Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Hidráulica). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:01:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6469_Dissertação_final_Daniel_luis_Cosmos.pdf: 9906832 bytes, checksum: be08efcf829cde189c3b3f48f3aaa368 (MD5) Previous issue date: 2014-11-06 / Detecção de pedestres é um problema muito abordado na atualidade, possuindo diversas aplicações com potencial para melhorar a qualidade de vida da sociedade. Algumas dessas aplicações se encontram nas áreas de sistemas de auxílio ao motorista, reconhecimento de pessoas em fotos e vídeos, e vigilância. Atualmente existe um grande número de pesquisas envolvendo este assunto, trazendo muitas ramificações ao estado da arte no que diz respeito a detecção de pedestres. Esta dissertação apresenta um sistema de detecção de pedestres em ambientes não controlados baseado em janelas deslizantes. Sistemas deste tipo são compostos por dois blocos principais: um para a extração de características e outro para classificação das janelas. Duas técnicas de extração de características são usadas, sendo elas: HOG (Histogram of Oriented Gradient) e CSS (Color Self Similarities), e para classificar as janelas é usado o SVM (Support Vector Machine) linear. Além dessas técnicas, são também utilizadas: mean shift e agrupamento hierárquico, para a fusão de múltiplas detecções sobrepostas; e filtro bilateral, para pré-processamento da imagem. Os resultados obtidos sobre o banco de dados INRIA Person Database mostram que o sistema proposto, usando somente o descritor HOG, apresenta melhorias em relação a sistemas semelhantes, com um log average miss rate igual a 41,8%, contra 46% da literatura. Este resultado foi possível devido ao corte das detecções finais para melhor adequação às anotações modificadas, e também a algumas modificações feitas nos parâmetros dos descritores. A adição do descritor CSS modificado ao HOG aumenta a eficácia do sistema, levando a um log average miss rate igual a 36,2%, classificando separadamente cada descritor

La agitación de líquidos es una de las operaciones más comunes de los procesos industriales. Es de importancia fundamental con múltiples aplicaciones en la industria minera, petrolera, de alimentos, química, farmacéutica y papeleras entre otras. En especial, el rubro minero requiere de agitadores de estanque en prácticamente todas sus áreas del proceso. En el contexto dado por la importancia de la minería en el país, el Dr. Ing. Álvaro Valencia del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile, a través de métodos de simulación numérica, ha querido desarrollar una metodología de predicción del comportamiento de un flujo dentro de un estanque agitador de pulpa mediante impulsores rotatorios. Típicamente, este tipo de problemas resulta complejo y se requieren métodos numéricos de resolución. La discretización del medio usando mallado no estático, es la herramienta más usual y conveniente. Para esto se utilizan mallas deslizantes a modo de predecir la fluidodinámica del sistema. Las dificultades producidas por este tipo de mallas plantean un desafío importante para las técnicas de resolución numérica de ecuaciones que rigen fluidos turbulentos. En esta memoria se contempló un primer estudio en el comportamiento del flujo dentro de los estanques agitadores. Para ello, se utilizó una herramienta computacional de simulación de CFD (Mecánica de Fluidos Computacional) considerando la interacción impulsor-bafle, flujo turbulento, fluido newtoniano y deslizamiento de malla en un escenario donde el fluido impulsado es agua y el agitador es la bien conocida turbina Rushton mono-impulsor de 6 álabes. Los resultados obtenidos por la simulación fueron comparados con un artículo científico que estudió la agitación de agua en régimen turbulento mediante una turbina Rushton de 6 aspas, utilizando el método de mallas deslizantes. Los resultados más relevantes presentados acá fueron los perfiles de velocidad radial y axial, la distribución de presión en un plano transversal y distintos índices adimensionales, entre ellos, el número de potencia y el número de bombeo. Finalmente, en esta memoria se dejó plasmado el procedimiento de cálculo para así dar una pauta a que investigadores o memoristas estudien posibles extensiones del método y encuentren futuras aplicaciones prácticas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-10Bitstream added on 2014-06-13T18:49:40Z : No. of bitstreams: 1 caun_ap_me_ilha.pdf: 919724 bytes, checksum: afeca633ca3cfd0780cb33c363186934 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta uma nova estratégia de controle discreto. A técnica é baseada em Modos Deslizantes Discretos, utilizando uma lei de controle suave. Quando um algoritmo de controle é implementado em um computador digital, existe um atraso no tempo de computação, devido ao tempo de execução das instruções. Neste trabalho, vamos assumir que estes atrasos são constantes e menores que um período de amostragem. A presença do atraso no tempo de computação não apenas reduz a estabilidade e robustez, mas também degrada a