Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη μιας διάταξης ανεμογεννήτριας με σύγχρονη μηχανή με μόνιμους μαγνήτες η οποία συνδέεται μέσω dc διασύνδεσης με το δίκτυο. Τη dc διασύνδεση τη δημιουργεί ένας dc πυκνωτής και από την πλευρά της μηχανής υπάρχει ένας ac/dc πλήρως ελεγχόμενος ανορθωτής ισχύος ενώ από την πλευρά του δικτύου βρίσκεται ένας dc/ac πλήρως ελεγχόμενος αντιστροφέας ισχύος. Σκοπός της εργασίας είναι αρχικά να μελετήσουμε θεωρητικά το συνολικό σύστημα της ανεμογεννήτριας χρησιμοποιώντας το μετασχηματισμό Park για τη μοντελοποίηση του στο d-q πλαίσιο αναφοράς. Στη συνέχεια προχωρούμε στον υπολογισμό των εξισώσεων στο χώρο κατάστασης και τελικά προτείνουμε ένα σύστημα ελέγχου το οποίο βασίζεται στους PI ελεγκτές. Τέλος, προσομοιώνουμε το παραπάνω σύστημα με τη βοήθεια της εφαρμογής Simulink του λογισμικού MATLAB και μελετώντας τα αποτελέσματα, εξάγουμε τα ανάλογα συμπεράσματα. / This thesis deals with the study of a wind turbine device with a permanent magnet synchronous machine which is connected with the grid side via a dc interconnection. The dc link is created by a dc capacitor and on the machine side there is an ac / dc power converter while on the grid side there is a dc / ac power converter, both of which are totally controlled. Aim of this thesis is to study the complete wind turbine system in the d-q rotating vertical axes system through the Park transformation. Then we calculate the state space equations and propose a control system based on PI controllers. Finally, we simulate the complete system with the MATLAB Simulink and having studied the results, we draw conclusions.

Thesis (MComm (Industrial Psychology))--University of Stellenbosch, 2009. / The aim of this study was to determine whether there is a relationship between Emotional Intelligence, Stress and Coping Strategies in the occupation of air traffic control. The focus was to determine whether the Emotional Intelligence of an Air Traffic Controller might have an effect on the recognition and management of stressful situations, and influence the way they select coping strategies. Due to a lack of research on air traffic control in South Africa, focus are not only on the stress levels of Air Traffic Controllers, but also how their Emotional Intelligence could assist in the recognition and management of the stress they experience, and ultimately then contribute to select appropriate Coping Strategies. A literature study discussed the role of Air Traffic Controllers, and factors that contribute to them experiencing stress. The constructs of Stress, Emotional Intelligence and Coping were elaborated on in detail. The constructs were defined as follows: Stress, as any demand eliciting a negative emotional state, that exceeds an individual’s resources to cope; Emotional Intelligence, as the process of emotional information processing consisting of the dimensions of Self Awareness, Self Regulation, Motivation, Empathy and Social Skills (Rahim & Minors, 2003); and Coping as the efforts to manage environmental and internal demands and conflicts which tax or exceed a person’s resources (Lazarus & Launier, 1978).

