Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T02:41:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 254903.pdf: 1266224 bytes, checksum: 4f17773e0b335f22d0b5c743aa9cb181 (MD5) / Este trabalho apresenta uma proposta de gerenciamento do congestionamento da transmissão para sistemas hidrotérmicos com objetivo de minimizar o risco da comercialização de energia elétrica associado à incerteza de custos advindos do congestionamento da transmissão. Nesta proposta são definidas regras básicas para oferta de Contratos de Congestionamento da Transmissão, financiados com recursos do Excedente Financeiro, os quais constituem mecanismos de proteção financeira que permite aos agentes do mercado adquirir ex-ante uma capacidade para transmissão de energia elétrica. As regras elaboradas têm por princípios os fundamentos de mercado e se dividem em duas fases. A primeira fase é dedicada exclusivamente aos agentes que compartilham a energia elétrica gerada pelo pool de usinas hidrelétricas do sistema e consiste na distribuição gratuita desses contratos. A segunda fase é de livre participação para todos os agentes do mercado e consiste na realização de leilões periódicos para aquisição de tais contratos. Um exemplo de aplicação numérica, emulado a partir de um cenário baseado em estudos da operação real do sistema, é apresentado com propósito de analisar a estrutura para alocação dos Contratos de Congestionamento da Transmissão e demonstrar os resultados obtidos. This work presents a proposal of transmission congestion management for hydrothermal systems with the objective of minimizing the energy commercialization risk associated with the uncertainty of costs by transmission congestion. In this proposal there are defined basic rules to offer the Contracts of Congestion of the Transmission, which are financed by resources of the merchandising, which constitute mechanisms of hedge that allows market players to acquire ex-ante a capacity for transmission of energy. The elaborated rules follow the market foundations and they are divided into two phases. The first phase is dedicated to players that share the electricity produced by the pool of hydro electrics units of the system, which consists of the free distribution of these contracts. The second phase is open to all market players and consists of the accomplishment of periodic auctions for acquisition of such contracts. An example of numerical application, emulated with data based on studies of the real operation of the system, is presented with the purpose of analyzing the structure of allocation of the Contracts of Congestion of the Transmission and also with the aim of illustrating the proposed application.

Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251845.pdf: 1511070 bytes, checksum: 5149608eee8d75161b824b22d7b64c72 (MD5) / Esta dissertação trata da modelagem de funções de transferência de ambientes (RTF) utilizando modelos auto-regressivo e média móvel (ARMA). A representação de tais funções através de sistemas digitais é decisiva em aplicações visando à correção de problemas do ambiente acústico como também na síntese de fenômenos acústicos associados. O problema da estimação baseada em mínimos quadrados dos coeficientes de modelos ARMA é tratado com a introdução do método de Brandenstein e Unbehauen, denominado LSBU. Como alternativa à implementação do modelo estimado por tal método é introduzido o filtro de Kautz. Considerando o comprimento elevado da resposta ao impulso do ambiente, são utilizadas estratégias de decomposição (polifásica e transformada wavelet) para viabilizar sua aproximação. O trabalho culmina com a modelagem de múltiplas RFTs através do modelo de zeros e pólos acústicos comuns (CAPZ). Propõe-se então uma estratégia de determinação dos pólos comuns com garantia de estabilidade, denominada matriz de singularidades quantizadas (MSQ). Aliada a MSQ, a viabilidade da utilização do método LSBU para a estimação de seus coeficientes é investigada. Uma comparação dos resultados obtidos através das técnicas aqui propostas com os fornecidos pelo modelo CAPZ, originalmente proposto na literatura, e os obtidos baseado no método de mínimos quadrados de Shanks associado ao algoritmo de agrupamento c-means mostram a aplicabilidade das estratégias propostas. This work deals with the modeling of room transfer functions (RTFs) by using autoregressive moving average (ARMA) models. The modeling of such functions is critical in applications of both room equalization and sound field simulation. The least squares estimation to obtain the ARMA model coefficients is attained through the Brandestein and Unbehauen (LSBU) algorithm. As an alternative to implement the required modeling, the Kautz filter is introduced. Due to the large length of room impulse responses, such functions are decomposed by using either wavelet or polyphase filters, aiming to approximate them by an ARMA model. The research work provides a common acoustic pole/zero (CAPZ) modeling of multiple RTFs. A novel approach to obtain the common acoustic poles of a room, which assures the stability of the estimated CAPZ model, termed singularity matrix (MSQ), is proposed. Besides the MSQ procedure, the parameter estimation of such a model by using the LSBU method is presented. The obtained results by considering the proposed approaches are similar to those obtained with both the original CAPZ model and a more recent one, the latter based on both the Shanks method and the c-means algorithm, corroborating the applicability of the proposed strategies.