Este trabalho propõe a utilização de uma técnica de controle PID adaptativo gaussiano (GAPID) com o objetivo de aumentar o desempenho do controle PID tradicional aplicado a um conversor Buck. A função gaussiana utilizada para definir os ganhos adaptativos tem características como: é uma função suave e com derivadas suaves, possui limites inferior e superior bem definidos e possui concavidade ajustável. Pelo fato de ser uma função suave, ajuda a evitar problemas relacionados às transições abruptas dos ganhos, comumente encontradas em outros métodos adaptativos. Entretanto, não há uma metodologia algébrica para obter os ganhos adaptativos, visto que originalmente o conjunto de parâmetros do GAPID é composto por oito elementos. Para tanto, utilizaram-se técnicas como otimização através de metaheurísticas bio-inspiradas, métricas avaliativas de desempenho, alteração no método de obtenção do tempo de acomodação, com o objetivo de aumentar o desempenho deste controlador (GAPID) e obter os ganhos adaptativos. O uso do conjunto de oito elementos na otimização gerou soluções ótimas, porém, muito especializadas, levando o controlador a não se comportar bem quando as condições de operação mudam. Desta forma, é proposto um vínculo entre os parâmetros não lineares das curvas gaussianas com os parâmetros lineares do controlador PID, que demonstrou gerar soluções quase tão boas quanto com parâmetros livres e menos especializadas, com comportamento mais homogêneo face a mudanças no ponto de operação do controlador e trazendo como principal vantagem a utilização dos mesmos requisitos de projeto do PID tradicional, o que facilitaria a migração do controlador PID para o GAPID dentro da maioria das indústrias. Os resultados obtidos, tanto na simulação quanto no protótipo foram semelhantes. Isso se deve ao cuidado com a modelagem e o rigor nos procedimentos de projeto, implementados da mesma forma no modelo e no protótipo. / This work proposes the use of a Gaussian adaptive PID control technique (GAPID) in order to increase the performance of the traditional PID control applied to a Buck converter. The Gaussian function used to define adaptive gains has characteristics such as; it is a smooth function with smooth derivatives, it has well defined lower and upper bounded and it has the adjustable concavity. Because it is a smooth function, it helps avoid problems related to abrupt gains transition, commonly found in other adaptive methods. However, there is no algebraic methodology to obtain the adaptive gains, since originally the GAPID parameter set consists of eight elements. Therefore, was used techniques such as optimization through bio-inspired metaheuristics, performance evaluation metrics, and change in the method to obtaining the settling-time, in order to increase the performance of this controller (GAPID) and obtain the adaptive gains. The use of the eight elements in the optimization generated optimized but very specialized solutions, causing the controller not to behave well when the operating conditions change. In this way, a link between the nonlinear parameters of the gaussian curves and the linear parameters of the PID controller was proposed, which demonstrated to generate solutions almost as good as with free and less specialized parameters, with a more homogeneous behavior in relation to changes in the operating point of the controller and bringing as a main advantage the use of the same traditional PID design requirements, which would facilitate the migration of PID controller to GAPID within most industries. The results obtained in both the simulation and the prototype were similar. This is due to careful modeling and rigor in design procedures, implemented in the same way in the model and the prototype.

Esta pesquisa apresenta e compara medidas de doses pediátricas periféricas em radioterapia, em regiões de tireóide, coração, mama, abdome, medial de ovários e testículos. Tais doses foram obtidas com TLDs de LiF:Mg,Ti (TLD-100) em pó, posicionados em três objetos simuladores humanóides com tamanhos de crianças de dois, cinco e dez anos, feitos de polietileno de alta densidade e completamente preenchidos com água. Foi empregado um acelerador linear Varian Clinac 600CD para irradiar a cabeça dos três objetos simuladores, com feixes de Raios X produzidos com potencial de 6 MV, com três diferentes planejamentos craniais: (a) IMRT sliding window com o colimador multifolhas rotacionado em 0º, (b) IMRT sliding window com o colimador multifolhas rotacionado em 90º e (c) planejamento conformal (3D). As doses aplicadas foram de 300 cGy e 600 cGy com cinco campos coplanares para todos os planejamentos. Como resultado deste trabalho observa-se que as doses obtidas para todas as irradiações são muito baixas, quando comparadas aos valores de doses determinísticas para as regiões de maior interesse em proteção radiológica e que IMRT 90º proporciona maior blindagem para a radiação de fuga que se direcionaria para o corpo do paciente, oferecendo vantagens quando comparado com os planejamentos conformal e IMRT 0º. / This research presents and compares peripheral pediatric doses measurements in radiation therapy, for of thyroid, heart, breast, abdomen, ovaries and testicles regions, obtained with TLD LiF: Mg, Ti (TLD-100) powder, placed on three humanoid phantoms with sizes of children as two, five and ten years old, made of high density polyethylene and completely filled with water. It at linear accelerator Varian Clinac 600CD was employed to irradiate the heads of the three phantoms, with X-rays beams generated by a potential of 6 MV, with three different skull plannings: (a) IMRT sliding window with multileaf collimator rotated 0°, (b) IMRT sliding window with the multileaf collimator rotated 90° and (c) conformal planning (3D). The doses applied were 300 cGy and 600 cGy with five coplanar fields for all cares planning. The results show that the doses obtained for the all irradiations are very low compared to deterministic dose values deterministic for the regions of greater interest in radiological protection and that IMRT 90º provides more shielding for leakage radiation which would be directed to patient's body, offering advantages when compared to conformal planning and IMRT 0º.