performance de controle. O novo controlador proposto é projetado para atuar na presença destes atrasos, melhorando substancialmente o desempenho do controle. Outra propriedade importante deste controlador é a possibilidade de trabalhar com períodos de amostragem mais altos, garantindo o uso de freqüências mais baixas de processamento, ou seja, proporcionando uma economia do hardware de atuação. A nova lei de controle proposta foi aplicada na estabilização de quatro sistemas incertos e de natureza instável: Sistema Bola e Viga, Sistema Pêndulo Invertido Linear, Sistema Pêndulo Invertido Rotacional e Sistema Pêndulo Invertido Rotacional Duplo. Resultados das simulações são apresentados e comparados com resultados de outro controlador de Modo Deslizante, proposto na literatura, caracterizando um estudo comparativo, onde a eficácia do novo controlador projetado se mostra evidente, devido a seu algoritmo de fácil elaboração prática. Para melhor visualização do comportamento dos sistemas estudados e visando a contribuição no aprendizado de sistemas de controle, modelos de animação em três dimensões foram utilizados. / This work presents a new strategy of discrete-time control. The technique is based on Discrete-Time Sliding Modes, using a smooth control law. When a control algorithm is implemented in a digital computer, there is a computation time delay, due the execution time of the instructions. In this work, we go to assume that these delays are constant and smaller than a sampling period. The presence of the computation time delay not only reduces the stability and robustness, but also degrades the control performance. The new considered controller is projected to work in the presence of these delays, improving substantially the performance of the control. Another important property of this controller is the possibility to work with higher sampling periods, guaranteeing the use of lower frequencies of processing, providing an economy of the actuation hardware. The new control law proposal was applied in the stabilization of four uncertain systems with unstable nature: Ball and Beam System, Linear Inverted Pendulum System, Rotational Inverted Pendulum System and Double Rotational Inverted Pendulum System. Simulations results are presented and compared with results of other Sliding Mode controller, proposed in the literature, characterizing a comparative study, where the effectiveness of the new designed controller shows evident, due your algorithm of easy practical elaboration. For better visualization of the behavior of the systems studied and aiming at the contribution in the learning of control systems, models of animation in three dimensions had been used.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6840_1.pdf: 8336904 bytes, checksum: 3f07d3691d1be88c6c39975295ee8528 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Retificadores trifásicos controlados são amplamente utilizados em aplicações que requerem fluxo de potência bidirecional. Além disso, têm sido cada vez mais empregados a fim de se reduzir a poluição harmônica na rede elétrica. Tradicionalmente, o controle destes retificadores é feito através da corrente, em referencial orientado pelo vetor tensão da rede. Problemas surgem neste tipo de sistema, quando a tensão da rede elétrica apresenta harmônicos em excesso, principalmente em relação à sincronização do referencial. Já existem vários métodos de detecção de fase (PLLs) capazes de amenizar estes problemas. Entretanto, a utilização de outro referencial, o referencial orientado pelo vetor fluxo virtual, promete dispensar o uso de PLLs. Este referencial é utilizado, geralmente, em técnicas de controle direto de potência. Portanto, os principais objetivos deste trabalho são: realizar um estudo das principais técnicas de controle direto de potência já existentes; propor uma nova técnica robusta de controle direto de potência orientado pelo fluxo virtual utilizando a teoria de controle digital por modos deslizantes e comparar as técnicas de controle direto de potência à tradicional técnica de controle de corrente

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6858_1.pdf: 6691710 bytes, checksum: f00645af07bcace9e7fe9ab89b57813c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Companhia Hidro Elétrica do São Francisco / O presente trabalho tem por objetivo principal apresentar uma análise do desempenho das principais técnicas de controle de conversores trifásicos, tipo fonte de tensão, conectados a redes elétricas durante transitórios em sistemas elétricos. Portanto, em todas as simulações realizadas neste trabalho o conversor foi conectado ao sub-sistema Leste da CHESF, representado no ATP por dezesseis barras interligadas através de linhas de transmissão modeladas a parâmetros distribuídos, transformadores de potência com suas curvas de magnetização implementadas, além de compensadores síncronos. Tudo isso visa reproduzir com maior fidelidade fenômenos transitórios comuns à rotina diária dos sistemas elétricos de potência. Todas as técnicas foram modeladas em linguagem MODELS, a fim de serem integradas ao ATP durante a simulação, e duas delas, baseadas em controle por modos deslizantes, são propostas com o objetivo de garantir robustez a variações paramétricas, característica desejável, mas ainda não presente nas técnicas atuais

