Sba: Controle & Automação Sociedade Brasileira de Automatica, Volume: 13, Issue: 3, Published: 2002
  • Problema H2/H<FONT FACE=Symbol>¥</FONT>: soluções aproximadas por meio de expansão em bases Sistemas Lineares

    Ades, Roberto; Silveira, Marcos Azevedo da

    Abstract in Portuguese:

    Neste artigo apresenta-se um tutorial sobre o Problema de Controle Ótimo H2/H<FONT FACE=Symbol>¥</FONT>, formulando-o a partir dos problemas usuais da Teoria de Controle e Servomecanismos, mostrando as condições de existência, unicidade e regularidade de suas soluções. Apresenta-se também, com certo detalhe, um método direto para a aproximação de sua solução, baseado em expansões de conjuntos geradores redundantes e em um método dual já existente na literatura. Os problemas de otimização aproximantes, convexos e de dimensão finita, exigem o uso de um subgradiente associado à restrição H<FONT FACE=Symbol>¥</FONT>, o que parece não afetar a eficiência numérica do algoritmo proposto, como é mostrado em alguns exemplos de sua aplicação.

    Abstract in English:

    This paper presents a tutorial on the Mixed H2/H<FONT FACE=Symbol>¥</FONT> Control Problem. It is formulated from the usual problems in the Control Theory and Servomechanisms, showing the existence, uniqueness and regularity conditions of its solutions. Besides, a direct method for approach its solution is showed with a certain detail, based on expansions of redundant generating sets and with the support of a dual method existent in the literature. The finite dimension resultant optimization problems are convex, demanding a subgradient associated to the H<FONT FACE=Symbol>¥</FONT> restriction. It seems non affect the numeric efficiency of the proposed algorithm, as it can be seen in some examples.
  • Navegação de robôs móveis utilizando aprendizado por reforço e lógica fuzzi Robótica

    Faria, Gedson; Romero, Roseli A. Francelin

    Abstract in Portuguese:

    Aprendizado por Reforço pode ser visto como uma forma de programar agentes utilizando recompensas e punições para resolver tarefas específicas através de interações com o ambiente. Neste trabalho é investigado o desempenho dos mais importantes algoritmos de aprendizado por reforço: Q-learning, R-learning e H-learning, no contexto de tarefas de navegação evitando colisões. Além disso, é proposto neste trabalho um método de navegação por sonares, denominado R'-learning, que incorpora lógica fuzzy ao algoritmo R-learning para navegação de robôs móveis em ambientes incertos. Foi também realizada uma aplicação de navegação utilizando o algoritmo R'-learning que consiste em ensinar robôs a encontrar pequenos objetos em um corredor. Para isto, foi proposto um mapeamento de estados do ambiente a partir do conceito de força de repulsão. O robô mostrou ter comportamentos satisfatórios ao executar a tarefa proposta.

    Abstract in English:

    Reinforcement Learning can be seen as a way of programming agents by reward and punishment for solving specific tasks through repeated interactions with the environment. In this work, the performance of the most important reinforcement learning algorithms: Qlearning, Rlearning, H-learning is investigated in the context of a navigation task avoiding obstacles. Furthermore, this work proposes a sensor-based navigation method, named R'-learning, which incorporates fuzzy logic into the Rlearning algorithm for mobile robot navigation in uncertain environment. An application is realized consisting of teaching the robots to find small objects in a corridor. For this, a state set mapping has been proposed through force field concepts. R'learning algorithm has been used for this navigation task. The robot showed to have satisfactory behaviors in performing this task.
  • Controle de transitórios em escalonamento de job shop cíclico Sistemas A Eventos Discretos

    Noronha, Adriana Backx; Mendes, Rafael Santos

    Abstract in Portuguese:

    Os problemas encontrados no escalonamento da produção são classificados em diversas categorias, dentre as quais destaca-se o problema de job shop, onde N peças são processadas por M máquinas ou estações de trabalho. O problema de escalonamento job-shop cíclico determinístico é definido como aquele em que os tempos de processamento são fixos e conhecidos a-priori e as peças são produzidas de maneira repetitiva. Para este problema uma solução em regime pode ser determinada. Porém, o sistema pode estar sujeito a distúrbios na solução de regime. Neste contexto, buscou-se neste trabalho encontrar uma lei de controle, ou seja, uma lei de determinação dos instantes de início de cada peça nos ciclos subsequentes, capaz de restabelecer e manter a solução de referência. A lei de controle é baseada em conceitos da álgebra max-plus, e consiste em determinar os instantes de início das operações a partir dos instantes de início das operações precedentes e de um conjunto de matrizes definido em max-plus.