Este trabalho apresenta uma metodologia para classificação de eventos de curto-circuito e mano-bras em redes de distribuição de energia elétrica, com base nos registros oscilográficos de tensão na barra da subestação de distribuição. São apresentados os resultados obtidos para duas formas distintas de pré-processamento dos sinais de tensão, sendo a primeira baseada em Transformada de Fourier e a segunda em Transformada Wavelet para diferentes famílias de funções wavelet. Foram comparados três modelos neurais para o processo de classificação: Multi-Layer Perceptron, Radial Basis Function e Support Vector Machine. Os modelos foram treinados levando em conta uma característica autônoma de operação das redes, ou seja, a seleção automática do modelo e o controle de complexidade. Os resultados foram validados para um conjunto de simulações realizadas no programa Alternative Transient Program, visando a aplicação prática do método proposto em um equipamento registrador de oscilografias, desenvolvido pelo Lactec em conjunto com a Copel - Curitiba, PR, denominado Power Quality Monitor. Foram obtidos resultados com desempenho na ordem de 90% de acerto médio para as diferentes formas de pré-processamento e diferente modelos neurais. / This work presents a method for automatic classification of faults and events related to quality of service in power distribution networks, based on oscillographies of the bar feeder voltages of the distribution substation. We present the results for two distinct pre-processing forms of the voltage signals. The first is based on the Fourier Transform and the second on the Wavelet Transform for different families of wavelet functions. We compared three neural models for the process of classification: Multi-Layer Perceptron, Radial Basis Function and Support Vector Machine. The models were trained taking into account the autonomous operation of networks, i.e. automatic model selection and control complexity. The results were validated for a set of simulations performed using the Alternative Transient Program, aimed at practical implementation of the proposed method in an oscillograph logger, developed by Lactec together with Copel, called the Power Quality Monitor. The results were obtained with performance on the order of 90% of average accuracy for the various pre-processing forms and neural models.

O presente trabalho tem por objetivo mensurar o Kerma Ar na Superfície de Entrada, Ka,e, em Tomografia Computadorizada Odontológica (TCO), também conhecida como CBCT (Cone Beam Computed Tomography). A coleta de dados foi realizada em seis clínicas de radiodiagnóstico odontológico. Destas, cinco possuem o aparelho de TCO e uma possui o aparelho de raios X panorâmico. O arranjo experimental é composto de um simulador humanóide preenchido com água. Este simulador tem dimensões semelhantes a de uma criança, com o diâmetro lateral da cabeça igual a 14,5 cm. O Ka,e foi medido com dosímetros termoluminescentes sobre a superfície do simulador. As localizações dos dosímetros correspondem aos olhos e glândulas salivares (parótida). A técnica empregada engloba toda a região da cabeça, como um exame craniofacial. A configuração de FOV (Field of View) estendido oferece os maiores valores de dose. Os parâmetros técnicos (kVp e mAs) e os diferentes modos de execução do FOV, influenciam os resultados da dose. Além disso, há a diferença entre os resultados de três tomógrafos do mesmo modelo. Há também a falta de simetria na distribuição do Ka,e entre as duas faces do simulador. O tomógrafo de menor Ka,e, neste trabalho, pertence a mesma marca daqueles com os menores resultados descritos na literatura. / This aim of this work is to measure the Entrance Surface Air Kerma, Ka,e, in Dental Computed Tomography, also known as CBCT (Cone Beam Computed Tomography). Data collection was conducted in six dental radiology clinics. Five of these have dental computed tomography scanner and one of them has a panoramic X ray scanner. The experimental essay is composed of a humanoid phantom filled with water. In addition, it has similar dimensions to a child that has head with lateral diameter of 14.5 cm. The Ka,e was measured with thermoluminescence dosimeters on the surface of the phantom. The locations of the dosimeters correspond to eyes and salivary gland (parotid glands). The technique used comprises the total area of the head, like a craniofacial examination. The configuration of extended FOV provides the highest Ka,e values. The technical parameters (kVp and mAs) and different modes of executing the FOV influenced the Ka,e results. Furthermore, there were differences between the results of three scanners of the same model. There is also a lack of symmetry on Ka,e distribution between both sides of the phantom. The CBCT with the lowest Ka,e on this work is of the same type of those with the lowest doses related on literature.

