Orientador: Laurence Duarte Colvara / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: José Aquiles Baesso Grimoni / Resumo: Em vista da comum associação do professor com um modelo ou padrão a ser seguido, este trabalho evidencia a importância da figura docente em sala de aula e propõe a partir do estudo da aprendizagem e dos alunos sob diferentes perspectivas, a utilização de instrumentos complementares aos métodos tradicionalmente utilizados no ensino de engenharia. O conceito da aprendizagem é demonstrado conforme as propostas das escolas nova e tradicional. Os alunos, por sua vez, são definidos de acordo com os diversos estilos de aprendizagem e destaca-se que a maioria dos estudantes de engenharia possui natureza sensitiva. A importância de uma reflexão pedagógica é fortalecida com a verificação dos modelos mentais construídos pelos alunos, baseados na elaboração de imagens, principalmente quando submetidos a questões que envolvam fenômenos abstratos à percepção humana. A partir de então, é fornecida ao professor a possibilidade de buscar novas ferramentas e metodologias de ensino que melhorem o aprendizado, tais como modelos análogos e representações visuais, aplicando-as sempre que necessário, para que não se perca a comunicação professor-aluno e a escola mantenha atualizados seus paradigmas conforme a evolução tecnológica. Baseado nesta pesquisa, este trabalho resulta no desenvolvimento de um software educacional utilizando... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: As it is common the association of the professor with a model or pattern to be followed, this work evidences the importance of the master in the classroom and starting from the study of the learning processes and of the students behaviour under different perspectives proposes the use of complemental instruments to the traditional methods applied in the engineering teaching. The learning concept is demonstrated according to the proposals from new and traditional schools. The students are defined according to the several learning styles and stand out that most of the engineering students are sensors. The importance of a pedagogic reflection is reinforced with the verification of the mental models built by the students, based on the images creation, mainly when they face questions that involve phenomena that seems abstract to the usual human perception. Starting from then it is provided to the teachers the possibility of seeking new tools and teaching methodologies that improve the learning, such as analogue models and visual representations, applying them when necessary, so that teachers and students have no lack of communication between themselves and the school keeps up with its paradigms according to the technological evolution. Based on this research, this work results in the development of an educational software... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Percival Bueno de Araujo / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: Igor Kopcak / Resumo: Este trabalho apresenta estudos referentes à modelagem do dispositivo FACTS STATCOM para posterior inclusão nas equações do Modelo de Sensibilidade de Potência multimáquinas. O objetivo final da modelagem é o estudo da estabilidade a pequenas perturbações de sistemas elétricos de potência. São considerados dois modelos para o dispositivo: um primeiro modelo permite apenas a compensação de potência reativa, enquanto que num segundo modelo é possível a compensação tanto de potência ativa como de potência reativa. Também são sugeridos controladores para o dispositivo FACTS STATCOM e, neste trabalho, estes controladores são descritos por blocos de primeira ordem. Com o equacionamento do sistema elétrico realizado, seu modelo é implementado computacionalmente para se efetuar simulações para se avaliar a estabilidade a pequenas perturbações. As simulações estão baseadas na análise no domínio do tempo e no domínio da frequência, utilizando os dois modelos desenvolvidos para o STATCOM. A partir dos resultados obtidos pelas simulações, análises são realizadas, e discutidos os principais aspectos referentes à estabilidade a pequenas perturbações de sistemas elétricos de potência / Abstract: This work presents studies referred to the modeling of the FACTS STATCOM device to include in multi-machine Power Sensitivity Model equations. The aim is to study electrical system stability under small perturbations. Two models are considered for the device: the first one allows only the reactive power compensation, while the other one allows the reactive or active compensation. Controllers for the FACTS STATCOM device are also suggested, and in this work they are described by first order blocks. As the electrical system equations are finalized, the model is computationally implemented to effectuate simulations and evaluate the stability under small perturbations. The simulations are based on the time and frequency domain using the two models developed for the FACTS STATCOM device. Considering the results obtained by the simulations the analysis are realized and discussed the principal aspects referred to the electrical Power system stability under small perturbations / Mestre

