Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-04-29T21:06:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333086.pdf: 8073512 bytes, checksum: aad5c9067ec65a8aecc952f1325eccb2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho apresentam-se metodologias de projeto de controladores de corrente para inversores conectados à rede, incluindo um controlador proporcional+ressonante, um controlador preditivo do tipo deadbeat e uma estratégia híbrida utilizando ambos controladores. Os controladores são aplicados em um sistema inversor trifásico, dois níveis, conectado à rede elétrica por meio de um filtro indutivo-capacitivo-indutivo (LCL). As seguintes análises são realizadas: modelagem do sistema completo, efeitos de variações paramétricas, avaliação de problemas relacionado à perturbações e o comportamento do sistema para grandes variações da impedância presente na rede elétrica. Os controladores projetados são testados em um protótipo de $ 10~$kW, no qual avaliam-se seus comportamentos dinâmicos e a distorção harmônica total resultante. Além disso, verificam-se suas estabilidades quando conectados à uma rede elétrica com comportamento altamente indutivo.<br> / Abstract : This work presents design procedures for current controllers in grid-tied inverter applications including a proportional+resonant controller, a predictive deadbeat controller and a hybrid strategy using both concepts. The controllers are applied in a two-level three phase voltage source inverter system connected to the grid via an inductive-capacitive-inductive (LCL) filter. The following analyzes are performed: overall system modeling, effects of parametric variations, evaluation of disturbance related issues and the system behavior for large grid impedance variations. The design controllers are implemented in a 10 kW prototype. The dynamical responses are tested, the total harmonic distortion is evaluated and the performance with a highly inductive grid impedance is proven.

SILVA, D. B. Um modelo de contato simplificado para tratamento de equilíbrio. 2014. 77 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-23T20:30:29Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_dbsilva.pdf: 20492901 bytes, checksum: 22e5b8b4ee1e396df591bcee6e3ffcae (MD5) / Approved for entry into archive by Nirlange Queiroz(nirlange@gmail.com) on 2015-05-13T18:45:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_dbsilva.pdf: 20492901 bytes, checksum: 22e5b8b4ee1e396df591bcee6e3ffcae (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-13T18:45:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_dbsilva.pdf: 20492901 bytes, checksum: 22e5b8b4ee1e396df591bcee6e3ffcae (MD5) Previous issue date: 2014 / This work presents a physics-based controlling system for bipeds Characters in a simulated environment, using reference motions. It consists of two components: Proportional- Derivative Control to mimic angular joints characteristics and balance control through the Transpose Jacobian composing for angular and linear momentum in the center of mass from caracter, using all parts of its body. The system is simple to implement and all the constants are determined by the user. The contact model aplied to the simplified foot model, confers to controller the ability to make the character follow locomotion movements or modify their stop posture, in both cases, adapting to external perturbations. The robustness of the controller is shown through a variety of movements such as walking front and back, squatting and raising, bowing, kicking and dancing capoeira. All these movements have a natural dynamics. / Neste trabalho é apresentado um sistema de controle baseado em física para personagens bípedes, em um ambiente simulado, utilizando movimentos de referência. O controle consiste em dois componentes: o controle Derivativo-Proporcional para imitar as características angulares das juntas e o controle de equilíbrio atráves da Jacobiana Transposta composta pelo momento angular e linear no centro de massa do personagem, utilizando todas as partes do seu corpo. O sistema é simples de implementar e todas as constantes são determinadas pelo usuário. Um modelo de contado aplicado a um modelo simplificado de pé confere ao controlador a capacidade de fazer com que o personagem siga movimentos de locomoção ou modifique sua postura parada, em ambos os casos, adaptando-se a perturbações externas. A robustez do controlador é demonstrada através de uma diversidade de movimentos tais como: caminhar para frente e para trás, agachar e levantar, dar socos e chutes, e jogar capoeira. Todos esses movimentos apresentam uma dinâmica natural.

