Scielo RSS <![CDATA[Sba: Controle & Automação Sociedade Brasileira de Automatica]]> http://www.scielo.br/rss.php?pid=0103-175920110001&lang=en vol. 22 num. 1 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.br/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.br <![CDATA[<b>Points in the History of the Brazilian Society of Automatics ("Sociedade Brasileira de Automática" - SBA)</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592011000100001&lng=en&nrm=iso&tlng=en The Brazilian Society of Automatics (SBA- Sociedade Brasileira de Automatica) was established in 1975 as a scientific organization to promote the Science and Engineering of Automation and Control in Brazil and to be a leading forum for researchers, students and professionals working in the various fields of Control and Automation. Currently SBA has over 700 members in Brazil (professionals, students, and organizations) and is responsible for organizing the major South-American academic event in the field of automatic control - the Brazilian Automation Conference ("Congresso Brasileiro de Automática" - CBA), a biannual event that attracts around 1,000 participants, as well as the Brazilian Symposium on Intelligent Automation (SBAI - "Simpósio Brasileiro de Automação Inteligente"). Furthermore, SBA co-sponsors events in the fields of robotics, neural networks, etc. always aiming to promote Automation and Control activities in Brazil. SBA is coordinated by a Board of Directors and a Council. It includes seven Technical Committees (Industrial Automation, Intelligent Systems, Robotics, Instrumentation, Power Electronics, Power Systems and Control Theory and Applications). SBA has one affiliated journal- "Revista Controle e Automação (Control and Automation Journal), the most important scientific journal in the control and automation area in Brazil. This paper addresses some points in the History of SBA, especially its beginnings. It is described in an oral history style, given that one of the co-authors - Celso Bottura - is one of the SBA founders. <![CDATA[<b>Software and Hardware control of a hybrid robot for switching between leg-type and wheel-type modes</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592011000100002&lng=en&nrm=iso&tlng=en One of the objectives of the paper is to describe the hybrid robot PEOPLER-II (Perpendicularly Oriented Planetary Legged Robot) with regard to switching between leg-type and wheel-type. Our robot has an easier design and control system than other hybrid robots. The software and hardware control in the process of performing five robot tasks are considered. These are the walking, rolling, switching, turning and spinning. In the switching task, we show the control method based on minimization of total energycost. Also, the hardware components and their interconnections are described. The graphical user interfaces utilized in the simulation and experiment are demonstrated. The walking, rolling and the switching without reverse rotation and arm motion are verified in simulation and with real robot, in addition to turning and spinning.<hr/>O objetivo principal deste trabalho é descrever a mudança no modo de locomoção entre pernas e rodas do robô híbrido PEOPLER-II (Perpendicularly Oriented Planetary Legged Robot). A diferença entre PEOPLER-II e outros robôs híbridos está relacionado com a facilidade que foi projetado e também o seu sistema de controle. O robô realizará cinco tarefas: o caminhar, a locomoção por rodas, o chaveamento entre os modos de locomoção com pernas e rodas, o movimento de virar para esquerda ou direita e a rotação no sentido horário ou anti-horário. O chaveamento é realizado utilizando um método que reduza o custo total de energia necessária na troca entre pernas e rodas. Neste artigo serão apresentados os algoritmos de controle definidos para cada tarefa, as especificações do hardware definidas na arquitetura do robô e as interfaces do software utilizadas na simulação e no experimento. Os resultados experimentais obtidos validam a metodologia proposta. <![CDATA[<b>A family of multipulse rectifiers with differential topologies of transformers</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592011000100003&lng=en&nrm=iso&tlng=en Retificadores multipulsos, obtidos a partir de conexões especiais de autotransformadores, ou conexões diferenciais, estão em crescente desenvolvimento para equipar o estágio de entrada de conversores estáticos. Essas topologias retificadoras são cada vez mais atrativas não só pela robustez, como pela característica em mitigar harmônicos importantes na corrente da linha, reduzindo a distorção harmônica total de corrente (DHTi) e elevando o fator de potência. Diferentemente das conexões defasadoras isoladas(delta-estrela, ziguezague, etc.), quando se trata de autotransformador, a maior parte da energia requerida pela carga é