Orientador: Percival Bueno de Araujo / Banca: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Wellington Santos Mota / Resumo: O objetivo desta Dissertação de Mestrado é apresentar a possibilidade de fornecer amortecimento às oscilações de baixa freqüência do sistema elétrico de potência através dos dispositivos FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) e UPFC (Unified Power Flow Controller). Para isso realiza-se o desenvolvimento e implementação do Modelo de Sensibilidade de Potência para sistemas multmáquinas. Na seqüência são introduzidos os dispositivos TCSC e UPFC, bem como os seus controladores. Apresentam-se resultados de acordo com a evolução dos modelos que representam os dispositivos FACTS, ou seja, parte-se de uma compensação fixa, passando para um modelo dinâmico de primeira ordem e por fim, é incluído o controlador POD (Power Oscillation Damping). A utilização de sinais locais e remotos para entrada do controlador POD também é analisada. Além disso são mostrados os resultados obtidos pela técnica clássica de introdução de amortecimento através de sinais suplementares (os estabilizadores de sistemas de potência - PSS: Power System Stabilizers). O projeto dos controladores POD e PSS é baseado no método da compensação de fase, utilizando a teoria de controle clássico. Fatores de participação, autovetores, autovalores e resíduos de funções de transferência são utilizados como índices para examinar a melhor alocação dos controladores POD e PSS no sistema elétrico de potência. / Abstract: The objective of this work is to present the possibility to provide damping to low frequencies oscillations of the electrical power systems by FACTS devices (Flexible Alternating Current Transmission System): TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) and UPFC (Unified Power Flow Controller). This is developed and implemented using the Power Sensitivity Model for multimachine systems. Afterwards, the TCSC and UPFC devices are introduced as well as the controllers. Results are presented according to the evolution of the models that represent the FACTS devices, i.e., it starts with a fixed compensation, passing through a first order dynamic model and finally, it is included a POD controller (Power Oscillation Damping). It is also analyzed the inclusion of local and remote signals for the input of the POD controller. Besides, results obtained by classical techniques of introducing damping by supplementary signals (Power Systems Stabilizer - PSS) are shown. The project of POD and PSS controllers are based on the Phase Compensation Method using the classical control theory. Participation Factor like eigenvalues, eigenvectors and transfer function residues are used as index to examine the best allocation of the POD and PSS controllers on the electrical power systems. / Mestre

Orientador: Neuza Jorge / Banca: Odair Zenebon / Banca: Elizeu Trabuco / Resumo: O presente trabalho teve como principais objetivos: conhecer a atividade antioxidante do shiitake (Lentinus edodes) e do cogumelo do sol (Agaricus blazei) conforme os métodos radical livre DPPH e sistema -caroteno/ácido linoléico; avaliar a estabilidade oxidativa do óleo de soja adicionado dos extratos que apresentaram maior atividade antioxidante e a influência dos extratos de cogumelos na retenção de tocoferóis em óleo de soja, quando submetido ao teste de estocagem acelerada. Os extratos de cogumelos foram obtidos sob diferentes condições: solventes de diferentes polaridades e dois tipos de extração, lenta (shaker, 3 horas, 120 rpm) e rápida (liquidificador, 30 minutos). Os solventes utilizados foram: água, metanol:água (1:1), etanol:água (1:1), metanol e etanol. Independente de qual variedade apresentou maior atividade antioxidante, ambas foram selecionadas para serem aplicadas ao óleo de soja. Os tratamentos: Controle (óleo de soja sem antioxidantes), TBHQ (óleo de soja + 100 mg/kg de TBHQ), BHT (óleo de soja + 100 mg/kg de BHT), Shiitake (óleo