Made available in DSpace on 2016-03-22T17:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 monica.pdf: 3913704 bytes, checksum: 391eb8287c6e4e8d928a93819e3828ee (MD5) Previous issue date: 2012-03-25 / This work proposes the implementation of dedicated hardware architecture for the Least Mean Square (LMS) adaptive filtering algorithm by using Hybrid encoding, whose main goal is to cancel the interferences in the signal of interest. In the used scheme, from a 60Hz reference signal, the algorithm is able to estimate the superior harmonics, using after these results for the cancelling of interferences related to the signal of interest. One of the techniques that is widely used for the switching activity reduction uses signal encoding. In this work, the proposed adaptive filtering architecture uses the Hybrid encoding in its data buses, whose main idea is to split the operands in group of m-bits, encode each group using the Gray code (that potentially enables reduction of the switching activity into each group) and propagate the carry between the groups as in the Binary encoding. We developed new Hybrid multipliers for signed multiplication, which uses radix-2m encoding. The multipliers are applied to the adaptive filtering architecture. We have implemented 18, 23 and 36 bit-width radix-4 Hybrid array multipliers, as well as a particular case for the radix-8 (m=3) operation. The main results showed that the Hybrid multipliers are more efficient than the Binary ones, by presenting less power consumption in some cases. Moreover, the implemented adaptive filtering architectures were validated and compared in both Binary and Hybrid encoding. The efficiency of the implemented filters for the cancelling of interferences was proved by using both encoding scheme. By the presented results, we conclude that it could be practicable to implement an adaptive filtering architecture operating on Hybrid encoding / Este trabalho tem como proposta a implementação de uma arquitetura de hardware dedicada para o algoritmo LMS (Least Mean Square) de filtragem adaptativa, para o cancelamento de interferências em codificação Híbrida. No esquema utilizado, a partir de um sinal de referência de 60Hz, o algoritmo estima as harmônicas superiores, utilizando esses resultados para o cancelamento da interferência associada ao sinal de interesse. Um dos métodos para a redução da atividade de chaveamento em barramentos de dados que tem sido amplamente utilizado é a codificação de dados. Neste trabalho, a arquitetura de filtragem adaptativa proposta utiliza em seus barramentos de dados a codificação Híbrida, cuja idéia é dividir os operandos em grupos de m bits, codificar cada grupo utilizando o código Gray (que habilita reduções na atividade de chaveamento dentro de cada grupo) e utilizar o comportamento do código Binário para propagar o carry entre os grupos. Dessa forma, são desenvolvidas arquiteturas otimizadas de circuitos multiplicadores array base 2m na codificação Híbrida para a aplicação na arquitetura dedicada de filtro adaptativo. São implementados circuitos multiplicadores array de 18, 23 e 36 bits na codificação Híbrida na base 4 (m=2), bem como um caso particular para a base 8 (m=3). Essas arquiteturas são implementadas em linguagem de descrição de hardware. Os principais resultados mostraram que os multiplicadores Híbridos apresentaram, em alguns casos, menor consumo de potência em relação aos multiplicadores binários. Além disso, foi possível validar e comparar as arquiteturas de filtro adaptativo nas codificações Binária e Híbrida, onde se pôde verificar a eficiência dos filtros para o cancelamento de interferências em ambas as codificações, mostrando-se possível a implementação de um filtro adaptativo em codificação Híbrida

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte3.pdf: 17677016 bytes, checksum: 0da8175d15bd36a40467f7f50abd9987 (MD5) Previous issue date: 2012-03-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents a study on the application of an ADALINE neural network acting as a notch filter applied to the estimation of the stator flux, in order to obtain the resulting electromagnetic torque of three-phase induction motors (MIT). The estimation of the stator flux was performed by means of the voltage model of the induction machine, in which a integrator is directly applied over the stator counter electromotive force. The ADALINE neural network adaptive filter is employed in this research with the purpose of eliminating existing CC levels, which are present due to the problem of the initial values of the integrator and in the voltage and current measurements. Simulated and experimental results are presented to validate the proposed strategy. The algorithm used in the ADALINE adaptive neural filter simulations was created on the MATLABTM language, and the algorithm used for both the simulations and the laboratory experiments to estimate the flux and the torque was created in the C/C++ language. The hardware used to confirm the effectiveness of the proposed method is based on the Texas Instruments DSP TMS320F28335 platform, along with and induction motor manufactured by WEG, model W21 High Efficiency / Apresenta-se neste trabalho um estudo do emprego de rede neural ADALINE funcionando como notch filter , aplicada na estimação do fluxo estatórico para consequente obtenção do conjugado eletromagnético de Motores de Indução Trifásicos (MIT). A estimação do fluxo do estator foi feita por meio do modelo de tensão da máquina de indução, em que é aplicado um integrador diretamente sobre a força contra eletromotriz do estator. O filtro neural adaptativo ADALINE é empregado nesta pesquisa com o objetivo de eliminar os níveis de cc presentes devido ao problema de valores iniciais do integrador nas medições de tensão e corrente. São apresentados resultados simulados e experimentais para validação da estratégia proposta. O algoritmo utilizado nas simulações do filtro neural adaptativo ADALINE foi elaborado na linguagem computacional MATLABTM, e o algoritmo utilizado tanto nas simulações, como nas experiências em laborátorio para estimação do fluxo e do conjugado foram elaboradas na linguagem computacional C/C++. O hardware utilizado para comprovar a eficácia do método proposto neste trabalho tem como base a plataforma DSP TMS320F28335 da Texas Instruments , juntamente com o um motor de indução fabricado pela WEG modelo W21 Alto Rendimento.