ADÃO, A. A. Controle PID e preditivo: aspectos teóricos e de implantação prática. 2011. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-03-12T14:53:30Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_aaadao.pdf: 2439084 bytes, checksum: 395d539f6ea85cc18be20a49e4ab8654 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-03-12T14:54:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_aaadao.pdf: 2439084 bytes, checksum: 395d539f6ea85cc18be20a49e4ab8654 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-03-12T14:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_aaadao.pdf: 2439084 bytes, checksum: 395d539f6ea85cc18be20a49e4ab8654 (MD5) Previous issue date: 2011-09 / Nowadays, we observe the exponential increasing of demand for performance optimization in all areas of modern life. This search for better performances is also occurring in all industry sectors, either factory or energy activities. This best performances reflects an increase is all levels and achieve enormously the process control systems. With more strict performance requirement, technique formerly studied only in academic circle has been migrate for industry area, opening new horizons and establishing new concepts in general. It is not different with the process control systems, even in particular at the lowest level of implementation (factory’s floor) has been noted a constantly update. This paper is inserted into this last concept, in other words, into the project of loop control process at lowest level of the plant. Thus the aspect of tuning of conventional multivariable like PID (Proportional, Integral, Derivative) controllers (MIMO) and MIMO predictive controllers based on models like GPC (Generalized Predictive Control) type are studied aiming to the practical implementation. Several system control aspects, such as identification of process through parametric and nonparametric technical with different representations and aspects of decoupling between the process loop, as it is MIMO system, are also dealt, discussed and implemented. For that purpose, two plants were developed at IFPI’s NEE (Núcleo de Engenharia Elétrica) laboratory. The first platform consists of MIMO system of ventilation and heating; the second platform is a system of coupled double tanks. As a conclusion of the study of practical experiments conducted, can be established that the best control for a process depends on the application for which it is destined and for the proper functioning is necessary the theoretical and practical knowledge of the dynamic of the process. Thus an appropriated controller depends also on the use of a good identification technique. / Atualmente se observa o incremento exponencial das exigências pela otimização de desempenho em todos os setores da vida moderna. Esta busca por melhor desempenho também tem ocorrido em todos os setores da indústria, seja ela de atividade fabril ou de energia. Melhor desempenho no setor industrial se reflete em melhorias em todos os níveis e isto alcança de sobremaneira os sistemas de controle de processos. Com requisitos de desempenho mais rígido, técnicas antigamente estudadas somente em meio acadêmico tem migrado para a indústria abrindo novos horizontes e estabelecendo novos conceitos de uma forma geral. Com os sistemas de controle de processos não é diferente e em particular em seu mais baixo nível de implementação (chão de fábrica) tem se observado uma atualização constante. Esta dissertação está inserida neste último contexto ou seja no projeto das malhas de controle de um sistema de controle de processos. Desta forma aspectos de sintonia de controladores convencionais do tipo PID (Proporcional, Integral, Derivativo) multivariáveis (MIMO) e controladores MIMO preditivo baseado em modelos do tipo GPC (Generalized Predictive Control) são estudados visando a implementação prática. Vários aspectos do sistema de controle tais como a identificação do processo através de técnicas paramétricas e não paramétricas com diferentes representações e aspectos do desacoplamento entre as malhas do processo, por se tratar de sistemas MIMO, são também abordadas, discutidas e implementadas. Para este propósito duas plataformas de desenvolvimento foram desenvolvidas no laboratório do Núcleo de Engenharia Elétrica NEEL do IFPI. A primeira plataforma consiste em sistema MIMO de ventilação e aquecimento, a segunda plataforma um sistema de tanques duplo acoplados. Como conclusão do estudo dos experimentos práticos realizados pode-se estabelecer que o melhor controle para um processo depende da aplicação ao qual este é destinado e para o bom funcionamento é necessário o conhecimento teórico e prático da dinâmica do processo. Assim um bom controlador depende também do emprego de uma técnica de identificação adequada.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-11T14:32:55Z No. of bitstreams: 1 TeseOmar VERFINAL.pdf: 7899735 bytes, checksum: 64ad3789af21bfdc665928cc701c3e5f (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-11T14:33:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseOmar VERFINAL.pdf: 7899735 bytes, checksum: 64ad3789af21bfdc665928cc701c3e5f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-11T14:33:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseOmar VERFINAL.pdf: 7899735 bytes, checksum: 64ad3789af21bfdc665928cc701c3e5f (MD5) / Nesta tese é apresentada a análise e o projeto de amplificadores de tensão e corrente de tal forma que estes sejam empregados em testes de relés. Em uma primeira etapa, sãoo gerados sinais para testes de relés de até a 20th harmônica. A topologia de conversores classe D, usados em diversas aplicações em 50/60Hz foi utilizado para manter os valores de picos nominais produzidos por transformadores de tensão e de corrente convencionais. A análise dos amplificadores a respeito