de soja + 3.500 mg/kg de extrato de shiitake) e Cogumelo do sol (óleo de soja + 3.500 mg/kg de extrato de cogumelo do sol) foram preparados e submetidos ao teste de estabilidade oxidativa por meio do Rancimat (100ºC) com fluxo de ar a 20L/h e ao teste de estocagem acelerada em estufa, a 60ºC durante 15 dias. As amostras foram recolhidas a cada 3 dias e analisadas quanto ao índice de peróxidos, dienos conjugados, ácidos graxos livres e tocoferóis naturalmente presentes no óleo de soja. Além disso, as amostras também foram analisadas diariamente quanto ao ganho de massa. Os resultados obtidos das determinações analíticas foram submetidos às análises de variância, em esquema fatorial, no delineamento inteiramente casualizado. Os extratos metanólicos, de ambas as variedades, independente do tipo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work had as its main goals: cognize the antioxidant activity of shiitake (Lentinus edodes) and cogumelo do sol (Agaricus blazei) according to the method of free radicals DPPH and the system -carotene/acid linoleic; evaluate the oxidative stability of soybean oil added of the extracts that presented higher antioxidant activity and asses the mushroom's extract influence over the retention of tocopherols in soybean oil, when subjected to the accelerated storage test. The mushroom's extracts were obtained under different conditions: solvents of different polarities and two types of extraction, slow (shaker, 3 hours, 120 rpm) and fast (blender, 30 minutes). The solvents used, in decreasing order of polarity, were: water, methanol: water (1:1), ethanol: water (1:1), methanol and ethanol. Irrespective of which variety had shown higher antioxidant activity, both were selected to be applied to the soybean oil. The treatments: Control (soybean oil without antioxidants), TBHQ (soybean oil + 100 mg/kg de TBHQ), BHT (soybean oil + 100 mg/kg of BHT), Shiitake (soybean oil + 3,500 mg/kg of extract of the shiitake) and cogumelo do sol (soybean oil + 3,500 mg/kg of extract of the cogumelo do sol) were prepared and subjected to the oxidative stability's test through the Rancimat (100ºC) with airflow at 20 L/h and to the accelerated storage test in an oven, at 60ºC for 15 days. The samples were collected every 3 days and analyzed regarding the index of peroxides, conjugated dienes, free fatty acids and tocopherols naturally found in the soybean oil added to the mushroom's extracts. Beyond that, the samples were also analyzed daily regarding the weight gain. The results obtained from the analytics determinations were submitted to the variance analysis, in a factorial scheme, over a full randomized lineation. The methanolic extracts of both varieties, irrespective from... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Carlos Roberto Minussi / Banca: Francisco Villarreal Alvarado / Banca: Maria do Carmo Gomes da Silveira / Banca: Luciana Cambraia Leite / Banca: Ricardo Menezes Salgado / Resumo: Esta pesquisa visa o desenvolvimento de um método para análise da estabilidade transitória de sistemas de energia eletrica multimaquinas, por meio de uma rede neural ART-ARTMAP Fuzzy Euclidiana Modificada com Treinamento Continuado. Esta arquitetura apresenta tres diferenciais em e relação a outras já utilizadas para abordar tal problema: (1) a rede iniciada com apenas um neuronio ativado e vai se expandindo durante todo o o treinamento/análise, (2) possui um módulo de treinamento continuado e (3) a o possui um módulo de deteção de intruso. No primeiro diferencial, a redeé iniciada com um neuronio e vai se expandindo de acordo com a aquisição de conhecimento, isto faz com que esta se torne muito mais rápida e que o gasto computacional se torne mínimo. Com o módulo de treinamento continuado, a rede neural consegue armazenar novos dados sem a necessidade de realizar o retreinamento. Já o módulo de detecção de intruso faz com que, ao ser apresentada a rede uma configuração "estranha", a rede execute um treinamento específico para que esta configuração, com um número mínimo de entradas, seja incorporada definitivamente à rede neural. A aplicação para a rede proposta nesta pesquisa, foi a análise de estabilidade transitória, considerando-se o modelo clássico (estabilidade de primeira oscilação), para um sistema composto por 10 máquinas síncronas, 45 barras e 73 linhas de transmissão / Abstract: This doctoral research aims to develop a method to analyze the transient stability of multimachine eletric power systems, through a neural network Modified Euclidean Fuzzy ART-ARTMAP with Continuous Training. The