Agência Nacional de Petróleo; FINEP / A obstrução das paredes internas de tubulações de transporte e produção de petróleo devido à sedimentação de hidrocarbonetos é um problema grave que pode acarretar riscos operacionais, perdas de equipamentos e gerar prejuízos à indústria. Este trabalho tem por objetivo realizar experimentos utilizando ultrassom, na caracterização de depósitos de parafina em superfícies metálicas, com enfoque na estimativa da espessura desses acúmulos. Os testes foram realizados em uma bancada experimental onde corpos de prova com diferentes espessuras de aço e depósitos de parafina foram mensurados. Os resultados experimentais mostraram que devido à diferença entre as propriedades acústicas do aço e da parafina a utilização de ultrassom, para detectar a presença de depósitos de parafina, torna-se uma tarefa bastante complexa. A medição com exatidão será dependente do meio que fará interface com a parafina, o qual deverá ter certas características para um casamento de impedância acústica com o depósito, permitindo uma maior reflexão do sinal. A técnica de supressão de ecos utilizada para detecção dos depósitos mostrou-se bastante satisfatória, fornecendo uma resposta final com incerteza inferior a 0,32mm. / An obstruction in the oil pipelines’ inner walls of transport and production due to hydrocarbon deposition is a serious problem that can cause operational risks, equipment losses and lead to losses to the industry. This work aims to conduct experiments using ultrasonic waves, to detect paraffin deposits on steel surfaces, focusing in the estimation of the thickness of these accumulations. The tests were conducted in a test rig where specimens with different thicknesses of steel and paraffin deposits were measured. The experimental results showed that due to the difference between the acoustic properties of the steel and paraffin the use of ultrasound, for detecting paraffin deposits, becomes a very complex task. Measuring accurately is dependent on the medium that will interface with the wax, which must have certain characteristics for the acoustic impedance coupling with the deposit, allowing a greater reflection of the ultrasound signal. The echo suppression technique used to detect the deposits proved to be quite satisfactory, providing a response value with uncertainty of less than 0.32mm.

Este trabalho apresenta uma análise da utilização da comunicação de banda estreita via rede elétrica (Power Line Communication - PLC) em ambiente industrial. Para análise, utilizou-se um kit de desenvolvimento para aplicações baseadas em PLC de acordo com o padrão G3-PLC. Ensaios experimentais e resultados são apresentados para diferentes cenários que simulam diversas situações existentes em um ambiente industrial. Demonstra-se a influência da inserção de ruídos no canal PLC, através do acionamento de inversores e motores, afim de verificar a influência desses elementos no desempenho da comunicação PLC. Como base comparativa, utilizou-se a distância máxima de transmissão normalizada da rede ASInterface, muito difundida em ambientes industriais. Recomendações relativas à técnica de modulação e tamanho do pacote de dados são apresentadas. Como resultado final, conclui-se que o padrão de comunicação G3-PLC e sua técnica de modulação ROBO atendem os requisitos de comunicação industrial, principalmente para aplicações de monitoramento de variáveis industriais, onde o tempo não é crítico. / This work presents an analysis of the narrowband communication through the power line (PLC) in an industrial environment. For analysis, a development kit for PLCbased applications according to the G3-PLC standard was used. Experimental tests and results for different scenarios that simulate various situations existing in an industrial environment. An influence of the insertion of noise in the PLC channel is demonstrated by the drive of inverters and motors, in order to verify a nonperformance influence of the PLC communication. As a comparative basis, a maximum standard transmission distance of the AS-Interface network was used, very widespread in industrial environments. Recommendations regarding the modulation technique and the size of the data packet are presented. As a final result, it is concluded that the G3-PLC communication standard and its ROBO modulation technique meet the requirements of industrial communication, especially for industrial variable monitoring applications where time is not critical.

