Orientador : Anesio dos Santos Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T13:04:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula_AndreSaraivade_M.pdf: 4368055 bytes, checksum: d01245971b646a02573882bf32ccca8f (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador: Edvaldo Assunção / Banca: Marcelo Carvalho M. Teixeira / Banca: Hilton Cleber Pietrobom / Resumo: Este trabalho aborda técnicas de controle em sistemas lineares realimentados com a derivada dos estados. Apresenta-se uma nova técnica de alocação de pólos, de forma que a resposta do sistema em malha fechada atenda alguns índices de desempenho. O projeto para o controlador é desenvolvido na forma de LMIs. Esse tipo de projeto é mais flexível no tratamento de robustez. Porém, é bem complicado inserir restriçõesi clássicas de índice de desempenho em LMIs. Para resolver essa situação usa-se o conceito de estabilidade regional (ou D-estabilidade) de sistemas. São apresentadas condições necessárias e suficientes para a D-estabilidade de sistemas lineares, realimentados com a derivada dos estados. Também são encontradas condições de suficiência para a D-estabilidade em sistemas com incertezas politópicas nos parâmetros. Apresenta-se a analogia que existe entre LMIs para sistemas com incertezas politópicas e LMIs para sistemas variantes no tempo. A eficiência da metodologia apresentada é avaliada através da solução de exemplos numéricos. / Abstract: This work focuses control techniques in linear systems using only state-derivative feed- back. It presents new techniques for pole-placement, where the transient response of a linear system is specified by design constraints. The design of the controller is described in LMI framework. This framework is more exible on the design of robust systems. However, it is more difficulty to incorporate classical design constraints in LMIs. The problem is solved using D-stability concept. We proposed necessary and sufficient condi- tions for D-stability of linear system using state derivative feedback. Are also proposed sufficient conditions to uncertain linear system and time-varying systems with bounded parameters. The validity and applicability of this approach are illustrated by examples. / Mestre

Orientador: Percival Bueno de Araujo / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: Carlos Roberto Mendonça Rocha / Resumo: Com o crescimento do consumo de energia, aliado às restrições ambientais que dificultam a construção de unidades geradoras e/ou de linhas de transmissão, os sistemas elétricos de potência se tornaram cada vez maiores e complexos. Para aumentar sua confiabilidade, diferentes sistemas foram interligados e passaram a trabalhar próximo de seus limites. Este trabalho apresenta estudos referentes à estabilidade a pequenas perturbações de um sistema elétrico de potência multimáquinas. Busca-se fornecer amortecimento às oscilações eletromecânicas de baixa freqüência com a utilização dos dispositivos Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESP) e também o dispositivo FACTS Capacitor Série controlado a tiristor (TCSC), equipado com um controlador adicional (POD). Para se conseguir este objetivo é realizada a modelagem do sistema elétrico de potência, seguindo de sua modificação para a inclusão do TCSC. São também modelados os controladores ESP e POD. O ajuste dos parâmetros dos controladores é feito pelo Método da Compensação de Fase e a localização destes dispositivos no sistema elétrico é discutida. A partir dos modelos implementados computacionalmente são realizadas simulações e os resultados obtidos são discutidos e conclusões são apresentadas a respeito da estabilidade às pequenas perturbações do sistema elétrico de potência. / Abstract: As the electrical energy demand increases, associated to environmental restrictions that difficult the construction of new generator unities and/or transmission lines, the electrical power systems are becoming large and complex. To increase the reliability, different systems are interconnected and working close to their limits. This work presents studies referred to small perturbations stability of a multimachine electrical power system. Low frequency electromechanical oscillations are damped using stabilizer devices like Power Systems Stabilizer (PSS) and also FACTS devices as tiristor control series capacitor (TCSC) equipped with an additional controller (POD). This objective is attained modeling the electrical power system and modifying it to include the TCSC. The ESP and POD controllers are also modeled. The controller parameter adjustments are effectuated by the Phase Compensation Method and the positioning of these devices on the electrical power system is discussed. Simulations are realized from the models computationally implemented and the results are discussed emphasizing the stability to small perturbations of the electrical power system. / Mestre