architecture presented has three differences in relation to others used to deal with this problem: (1) the network starts with only one neuron activated and expands throughout the training/analysis, (2) has a continuous training module and (3) has an intrusion detection module. The first difference, is the fact that it starts with a neuron and expands according to knowledge acquisition of the network, and causes it to become much faster and the computational expenses becomes minimum. With continuous training mod- ule, the neural network can store the new data without the need for the retraining. The intrusion detection module causes, when presented to the network a strange configuration, the network to carry out a specific training for this configuration with a minimum total of inputs so that the configu- ration is definitely incorporated to the neural network. The application for this network, in this research, was to analyze the transient stability consid- ering the classical model (stability of first oscillation) to a system composed of 10 synchronous machines, 45 buses and 73 transmission lines / Doutor

Orientador: Dilson Amancio Alves / Banca: Percival Bueno de Araujo / Banca: Carlos Roberto Minussi / Banca: Geraldo Roberto Martins da Costa / Banca: Luiz Carlos Pereira da Silva / Resumo: Este trabalho apresenta dois métodos para a análise estática de contingências em Sistemas Elétricos de Potência utilizando o Método da Continuação. No primeiro método a margem de carregamento pós-contingência é obtida a partir do ponto de máximo carregamento do caso base. A magnitude de tensão de uma barra qualquer é usada como parâmetro na etapa de parametrização do fluxo de carga continuado. O ramo selecionado para avaliação da contingência é parametrizado por um fator de escalonamento que possibilita a remoção gradual do ramo e assegura a convergência nos casos em que o método diverge para a retirada total da linha de transmissão. Em geral, para a maioria das contingências analisadas são necessárias poucas iterações para a determinação do ponto de máximo carregamento pós-contingência. Mostra-se que o método pode ser usado como uma técnica alternativa para a averiguação e até mesmo para a obtenção da lista de contingências críticas fornecida pela função de análise de segurança de sistemas elétricos. No outro método, o qual obtém o ponto de máximo carregamento de pós-contingência a partir do caso base, as variáveis ângulo de fase e magnitude de tensão de uma barra k qualquer, e a perda total de potência ativa, são propostas como parâmetros para a etapa de parametrização do fluxo de carga continuado utilizado na averiguação da lista de contingências críticas fornecida pela função de análise de segurança de sistemas elétricos. Nos casos em que há divergência do fluxo de carga, o método proposto possibilita confirmar se esta ocorre devido à deficiência numérica do método em si ou a inexistência de um ponto de operação factível de pós-contingência. O uso da perda total de potência ativa como parâmetro traz como vantagem a possibilidade da determinação de pontos além do ponto de singularidade sem a necessidade...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents two methods for static contingency analysis of electric power systems by using Continuation Methods. In the first the post-contingency loading margin is obtained from the base case maximum loading point. The voltage magnitude of any bus can be used as a parameter in the parameterization step of the proposed continuation power flow. The branch selected for contingency evaluation is parameterized by a scaling factor which allows its the gradual removal and assures the continuation power flow convergence for the cases where the method would diverge for the complete transmission line removal. In general, for most of the analyzed contingencies little iterations are necessary for the determination of the post-contingency maximum loading point. It is shown that the method can be used as an alternative technique to verify and even to obtain the list of critical contingencies supplied by the electric power systems security analysis function. In the other method, which obtains the maximum loading point from the base case, new parameters, namely the voltage magnitudes, phase angles and the total power losses, for evaluating the effects of branch outages. The approach can be used as a verification tool after a list of critical contingencies had been ranked according to their severities by the contingency selection functions. It is then possible to find whether the non-convergence of a power flow is due to a numerical problem or to an infeasible operating situation. The mains advantage of using the total real power losses as a parameter is that it is not necessary to change parameters during the solutions tracing until beyond the simple limit point, where the original Jacobian is singular. The proposed methods facilitate the development and the implementation of continuation methods for contingencies analysis / Doutor