Os controladores PID são largamente utilizados em processos industriais. Recentemente, novos resultados de projeto de controladores PID foram obtidos para sistemas lineares invariantes no tempo sem atraso. Entretanto, o comportamento de diversas plantas industriais pode ser descrito matematicamente por sistemas lineares invariantes no tempo com atraso. O problema de estabilidade de sistemas lineares invariantes no tempo com atraso envolve encontrar a locação de raízes de funções transcedentais. Neste trabalho, o teorema de Hermite-Biehler é usado para estabelecer resultados para o projeto de controladores PID para uma classe de sistemas lineares com atraso. Usando a propriedade de entrelaçamento em altas freqüências da classe estudada e programação linear obtém-se o conjunto de todos os controladores PID. Até onde se sabe resultados anteriores de síntese de controladores PID envolvem a solução de equações transcendentais. / The PID controller is widely used in industrial processes. Recently, new results on the design of PID controllers for invariant time linear systems without time delays have appeared. However, the dynamic behavior of many industrial plants may be mathematically described by linear time invariant systems with time delays. The problem of stability of linear time invariant systems with time delays involves finding the location of roots of transcendental functions. In this work, the Hermite-Biehler theorem is used to establish results on the design of proportional plus integral plus derivative (PID) controllers for a class of time delay systems. Using the property of interlacing at high frequencies of the class of systems considered and linear programming we obtain the set of all stabilizing PID controllers. As far as we know, previous results on the synthesis of PID controllers rely on the solution of transcendental equations.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Geraldo de Moura Lacerda_DISSERT.PDF: 1911121 bytes, checksum: 19c68900a038404a86d6d95ce757a46b (MD5) Previous issue date: 2009-12-09 / This work presents a proposal to detect interface in atmospheric oil tanks by installing a differential pressure level transmitter to infer the oil-water interface. The main goal of this project is to maximize the quantity of free water that is delivered to the drainage line by controlling the interface. A Fuzzy Controller has been implemented by using the interface transmitter as the Process Variable. Two ladder routine was generated to perform the control. One routine was developed to calculate the error and error variation. The other was generate to develop the fuzzy controller itself. By using rules, the fuzzy controller uses these variables to set the output. The output is the position variation of the drainage valve. Although the ladder routine was implemented into an Allen Bradley PLC, Control Logix family it can be implemented into any brand of PLCs / Este trabalho apresenta uma proposta para instala??o de um transmissor de n?vel por press?o diferencial que ser? usado para detec??o de interface em tanques de Petr?leo instalados pela Petrobras no estado do Rio Grande do Norte. Este transmissor medir? a vari?vel controlada n?vel, que ser? usada como entrada para um controlador fuzzy implementado em rotina ladder em um CLP Contrologix da Rockwell Automation. Este controlador comandar? a abertura ou fechamento das v?lvulas de sa?da de ?leo nos tanques, com o intuito de garantir a m?xima sa?da de ?gua no fundo do tanque sem a presen?a de ?leo. Apesar se existirem v?rias tecnologias para detec??o da interface, conforme ser? mostrado adiante, o controle da interface ? feito de forma manual, ou seja, por interm?dio do operador atrav?s de retiradas de amostras dos fluidos nos tanques em v?lvulas conhecidas como v?lvulas de retirada de amostras (tamb?m conhecidas como try cocks). O grande entrave ao uso das tecnologias existentes ? a complexidade do processo de tratamento, as varia??es na carga do petr?leo recebido, exist?ncia de sulfetos de ferro, etc. Neste trabalho, ? apresentada uma breve teoria sobre emuls?es, sobre os processos de separa??o de petr?leo e das v?rias tecnologias de detec??o de interface dispon?veis no mercado. Em seguida, a teoria de sistemas fuzzy ? comentada, bem como o projeto Detec??o de Interface baseado na medi??o de n?vel e uso de controladores fuzzy, objeto deste estudo, para fins de obten??o do t?tulo de Mestre em Engenharia de Petr?leo

Orientador: Percival Bueno de Araujo / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: George Lauro Ribeiro de Brito / Resumo: Este trabalho apresenta estudos referentes à estabilidade a pequenas perturbações do SEP, considerando a atuação de FACTS para o amortecimento das oscilações eletromecânicas de baixa frequência. São abordados os dispositivos FACTS TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) e o SSSC (Static Synchronous Series Compensator). É realizada a representação e modelagem dos dispositivos FACTS no SEP inserindo no Modelo Sensibilidade de Potência. Para melhorar o desempenho do SEP no que se refere à estabilidade a pequenas perturbações, controladores suplementares são propostos para aumentar o desempenho dos dispositivos TCSC e SSSC, introduzindo o amortecimento necessário ao SEP. Adicionam-se os controladores suplementares POD no modelo modificado para os dispositivos TCSC e SSSC para verificar sua atuação. Para encontrar a melhor localização para instalação