Este trabalho apresenta um método para a estimação da freqüência em sistemas elétricos de potência utilizando filtros adaptativos baseados no algoritmo dos mínimos quadrados (LMS - least mean square). A análise do sistema de potência é realizada através da conversão das tensões trifásicas em um sinal complexo pela aplicação da transformada \'alfa\'\'beta\', cuja forma complexa foi direcionada ao algoritmo de filtragem adaptativa. O método é baseado na aplicação da filtragem adaptativa para a realização de rastreio do sinal de entrada, o que permite verificar o seu comportamento variante no tempo. O algoritmo proposto foi testado através de formas de ondas geradas com o software Matlab e de simulações realizadas através do software Alternative Transients Program (ATP). É importante salientar que nas simulações do ATP foram modelados diversos equipamentos que constituem o sistema elétrico de potência, incluindo um gerador síncrono com regulação de velocidade, linhas de transmissão com variação em freqüência e transformadores de potência com suas respectivas curvas de saturação. Estas modelagens tiveram por objetivo gerar dados das mais diversas e distintas situações para a verificação e análise da metodologia proposta. Os resultados da pesquisa mostram a excelência na aplicabilidade do algoritmo proposto na estimação da freqüência de um sistema elétrico, mesmo com sinais ruidosos, além do rastreio fiel da freqüência em situações de manobra e operação. Alguns dos resultados apresentados comparam as estimações obtidas pela técnica proposta em relação às estimações de um determinado relé comercial, habilitado à supervisão da freqüência. / This work presents a method for frequency estimation in power systems using adaptive filters based in the algorithm of least mean square (LMS). The analysis of the power system is made through the conversion of the three-phase voltages in a complex signal with the application of \'alfa\'\'beta\' transform, whose complex form was directed to the algorithm of adaptive filtering. The method is based on the application of the adaptive filtering for tracking the input signal, and it allows verifying its variant behavior in time. The algorithm was tested through waveforms generated by Matlab software and simulations carried out through Alternative Transients Program (ATP) software. It is important to point out that in the simulations using ATP many diferent power system equipments had been modeled, including a synchronous generator with speed regulation, transmission lines with variation in frequency and power transformers with their saturation curves. The objective of these tests was to generate data for diverse and distinct situations for the verification and the analysis of the proposed methodology. The results of the research show the excellence in the applicability of the algorithm considered in frequency estimation of an electrical system, even with noisy signals, as well as the tracking of the frequency during operation. Some of the results are compared to the ones presented by a commercial relay set to track frequency.