Orientador: Edvaldo Assunção / Banca: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira / Banca: Celso Correia de Souza / Resumo: Neste trabalho propõem-se novas técnicas para otimização da norma de controladores robustos de sistemas dinâmicos lineares sujeitos a falhas estruturais, utilizando realimentação dos estados. As técnicas de projeto utilizadas baseiam-se em LMIs (do inglês Linear Matrix Inequalities) formuladas com base na teoria de estabilidade segundo Lyapunov, utilizando o lema de Finsler e o lema projetivo recíproco. As LMIs utilizadas tiveram o acréscimo da restrição da taxa de decaimento, incluindo o parâmetro g nas LMIs, responsável por diminuir o tempo de duração do transitório dos sistemas realimentados. Foram realizadas comparações qualitativas e quantitativas entre os métodos de projeto com otimização da norma dos controladores, visando alternativas de controladores com menor norma e melhor desempenho que atendam às restrições do projeto. O trabalho se encerra com uma seção de conclusões e perspectivas futuras / Abstract: This work proposes new techniques to optimize robust controllers norm of linear systems subject to structural failures, with states feedback. The design techniques used are based on LMIs (Linear Matrix Inequalities) formulated on the basis of Lyapunov's stability theory, using Finsler's lemma and reciprocal projection lemma. The LMIs have used the addition of the decay rate restriction, including a parameter g in the LMIs, responsible for decreasing the settling time of the feedback system. Qualitative and quantitative comparisons were made between methods of design and optimization of the robust controllers norm, seeking alternatives with small norm and better performance that meet the design constraints. The work ends with a section of conclusions and future prospects / Mestre

Resumo: Sistemas dinâmicos híbridos se diferenciam por exibir simultaneamente variados tipos de comportamento dinâmico (contínuo, discreto, eventos discretos) em diferentes partes do sistema. Neste trabalho foram estudados resultados de estabilidade no sentido de Lyapunov para sistemas dinâmicos híbridos gerais, que utilizam uma noção de tempo generalizado, definido em um espaço métrico totalmente ordenado. Mostrou-se que estes sistemas podem ser imersos em sistemas dinâmicos descontínuos definidos em R+, de forma que sejam preservadas suas propriedades qualitativas. Como foco principal, estudou-se resultados de estabilidade para sistemas dinâmicos descontínuos modelados por semigrupos de operadores, em que os estados do sistema pertencem à espaços de Banach. Neste caso, de forma alternativa à teoria clássica de estabilidade, os resultados não utilizam as usuais funções de Lyapunov, sendo portanto mais fáceis de se aplicar, tendo em vista a dificuldade em se encontrar tais funções para muitos sistemas. Além disso, os resultados foram aplicados à uma classe de equações diferenciais com retardo. / Abstract: Hybrid dynamical systems are characterized for showing simultaneously a variety of dynamic behaviors (continuous, discrete, discrete events) in different parts of the System. This work discusses stability results in the Lyapunov sense for general hybrid dynamical systems that use a generalized notion of time, defined in a completely ordered metric space. It has been shown that these systems may be immersed in discontinuous dynamical systems defined in R+, so that their quality properties are preserved. As the main focus, it is studied stability results for discontinuous dynamical systems modeled by semigroup operators, in which the states belong to Banach spaces. In this case, an alternative to the classical theory of stability, the results do not make use of the usual Lyapunov functions, and therefore are easier to apply, in view of the difficulty in finding such functions for many systems. Furthermore, the results were applied to a class of time-delay discontinuous differential equations. / Orientador: Geraldo Nunes Silva / Coorientador: Luís Antônio Fernandes de Oliveira / Banca: Carlos Alberto Raposo da Cunha / Banca: Waldemar Donizete Bastos / Mestre