da estabilidade, é realizada através do método do Lugar Geométrico das Raízes (LGR), que, diferentemente do método tradicional do LGR, este é modificado e mantém a realimentação constante e a carga variável na entrada do relé. A análise da resposta em frequência, com diferentes valores de carga, foi realizada. Em uma segunda etapa deste trabalho, procurou-se estender a faixa na geração de sinais arbitrárias até a 50th harmônica em testes em relés de proteção e corrigir os desvios de fase e de magnitude no projeto dos amplificadores de tensão e de corrente. Foi proposta a compensação em frequência baseado num filtro adaptativo FIR, no qual os parâmetros do filtro são calculados através um algoritmo LMS entre a saída dos amplificadores e o sinal de referência. Os efeitos compensados pelo filtro adaptativo FIR, que limitam a geração de sinais nos amplificadores de tensão e de corrente, são devidos à taxa de amostragem que define a frequência de chaveamento dos IGBTs, isto é, as não-linearidades do segurador de ordem zero e o atraso computacional. Esta compensação produz valores em magnitude e fase, que são introduzidos por um filtro FIR na entrada dos amplificadores e assim produz os sinais desejados. Para a geração dos sinais de teste, os sinais de referência são armazenados num computador e reproduzidos, usando a saída analógica deste, condicionada para a entrada do amplificador. Os controladores dos amplificadores foram implementados por meio de um Processador Digital de Sinais (DSP) com Modulação por Largura de Pulso (PWM) e uma ponte monofásica IGBT. As análises teórica e numérica mostram que é possível estender a faixa de geração de frequências do amplificador de tensão e corrente, produzindo sinais de até a 50th harmônica com a inserção de um filtro adaptativo FIR. Resultados de simulações e resultados experimentais são apresentados para faltas típicas, incluindo componentes harmônicas em regimes estacionário e transitório.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2362_DissertaoMestradoAfonsoVentorini.pdf: 521854 bytes, checksum: c7909c007d8b94e30fa3b3cd5d5c53fb (MD5) Previous issue date: 2007-03-29 / Este trabalho apresenta uma fonte de alimentação chaveada microcontrolada, com saída regulável de 0 a 30 V e limitação de corrente ajustável de 0 a 5 A, resultando em uma potência máxima de saída de 150 W. A fonte é composta por dois estágios de potência. O estágio de entrada é formado por um conversor boost operando como pré-regulador de fator de potência com condução descontínua de corrente, para entrada universal (127-220 V, 50/60 Hz), o que resulta em elevado fator de potência. O estágio de saída é formado por um conversor forward a dois transistores, o qual permite o ajuste tanto da tensão como da corrente de saída. As tarefas de controle dos dois conversores ficaram a cargo de um único microcontrolador, o qual é o responsável por manter fixo o valor da tensão do barramento de tensão contínua (saída do conversor boost), bem como pelo ajuste e a regulação da tensão e da corrente de saída (saída do conversor forward). As malhas de controle foram implementadas utilizando controladores proporcional-integral digitais. O acionamento dos conversores é feito através de periféricos de modulação por largura de pulso presentes no microcontrolador, operando com freqüência constante de 50 kHz. Além disso, o microcontrolador realiza a tarefa de interface com o usuário, para a qual utilizam-se potenciômetros para seleção da tensão e corrente de saída, e um mostrador de cristal líquido que apresenta os valores dessas grandezas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:16:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322373.pdf: 4260685 bytes, checksum: 277933928b21d0511191c3fb0a10333d (MD5) Previous issue date: 2013 / Essa tese apresenta uma metodologia de controle robusto, baseada em otimização paramétrica, para a síntese de estabilizadores de sistemas de potência (ESP). O objetivo dos ESP é fornecer torque de amortecimento aos sistemas elétricos multimáquinas, quando sujeitos a oscilações eletromecâanicas, de baixa frequência.O projeto dos controladores para os sistemas de potência é baseado em otimização de funções mono-objetivo e multiobjetivo, de natureza não suave e não convexa. Métodos de otimização baseados na estimativa de derivadas e métodos baseados em heurística são utilizados para a solução das funções objetivo. Controladores de ordem fixa e realimentação de saídas são considerados, bem como estruturas que utilizam sinais remotos.O objetivo principal dos ESP é garantir, além da estabilidade do sistema a robustez e coordenação entre as fontes de amortecimento. A robustez dos controladores é considerada através de requisitos baseado no cálculo de valores singulares de sistemas e no pseudoespectro. Técnicas de controle multivariável são aplicadas para garantir a coordenação entre os ESP. Requisitos de estabilidade, robustez e coordenação são combinados e resolvidos simultaneamente através do método de projeto paramétrico. <br> / Abstract : In this thesis a robust control methodology, based on parametric optimization,for power system stabilizers (PSS) synthesis is presented.The goal of PSS is to provide damping torque to the multi-machineelectrical systems, when subjected to oscillations of low frequency.The design of power systems controllers is based on optimization ofmono-objective and multiobjective functions that are nonsmooth andnonconvex. Optimization methods based on the estimated of derivativesand heuristics methods are used to solve the objective functions.Fixed order controllers, output feedback and control structures usingremote signals are considered.The main PSS purpose is to ensure stability, robustness and coordinationbetween the damping sources. Controller robustness is consideredby imposing requirements based on the singular value decompositionof the system and on the pseudospectrum. Multivariable control techniquesare applied to ensure coordination between the PSS. Stability,robustness and coordination requirements are combined and solved, simultaneously,by the proposed parametric design method.