dos dispositivos é usado a teoria dos resíduos. Esta mesma teoria é usada também para o ajuste dos parâmetros dos controlares juntamente com outro ajuste feito através de Redes Neurais Artificiais (RNA), que é proposto como alternativa de comparação ao método dos resíduos. Simulações são efetuadas em um sistema teste simétrico para se verificar resultados e a eficácia do controlador POD (parâmetros ajustados pela RNA proposta), acoplados aos dispositivos FACTS, na manutenção da estabilidade a pequenas perturbações do SEP. Palavras-chave: Controladores POD. Estabilidade de sistema de potência. Redes neurais artificiais. TCSC e SSSC / Abstract: This work presents studies referred to short term Electric Power System (EPS) perturbations, considering the actuation of FACTS devices for low frequency electromechanical oscillation damping. The devices considered are: FACTS TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) and the SSSC (Static Synchronous Series Compensator). It is representation and modeling FACTS devices in the EPS inserting in the Power Sensitivity Model. To improve the performance of the EPS considering the short term perturbations, additional controllers are proposed to increase the performance of the TCSC and SSSC devices, introducing the necessary damping to the EPS. The additional POD controller is added to the modified model for TCSC and SSSC devices to verify the acting. The residual theory is used to find the best location to install the devices. The same theory is used to adjust the parameters of the controllers and an adjustment with Artificial Neural Networks (ANN) is proposed as an alternative to the residual method. Simulations are effectuated for a symmetric test system to verify the efficiency of the POD controller (parameters adjusted by the ANN proposed), coupled with the FACTS devices, to maintain the stability considering the short term perturbations / Mestre

Neste trabalho, aborda-se o problema de estabilização de sistemas lineares com atrasos nos estados e sujeitos a ação de atuadores saturantes. Em particular, são propostos métodos para a síntese de leis de controle estabilizantes do tipo realimentação de estados, realimentação dinâmica de saída, bem como para a síntese de compensadores de "anti-windup" estáticos e dinâmicos. Como objetivo de síntese consideram-se duas possibilidades, que o sistema esteja livre ou não de perturbações. No primeiro caso, determina-se uma lei de controle estabilizante de tal forma a maximizar um conjunto de condições iniciais admissíveis D. No caso do conjunto D ser dado, a lei de controle estabilizante que se determina, deve garantir estabilidade assintótica do sistema em malha-fechada para toda condição inicial pertencente a D. No segundo caso, considerando-se os problemas de atenuação e tolerância à perturbação, as leis de controle são obtidas com o intuito de minimizar o ganho-L2 entre a perturbação e a saída regulada do sistema ou de maximizar o limite superior da norma L2 das perturbações admissíveis, para as quais garante-se que as trajetórias do sistema em malha-fechada permaneçam limitadas. Condições locais e globais de estabilização são obtidas a partir da teoria de Lyapunov e da modelagem por zona-morta da saturação, com a conseqüente aplicação de uma condição de setor generalizada. Em se tratando de sistemas contínuos, para que as condições obtidas sejam dependentes do atraso, combinam-se estas ferramentas com a representação do sistema através de sistema descritor. Já no caso de sistemas discretos, combinam-se estas duas ferramentas com a utilização do Lema de Finsler. A utilização destas ferramentas possibilita que as condições obtidas sejam na forma de desigualdades matriciais lineares (LMI's) ou quase lineares, permitindo assim, a formulação de problemas de otimização convexos. / In this work, we deal with the problem of stabilization of linear systems with delayed state and saturating inputs. Specifically, methods are proposed for the synthesis of stabilizing control laws of state feedback and dynamic output feedback types, as well as for the synthesis of static and dynamic anti-windup compensators. Regarding synthesis objectives two possibilities were considered, that the system is free or not of disturbances. In the first case, the stabilizing control law is computed considering the maximization of the set of admissible initial conditions D. In the case the set D is given, this stabilizing control law should guarantee asymptotic stability of the closed-loop system. In the second case, considering the problems of tolerance and disturbance attenuation, the control laws are proposed in order to minimize the L2 gain between to disturbance and the regulated output of system, or in order to maximize the bound on the admissible disturbances for which the trajectories are bounded. Local and global conditions for stabilization are obtained from the theory of Lyapunov and the modeling of the saturation by means of deadzone nonlinearities and the consequent application of a modified sector condition. For continuous systems, in order to obtain delay dependent conditions, these tools are combined with descriptor approach. In the case of discrete-time systems, these two tools are combined with the utilization of Finsler's Lemma. The use of these leads to the conditions in the form of Linear Matrix Inequalities (LMI's) or almost linear, allowing the formulation of convex optimization problems.

