio Bastos Castro / Banca: Marcio Machado Pereira / Resumo: As evidentes limitações em se explorar o aumento de frequência e otimização no nível de microarquitetura para obtenção de desempenho levaram a indústria de microprocessadores a buscar alternativas para suprir tal demanda. A solução encontrada foi construir arquiteturas com múltiplos fluxos de execução (multicore). No entanto, a utilização imediata do modelo paralelo exige que os programadores precisem explicitamente codificar as aplicações de forma a usar todos os núcleos, tarefa essa nada trivial e passível de erros que, muitas vezes, são difíceis de serem detectados. Um novo modelo de programação concorrente conhecido como memória transacional (Transactional Memory - TM) oferece abstrações para fácil codificação de aplicações e é capaz de explorar o paralelismo das arquiteturas multicore sem exigir conhecimentos da arquitetura por parte do programador. Porém, as implementações desse modelo, em software ou hardware, isoladamente apresentam problemas que limitam a escalabilidade das aplicações. Objetivando resolver tais problemas, foram propostos sistemas híbridos de transações em hardware e software para melhor exploração do paralelismo, denominado Memória Transacional Híbrida (Hybrid Transactional Memory - HyTM). A flexibilidade dos sitemas híbridos convencionais, mesmo permitindo executar transações em hardware e software simultaneamente, reduzem o desempenho de ambos seus componentes e tornam mais complexa a implementação da componente em software. Nesse sentido, este trabalho apresenta a primeira implementação eficiente (PhTM*) de um sistema de transações em fases, proposto como alternativa aos HyTMs convencionais. O PhTM* elimina a instrumentação das transações em hardware, necessária em outros HyTMs, e permite utilizar qualquer STM, sem nenhuma modificação, para executar as transações em software. A ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The limited performance gain due to micro-architectural optimizations and the modest increase in clock rate led the microprocessor industry to seek alternatives to single-core processors in order to keep up with the performance demand. The solution found was to build architectures with multiple execution flows (multicore). Nonetheless, the parallel model's immediate adoption requires programmers to explicitly code applications in a way that all cores are used. Yet this task has proven to be non-trivial and prone to errors, which are generally hard to detect. A new concurrent programming model known as transactional memory (TM) brings abstractions that ease the synchronization burdens of parallel coding and enables programmers to better exploit the parallelism of multicore architectures without knowing their details. However, software and hardware implementations of the TM model have proven to be limited when adopted in isolation. Hybrid transactional systems (HyTM) are the proposed solution to these problems, allowing applications to benefit from multicore machines. The flexibility of conventional hybrid systems, even though allowing simultaneous execution of hardware and software transactions, decrease the performance of both hardware and software and increase the complexity of the software component. In this direction, this work presents the first eficient implementation (PhTM*) of phase-based transactional system, a viable alternative to conventional HyTMs. PhTM* removes the aditional instrumentation of hardware transactions, necessary in other HyTMs, and can use any STM library to execute software transactions. The proposal is the first to use hardware transactional support, available in a real (not emulated) processor, to run hardware transactions. The results show that PhTM* is capable of always choosing the best suited mode for all STAMP applications. In fact, PhTM* ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Sistemas Supervisórios Híbridos podem ser definidos como sistemas de controle cujos estados são representados por variáveis discretas e contínuas, e cuja dinâmica é determinada em função do tempo e da ocorrência de eventos discretos. O desenvolvimento desta classe de Sistemas Supervisórios pode ser dividido em duas fases. A 1ª Fase consiste na elaboração de um modelo protótipo para o Sistema Supervisório, que é descrito usando um formalismo, e que é validado com base nas especificações do problema. Na 2ª Fase, este modelo, já validado, é convertido na linguagem de programação do Sistema Supervisório propriamente dito. Esta tese concentra-se na 1ª Fase, para qual abordam-se três questões principais: (1) a escolha do formalismo de modelagem; (2) como construir o modelo do Sistema Supervisório Híbrido usando este formalismo; e (3) como validar o Sistema Supervisório Híbrido usando o modelo construído. Para questão (1), introduz-se um novo formalismo de modelagem baseado na aplicação dos conceitos de Orientação a Objetos (OO) às redes Predicado Transição Diferenciais (redes PTD). Este novo formalismo é chamado de redes PTD-OO. No que se refere a questão (2), é proposto um procedimento para obtenção do modelo do Sistema Supervisório em redes PTD-OO usando os diagramas da UML (‘Unified Modeling Language’). Finalmente, para a questão (3), o problema de validação é abordado através da definição de um conjunto de propriedades que o modelo em redes PTD-OO deve respeitar afim de que sejam garantidos os requisitos do Sistema Supervisório. Estas propriedades são, então, verificadas através de um procedimento proposto para análise de redes PTD-OO. / Hybrid Supervisory Systems can be described as control systems with states that are represented by both discrete and continuous variables. Their dynamics are function of time and depend also on the occurrence of discrete events. The development of Hybrid Supervisory Systems can be divided in two phases. In the 1st Phase, a prototype-model for the Supervisory System is described using a specific formalism and is validated based on the system requirements. In the 2nd Phase, this validated model is converted to the programming language of the Supervisory System. This thesis is focused on the 1st Phase of Hybrid Supervisory System development. It approaches three main issues: (1) the choice of the modelling formalism; (2) how to build the Hybrid Supervisory System model using this formalism; and (3) how to validate the Hybrid Supervisory System using this model. For issue (1), a new modelling formalism is introduced based on Differential Predicate Transition nets (DPT nets) and object-oriented (OO) paradigm. This new formalism is called DPT-OO net. Then, for the issue (2), a modelling procedure that assists the building of the DPT-OO net model using Unified Modelling Language (UML) diagrams is proposed. Finally, for the issue (3), the validation problem is approached by defining a set of properties of the DPT-OO net model that assures the Supervisory System requirements. These properties are then formally verified using a proposed analysis procedure.