Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001-07-26Bitstream added on 2014-06-13T20:07:50Z : No. of bitstreams: 1 covacic_mr_me_ilha.pdf: 1319844 bytes, checksum: 21839b2af3171f720ce05328294bed69 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Propõem-se novas condições, em termos de Desigualdades Lineares Matriciais (em inglês, Linear Matrix Inequalities, LMI), para a resolução do seguinte problema, classificado como síntese Estritamente Real Positiva (ERP): dada uma planta linear invariante no tempo, com o número de saídas maior ou igual ao número de entradas, encontre uma matriz constante de realimentação da saída K e uma matriz constante em série com a saída F para que o sistema controlado seja ERP. Então, com base neste resultado, um novo projeto baseado em LMI para o Controle com Estrutura Variável (CEV) com realimentação da saída de plantas dinâmicas incertas é apresentado. O método considera as seguintes especificações do projeto: distúrbios casados ou não-linearidades da planta, restrições na saída, taxa de decaimento e, finalmente, incertezas da planta não casadas. O método é aplicado em alguns exemplos. As contribuições principais desta dissertação são: a generalização do método de projeto para plantas com o mesmo número de entradas e saídas e a proposta de um novo método de projeto para plantas com o número de saídas maior que o número de entradas. / We propose new Linear Matrix Inequalities (LMI) conditions for the following problem, called Strictly Positive Real (SPR) synthesis: given a linear time-invariant plant, with the number of outputs greater or equal to the number of inputs, find a constant output feedback matrix K and a constant output tandem matrix F for the controlled system to be SPR. Then, taking into account this result, a new LMI based design for output Variable Structure Control (VSC) of uncertain dynamic plants is presented. The method considers the following design specifications: matched disturbances or nonlinearities of the plant, output constraints, decay rate and, finally, unmatched plant uncertainties. The method is applied in some examples. This dissertation presents a more general design method for the case where the plant has the same number of inputs and outputs and it proposes a new design method for the case where the plant has more outputs than inputs.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T22:20:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313497.pdf: 51514118 bytes, checksum: cf17a5b5ad26416d1dbb27fa07c88d5d (MD5) / Com a descoberta do Pré-sal e o desenvolvimento de novas tecnologias, a extração de petróleo em águas profundas torna-se cada vez mais comum, implicando no aumento das dimensões das linhas e risers de produção. Este fato pode, consequentemente, aumentar o número de instalações offshore operando com regime de escoamento oscilatório. Neste cenário, o estudo de medidas para atenuar ou até mesmo suprimir este tipo de regime de escoamento é de fundamental importância para a indústria de petróleo e gás, tanto no sentido de evitar possíveis perdas de produção quanto por questões de segurança. Assim, este trabalho tem por objetivo desenvolver uma lei de controle para supressão de oscilações causadas pelo regime de escoamento em golfadas, que ocorre em risers de transporte de petróleo. O objetivo de controle é suprimir as oscilações, garantindo a estabilidade do sistema e, ao mesmo tempo, maximizar a produção de petróleo operando com a maior abertura da válvula de produção (choke de produção). Este objetivo é alcançado levando o sistema para um ponto de operação próprio de sua natureza, o qual não é forçado pela lei de controle, e mantendo o choke de produção com uma abertura desejada. Para validar a técnica de controle desenvolvida, realizaram-se simulações utilizando um modelo dinâmico simplificado, o qual reproduz o fenômeno de golfadas em risers, e também utilizando um software comercial de simulação de escoamentos multifásicos. Também para verificar a eficiência da lei de controle proposta, construiu-se uma planta experimental de pequena escala, onde foram realizados ensaios e os resultados obtidos foram satisfatórios.<br> / Abstract : With the discovery of pre-salt and the development of new technologies, the deepwater oil extraction becomes increasingly common, resulting in increased dimensions of flowlines and production risers. This fact could increase the number of offshore facilities operating at oscillatory flow regime. In this scenario, the study of alternatives to mitigate or even eliminate this type of flow regime is extremely important for the oil and gas industry, both in order to avoid production losses as for security reasons. Thus, the goal of this work is to develop a control law for suppress the oscillations caused by the slug-flow regime, which occurs in oil risers. The control objective is to suppress the oscillations, ensuring system stability and, at the same time, maximizing the oil production, operating with the largest possible opening of the production choke. This goal is achieved leading the system for a natural operating point, which is not forced by the control law, and keeping the production choke with a desired opening. To validate the developed control technique, simulations were performed using a simplified dynamical model, which reproduces the slug-flow phenomena in oil risers, and also using a commercial software for simulation of multiphase flows. Furthermore, to check the efficiency of the control law proposed, a small-scale experimental plant had been constructed, where tests were performed and the results obtained were satisfactory.