Orientador: José Paulo Fernandes Garcia / Banca: Edvaldo Assunção / Banca: Jean Marcos de Souza Ribeiro / Resumo: A presença de atraso em sistemas com controle digital reduz a robustez e também degrada o desempenho do mesmo. Neste trabalho, o atraso no sinal de controle devido ao tempo necessário para a computação e o atraso de transporte da planta controlada são tratados como uma falha a ser detectada e o controlador apropriado é utilizado para minimizar estes efeitos. Desta forma, é proposto um controle com modos deslizantes discreto que melhora o desempenho de sistemas quando a falha devido ao atraso está presente. Os observadores além de estimar os estados do sistema são utilizados para gerar os resíduos. Analisando a norma do resíduo propõe-se um novo esquema para detecção de falhas e para adaptação do controlador. Para ilustrar o procedimento de projeto e a eficácia do método aplica-se a técnica proposta para o controle de um Sistema Pêndulo Invertido Rotacional, para o controle de um Sistema de Simulação de Vôo de Helicóptero e para o controle de um Sistema de Simulação do Modelo dos Eixos Laterais de uma Aeronave (L-1011) em Condições de Vôo. / Abstract: The presence of delay in systems with digital control reduces the robustness and also degrades its performance. In this work, the computation time delay and the transport delay of the plant controlled are treated as a fault to be detected and appropriate controller is used to minimize its effects. Then, it is proposed a discrete-time sliding mode control that improves the performance of systems when time delay fault is present. The observers in addition to estimate the states of the system are used to generate the residuals. Using the residuals functions, it is proposed a new scheme for fault detection and for controller adaptation. The proposed technique is used to control a Rotary Motion Inverted Pendulum System, a Helicopter Flight Simulation System and System Simulation of the lateral axis model of an (L-1011) in cruise flight conditions to illustrate the design procedures and the effectiveness of the method. / Mestre

Orientador: Edméa Cássia Baptista / Banca: Vanusa Alves de Sousa / Banca: Leonardo Nepomuceno / Resumo: Este trabalho propõe uma abordagem que utiliza uma associação dos métodos de barreira modificada e da Lagrangiana aumentada para a resolução do problema de fluxo de potência ótimo. Para isso, foi realizado um levantamento bibliográfico que explicitou os métodos de Newton-Lagrangiano, de barreira modificada e da função lagrangiada aumentada. Na abordagem proposta, as restrições canalizadas são desmembradas em duas desigualdades. Estas são transformadas em igualdades a partir do acréscimo de variáveis de folga ou de excesso positivas, as quais são tratadas pela função barreira modificada. As restrições de igualdade originais do problema são tratadas pelo método da função Lagrangiana aumentada e as igualdades restantes através da função Lagrangiana. As condições necessárias de primeira ordem são aplicadas resultando num sistema não linear o qual é resolvido pelo método de Newton. A eficiência do método foi verificada utilizando um exemplo matemático e em problemas de fluxo de potência ótimo / Abstract: This work proposes an approach that uses an association of the modified barrier method and augmented Lagrangian method for the solution of the optimal power flow problem. On this purpose, a bibliographical review was accomplished the methods Newton-Lagrangian, modified barrier and augmented Lagrangian function. In this approach, the bounded constraints are transformed in equalities by additing the non-negative slack variables. Those slack variables are handled by the modified barrier function. The original equality constrains of the problem are handled by the method of augmented Lagrangian function and the remaining equalities are handled by the Lagrangian function. The first order necessary conditions are applied resulting a nonlinear system which is solved by Newton's method. The effectiveness of the proposed approach has been examined by solving a mathematical example and optimal power flow problems / Mestre

Orientador: Antonio Roberto Balbo / Coorientadora: Célia Aparecida dos Reis / Banca: Marcelo Suetake / Banca: André Christovão Pio Martins / Resumo: Atualmente pesquisas sobre a produção de energia com menor impacto ambiental, com maior rendimento energético e, possivelmente, a um custo mínimo de produção, são de interesse mundial. Desta forma, a produção de energia renovável, com estas características, através de biodigestores torna-se uma alternativa relevante. Os biodigestores, em geral, consistem de biorreator que armazena matéria orgânica fresca (substrato ou biomassa) de origem humana, animal ou vegetal. A fermentação anaeróbica destes substratos produz um gás combustível (biogás) que pode ser utilizado como fonte de energia e o material remanescente no biodigestor pode ser usado como biofertilizante. O processo de biodigestão é complexo, pois envolve vários grupos de bactérias e o seu entendimento é importante para promoção de agentes que visam aumentar a eficiência dos biodigestores. Neste trabalho propõe-se um modelo dinâmico não linear para descrever o processo de fermentação da biomassa dentro do biodigestor. Realiza-se também uma análise do modelo mediante a técnica de Lyapunov, a qual possibilitou a investigação de soluções analíticas assintoticamente estáveis e um estudo de seu espaço de fase, que contempla a sua estabilidade assintótica. Simulações numéricas são realizadas para a validação dos resultados obtidos ao modelo proposto / Abstract: Nowadays, research on energy production with lower environmental impact, with higher energy efficiency and, possibly, at a minimum cost of production, is of worldwide interest. In this way, the production of renewable energy, with these characteristics, through biodigesters becomes a relevant alternative. Biodigesters generally consist of a chamber that stores fresh organic matter (substrate or biomass) of human, animal or plant origin. Anaerobic fermentation of these substrates produces a fuel gas (biogas) that can be used as an energy source and the remaining material in the biodigester can be used as biofertilizer. The biodigestion process is complex because it involves several groups of bacteria and its understanding is important to promote agents that aim to increase the efficiency of biodigesters. This essay proposes a dynamic non-linear model to describe the fermentation process of an Indian biodigester. It is also proposed an analysis of the model using the Lyapunov technique, which became possible the investigation of asymptotically stable analytical solutions and asymptotic stability and a study of its phase space, which contemplates its asymptotic stability. Numerical simulations are performed to convalidate the proposed model. / Mestre