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257999.pdf: 2625258 bytes, checksum: f59eb8c98ae6433c8732c6f8f4ef87b9 (MD5) / Este trabalho propõe um modelo, baseado em ontologias e em redes de Petri para gerenciar grupos de estudantes no contexto dos Sistemas Tutores Inteligentes. O modelo proposto explora o modelo de estudante e o módulo de domínio para suportar a adaptação de interação. O modelo inclui uma biblioteca pré-definida de atividades de grupos. Para estabelecer uma atividade do grupo, o professor escolhe um cenário da biblioteca, fornece os parâmetros e o conteúdo da atividade. O tratamento das informações do modelo do estudante é automaticamente incluído nas transições de uma Rede de Petri sob a forma de precondições e condições. O modelo proposto utiliza para a execução uma arquitetura multiagente, que torna operacional o aprendizado em grupo, proporcionando a colaboração entre os estudantes de um mesmo grupo e também entre estudantes de grupos distintos. Uma sociedade heterogênea composta por agentes-aprendizes e agentes gerenciadores de grupos (coordenador de grupos e supervisores de grupos) é definida, onde os agentes-aprendizes são responsáveis por assistir o estudante e representá-los no sistema e o agente coordenador e os agentes supervisores de grupos são responsáveis por gerenciar os grupos de estudantes e acompanhar a interação entre os estudantes. O modelo criado nesta tese foi aplicado em três estudos de casos, sendo um deles implementado e integrado num STI desenvolvido na ferramenta de autoria FAST para gerar sistemas tutores inteligentes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T04:15:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255191.pdf: 1188227 bytes, checksum: 92d175fe3570f099dae3b72546a6219a (MD5) / Nesta tese, dois tipos de sistemas de comunicação sem fio com múltiplas antenas (MIMO - multiple-input multiple-output) e realimentação limitada de canal são considerados. No primeiro tipo, as múltiplas antenas transmissoras estão instaladas em um único transmissor (caso MIMO convencional). Neste caso, propõem-se códigos de dispersão linear (LDCs). O esquema proposto seleciona o LDC, de um conjunto de vários LDCs, que minimiza a probabilidade de erro instantânea baseado nas condições instantâneas do canal. A determinação do melhor conjunto de LDCs, ou seja, aquele que minimiza a probabilidade de erro média, é descrita como um problema de otimização. No segundo tipo, as múltiplas antenas transmissoras estão localizadas em diferentes nós de uma rede sem fio, cada nó sendo equipado com uma única antena (caso MIMO distribuído). Assim, propõe-se um esquema de diversidade cooperativa para um sistema de comunicação que consiste em NT nós cooperadores que recebem ?log2(NT)? bits de realimentação do nó destino com informação sobre o estado do canal. Esta informação é usada apropriadamente para se obter ganhos de diversidade cooperativa e de razão sinal-ruído. Um receptor linear simples e um receptor com cancelamento de interferência são propostos. Mostra-se que seus desempenhos de erro são muito próximos do desempenho do receptor de máxima verossimilhança. Um limitante superior para a probabilidade de erro média de bit para a modulação BPSK em canais com desvanecimento é derivado. Para ambos os tipos de sistemas de comunicação sem fio, os esquemas propostos apresentam melhor desempenho de erro do que esquemas já existentes na literatura.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T04:48:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255200.pdf: 5737356 bytes, checksum: c56adb41cfb9b710188af05368b4cd1f (MD5) / Este trabalho explora o tema da utilização da tecnologia de microondas na medição da fração de água em escoamentos multifásicos, para aplicações na indústria de petróleo e gás natural. Foi proposto e implementado um sistema de instrumentação não-intrusivo baseado na tecnologia de microondas, utilizando sensores de transmissão. Foram realizados testes estáticos para a avaliação da viabilidade de diversas técnicas de medição, baseadas em sensores de transmissão, e do sistema de instrumentação desenvolvido, para a medição da fração de água numa mistura bifásica de água e óleo

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:20:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257766.pdf: 6407051 bytes, checksum: 5ab1850922225c47eeae0b3fae63615d (MD5) / O acelerado avanço de novas tecnologias na área da saúde tem feito a engenharia biomédica uma área de grande potencial empreendedor e intenso desenvolvimento tecnológico, criando uma demanda por profissionais altamente qualificados. No entanto, a disponibilidade de cursos e oportunidades de estudo na área ainda não é significativa a ponto de contribuir de forma expressiva para a formação de profissionais qualificados. O objetivo principal deste trabalho está no desenvolvimento de um instrumento de auxílio ao ensino de temas de Engenharia Biomédica na graduação de Engenharia Elétrica da UFSC. O sistema apresenta uma proposta de solução didática para a criação de módulos de aquisição de sinais de ECG, EMG e EOG que, em conjunto com outros componentes (módulo base, fonte de alimentação, software de visualização), formam um sistema de aquisição de sinais biomédicos. Os sinais adquiridos pelo sistema são utilizados para demonstrar os problemas encontrados na conversão Analógica-Digital (A/D) de biosinais, mais especificamente a questão da amostragem. A avaliação do sistema foi realizada em duas etapas: na primeira, os alunos de uma turma regular de engenharia elétrica realizaram aulas práticas utilizando o sistema; na segunda, foi criado um mini-curso de engenharia biomédica na prática. Através de um questionário foram avaliados aspectos motivacionais do sistema, quantificando sua facilidade de uso e se o mesmo é organizado, estimulante e significativo. O resultado da avaliação mostrou que o sistema é motivador com uma alta expectativa para o sucesso.