diretamente conduzida através dos enrolamentos e apenas uma pequena fração é processada pelo núcleo, aumentando assim a densidade de potência do conversor. Este trabalho apresenta um método matemático simples baseado em diagramas fasoriais, que resulta em expressões capazes de definir todas as conexões diferenciais para as topologias Estrela e Delta, tanto elevadoras como abaixadoras de tensão, em retificadores de 12 ou 18 pulsos. As expressões obtidas, também apresentadas sob a forma de ábacos possibilitam que, para qualquer tensão da rede, seja escolhida uma determinada tensão de saída, ou vice-versa. Este fato mostra que, diferentemente das conexões defasadoras de tensão usuais, a família de conversores proposta pode ser projetada para qualquer relação entre as tensões da rede de entrada e da carga. Uma aplicação imediata seria o "retrofit", ou seja, substituir um sistema retificador trifásico convencional, com baixa qualidade da energia processada, pelo retificador de 12 ou 18 pulsos, com conexões Estrela ou Deltas-diferenciais, mantendo os níveis originais de tensão da rede e da carga. O procedimento de projeto, simples e rápido, é desenvolvido e aplicado a um protótipo de 6 kW, 18 pulsos, do tipo Delta-diferencial, com tensão média retificada de 400 V na carga.<hr/>Multipulse rectifier topologies based on auto-connections or differential connections, are more and more applied as interface stages between the mains and power converters. These topologies are becoming increasingly attractive not only for robustness, butto mitigate many low order current harmonics in the utility, reducing the total harmonic distortion of the line currents (THDi) and increasing the power factor requirements. Unlike isolated connections (delta-wye, zigzag, etc.), when the differential transformer is employed, most of the energy required by the load is directly conducted through the windings. Thus, only a small fraction of the kVA is processed by the magnetic core. This feature increases the power density of the converter. This paper presents a mathematical model based on phasor diagrams, which results in a single expression able to merge all differential connections (wye and delta), for both step-up and step-down rectifiers for 12 or 18 pulses. The proposed family of converters can be designed for any relationship between the line input voltage and the DC voltage, unlike the conventional phase-shift voltage connections. An immediate application would be the "retrofit", i.e. to replace a conventional rectifier with poor quality of the processed energy by the 12 or 18-pulse rectifiers with Wye or Delta-differential connections, keeping the original values for the input and load voltages. The simple and fast design procedure is developed and tested for a prototype rating 6 kW and 400 V on DC load. <![CDATA[<b>Automatic system for classification of isolated and multiple disturbances in electric signals</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592011000100004&lng=en&nrm=iso&tlng=en Neste trabalho, um sistema de classificação de distúrbios elétricos múltiplos e isolados é proposto. A inovação deste sistema está na utilização de um conjunto de filtros no pré-processamento, o que possibilita a separação de algumas classes de distúrbios e, consequentemente, a classificação de distúrbios múltiplos a partir de classificadores mais simples. O sistema proposto foi projetado com dados simulados e testado tanto com dados simulados quanto com dados reais. Bons resultados foram alcançados, uma vez que um desempenho global superior a 99% foi obtido, para o conjunto de dados considerado.<hr/>In this work, an automatic system was designed for classifying single and multiple disturbances in power systems. A filter bank was used for signal decomposition, which allows the decoupling of some disturbance classes, and makes it simpler the classifier design. The proposed system was designed using simulated data and tested for both simulated and experimental data. A global classification efficiency above 99% was achieved for the data set considered. <![CDATA[<b>Uma abordagem baseada em sistemas de inferência <i>Fuzzy</i> Takagi-Sugeno aplicada ao planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de geração</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592011000100005&lng=en&nrm=iso&tlng=en O planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de geração, em sistemas com grande participação hidráulica, como é o caso do sistema brasileiro, visa determinar uma política de operação que especifique como as usinas hidroelétricas devem ser operadas, de forma que os recursos hidroelétricos sejam utilizados com economia e confiabilidade. Este trabalho apresenta uma aplicação de sistemas de inferência fuzzy do tipo Takagi-Sugeno, responsável por obter uma política de operação (PBSIF - Política Baseada em Sistema