Orientador: Sérgio Henrique Lopes Cabral. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

Orientador: Sérgio Henrique Lopes Cabral. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

Orientador: Sérgio Henrique Lopes Cabral. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

A potência elétrica instalada no Brasil, necessária para suprir a carga composta pelas lâmpadas incandescentes é significativa (16 GW) e seus custos associados em geração, transmissão, distribuição e manutenção, requerem um apreciável volume de investimentos pela sociedade. Assim, partindo de uma análise técnico-econômica, com base em series históricas de preços de energia elétrica e de lâmpadas, superiores a dois anos, e meta de racionalização energética em usos finais, este trabalho indica a existência de alternativas técnicas e institucionais vantajosas, a todas as partes envolvidas, a serem usadas na iluminação, pelo setor residencial. 0 trabalho apresenta contribuição original quando descreve um método de cálculo da vida nominal de lâmpadas incandescentes, otimizando-a em função do custo do lumen-hora. E feita uma revisão histórica e são apresentados resultados obtidos, a partir do método desenvolvido e da aplicação das formulações disponíveis nos métodos encontrados na literatura. O ponto de operação e a eficiência das lâmpadas produzidas para o mercado nacional podem ser incrementados pelo uso de conhecimentos e tecnologias disponíveis. As alterações devem ser implementadas a partir da mudança de alguns requisitos mínimos, contidos na especificação brasileira. Os cálculos indicam que 68 % dos consumidores brasileiros tem gasto médio anual de ate 42x106 US$ pela operação das lâmpadas de 60 W nominais fora do ponto ótimo. Usando a prerrogativa de que não deve ser alterado o fluxo luminoso nominal prescrito em norma, este trabalho mostra que as lâmpadas incandescentes, a partir de 60 W, devem ter sua vida nominal e potencia de trabalho reduzidas, sem mudança do valor da potência nominal, para evitar transtorno ao consumidor. Isto proporciona a redução do custo do benefício (Iuz) ao consumidor; o estado e a sociedade podem expandir os benefícios sociais advindos da utilização da energia elétrica, sem a necessidade de investimentos adicionais em geração, transmissão e manutenção; e o fabricante, que além de poder oferecer o produto com real melhora de qualidade, terá ainda receitas e o seu mercado local expandidos. / The installed electric power in Brazil, to supply the necessary load incandescent lamps made by the significant (16 GW) and its costs in generation, transmission, distribution and maintenance, require an appreciable amount of investment by society. Thus, from a technical and economic analysis, based on historical series of prices of energy and electric lamps tie, more than two years, and the goal of energy rationalization in end uses, this work indicates the existence of alternative techniques and institutional advantageous to all parties involved, to be used in lighting, the residential sector. 0 paper presents an original contribution when describing method of calculating the nominal life of incandescent lamps, optimizing the cost-of lumen-hours. A review history and are presented results obtained from the method development and application of the formulations di? poniveis methods in found in the literature. The point of operation and efficiency of lamps produced for the domestic market can be strengthened by the use of knowledge and technologies available. Changes must be implemented from the change of some minimum requirements contained in the specification Brazilian. The calculations indicate that 68% of Brazilian consumers tern average annual expenditure of up to U.S. $ 42x106 for the operation of the lamps 60 W nominal point out great. Using the prerogative that should not be altered flow nominal light prescribed in rule, this work shows that the incandescent lamps from 60 W, devern have its rated life and power reduced work without changing the value of power nominal, to avoid inconvenience to the consumer. This provides the decrease the benefit cost (Iuz) to the consumer, the state and society can expand the social benefits arising from use of electricity, without the need for additional investments in generation, transmission and maintenance, and the manufacturer, which besides being able to offer the product with real quality improvement, and its revenues will still have the local market expanded.