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 256744.pdf: 2755654 bytes, checksum: 54f64d85429558aa50145e2b66be9947 (MD5) / Este trabalho propõe uma metodologia experimental para a avaliação das perdas no ferro de motores alimentados com tensão do tipo PWM. Dentre a enorme variedade existente hoje em dia de tipos de máquinas elétricas e conversores estáticos de freqüência, este trabalho enfoca os motores de indução de gaiola trifásicos alimentados por conversores de freqüência PWM com tensão imposta. Resultados de ensaios em vazio realizados com motores de indução trifásicos de diferentes potências e construídos com diferentes qualidades de laminações são apresentados e discutidos. Os motores foram alimentados primeiramente com tensão senoidal e posteriormente com tensão PWM, variando-se a freqüência de operação em ambas as condições. O tratamento de dados para cada situação analisada seguiu basicamente o método IEEE-112 de separação de perdas em vazio, com algumas adaptações necessárias para que o método tradicional se adequasse às propostas deste estudo. Como resultado, as perdas no motor de indução, quando alimentado por dois tipos de fontes de tensão, senoidal e PWM, foram comparadas levando em conta também a variação de freqüência. This work proposes an experimental methodology for the evaluation of the iron losses in motors supplied with PWM voltage. Among the huge variety of modern electrical machines and PWM frequency converter types, this work focuses on three-phase cage induction motors fed by voltage source static frequency converters. Results of no-load tests accomplished with two groups of three motors are presented. Each group was formed by identical motors, except for the quality of their lamination steel. The motors have been separately fed by sinusoidal and PWM voltage supply, at varying operation frequencies. Adapting IEEE-112 method for each situation analysed, loss segregation have been carried out and the obtained results were compared. Thereby, the induction motor no-load losses could be verified taking into account both the nature of the voltage source, sinusoidal or PWM, and the operation frequency variation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:52:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257009.pdf: 1184312 bytes, checksum: 2687d72b90c78c1ad6ef9dc6e59f2774 (MD5) / Esta tese apresenta um novo modelo de tarefas para expressar requisitos temporais que não podem ser facilmente representados em termos de deadlines e períodos. Neste modelo, tarefas são divididas em segmentos A, B e C. O segmento A é responsável por realizar algumas computações e após seu término explicitar o intervalo de tempo dentro do qual o segmento B deve executar para cumprir alguns requisitos de aplicação. Finalmente, após a execução de B o segmento C é liberado para executar. A execução do segmento B é válida se realizada dentro daquele intervalo de tempo; caso contrário, sua contribuição pode ser considerada sem valor para sua tarefa. O modelo utiliza funções benefício para indicar quando a ação deve ser executada para obtenção do máximo benefício. Soluções da literatura de tempo real são adaptadas e integradas para produzir uma solução de escalonamento para este problema. Como resultado, foram criadas algumas abordagens (síncronas e assíncronas) desenvolvidas especificamente para o modelo. Testes de escalonabilidade offline foram desenvolvidos para cada abordagem. Estes testes, além de um resposta aceita/rejeita, fornecem um limite inferior e superior para a qualidade que será obtida pelo segmento B em tempo de execução. No decorrer do trabalho, foram realizadas diversas contribuições à área de tempo real, em específico na área de algoritmos de atribuição de prioridades, redução do pessimismo no tempo de resposta de segmentos não preemptivos e na análise de melhor momento de liberação para os segmentos B.