Este trabalho apresenta um método para a estimação da freqüência em sistemas elétricos de potência utilizando filtros adaptativos baseados no algoritmo dos mínimos quadrados (LMS - least mean square). A análise do sistema de potência é realizada através da conversão das tensões trifásicas em um sinal complexo pela aplicação da transformada \'alfa\'\'beta\', cuja forma complexa foi direcionada ao algoritmo de filtragem adaptativa. O método é baseado na aplicação da filtragem adaptativa para a realização de rastreio do sinal de entrada, o que permite verificar o seu comportamento variante no tempo. O algoritmo proposto foi testado através de formas de ondas geradas com o software Matlab e de simulações realizadas através do software Alternative Transients Program (ATP). É importante salientar que nas simulações do ATP foram modelados diversos equipamentos que constituem o sistema elétrico de potência, incluindo um gerador síncrono com regulação de velocidade, linhas de transmissão com variação em freqüência e transformadores de potência com suas respectivas curvas de saturação. Estas modelagens tiveram por objetivo gerar dados das mais diversas e distintas situações para a verificação e análise da metodologia proposta. Os resultados da pesquisa mostram a excelência na aplicabilidade do algoritmo proposto na estimação da freqüência de um sistema elétrico, mesmo com sinais ruidosos, além do rastreio fiel da freqüência em situações de manobra e operação. Alguns dos resultados apresentados comparam as estimações obtidas pela técnica proposta em relação às estimações de um determinado relé comercial, habilitado à supervisão da freqüência. / This work presents a method for frequency estimation in power systems using adaptive filters based in the algorithm of least mean square (LMS). The analysis of the power system is made through the conversion of the three-phase voltages in a complex signal with the application of \'alfa\'\'beta\' transform, whose complex form was directed to the algorithm of adaptive filtering. The method is based on the application of the adaptive filtering for tracking the input signal, and it allows verifying its variant behavior in time. The algorithm was tested through waveforms generated by Matlab software and simulations carried out through Alternative Transients Program (ATP) software. It is important to point out that in the simulations using ATP many diferent power system equipments had been modeled, including a synchronous generator with speed regulation, transmission lines with variation in frequency and power transformers with their saturation curves. The objective of these tests was to generate data for diverse and distinct situations for the verification and the analysis of the proposed methodology. The results of the research show the excellence in the applicability of the algorithm considered in frequency estimation of an electrical system, even with noisy signals, as well as the tracking of the frequency during operation. Some of the results are compared to the ones presented by a commercial relay set to track frequency.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Igor Santos de Oliveira.pdf: 3257339 bytes, checksum: 08e579c1308bf514ca6256e089894a3b (MD5) Previous issue date: 2005-09-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The level measurement, besides the applications in reservoirs of industrial processes, as in the industries chemical, pharmaceutical, chemical petroleum, of I refine of alumina etc, it is applicable also in reservoirs exposed outdoors, such as dikes, lakes and ponds, dams and other. To measure level in most of the cases has great impact in the people's safety, of the environment, and of the involved process, besides influencing in the quality of the final product. Level in several ways can be measured that space from a simple float to a sophisticated system for time of flight of waves that processes the information that returns after the emission of a sign. System as that can use several types of waves to take the information of the transmission, the most common are microwaves, infrared and the ultrasonic ones. In that work a method is described that is used of the technique of the time of flight with the use of ultrasonic waves in association with the adaptive filtering to determine the location of the levels of the liquids contained in a container of known height. It is made a study of robustness of the method with base in simulations, through the variation of the relationship sign noise and of the sampling tax, in comparison with the results obtained with the use of Hilbert Transform, Fourier Transform and Wavelet Transform, considering the time of processing and the measurement uncertainty. / A medição de nível, além das aplicações em reservatórios de processos industriais, como nas indústrias químicas, farmacêuticas, petroquímicas, de refino de alumina etc., é aplicável também em reservatórios expostos ao ar livre, tais como diques, lagos e lagoas, barragens e outros. Medir nível na maioria dos casos tem grande impacto na segurança das pessoas, do meio ambiente, e do processo envolvido, além de influenciar na qualidade do produto final. Pode-se medir nível de diversas formas que vão desde um simples flutuador até um sofisticado sistema por Tempo de Vôo de ondas que processa a informação que retorna na forma de eco refletido após a emissão de um sinal. Um Sistema como esse pode utilizar diversos tipos de ondas para levar a informação da transmissão, as mais comuns são microondas, infravermelhas e as ultra-sônicas. Nesse trabalho descreve-se um método que se utiliza da técnica do Tempo de Vôo com o uso de ondas ultra-sônicas em associação com a filtragem adaptativa para determinar a localização dos níveis dos líquidos contidos em um recipiente de altura conhecida. É feito um estudo de robustez do método com base em simulações, através da variação da relação sinal ruído e da taxa de amostragem. Compara-se com os resultados obtidos com o uso da Transformada de Hilbert, Transformada de Fourier e da Transformada Wavelets, considerando o tempo de processamento e a incerteza na medição.