de Inferência Fuzzy) que represente a operação otimizada de reservatórios para geração de energia elétrica, bem como da análise desta política e sua aplicação na simulação da operação de sistemas hidroelétricos. A política proposta é obtida pela otimização da operação energética das usinas hidroelétricas. Desta otimização extraem-se as relações entre a energia armazenada do sistema e o volume do reservatório de cada usina. Estas relações estão representadas nos parâmetros dos consequentes das regras linguísticas fuzzy do modelo de inferência de Takagi-Sugeno. De forma a ilustrar a eficácia da PBSIF, ela foi avaliada por meio da comparação do seu desempenho com a política de operação em paralelo; com a política de operação baseada em aproximações funcionais, que utiliza funções polinomiais e exponenciais, obtidas através do método dos mínimos quadrados; e também com o resultado obtido através da operação otimizada a usinas individualizadas. Com a metodologia proposta, procura-se demonstrar a viabilidade da obtenção e aplicação da PBSIF, e com os resultados obtidos, pretende-se ilustrar a eficácia e os ganhos energéticos advindos.<hr/>The operation planning of generation hydrothermal systems, in systems with wide hydraulic participation, such as the Brazilian system, aims to determine an energy operating policy that specifies how the hydroelectric power plants must be operated so that the hydroelectric resources available are used with economy and reliability. This paper presents an application of Takagi-Sugeno fuzzy inference systems to determine an energy operation policy (Fuzzy Inference System-Based Policy - FISBP) that represents the optimal operation of reservoir for electric generation, and also an analysis of the policy obtained and its application at operational simulation of hydrolectric systems. The policy is obtained through the energy operation optimization of hydroelectric plants. From this optimization it extracts the relationships between the stored energy of the system and the reservoir volume of each plant. These relationships are represented in the parameters of the consequents of the fuzzy rules of the Takagi-Sugeno inference model in order to reflect the optimal operating behavior of the hydroelectric power plants. To illustrate the effectiveness of FISBP, it was evaluated through comparations with papallel policy; with operation policy based at functional aproximations that uses polynomials and exponential functions; and with the result obtained using the optimal operation of individualistic hydro plants. Through methodology proposed, it is intended to demonstrate the viability of the obtainment and the application of FISBP, and with results obtained, it is also intended to show the effectiveness and energetic gains reached. <![CDATA[<b>Analysis of the transient and steady state performance of digital filtering algorithms used in numeric relays</b>: <b>convergence speed, overshoot and time constant sensitivity</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592011000100006&lng=en&nrm=iso&tlng=en Este trabalho visa avaliar o desempenho de algoritmos de filtragem digital para relés numéricos em termos da capacidade de rejeição da componente DC, resposta transitória, exatidão, freqüência de amostragem e imunidade a ruídos. Além dos filtros clássicos de Fourier de ciclo completo e Cosseno também, são consideradas duas Transformadas Discretas de Fourier (TDF) modificadas. Os sinais de corrente utilizados nos testes foram gerados por equações matemáticas e por simulações computacionais em um sistema teste. Os resultados mostram que na maioria dos casos os filtros de Fourier modificados apresentam o melhor desempenho. Esses algoritmos exigem um maior esforço computacional, devido ao número de operações matemáticas envolvidas. No entanto, esse fato não causou aumento considerável no tempo de simulação.<hr/>This paper aims to assess the performance of digital filtering algorithms for numeric relays in terms of: ability to reject the DC offset component, transient response, accuracy, sampling frequency and noise immunity. The filters under investigation are the full cycle Fourier transform filters, cosine and two modified DFT methods. The current waveforms used during the tests were generated by mathematical equations and by computational simulation on a test system. The results show that the modified Fourier filters have the best performance, in most cases. These algorithms require a greater computational effort due to the number of mathematical operations involved. However, this fact has not caused considerable increase in simulation time. <![CDATA[<b>Adequating the ILUT preconditioner for the solution of power flow sublinear problem using GMRES</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592011000100007&lng=en&nrm=iso&tlng=en Este trabalho propõe uma