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-04Bitstream added on 2014-12-02T11:20:51Z : No. of bitstreams: 1 000796071.pdf: 3231946 bytes, checksum: cd5022e624fc51b6b608afccd527ebed (MD5) / Neste trabalho é proposto um modelo de injeção de potência para o controlador Generalized Unified Power Flow Controller (GUPFC) que permite representá-lo em programas de fluxo de potência e fluxo de potência ótimo. Também é proposto um modelo para a estrutura do sistema de controle do GUPFC que permite representar sua dinâmica em sistemas elétricos de potência. Todas as análises dinâmicas realizadas neste trabalho visam a estabilidade a pequenas perturbações, porém, o modelo de injeção de potência do GUPFC e o modelo de sua estrutura de controle permitem representálo também em um ambiente não linear. A partir das equações algébricas fornecidas pelo modelo de injeção de potência do GUPFC e das equações dinâmicas obtidas a partir da sua estrutura do sistema de controle, é possível analisar a influência que o controlador GUPFC causa no sistema, realizando-se inicialmente uma abordagem estática (em regime permanente), que foi realizada utilizando-se a ferramenta de fluxo de potência expandido. A ferramenta de fluxo de potência expandido trata as variáveis diferenciais como algébricas, para um dado ponto de equilíbrio, ficando o problema restrito a encontrar os zeros de um conjunto de funções não-lineares, cuja solução pode ser obtida através do método de Newton-Raphson, como em um fluxo de potência convencional. Com a solução desse fluxo de potência, pode-se incluir diretamente as correspondentes submatrizes do GUPFC no Modelo de Sensibilidade de Potência (MSP), já que este foi o modelo escolhido para representação de todos os componentes dinâmicos do sistema. Com todos os componentes modelados no MSP, foi realizada uma análise dinâmica do sistema, visando a estabilidade a pequenas perturbações. Para melhorar o desempenho dinâmico do sistema, foi essencial que controladores ESPs e POD fossem inclusos às malhas de controle dos Reguladores Automáticos ... / This thesis proposes a power injection model for the GUPFC (Generalized Power Flow Controller) which is suited for the GUPFC representation in both power flows and optimal power flows analyses. It is also proposed a model for the control system GUPFC that represents its dynamics in electric power systems. This work main aim is the small signal stability analysis. However, the power injection model of the GUPFC and the structure control model could be used in nonlinear environment. The algebraic equations provided by the power injection model of the GUPFC and the dynamical equations obtained from the control model, are used to analyze the influence of the GUPFC on the system, initially executing a static approach (in steady state) using the expanded power flow tools. The expanded power flow considers the differential variables as algebraic, at a given equilibrium point, and the problem is to find the zeros of a nonlinear function set, whose solution can be obtained by a Newton Raphson method as in a conventional power flow. From the solution of the power flow, it is possible to include directly the corresponding sub matrices of the GUPFC in to the Power Sensitive Model (PSM), which is the chosen model to represent all the dynamic components of the system. Once, every component is modeled in the PSM, a small signal stability is performed. The ESP and POD controllers are included in to the control loop of the Automatic Voltage Regulators (AVR) and the GUPFC respectively, to improve the dynamical performance of the system. To provide additional damping to the unstable or little damped modes and increase the stability limits, a Particle Swarm Optimization (PSO) technique is used to provide the parameters of the supplementary damping controller. Two objective functions are proposed to lead the problem solution to good results and then compared to well known classical techniques

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T21:15:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T14:16:43Z : No. of bitstreams: 1 180811.pdf: 8268322 bytes, checksum: a2aa902f2d15c3f9672c7beb988d8ff3 (MD5)

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. / Made available in DSpace on 2012-10-17T09:27:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:58:57Z : No. of bitstreams: 1 142052.pdf: 10467708 bytes, checksum: 153ea2b7e52235f16286e1d08d0a2586 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T10:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:38:33Z : No. of bitstreams: 1 175105.pdf: 9331205 bytes, checksum: 1974534ace4fd6538cf07466ae8dc159 (MD5) / Projeto e execução de uma fonte chaveada de alta freqüência com baixa ondulação em 120Hz na tensão de saída. Estudo e otimização dos parâmetros do compensador PID visando a máxima atenuação do ruído psofométrico nos terminais de saída do conversor Forward PWM. Projeto e execução de um estágio pré-regulador para correção do fator de potência.