Neste trabalho, aborda-se o problema de estabilização de sistemas lineares com atrasos nos estados e sujeitos a ação de atuadores saturantes. Em particular, são propostos métodos para a síntese de leis de controle estabilizantes do tipo realimentação de estados, realimentação dinâmica de saída, bem como para a síntese de compensadores de "anti-windup" estáticos e dinâmicos. Como objetivo de síntese consideram-se duas possibilidades, que o sistema esteja livre ou não de perturbações. No primeiro caso, determina-se uma lei de controle estabilizante de tal forma a maximizar um conjunto de condições iniciais admissíveis D. No caso do conjunto D ser dado, a lei de controle estabilizante que se determina, deve garantir estabilidade assintótica do sistema em malha-fechada para toda condição inicial pertencente a D. No segundo caso, considerando-se os problemas de atenuação e tolerância à perturbação, as leis de controle são obtidas com o intuito de minimizar o ganho-L2 entre a perturbação e a saída regulada do sistema ou de maximizar o limite superior da norma L2 das perturbações admissíveis, para as quais garante-se que as trajetórias do sistema em malha-fechada permaneçam limitadas. Condições locais e globais de estabilização são obtidas a partir da teoria de Lyapunov e da modelagem por zona-morta da saturação, com a conseqüente aplicação de uma condição de setor generalizada. Em se tratando de sistemas contínuos, para que as condições obtidas sejam dependentes do atraso, combinam-se estas ferramentas com a representação do sistema através de sistema descritor. Já no caso de sistemas discretos, combinam-se estas duas ferramentas com a utilização do Lema de Finsler. A utilização destas ferramentas possibilita que as condições obtidas sejam na forma de desigualdades matriciais lineares (LMI's) ou quase lineares, permitindo assim, a formulação de problemas de otimização convexos. / In this work, we deal with the problem of stabilization of linear systems with delayed state and saturating inputs. Specifically, methods are proposed for the synthesis of stabilizing control laws of state feedback and dynamic output feedback types, as well as for the synthesis of static and dynamic anti-windup compensators. Regarding synthesis objectives two possibilities were considered, that the system is free or not of disturbances. In the first case, the stabilizing control law is computed considering the maximization of the set of admissible initial conditions D. In the case the set D is given, this stabilizing control law should guarantee asymptotic stability of the closed-loop system. In the second case, considering the problems of tolerance and disturbance attenuation, the control laws are proposed in order to minimize the L2 gain between to disturbance and the regulated output of system, or in order to maximize the bound on the admissible disturbances for which the trajectories are bounded. Local and global conditions for stabilization are obtained from the theory of Lyapunov and the modeling of the saturation by means of deadzone nonlinearities and the consequent application of a modified sector condition. For continuous systems, in order to obtain delay dependent conditions, these tools are combined with descriptor approach. In the case of discrete-time systems, these two tools are combined with the utilization of Finsler's Lemma. The use of these leads to the conditions in the form of Linear Matrix Inequalities (LMI's) or almost linear, allowing the formulation of convex optimization problems.