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T07:40:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 265505.pdf: 13338196 bytes, checksum: c3edbc3f7dd005cbab017c72fa9731b9 (MD5) / O desenvolvimento de técnicas computacionais auxiliadas por inteligência artificial para o processamento e análise de sinais eletroencefalográficos é uma das linhas de pesquisa do Instituto de Engenharia Biomédica da Universidade Federal de Santa Catarina (IEB-UFSC). Neste contexto, os sistemas de identificação automática de eventos epileptiformes em sinais de eletroencefalografia ainda apresentam elevado índice de detecções falso positivo, provocado principalmente pelo artefato piscada palpebral. Este trabalho contribui para esta linha de pesquisa através da: a) análise estatística dos eventos epileptiformes (espícula e onda aguda) e evento não epileptiforme (piscada palpebral); b) avaliação de descritores morfológicos aplicados em um classificador neural binário; c) avaliação de desempenho do classificador neural através de curvas ROC e seus índices (AUC, EER, DIC, SnSpO e SpSnO); d) e avaliação dos índices de desempenho de classificadores (eficiência, índice de Youden, coeficiente de correlação de Matthews e correlação aproximada). No desenvolvimento deste trabalho pluridisciplinar de Engenharia Biomédica, sub-área: Informática Médica, foram utilizados conhecimentos de Neurologia (Epileptologia), Análise Estatística, Bioestatística e Epidemiologia (Teste-Diagnóstico), Validação Cruzada, Inteligência Artificial (Redes Neurais, Classificadores), Modelamento Matemático, Otimização (Mineração de Dados), Processos Estocásticos, Processamento Digital de Sinais Biomédicos e Teoria de Detecção de Sinais (Análise ROC), interagindo com áreas da Medicina, da Estatística, da Engenharia da Computação e da Engenharia Elétrica. No primeiro estudo, foram utilizadas épocas de sinal de EEG com eventos epileptiformes e piscada palpebral como entrada do classificador neural binário. Utilizando o critério de taxa de erro igual (EER), o classificador neural apresentou desempenho de 90,91% de sensibilidade, 89,11% de especificidade, 89,11% de seletividade positiva e 90,91% de seletividade negativa, e resultou na curva ROC com índice AUC de 0,9419 com o critério de fronteira ROC. No estudo principal, foram avaliados 30 descritores morfológicos em eventos epileptiformes e na piscada palpebral, sendo selecionados 25 descritores morfológicos para o estudo. Os valores dos descritores morfológicos serviram como entrada de um classificador neural binário. Seguindo o critério de taxa de erro igual (EER), o classificador neural com descritores morfológicos apresentou desempenho de 91,92% de sensibilidade, 91,09% de especificidade, 91,00% de seletividade positiva e 92,00% de seletividade negativa, e resultou na curva ROC com índice AUC de 0,9810 com o critério de fronteira ROC. Comparando os resultados dos estudos, observa-se que o classificador neural binário com descritores morfológicos apresentou desempenho superior ao classificador neural com épocas de EEG.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnonológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275242.pdf: 5522254 bytes, checksum: fd81e45812f5b53e477ed10de9495647 (MD5) / Esta dissertação aborda um estudo de transformadores de corrente (TCs) utilizados em instrumentação. Propõe-se um algoritmo de simulação com base no circuito elétrico equivalente do TC para auxiliar no projeto destes dispositivos. O modelo depende de ensaios de caracterização do núcleo, os quais fornecem dados para os cálculos dos seguintes parâmetros de entrada: a permeabilidade e as perdas magnéticas. A permeabilidade é considerada de três maneiras distintas para avaliar qual a melhor forma de representação deste parâmetro no modelo. As perdas magnéticas são inseridas através de resistências elétricas equivalentes, calculadas analiticamente por constantes obtidas nos ensaios de caracterização. Este trabalho também aborda a utilização de materiais nanocristalinos em TCs, os quais apresentam menores perdas e permeabilidade magnética mais alta quando comparados às ligas de ferro-silício de grão orientado. Para a validação do modelo, duas amostras de TCs são fabricadas com materiais magnéticos distintos (liga de ferro-silício de grão orientado e material nanocristalino), ensaiadas sob condições de carga e caracterizadas magneticamente. Os resultados dos ensaios são comparados com os obtidos através da simulação e os desempenhos dos TCs são avaliados qualitativamente para cada um dos materiais utilizados. Os materiais nanocristalinos confirmam-se como uma alternativa interessante para aplicações específicas em que alta eficiência é requerida. / This dissertation addresses a study of current transformers (CT) utilized in instrumentation. A mathematical algorithm is proposed based on the equivalent electric circuit of the CT and it provides a useful tool to analyze the design of these devices. The model depends on the magnetic characterization of the core which supplies data to set the following input parameters: permeability and magnetic losses. The permeability is considered using three different methods and an evaluation is made to discover which one is the best to represent it. The magnetic losses are inserted in the simulation through equivalent electric resistances, which are analytically calculated by constants obtained experimentally from the characterization tests. This work also addresses the utilization of nanocrystalline materials, which present lower losses and higher magnetic permeability when compared to grain-oriented silicon-iron alloys. To validate the proposed algorithm, two CTs prototypes with different magnetic materials were prepared (grain-oriented silicon-iron alloy and nanocrystalline material), tested under normal operation and magnetically characterized. The experimental data is compared with the simulation results and the performances of each CT are evaluated qualitatively. Nanocrystalline materials confirm themselves as an interesting alternative for applications where high efficiency is required.