CAPES / Neste trabalho são apresentados os resultados experimentais para medidas simultâneas de índice de refração e da temperatura, com a utilização de uma rede de Bragg gravada em fibra multimodo corroída (EMFBGs). Foram trabalhados com os três modos de propagação restantes após a corrosão da fibra, utilizando as variações dos comprimentos de onda de Bragg destes modos para encontrar o índice de refração e/ou a temperatura. Durante os procedimentos experimentais foram observadas as influências que a variação do índice de refração tem sobre a sensibilidade térmica, bem como as que a variação de temperatura causa na sensibilidade da rede ao índice de refração. A resposta do dispositivo as variações desses parâmetros foram aproximadas por superfícies planas e as sensibilidades cruzadas foram utilizadas para corrigir a aproximação. Os resultados mostram que é possível determinar os valores de índice de refração em uma faixa de 1,33 até 1,46 com um erro da ordem de 10-3. / In this work the experimental results are presented applying simultaneous refractive index and temperature measures, with an Etched Multimode Fiber Bragg Grating (EMFBGs). After the fiber corrosion, the three remaining propagation modes were used to the work, utilizing variations of the Bragg wavelengths of those modes to find the refractive index and/or temperature. During the experimental procedures the influences of the refractive index variation has on the thermal sensitivity were observed, as well as what the temperature variation causes in the sensitivity of the network to the index of refraction. The device response to the variations of those parameters were approximated by flat surfaces and the cross-sensitivities were used to correct the approximation. The results show that it is possible to determine the refractive index values in a range of 1.33 to 1.45 with an error of the order of 10-3.

Um dos mais importantes elementos que compõem uma rede de telecomunicações é o roteador. Os roteadores modernos empregam sofisticados comutadores para a transmissão de pacotes. A arquitetura de comutadores com filas de entrada exige um processo de escalonamento que estabelece a transferência de pacotes das portas de entrada às portas de saída. O desempenho do sistema depende diretamente do algoritmo de escalonamento, considerando sua vazão e complexidade. Esta dissertação realiza o levantamento teórico dos algoritmos de escalonamento mais relevantes e propõe uma abordagem de escalonamento usando algoritmos genéticos. Um simulador baseado em eventos discretos foi desenvolvido para a realização de testes de desempenho dos escalonadores estudados. O algoritmo proposto, denominado GENIUS, apresentou desempenho relevante e baixa complexidade. / One of the most important components of network telecommunications is the router. Modern routers employ input-queued crossbar switches that require sophisticated scheduling techniques for packet transmission. The architecture of switches with input queues requires an scheduling process that establishes the transfer of packets from input to output ports. The performance of router depends of the scheduling algorithm, considering its throughput and complexity. In this work we survey the most relevant theoretical scheduling algorithms and propose a scheduling approach using genetic algorithms. We developed a simulator of discrete events for testing of schedulers performance. The proposed algorithm, called GENIUS, presents relevant performance and low complexity.

