Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T11:21:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:00:00Z : No. of bitstreams: 1 152595.pdf: 2630278 bytes, checksum: f2826c0668cc41d18f1ca312638f5f08 (MD5) / Este trabalho aborda a identificação de transações bilaterais não-reveladas que podem afetar a área de controle de um Operador Independente do Sistema (OIS) , cuja função é monitorar a rede elétrica para assegurar uma operação segura do sistema de potência. Para realizar isto, o OIS deve estar informado de todas as transações que podem acontecer dentro da sua área de controle. No entanto, isto nem sempre acontece, e as áreas de controle afetadas podem não ser notificadas da existência de certas transações. Tais situações podem resultar em grandes fluxos de potência, incrementos das perdas da rede e outras conseqüências negativas à operação do sistema de potência. O método proposto baseia-se no uso da estimação de estados, que é a ferramenta básica para monitoração de sistemas de potência em tempo real, a qual é modificada para incluir as TBNRs como variáveis de estado. A extensão para identificação de TBNRs é baseada na ferramenta estatística de testes de hipóteses, centrada no uso do teorema de Bayes

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T13:18:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262288.pdf: 1926519 bytes, checksum: 4867cc967dbe2be4210aec36da1b0f72 (MD5) / Neste trabalho é proposto o estudo e implementação de um inversor multiníveis trifásico modular de 15kW, com nove níveis na tensão de linha na carga, para aplicação em acionamentos de máquinas elétricas. Este conversor é similar ao inversor de tensão ponte-completa em cascata (Cascaded H-bridge inverter), porém com uma diferença significante: são empregadas sub-células com apenas um braço inversor. Esta modificação altera o comportamento do inversor sendo necessária uma análise mais detalhada principalmente no que diz respeito ao valor da tensão média na fase quando empregado na versão trifásica. O desenvolvimento da equação na tensão de carga, considerando a presença das harmônicas, é realizada inicialmente para os inversores monofásicos 3 e 5 níveis, sendo posteriormente utilizada a mesma técnica para encontrar a equação na versão trifásica n níveis. As expressões obtidas nestas análises foram baseadas na modulação PWM senoidal com defasamento entre as portadoras. Por fim, são apresentadas as metodologias empregadas na construção do protótipo e técnicas utilizadas para aperfeiçoar o desempenho do inversor durante o funcionamento. Obtidos os resultados experimentais das principais formas de onda, estes são comparados aos resultados teóricos para confirmar os estudos realizados durante o trabalho. Serão empregadas técnicas de controle em malha aberta, pois o estudo será focado nas características estruturais da topologia proposta.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286039.pdf: 6475495 bytes, checksum: 845d7e93249013b3d55df870c15027e6 (MD5) / Este trabalho apresenta uma análise estatística de três importantes algoritmos adaptativos baseados no gradiente estocástico utilizando sinais de entrada normalizados. Os algoritmos com sinal de entrada normalizado são utilizados como uma alternativa ao algoritmo LMS (least-mean-square) convencional, visando melhorar a velocidade de convergência (especialmente para sinais de entrada correlacionados), tornando o desempenho do filtro adaptativo mais robusto frente a variações de potência do sinal de entrada. São apresentados modelos estatísticos mais precisos para os algoritmos considerados, a saber: LMS normalizado (NLMS), LMS no domínio transformado (LMS-DT) e gradiente estocástico com restrições (Constrained Stochastic Gradient - CSG). Em particular, o algoritmo CSG, aqui discutido, é utilizado em controle de arranjos de antenas para sistemas celulares. Através do modelo do algoritmo CSG, é verificado um comportamento anômalo e é proposta uma versão melhorada para esse algoritmo. Para os outros algoritmos adaptativos estudados, os modelos obtidos apresentam maior precisão quando comparados com outros modelos disponíveis na literatura, permitindo um melhor domínio desses algoritmos para diferentes condições de operação. / This research work presents a statistical analysis for three important adaptive algorithms based on the stochastic gradient using normalized input signal. Algorithms with normalized input signal are used as an alternative to the standard least-mean-square (LMS) algorithm aiming to improve the convergence speed (especially for correlated input signal), increasing the adaptive filter robustness under input signal power variations. More accurate statistical models for the normalized LMS (NLMS), transform domain LMS (TDLMS), and constrained stochastic gradient (CSG) algorithms are presented. In particular, the CSG algorithm here considered is used for controlling antenna arrays in cellular systems. Through the CSG algorithm model, an anomalous behavior in its standard version is verified and an improved algorithm is also proposed. For the other algorithms, the obtained models are more accurate than the ones available in the literature, allowing a better and deeper understanding of theses algorithms under different operating conditions.