O objetivo principal deste trabalho de Mestrado é avaliar compensadores que tentam diminuir o efeito do atrito estático existente em válvulas de controle. Os compensadores de atrito utilizados neste trabalho foram: CR1, CR2 Knocker, Two-move, controle por modos deslizantes e controle por modos deslizantes integrador. Estes compensadores são implementados em um ambiente industrial (SDCD). Devido ao atrito, o sistema tem um comportamento não-linear, o qual pode afetar o bom rendimento de um controlador PID, sendo que o sistema em malha fechada pode ter oscilações. Então, para obter uma diminuição do efeito do atrito, empregam-se compensadores de atrito. Para implementá-los, é necessário conhecer os parâmetros do atrito existente. Portanto, a primeira parte deste trabalho consiste em uma explicação dos diferentes modelos e métodos que se vai usar neste trabalho. Também foram realizadas simulações das estratégias de controle utilizadas. Após estes tópicos, vai se identificar o modelo do sistema que conta com uma malha de controle de vazão, com o objetivo de auxiliar na sintonia do controlador PID. Depois, introduzem-se os compensadores de atrito, os quais tentam minimizar os índices ITAE (Integrated Time Absolute Error) e IAE (Integrated Absolute Error), bem como o desgaste que se produz nos equipamentos, devido ao uso (excessiva movimentação da haste das válvulas). O objetivo assumido é implementar as estratégias de controle em um software industrial. Os resultados mostraram que os compensadores CR1 e CR2 obtiveram os melhores índices de desempenho e conseguiram compensar o atrito na haste da válvula de controle. / The main objective of this work is to evaluate compensators that try to decrease the static friction effect existent in control valves. The friction compensaters used in this work were: CR1, CR2, Knocker, Two-move, sliding mode control and sliding mode control with integrator. These compensators are implemented in an industrial environment (DCS). Due to friction, the system has a nonlinear behavior, which may affect the good performance of a PID controller, wherein the closed loop system can have oscillations. So to get a decrease in the effect of friction, friction compensators are employed. To implement them, it is necessary to know the parameters of the friction existent. So the first part of this work consists of an explanation of the different models and methods that will be use in this work. Also, simulations were made of the control strategies used. After these topics, it will be identify the system model which has a own control loop, in order to help the PID controller tuning. Then it will be introduced friction compensators, which attempt to minimize the ITAE (Integral Time Absolute Error) and IAE (Integrated Absolute Error), and wear that occurs on the equipment due to the use (excessive movement of the valve stem). The assumed objective is to implement control strategies in industrial software. The results show that the compensators CR1 and CR2 have the best performance indexes and they compensate for the friction in the control valve stem.

Orientador: Cláudio Kitano / Abstract: Interferometers are extremely sensitive measurement devices, which use the principle of interference between two or more sources of light to generate a pattern of constructive and destructive interference. This pattern contains information about the physical phenomenon under study, and their light intensity can be used to calculate the optical path difference traveled by the two beams. The optical path difference and light intensity relationship is given by a cosine type function. Large disturbances can change the interferometer operation point, reaching nonlinear regions of the interferometric curve and even inducing ambiguities due to the periodicity of the input/output relationship. The present work concerns with the modeling, development and application of a control strategy based on sliding mode control, in a two-beam quadrature interferometer. It was used the high gain approach, which consists in to fully compensate the phase shifts induced on the sensor arm with the control system, in such a way that the voltage control signal becomes proportional to the phase disturbances. Therefore, the demodulation process does not require phase unwrapping algorithms. This implemented system showed capability to improve dynamic range and bandwidth when compared with other control systems in literature that were based on different high gain approach topologies. Also a new method of interferometric phase demodulation is proposed allying this control strategy to a virtual emulated inte... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: Interferômetros são dispositivos de medição extremamente sensíveis, os quais utilizam o princípio de interferência entre duas ou mais fontes de luz para gerar um padrão de interferência construtiva e destrutiva. Este padrão contém informação sobre os fenômenos físicos sob estudo, e sua intensidade luminosa pode ser usada para calcular a diferença de caminho óptico acumulada pelos dois feixes de luz. A diferença de caminho óptico e a intensidade de luz são relacionadas por uma função cossenoidal. Grandes distúrbios podem alterar o ponto de operação do interferômetro, alcançando regiões não lineares da curva característica do interferômetro e até mesmo induzindo ambiguidades, devido à periodicidade da relação entrada/saída. Este trabalho preocupou-se com o modelamento, desenvolvimento e aplicação de uma estratégia de controle baseada em controle com modos deslizantes, em um interferômetro de dois feixes em quadratura. Foi utilizada a abordagem de alto ganho, a qual consiste em utilizar o sistema de controle para compensar completamente os deslocamentos de fase induzidos no braço sensor, de tal forma que o sinal de controle se relaciona com os deslocamentos de fase por uma equação de reta. Portanto o processo de demodulação não necessita de algoritmos de desdobramento de fase. O sistema implementado mostrou capacidade de melhorar a faixa dinâmica e largura de banda quando comparado com outros sistemas de controle na literatura, também baseados na abordagem de alto ganho. Destaca... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-05-05Bitstream added on 2014-06-13T19:08:07Z : No. of bitstreams: 1 rodrigues_fb_me_ilha.pdf: 1021426 bytes, checksum: 028694c19f815498611014f84cf91e78 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Usando uma função de resíduos, é proposto um novo esquema para melhoria da robustez e acomodação de falhas através de sistemas com multicontroladores. O projeto de um preditor contínuo e um Controlador com Estrutura Variável e Modos Deslizantes (CEV-MD) contínuo são apresentados para obter bomdesempenho na presença de atraso no sinal de entrada. Projetos de Controladores Discreto com Modos Deslizantes (CDMD) são apresentados de modo a obter boa performance para o sistema mesmo na presença de várias situações de falhas e incertezas paramétricas. Para adaptar o controlador a cada situação de operação do sistema, uma estratégia baseada na menor das funções de resíduos é proposta. O esquema proposto é aplicado em um modelo de eixos laterais que descrevem as condições de vôo de um avião L-1011, em um Sistema Pêndulo Invertido Rotacional e em um Sistema de Simulação de Vôo de Helicóptero para ilustrar os procedimentos do projeto e a efetividade do método. / Using the residuals functions, it is proposed a new scheme to improve robustness and fault accommodation by controller adaptation. A Variable Structure Control and Sliding Mode VSCSM design is presented to improve the performance of systems when computation time delay fault is present. A Discrete SlidingMode Control (DSMC) design is presented to control several fault situations and parametric uncertainties. To adapt the controller to fault condition, a strategy based on the residuals functions is proposed. The scheme is applied to a lateral axis model of a L-1011 in cruise flight conditions, a RotaryMotion Inverted Pendulum System and a Helicopter Flight Simulation System to illustrate the design procedures and the effectiveness of the method.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-29Bitstream added on 2014-06-13T19:48:58Z : No. of bitstreams: 1 jacomeli_jr_me_ilha.pdf: 1801701 bytes, checksum: 7e0a2edc93d23563d2882556d106d710 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Devido ao grande crescimento em tamanho e complexidade dos sistemas de potência interconectados, surge a necessidade de se desenvolver novas técnicas de controle de geração. Eram usados modelos simplificados para a análise, assim como outras abordagens. Atualmente, novas modelagens levam em conta muitos outros parâmetros que antes não eram utilizados, aproximando cada vez mais a planta modelada com a planta real. Grandes esforços têm sido feitos no controle automático da geração de sistemas de potência interconectados. Para tanto, foram utilizados neste trabalho um observador com modo deslizante e leis de controle com modo deslizante analógica e controle com modo deslizante digital para análise de desempenho do controle de geração, utilizando a planta de um sistema com geração térmica e geração hidráulica interconectados. / Due to the great growth in size and complexity of the interconnected power systems, it appears of developing of new techniques of generation control. Simplified models were used for the analysis, as well as for other approaches. Nowadays, new modellings take into account many other parameters that before were not considered, approximating the modeled plant with the real plant. Great efforts have been made in the automatic generation control of the interconnected power systems. In this work an observer with sliding mode and control laws with analogical sliding mode and control with digital sliding mode, with the plant of an interconnected system with thermal generation and hydraulic generation, were proposed and analyzed.