Multi-agent systems possess improved robustness properties over single agent systems, and hence, are more desirable for various engineering applications, where it is required for the multiple agents to move in a formation. These applications include, but are not limited to, tracking, surveillance, reconnaissance, environmental monitoring, searching, sensing and data collection. Motivated by these applications, various collective motions of multiple vehicles have been explored in the literature. This thesis studies a particular type of collective motion in multi-agent systems where the heading angles of the agents are either in synchronized or in balanced formation. These formations are characterized by the motion of the collective centroid of the group of agents, and serve as motion primitives to achieve general tracking patterns. Synchronization is achieved when the agents and their centroid move in a common direction. A complementary notion of synchronization is balancing, in which the position of the centroid remains stationary. In the existing literature, the problems of achieving synchronization and balancing in a multi-agent system have been studied under the assumption that the agents are coupled through controller gains that are identical or homogeneous. In this thesis, it is assumed that the controller gains are heterogeneously distributed, that is, they are not necessarily the same for each agent. This addresses a practical scenario where the gains may vary nominally due to minor implementation errors or drastically due to major faults or errors. The thesis first discusses synchronization and balancing of agents while allowing them to move either along straight line paths or around individual circular orbits. Conditions, under which heterogeneous controller gains result in synchronized or balanced formation, are derived. The effect of heterogeneous gains is analyzed on the common velocity direction at which the system of agents synchronizes, and on the location of the collective centroid about which balanced formation stabilizes. It is shown that heterogeneity in controller gains generalizes synchronized and balanced performances of a multi-agent system scenario. Next, we discuss synchronization and balancing of agents on a common circular orbit of prescribed radius and fixed center. Two cases, when the controller gains are bounded and when the control efforts are bounded, are also studied. In addition, all-to-all interaction and limited interaction among agents are also addressed in this thesis.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:33:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UirandeOC_DISSERT.pdf: 1223777 bytes, checksum: 015d2e9b7467f66c5a5e5e66ec6aa6d6 (MD5) Previous issue date: 2012-02-22 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The decomposition process exercises an extensive control over the carbon cycle, affecting its availability and nutrient cycling in terrestrial ecosystems. The understanding of leaf decomposition patterns above the soil and fine roots decomposition below the soil is necessary and essential to identify and quantify more accurately the flow of energy and matter in forest systems. There is still a lack of studies and a large gap in the knowledge about what environmental variables act as local determinants over decomposition drivers. The knowledge about the decomposition process is still immature for Brazilian semiarid region. The aim of this study was to analyze the decomposition process (on leaves and fine roots) of a mixture of three native species for 12 months in a semiarid ecosystem in Northeast Brazil. We also examined whether the rate of decomposition can be explained by local environmental factors, specifically plant species richness, plant density and biomass, soil macro-arthropods species richness and abundance, amount of litterfall and fine root stock. Thirty sampling points were randomly distributed within an area of 2000 m x 500 m. To determine the decomposition rate, the litterbag technique was used and the data analysis were made with multiple regressions. There was a high degradation of dead organic matter along the experiment. Above ground plant biomass was the only environmental local factor significantly related to leaf decomposition. The density of vegetation and litter production were positively and negatively related to decay rates of fine roots, respectively. The results suggest that Caatinga spatial heterogeneity may exert strong influences over the decomposition process, taking into account the action of environmental factors related to organic matter exposure of and the consequent action of solar radiation as the decomposition process