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T05:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278399.pdf: 2591354 bytes, checksum: 61ce3c8235c0576542222f3929b8aa45 (MD5) / O presente trabalho apresenta um estudo e análise do gerador de indução trifásico, autônomo e auto-excitado, alimentando cargas trifásicas e monofásicas. O gerador de indução é modelado através de circuitos equivalentes, baseados nos parâmetros da máquina. Para diferentes configurações do sistema composto pelo gerador, banco de capacitores e carga é possível equacionar um sistema linear de equações diferenciais e resolvê-lo a partir de um método numérico, sendo utilizado neste trabalho o método Runge-Kutta de 4ª ordem. Considerou-se o efeito de saturação da máquina no estudo do sistema. Desta forma, um programa é implementado no software MATLAB de forma a solucionar os sistemas lineares obtidos e assim analisar variáveis como correntes e tensões para as diferentes configurações analisadas e para diferentes valores de capacitores, impedância de carga e velocidade imposta ao eixo do gerador. Os parâmetros referentes ao gerador analisado são os mesmos apresentados em determinada referência bibliográfica, assim pôde-se validar previamente o programa elaborado, comparando os resultados obtidos através das simulações com os resultados apresentados pela referência e com os resultados obtidos através de simulações no pacote SIMULINK, presente no software MATLAB. / This paper presents a study and analysis of three-phase induction generator, autonomous and self-excited, feeding single and three-phase loads. The induction generator is modeled by equivalent circuits, based on the parameters of the machine. For different configurations composed by the generator, capacitor bank and load it is possible to write a linear system of differential equations and solve it by means of a numerical method. In this study fourth order Runge-Kutta method is used. The effect saturation of the machine is also considered. A program is implemented in MATLAB software in order to solve the linear systems obtained and therefore to analyze variables such as currents and voltages for the different configurations studied and for different values of capacitors, load impedance and speed imposed on the generator shaft. The generator parameters are the same presented in given bibliographic reference, so it is possible to validate the program developped, comparing the results obtained through simulations not only with the results presented by the reference but also with the results obtained through simulations in SIMULINK package, wich is an extension of MATLAB software.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:38:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279194.pdf: 1480946 bytes, checksum: 8c4a2345129544d532a7026c0be38b40 (MD5) / Neste trabalho investigam-se os impactos da inclusão das Medidas Fasoriais Sincronizadas (MFS) de corrente e tensão oriundas das Unidades de Medição Fasorial (UMF) na Estimação de Estados em Sistemas de Potência. Além da análise do estado da arte no tema, foi desenvolvido um estimador de estados ortogonal com capacidade de processamento de MFS para simulação dos impactos destas medidas nos resultados da estimação. Na revisão do estado da arte, são abordados os principais conceitos associados à estimação de estados, ao desenvolvimento das UMF e aos erros associados às MFS. No que diz respeito à análise dos impactos da inclusão das MFS na estimação de estados, são exploradas as formas de sua inserção na estimação de estados e desenvolvidas abordagens distintas para consideração dos erros associados a estas medidas. Numa segunda etapa, o estimador de estados desenvolvido é utilizado para, a partir de planos de medição simulados, investigar o impacto das MFS de corrente e tensão na qualidade das estimativas. Para tal, vários sistemas-teste do IEEE são utilizados. A análise dos benefícios das MFS é conduzida a partir da variação do número de medidas fasoriais alocadas na rede elétrica e os resultados são quantificados mediante a definição de métricas apropriadas. / This work investigates the impact of voltage and current Synchronized Phasor Measurements (SPM) on Power System State Estimation. The state-of-the-art of the concepts associated with state estimation, PMU technology, and measurement errors related to SPM is initially reviewed. An orthogonal state estimator with capacity to process voltage and current phasor measurements has been developed to simulate the impact of SPM on power system estimated quantities. Distinct forms of SPM insertion in power system state estimation are discussed, as well as different approaches to model the errors associated to current phasor measurements. The orthogonal state estimator developed in connection with this work is applied to several IEEE test systems, with distinct metering schemes, in order to investigate the impact of SPM on the quality of the state estimation results. The benefits of SPM insertion are evaluated by varying the number of phasor measurements in the metering schemes and the results are quantified through appropriate performance indices.

Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T11:33:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276692.pdf: 8089696 bytes, checksum: e95d42ab85d9ccef004d65d6361fff12 (MD5) / Existe uma busca crescente por técnicas de extração de informação textual (TIE) em imagens devido ao grande número de aplicações que elas possibilitam. Dentre as aplicações mais relevantes estão os sistemas de busca por imagens na Web, reconhecimento de placas veiculares e gerenciamento de base de dados de imagens. Entretanto, a maioria dos sistemas TIE é dedicada a aplicações em que se conhece o plano de fundo e/ou fontes, dimensões e orientação dos caracteres. Esta dissertação considera a localização e a extração de texto em imagens coloridas sem restrições. Em tal situação, desconhece-se o plano de fundo e o tipo de caractere presente na imagem (i.e., imagens complexas). A técnica de identificação textual proposta neste trabalho utiliza, seqüencialmente, as abordagens baseadas em região e textura. A primeira visa localizar as regiões da imagem candidatas a texto por meio da seleção de contornos de maior magnitude do gradiente de intensidade. A última verifica, dentre as regiões candidatas, aquelas que possuem texto embutido. Tal verificação é realizada por meio de 16 atributos (11 estruturais e 5 texturais) extraídos das regiões localizadas. Esses atributos alimentam um classificador support vector machine (SVM) que rotula as regiões localizadas como texto ou não-texto. As regiões classificadas como textuais são então submetidas à técnica proposta de extração de texto, a qual evita segmentações incorretas nas bordas dos caracteres devido aos artefatos incluídos durante o processo de compressão da imagem. A abordagem proposta é robusta na detecção de textos oriundos de imagens complexas com vistas a diferentes orientações, dimensões e cores do texto, além de prover uma confiável binarização das regiões localizadas. O sistema TIE proposto apresenta resultados competitivos, tanto em precisão quanto em taxa de reconhecimento, quando comparados com outros sistemas da literatura técnica corrente. / There is an increasing search for techniques of text information extraction (TIE) from images due to the large number of applications that they make possible. Among the most relevant applications, search machine systems for Web images can be highlighted, as well as license plate recognition and management of image database. However, the majority of TIE systems are proposed for applications in which the background and/or font, dimension and orientation of characters are known. This dissertation is focused on text location and extraction from general purpose color images. In this situation, there is no information about the background and text present in the images (i.e. complex images). The proposed identification technique sequentially uses an approach based on region and texture. The former aims to locate the text candidate regions by selecting the image contours of higher gradient magnitude. The latter verifies, among the text candidate regions, those that have embedded text. Such verification is performed by using 16 attributes (11 structural and 5 textural) extracted from the text candidate regions. These attributes feed a support vector machine (SVM) classifier that labels the text candidate regions as text or non-text. The regions classified as text are then submitted to the text extraction algorithm, which prevents incorrect segmentations in the character boundaries caused by artifacts included during the image compression process. The proposed approach is robust in text detection from complex images with respect to different size, orientation and text color; moreover, it provides a reliable text binarization. The proposed TIE system exhibits competitive results for both precision and recall rate, as compared with other approaches from the current technical literature.