CAPES; CNPq / O estudo dos sons e a influência que ele exerce nos seres humanos foi intensificado nas últimas décadas devido ao grande número de veículos e indústrias nos centros das grandes cidades. O equipamento usado para caracterizar o som e verificar se ele está dentro dos padrões técnicos é o medidor de intensidade sonora ou sonômetro. As normas permitem que sejam comercializados desde equipamentos que medem apenas o nível de pressão sonora até equipamentos que além do nível de pressão sonora mostram seu espectro em freqüência e pressão média a que um operador foi exposto durante a jornada de trabalho. No Brasil, a maioria dos sonômetros comercializados que não medem apenas a pressão sonora normalmente são importados. O presente trabalho visa criar um protótipo de sonômetro capaz de medir a pressão sonora, caracterizar o sinal medido na freqüência e calcular a dose a que um indivíduo é exposto. Foi desenvolvido um sonômetro do tipo 2 com curvas de resposta lenta, rápida e impulsiva, com análise espectral em freqüência usando filtros de banda de oitava e com curvas de ponderação A e C. Os testes do software desenvolvido e da resposta do circuito montado foram realizados usando a curva de ponderação C, que é quase linear e por isso melhor para verificar a resposta em freqüência do circuito eletrônico projetado. A captura das medidas com curvas de ponderação A. Nos testes de dose de ruído foi usada a curva de ponderação A. Para testes usando ondas periódicas os resultados obtidos com o sonômetro usando as curvas de resposta lenta, rápida e impulsiva apresentaram resultados iguais, conforme esperado pela norma IEC 651. O firmware apresentou boa resolução em freqüência nos testes e respondeu de forma eficiente à variação de amplitude e freqüência do sinal sonoro de entrada. Os testes de bancada foram realizados comparando o resultado do protótipo com um sonômetro comercial e a medida de alguns sinais sonoros apresentou diferença elevada entre seus valores mínimo e máximo. Esse erro deve-se ao ruído de fundo da sala de testes, do microfone utilizado e dos erros intrínsecos ao processo da Transformada Rápida de Fourier (FFT), tais como espalhamento espectral devido à descontinuidade do início e fim da janela de amostragem, número de amostras da janela. O uso do filtro de decimação intensificou os erros ao redor da freqüência de 250Hz. A dose de ruído calculada pelo sonômetro foi proporcional ao aumento da intensidade sonora da fonte, conforme registrado pelo dosímetro comercial, porém sempre registrando um valor maior que o esperado. / The study of sounds and the influence it exerts in humans has intensified in recent decades due to the large number of vehicles and industries in the centers of large cities. The equipment used to characterize the sound and compare if it is within the technical standards is the sound intensity meter or sound level meter. The standards allow marketed since equipment that only measure the sound pressure level to equipment that show pressure level spectrum in frequency and mean pressure to which an operator was exposed during the workday. In Brazil, most sound level meters marketed that measure the sound pressure, the others are usually imported. The present work aims to create a prototype of sound level meters capable of measuring the sound pressure, characterize the signal measured in the frequency and calculate the dose to which an individual is exposed. We developed a sonometer type 2 with slow, fast and impulsive response curves, with spectral analysis using frequency filters and octave band weighting curves A and C. The testing software developed and the response of the developed circuit were performed using the C weighting curve, which is almost linear and therefore best to check the frequency response of the electronic circuit designed. In tests of noise dose and sound pressure level was used weighting curve A. For tests using periodic waves the results obtained with the sound level meter using the response curves of slow, fast and impulsive showed similar results, as expected by IEC 651. The firmware had good resolution in frequency in testing and responded efficiently to fluctuations in the amplitude and frequency of the sound signal input. The bench tests were performed comparing the results of the prototype with a marketed sonometer and some measure of sounds presented high difference in their minimum and maximum values. This error is due to the background noise of the testing room, the microphone used and the errors inherent to the process of fast Fourier transform (FFT), such as spread spectrum due to the discontinuity at the beginning and end of the sampling window, number of samples of the window. The use of the decimation filter intensified errors around the frequency of 250Hz. The calculated noise dose meter reading was proportional to the increase in the intensity of the sound source, as recorded by the marketed dosimeter, but recording a value greater than expected.

O presente trabalho desenvolve um modelo de apoio à tomada de decisão de atividades de scheduling em um sistema de dutos sequenciais, com uma origem e vários destinos. Esse modelo foi inserido em uma ferramenta computacional que possibilita a realização de estudos de caso em um duto real denominado OSBRA, que a partir da maior refinaria brasileira, a REPLAN, abastece cinco órgãos localizados em quatro unidades da federação diferentes. O sistema proposto baseia seu método na execução iterativa de um modelo de programação linear inteira mista, com o horizonte de tempo sendo deslocado com o intuito de se atingir uma programação para um período de no mínimo um mês. São consideradas no modelo as principais características operacionais do OSBRA, como variação da vazão em função da entrada ou saída de sangrias de recebimento, sempre respeitando os limites de vazão tanto dos trechos de dutos quanto das sangrias. Outras características do sistema real contempladas no modelo são o recebimento por parte das bases intermediárias exclusivamente por sangria, ou seja, apenas uma parte da batelada é recebida evitando, desta forma, a parada dos trechos de duto a jusante; variação diária de demanda e utilização de bateladas selo para evitar a contaminação entre produtos adjacentes. Dezoito cenários do sistema OSBRA, com diferentes características sazonais, foram submetidos ao modelo, que obteve soluções de grande qualidade, atingindo-se um nível de serviço satisfatório na grande maioria dos cenários. / This thesis presents a model to support decision making of scheduling activities in a sequential pipeline system, composed by one refinery source and multiple destinations. This model is inserted into a system and used to develop a case study in the real world pipeline system called OSBRA that links the largest refinery in Brazil, REPLAN, to five terminals located in four different states. The proposed system relies its method in the iterative execution of a model of mixed integer linear programming, with the time horizon being moved in order to achieve a schedule for a period of at least one month. The main operational features and restrictions of OSBRA are considered in this model, as the flow variation due to the entry or exit of bleeding receiving, always within the limits of both the flow sections of pipelines as of bleeding. Others features of the real system contemplated in the model are the receiving by the intermediate bases exclusively by bleeding, meaning that only part of the batch is received thus, avoiding downstream stretches from the pipeline to stop, daily variance in the demand and the use of stamp batches to prevent contamination between adjacent derivatives. Eighteen scenarios of OSBRA’s system were submitted to the model and high quality solutions were obtained, reaching a satisfactory level of service in most scenarios.