main controller in this region / A decomposi??o exerce um amplo controle sobre o ciclo do carbono, disponibilidade e ciclagem de nutrientes nos ecossistemas terrestres. A compreens?o sobre os padr?es de decomposi??o foliar acima do solo e das ra?zes finas abaixo do solo ? necess?ria e essencial para identificar e quantificar com mais precis?o os fluxos de energia e mat?ria nos sistemas florestais. Ainda h? car?ncia de estudos e uma grande lacuna no conhecimento sobre quais vari?veis ambientais atuam como determinantes locais sobre os controladores da decomposic?o. O conhecimento sobre o processo de decomposi??o ainda ? incipiente para o semi?rido brasileiro. O objetivo do presente estudo foi analisar o processo de decomposi??o (folhas e ra?zes), de uma mistura de tr?s esp?cies nativas durante 12 meses em um ecossistema semi?rido do Nordeste Brasileiro. Tamb?m foi analisado se a taxa de decomposi??o pode ser explicada por fatores ambientais locais, especificamente riqueza de esp?cies, densidade e biomassa a?rea vegetal, riqueza de esp?cies e abund?ncia de macro-artr?podes do solo, produ??o de serrapilheira e estoque de ra?zes finas. Trinta pontos amostrais foram distribu?dos aleatoriamente dentro uma ?rea de 2000 m x 500 m. Para determina??o das taxas de decomposi??o foi utilizada a t?cnica de bolsas de serapilheira (litterbags) e para as an?lises dos dados foram utilizadas regress?es m?ltiplas. Houve uma alta degrada??o da mat?ria org?nica morta. A biomassa a?rea vegetal foi o ?nico fator ambiental local significativamente relacionado ? decomposi??o foliar. A densidade da vegeta??o e a produ??o da serrapilheira foram, respectivamente, positiva e negativa significativamente relacionadas com as taxas de decaimento de ra?zes finas. Os resultados sugerem que a heterogeneidade espacial da Caatinga pode exercer fortes influ?ncias no processo de decomposi??o, tendo em vista a atua??o de fatores ambientais relacionados ? exposi??o da mat?ria org?nica e a consequente atua??o da radia??o solar como controlador do processo de decomposi??o nessa regi?o

Orientador: Vicente Lopes Júnior / Banca: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Alberto Luiz Serpa / Resumo: Este trabalho apresenta o projeto do regulador linear quadrático (LQR - do inglês Linear Quadratic Regulator) para atenuar vibrações em estruturas mecânicas. Estas estruturas, com atuadores e sensores acoplados, são denominadas estruturas inteligentes. Os projetos de controladores ativos são resolvidos utilizando desigualdades matriciais lineares (LMIs - do inglês Linear Matrix Inequalities). Assim, é possível projetar controladores robustos considerando incertezas paramétricas na planta a ser controlada. São utilizados atuadores e sensores piezelétricos (PZTs) para aplicações em estruturas flexíveis dos tipos vigas e placas e, também, atuadores de pilha para aplicações em estruturas do tipo treliça. O problema do posicionamento ótimo dos atuadores e sensores piezelétricos também é resolvido utilizando as normas de sistemas H2, H , Hankel e as matrizes grammianas de observabilidade e controlabilidade. O modelo matemático da estrutura inteligente é obtido a partir do Método dos Elementos Finitos e, também, utilizando o Método de Identificação de Subespaços através de dados experimentais. O problema de posicionamento ótimo dos atuadores e sensores e o controle ativo de vibração são apresentados em simulações numéricas e experimentais. Os resultados mostram que os controladores robustos aumentam o amortecimento estrutural minimizando as amplitudes de vibração. / Abstract: This work presents the Linear Quadratic Regulator design to vibration attenuation in mechanical structures. These structures are named Smart Structures because they use actuators and sensors electromechanically coupled. Active controller designs are solved using Linear Matrix Inequalities. So, it is possible to consider polytopic uncertainties. Piezoelectric actuators and sensors are used for applications in flexible structures as beams and plates and, also, stack actuators for applications in truss structures. Optimal placement problem of piezoelectric actuators and sensors also solved using H2, H , Hankel system norms and controllability and observability grammian matrices. The mathematical model of the smart structure is obtained through Finite Element Method and, also, through Numerical State Space of Subspace System Identification (Subspace Method) by experimental data. The optimal placement of actuator and sensor and the active vibration control is numerically and experimentally implemented. Results show that the robust controllers increase the structural damping minimizing magnitude of vibrations. / Mestre