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:19:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325382.pdf: 1772540 bytes, checksum: 52b8f812eaccad89bad0282c1c7c5db4 (MD5) / Abstract : To obtain a Pareto-optimal solution, the classical cooperative MPC implementsa categorical altruism imposed by a fixed global cost sharedby all the local controllers. Instead, this thesis implements a situationalaltruism where a global cost, neither imposed nor fixed, emerges fromconvex local costs and local specifications. The satisficing controllersemploy a distributed algorithm to find a solution that lies in a convexregion that is satisfactory and sufficient for all controllers (satisficing= satisfy + suffice), while optimizing in the direction of the analyticcenter of such a region. The system is modeled as being a network oflinear subsystems, coupled by their inputs, and the algorithm uses adistributed interior-point method to avoid fixed points when the constraintsare also coupled. The optimal solution of the satisficing MPC,besides Pareto-optimal, gives more importance to the controllers witha worst performance at the moment. Situational altruism permits amore balanced division of resources, avoiding the exploitation of onecontroller by the others. The satisficing MPC is shown to be stabilizingeven if suboptimal, provided that it is satisficing. To this end,stabilizing constraints are added to the basic formulation.<br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T23:19:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224672.pdf: 2909445 bytes, checksum: 7c87df10f9bfb8adaa1d98e51fde0390 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T01:01:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 193194.pdf: 1385130 bytes, checksum: cd348d87e4f96551154b4c944d8a4ae1 (MD5) / Este trabalho apresenta a análise e o projeto de compensadores de tempo morto discretos de dois graus de liberdade mostrando como pode-se melhorar a resposta de rejeição de perturbações quando o processo tem atraso significativo. O estudo dos controladores está enfocado a partir de duas concepções. A primeira apresenta o projeto do controle no domínio discreto tanto para plantas estáveis quanto para plantas integradoras e também considera-se o caso do ajuste deadbeat para a rejeição de perturbações. A segunda apresenta a discretização de controladores de dois graus de liberdade para plantas com atraso dominante aplicando diferentes métodos de discretizacão. Um estudo comparativo permite analisar as vantagens e desvantagens de cada uma destas concepções. Finalmente realiza-se um estudo dos problemas associados à escolha do período de amostragem e propõe-se uma nova metodologia para o ajuste deste período considerando as características da resposta e a estabilidade robusta. Diversos exemplos de processos simulados são utilizados para ilustrar os resultados apresentados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T03:55:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192965.pdf: 570230 bytes, checksum: 62850e0463fd6b88bcf29bb3bbdae470 (MD5) / Neste trabalho, estudam-se os problemas de análise e síntese de controladores para sistemas lineares sujeitos à saturação de controle. Novas condições de estabilidade para o sistema em regime de saturação são propostas. Estas condições são obtidas a partir da teoria de Lyapunov combinada com o uso do Lema de Finsler, o qual introduz graus de liberdade adicionais às condições de estabilidade, sob a forma de multiplicadores. Duas abordagens são utilizadas para representar a saturação: uma modelagem politópica e uma modelagem do tipo não-linearidade de setor. Os resultados de análise e síntese são desenvolvidos para ambas as representações. Os graus de liberdade obtidos a partir do Lema de Finsler são então utilizados para propor técnicas para a síntese de sistemas de controle baseados em observadores de estado e para o tratamento dos problemas de tolerância e atenuação de perturbação via realimentação de estados. A síntese de observadores de estado sob saturação é inicialmente tratada, considerando-se as modelagens politópica e por não-linearidade de setor, a partir de condições clássicas de estabilidade quadrática. Os domínios de estabilidade obtidos para o sistema composto em malha fechada são, em ambos os casos, associados a funções de Lyapunov quadráticas com estrutura bloco-diagonal. Utiliza-se então o Lema de Finsler para deduzir novas condições, acrescidas de multiplicadores, que permitem obter domínios de estabilidade menos conservadores, agora associados a funções de Lyapunov quadráticas sem estrutura particular. Os problemas de tolerância e atenuação de perturbação são tratados utilizando diretamente o lema de Finsler e a modelagem por não-linearidade de setor. São consideradas perturbações limitadas em norma ${\cal L}_2$. Relativamente ao problema de tolerância à perturbação, é proposta uma técnica para a síntese de realimentação de estados através da resolução de um problema de otimização com múltiplos objetivos de controle. Esta técnica visa garantir a estabilidade interna do sistema para um certo domínio de condições iniciais e maximizar o domínio de perturbações toleráveis pelo sistema sob saturação. Uma técnica similar permite tratar o problema de minimização do ganho ${\cal L}_2$ do sistema em malha fechada. A abordagem apresentada permite reduzir os graus de conservadorismo do problema uma vez que é possível utilizar diferentes funções de Lyapunov para cada requisito de controle.