estratégia de eliminação de elementos não-nulos durante a construção de um pré-condicionador ILU fazendo uso de dois critérios; um baseado no erro gerado para eliminar os elementos do fator L e o outro numa tolerância relativa para eliminar os elementos de U. Normalmente, esses critérios estão baseados nos níveis dos elementos não-nulos, nos seus valores absolutos, quantidade, ou numa combinação dessas duas últimas. Para o subproblema linear do fluxo de carga esta última combinação pode introduzir elevados erros devido à eliminação inadequada de elementos não-nulos grandes em valor absoluto, aumentando o número de operações efetuadas pelo método iterativo e, conseqüentemente, o tempo de CPU, comprometendo o seu desempenho. É mostrada a influência do esquema de reordenamento neste cenário e experimentos numéricos tipificam o problema e corroboram a melhor qualidade da regra proposta.<hr/>This paper proposes a fill-in dropping strategy during ILU preconditioner construction making use of two criteria; one to eliminate the L factor fill-ins based on the resulting error and the other based on a relative tolerance for U fill-ins. Normally, the fill-in dropping rule is based on levels of fills, numerical values, amount, or a combination of the former two. This combination rule is very well-documented in the literature but for solving the load flow sublinear problem this conventional rule may introduce large errors due to inadequate droppings, increasing the number of operations and the CPU time as well, turning poor the iterative method performance. It is shown the influence of the reordering scheme over that scenario and numerical experiments typify the problem and corroborate the better quality of the proposed rule. <![CDATA[<b>Electrical grounding modeling for high frequency phenomena and comparison with experimental results</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592011000100008&lng=en&nrm=iso&tlng=en Este artigo apresenta os fundamentos físicos e matemáticos de uma metodologia de cálculo de transitórios eletromagnéticos em aterramentos elétricos, solicitados por fenômenos de alta frequência, por exemplo, aqueles associados à incidência de descargas atmosféricas. As equações resultantes são oriundas da aplicação direta das equações básicas do eletromagnetismo no domínio da frequência, cuja solução é obtida mediante aplicação da técnica numérica Método dos Momentos. Os resultados advindos do modelo proposto são comparados com dados de medição e com resultados de outro modelo, considerado referência na literatura técnica especializada. De tais comparações verifica-se a consistência da modelagem proposta.<hr/>This paper presents the physical and mathematical basis of a methodology for electromagnetic transients' calculation in grounding systems, subjected to high frequency phenomena, for example, those associated to lightning. The derived equations arise from the direct application of the electromagnetic basic equations in the frequency domain, whose solution is obtained by the application of the Moment Methods numerical technique. The obtained results by this method are compared both with experimental results and with another model, which is assumed as a reference in the specialized literature. Based on such comparisons, the consistency of the proposed model is verified. <![CDATA[<b>Análise linear de sistemas dinâmicos</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592011000100009&lng=en&nrm=iso&tlng=en Este artigo apresenta os fundamentos físicos e matemáticos de uma metodologia de cálculo de transitórios eletromagnéticos em aterramentos elétricos, solicitados por fenômenos de alta frequência, por exemplo, aqueles associados à incidência de descargas atmosféricas. As equações resultantes são oriundas da aplicação direta das equações básicas do eletromagnetismo no domínio da frequência, cuja solução é obtida mediante aplicação da técnica numérica Método dos Momentos. Os resultados advindos do modelo proposto são comparados com dados de medição e com resultados de outro modelo, considerado referência na literatura técnica especializada. De tais comparações verifica-se a consistência da modelagem proposta.<hr/>This paper presents the physical and mathematical basis of a methodology for electromagnetic transients' calculation in grounding systems, subjected to high frequency phenomena, for example, those associated to lightning. The derived equations arise from the direct application of the electromagnetic basic equations in the frequency domain, whose solution is obtained by the application of the Moment Methods numerical technique. The obtained results by this method are compared both with experimental results and with another model, which is assumed as a reference in the specialized literature. Based on such comparisons, the consistency of the proposed model is verified.