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T20:49:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297528.pdf: 2342342 bytes, checksum: 7f0a51e5e51e22cf994b67c364e0425c (MD5) / Nesta tese, aborda-se o armazenamento de informação em códigos de barra 2D coloridos, os quais devem ser robustos à impressão seguida de digitalização através de um scanner. Estes dois processos geram uma distorção (ruído), fazendo com que o código de barra obtido na saída do scanner seja diferente daquele original enviado. Isso define um modelo de canal de comunicação, que recebe o nome de canal PS (print and scan). A contribuição desta tese é propor códigos corretores de erros para proteger os códigos de barra 2D das adversidades do canal PS. Em particular, códigos LDPC são investigados. Um estudo foi realizado a partir do qual identificou-se que o canal PS é um caso particular do modelo de canal Gaussiano multidimensional assimétrico aditivo (AWAMGN). As capacidades de canal (ou taxas alcançáveis) do canal PS são obtidas, o que estabelece um limite para as taxas máximas que os códigos LDPC podem ter para se ter uma probabilidade de erro próxima de zero. Para essas taxas, códigos LDPC são projetados. A otimização dos códigos é feita através do método de curvas de transferência de informação extrínseca (EXIT charts). No decorrer deste estudo, um novo codificador para códigos LDPC é proposto. Este codificador apresenta complexidade de codificação linear no comprimento da palavra-código. Novos códigos LDPC otimizados especialmente para o canal PS são propostos, e seu desempenho (probabilidade de erro) é avaliado através de simulações computacionais. Por fim, os resultados são comentados, discutidos e novas ideias para pesquisas relacionadas são apresentadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:48:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236950.pdf: 3070059 bytes, checksum: 467411b7f9c1cd5792d11105e7ddeeee (MD5) / O processamento espaço-temporal de sinais através de arranjos de antenas é aplicado amplamente nos sistemas de comunicação sem-fio. Este tipo de processamento revela uma superioridade aos sistemas de comunicação com única antena, uma vez que permite a seletividade espacial, ou seja, o gerenciamento do diagrama de irradiação de energia do arranjo. Isto confere ao sistema de comunicação maior possibilidade de reuso de freqüências. Esta técnica pode ser implementada em sistemas de comunicação através de formatadores de feixe, que são estruturas de filtragem dotadas de arranjos de sensores (antenas). Ao se incorporar restrições lineares aos formatadores de feixe, é possível projetar uma resposta específica do mesmo para fontes de sinais de interesse, suprimindo as demais fontes existentes, caracterizando o princípio básico de Cancelamento de Interferentes. O uso de arranjo de antenas e filtros transversais de resposta finita (FIR # Finite Impulse Response) permite projetar tal resposta específica para uma determinada direção de chegada e para cada freqüência da fonte de sinal de interesse, conferindo maior robustez ao sistema de comunicação. Esta robustez pode ser observada como menor susceptibilidade do sistema com relação a fontes de sinais interferentes e ruído. Com as ferramentas acima descritas, é utilizado um algoritmo para controle de filtragem espaçotemporal com restrições lineares através de formatadores de feixe. Este algoritmo, denominado de Algoritmo Multi-Split LMS, garante ganho de velocidade de convergência quando comparado com o Algoritmo LMS (Least Mean Square), a partir do qual é iv derivado. Neste novo algoritmo são incorporadas transformações lineares peculiares nos filtros transversais da estrutura, as quais possibilitam e justificam o ganho de convergência sem que haja aumento da complexidade computacional. Esta dissertação contém um estudo do desempenho do Algoritmo Multi-Split LMS aplicado em conformadores de feixe, para um ambiente de sinais banda larga. Space-time processing techniques through antenna array systems are widely used in today´s commmunications systems. This type of signal processing reveals superiority when compared with single antenna systems, as it allows space selectivity. Space selectivity is the ability of managing the array beam pattern in a communication system. This enhancement grants the system great frequency reuse possibilities. This technique may be implemented in commmunications systems through beamformers, which are array-mounted filtering structures. By incorporating linear constraints to beamformers, it is possible to develop a specific response for desired signal sources, while suppressing others, which is the basic principle of Interferers Cancelling. The use of antenna arrays and FIR finite response transversal filters allows one to specify such specific response for any chosen direction of arrival and each frequency of the desired signal source, conferring enhanced robustness to the system. This robustness can be observed in terms of better noise and interference rejection. With the above described tools, a linear-constrained space-time filtering control algorithm is combined with beamformers. This algorithm, named Multisplit LMS Algorithm, guarantees convergence speed gain when compared with the well known LMS Algorithm. In this new algorithm, peculiar linear transformations are applied on the transversal filters of the structure. These transformations make possible and justify the convergence gain without increasing the computational complexity. This dissertation contains a study of the Multisplit LMS Algorithm performance when applied on beamformers, considering a broadband signal sources environment