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T17:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298005.pdf: 1829356 bytes, checksum: fabca492d1997d2cccb9340cd488e35d (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T18:37:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298271.pdf: 15359863 bytes, checksum: e1f713e6a40c80793ed0bbfba90be59c (MD5) / A implementac¸ão de controladores, se não for exata, pode levar a problemas de fragilidade, isto é, à perda de propriedades esperadas de um sistema de controle. Esta questão á abordada, neste trabalho, através da síntese de controladores resilientes para sistemas incertos. A estrutura utilizada para tratar os problemas de síntese de controladores é conhecida como Separaçãoo Integral Quadrática e baseia-se nos princípios da teoria conhecida como Separação Topologica. A questão da resiliência dos controladores é desenvolvida através da síntese de conjuntos elipsoidais. A robustez, por sua vez, ´e garantida efetuando a s´ýntese sobre sistemas incertos, representados nas formas polit´opica e LFT com norma limitada. A modelagem do problema de resili#encia resulta em condic¸ #oes de desigualdades matriciais na forma de LMI#s, por´em, com uma restric¸ #ao na forma de desigualdade matricial n#ao-linear, relacionada `a necessidade de encontrar elips´oides n#ao vazios. A metodologia utilizada para a resoluc¸ #ao desta quest#ao central utiliza uma reformulac¸ #ao do problema, conhecida como #complementaridade c#onica# e o m´etodo de programac¸ #ao n#ao-linear Frank-Wolfe. A resili#encia discutida neste trabalho ´e aplicada a dois sistemas principais, do dom´ýnio Aeron´autico. O primeiro consiste no controle de osicionamento e atitude de um helic´optero composto por 4 rotores, conhecido como Quadrirotor. E o outro, trata do controle de v#oo longitudinal de uma aeronave civil. / The implementation of controllers, if not exact, may lead to fragility problems, i. e. the loss of the expected properties of the control system. This issue is discussed, in this work, through the synthesis of resilient controllers for uncertain systems. The structure used to model the synthesis of the controllers is known as Integral Quadratic Separation, and is based on the principles of the theory known as Topological Separation. The resilience of the controllers is developed through the synthesis of ellipsoidal sets. The robustness, on the other hand, is assured by using the synthesis for uncertain systems, represented in polytopic form or LFT with bounded uncertainties. The modeling of the resilience problem results in matrix inequalities conditions in the form of LMI#s, with an additional restriction in the form of a non-linear matrix inequality, related to the necessity of finding non-empty ellipsoids. The methodology used to solve this central problem uses a reformulation of the nonlinear problem known as #Cone Complementarity# and the method of non-linear programming known as Frank-Wolfe. The resilience discussed in this work is applied to two main systems of the Aeronautic domain. The first application consists on the position and attitude control of a helicopter composed of 4 rotors, known as Quadrotor. The other one is the longitudinal control of a civilian aircraft.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:45:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221634.pdf: 2728644 bytes, checksum: d837b28ea8336d1f26d2dc8a18d487b2 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre os métodos, técnicas, ferramentas e modelos de projeto de sistemas automáticos e propõe um aperfeiçoamento de sua modelagem, sistematização de projeto e implementação. Com base no projeto conceitual de sistemas de manipulação e montagem automatizados (SMMA), estuda-se a modelagem estrutural e funcional de sistemas automáticos, em rede Canal/Agência, com a inclusão de novas entidades para comportar o conceito de modelagem do ambiente externo e a conseqüente proposição de novos modelos comportamentais para estas entidades, utilizando a teoria de linguagens e autômatos. Esta abordagem trata da comunicação do sistema com o ambiente externo, especialmente com usuários, de maneira mais sistemática que a abordagem tradicional e introduz os procedimentos de projeto e estrutura de implementação em CLP para o controle projetado através da teoria de controle supervisório modular local.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T09:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 231734.pdf: 878043 bytes, checksum: 4e0294458f76f1e2f84fd8cd9666ca28 (MD5) / Este trabalho apresenta uma estratégia de controle para o motor de indução trifásico via abordagem LMI. O projeto faz uso de um modelo comutado do motor de indução que é obtido considerando o acionamento do motor através de um inversor de tensão. O objetivo que se deseja alcançar é projetar leis de controle para comandar as chaves do inversor, de forma a garantir estabilidade e desempenho do motor. Para isso, usaremos uma metodologia que consiste em descrever as condições do problema como Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs). O ponto de partida do projeto é baseado na teoria de Lyapunov para estabilidade de sistemas. Inicialmente, é apresentado a modelagem do motor de indução, bem como, comentários sobre o acionamento via inversor de tensão. Na seqüência do trabalho se define LMI e suas principais propriedades e ainda são apresentados alguns exemplos de aplicação de LMIs na busca de soluções de problemas simples. Ao final, é realizado o projeto de controle para o motor de indução trifásico e os resultados atingidos são apresentados. This work presents a strategy of control for the three-phase induction motor based on LMI. The design uses a switched model of induction motor which is obtained considering the feeding of the motor through a three-phase voltage inverter. The target to be reached is to design control laws for controlling the switches of the inverter, in order to guarantee stability and performance of the motor. To do that, we will use a methodology which consists in describing the conditions of the problem as Linear Matrix Inequalities (LMIs). The beginning of the design is based on the Lyapunov's theory for the stability of systems. Initially, the modeling of the induction motor is presented, as well as, commentaries about the feeding of the motor by voltage inverter. After that, it is defined LMI and its main properties and also is developed some examples of application of LMIs to solve simple problems. At the end, it is accomplished the design of control for the three-phase induction motor and the results reached are presented.