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T19:21:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 233928.pdf: 1327332 bytes, checksum: d6a15031677dcf39c4baf31805ebf12f (MD5) / Neste trabalho, é proposto um modelo compacto para não-linearidades em transistores MOS desenvolvido com base nas equações de canal curto do modelo #Advanced Compact MOSFET# (ACM). As maiores vantagens deste modelo são a simplicidade de suas equações e a forma explícita com que se determinam as nãolinearidades do transistor MOS em função do nível de inversão. Além disso, são discutidas as causas físicas de um aumento de linearidade observado em inversão moderada, chamado #Sweet Spot#. Através de medidas, concluiu-se que efeitos de segunda ordem, principalmente a saturação da velocidade dos portadores em transistores de canal curto, são as principais causas do aumento de linearidade observado. In this work, a compact model for nonlinearities in MOS transistors derived from the short-channel equations of the Advanced Compact MOSFET (ACM) is proposed. The main advantages of the referred model are simplicity of the equations and the explicit determination of the nonlinearities of the MOSFET with respect to the inversion level. In addition, the physical causes of a linearity improvement observed in moderate inversion level, called #Sweet Spot#, are discussed. The measurements shown that second order effects, principally the carrier velocity saturation in short-channel transistors, are the main causes of the linearity improvement observed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T20:33:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 238806.pdf: 907744 bytes, checksum: cff64e1483fcca731e67fc2a1d5f52d0 (MD5) / Neste trabalho, são apresentados modelos estatísticos que descrevem o comportamento de dois algoritmos adaptativos com estrutura em sub-bandas: o algoritmo NLMS (normalized least-mean-square) aplicado a uma estrutura em sub-bandas com decomposição generalizada (GSD-NLMS) e o algoritmo de filtragem adaptativa em sub-bandas normalizado (normalized subband adaptive filtering - NSAF). Para tais algoritmos, são considerados sinais de entrada Gaussianos e hipótese de adaptação lenta. Esses algoritmos são utilizados como uma alternativa ao algoritmo LMS convencional, visando melhorar a velocidade de convergência para sinais de entrada fortemente correlacionados. Os dois algoritmos aqui considerados realizam um processamentoparalelo do sinal de entrada e utilizam um passo de adaptação variável no tempo. Tal processamento é baseado em uma decomposição em sub-bandas. Modelos analíticos para o momento de primeira ordem do vetor de coeficientes do filtro adaptativo bem como para a curva de aprendizagem são obtidos. Para isso, são levadas em conta a natureza variante no tempo do passo de adaptação como também um parâmetro de regularização, o qual é adicionado à estimativa de potência média requerida pelo algoritmo. Através de simulações numéricas, a precisão dos modelos aqui obtidos é avaliada. This work presents stochastic models for the normalized least-mean-square algorithm using a structure with generalized subband decomposition (GSD-NLMS) and for the normalized subband adaptive filtering (NSAF) algorithm, considering Gaussian input signal and slow adaptation. Such algorithms are used as an alternative to the standard LMS to overcome the convergence problems under correlated input signals. Both the studied algorithms make use of a parallel processing of the input signal, based on a subband decomposition, as well as consider a time-varying step-size parameter. Analytical models for the first moment of the filter weight vector and the learning curve for the discussed algorithms are presented. The used analysis takes into account the time-varying nature of the step-size parameter as well as a regularization parameter (added to the power estimate), which prevents division by zero in the power normalization phase. Through simulation results the accuracy of the model here derived is assessed.