    Abstract in English:

    The job shop problem is particularly important among the scheduling problems found in production systems, being characterized by N parts which are processed by M machines or work stations. If the processing times in each machine are determined and known a-priori and the parts are produced repetitively, then the problem is called deterministic cyclic job shop scheduling. In this case a steady state solution, corresponding to a set point for the production system can be calculated. However, real systems are subjected to perturbations like machine failures, lack of raw material etc., that can affect the steady state solution. In this context, this work is concerned with the determination of a control law i.e. a law for the determination of the starting time of each operation in the subsequent cycles such that the set point (reference solution) be reestablished and maintained. The proposed control law is based in max-plus algebra concepts. The starting times of the operations are calculated from the starting times of the preceding operations and from a set of matrices defined in max-plus algebra.
  • Algoritmo de roteamento adaptativo para o balanceamento de carga em redes de telecomunicações Sistemas Inteligentes

    Araújo, Aluízio F. R.; Vittori, Karla

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho apresenta um algoritmo de roteamento adaptativo, denominado Agentes-Q, baseado na integração de três estratégias de aprendizagem combinadas com alguns mecanismos para aumentar sua velocidade de adaptação. As três estratégias são: aprendizagem-Q, aprendizagem por reforço dual e aprendizagem baseada no comportamento de colônias de formigas. O algoritmo proposto é composto por um conjunto de agentes móveis simples, que se comunicam indiretamente e cooperam na busca dos melhores caminhos na rede. Os agentes selecionam as rotas de forma distribuída e atualizam incrementalmente as informações utilizadas na escolha dos caminhos. Agentes-Q foi aplicado a uma rede telefônica da British Telecom e a porcentagem média de chamadas perdidas por ele foi comparada a de dois algoritmos baseados no comportamento de colônias de formigas. Os experimentos envolveram variações nos padrões de tráfego, nível de carga e topologia da rede e a utilização de ruído na informação usada na seleção das rotas. Agentes-Q obteve melhor desempenho que seus competidores, apresentando maior capacidade de adaptação às situações consideradas.

    Abstract in English:

    This paper presents an adaptive routing algorithm, called Q-Agents, based on the integration of three learning strategies combined with some mechanisms to increase its speed of adaptation. The strategies were: Q-learning, dual reinforcement learning and learning based on ant colony behavior. The proposed algorithm is composed of a set of simple mobile agents that communicate indirectly between themselves and cooperate to find the best paths through the network. The agents select the routes in a distributed way and update information used in this task incrementally. Q-Agents has been applied to a telephone network from British Telecom and the mean percentage of lost calls by it was compared with the percentage of two algorithms based on ant colony behavior. The experiments comprised variations of the network traffic patterns, load level and topology and use of noise in information to select the routes. Q-Agents performed better than its competitors, presenting higher capacity of adaptation to the considered situations.
  • Aplicação de redes neurais na estimação da temperatura interna de transformadores de distribuição imersos em óleo Sistemas Inteligentes

    Freitas, Antônio A. C. de; Silva, Ivan N. da; Souza, André N. de

    Abstract in Portuguese:

    Neste artigo, os sinais de temperatura ambiente e de carregamento de transformadores de distribuição imersos em óleo são aplicados em uma arquitetura de redes neurais artificiais com o objetivo de estimar a temperatura interna destes transformadores. A arquitetura da rede neural utilizada nesta aplicação é do tipo perceptron multicamadas. O treinamento da rede foi realizado através do algoritmo de retropropagação denominado ''Resilient Propagation'' e foi baseado em dados de projeto e de ensaios de transformadores de distribuição imersos em óleo. Resultados de simulação da abordagem proposta indicam que esta metodologia pode ser utilizada eficientemente nos processos de proteção de transformadores, incrementando a seletividade, confiabilidade e o gerenciamento da rede de distribuição.

    Abstract in English:

    In this paper, the ambient temperature values and load signals are applied in an architecture of artificial neural network with the objective of estimating the internal temperature of oil-immersed distribution transformers. The architecture of neural network used in this application is a multilayer perceptron. The training of the network was carried-out using the ''Resilient Propagation'' algorithm and it was based on design details and experimental data relative to the oil-immersed distribution transformers. Simulation results of the proposed approach indicate that this methodology can be efficiently used in the protection processes of transformers, increasing the selectivity, reliability and the management of the electric energy distribution system.
  • Esquemas alternativos para o passo de parametrização do método da continuação baseados em parâmetros físicos Sistemas De Potência

    Alves, D.A.; Silva, L.C.P. da; Castro, C. A.; Costa, V.F. da

    Abstract in Portuguese:

    O método de fluxo de carga convencional é considerado inadequado para se obter o ponto de máximo carregamento (PMC) de sistemas de potência, devido à singularidade da matriz Jacobiana neste ponto. Os métodos da continuação são ferramentas eficientes para a solução deste tipo de problema, visto que técnicas de parametrização podem ser utilizadas para evitar a singularidade da matriz Jacobiana. Neste trabalho, novas opções para a etapa de parametrização do método da continuação são apresentadas. Mostra-se que variáveis com claro significado físico podem ser utilizadas na etapa de parametrização. As seguintes variáveis foram testadas: perda total de potência ativa e reativa, potência ativa e reativa na barra de referência, potência reativa das barras de geração, e as perdas de potência ativa e reativa nas linhas de transmissão (LT). Além de facilitar a implementação computacional do método de continuação, as técnicas de parametrização apresentadas simplificam a definição matemática e o entendimento do método por parte de engenheiros de potência, visto que os métodos de continuação existentes na literatura sempre utilizam técnicas de parametrização complexas, e de interpretação puramente geométrica. Resultados obtidos com a nova metodologia para os sistemas testes do IEEE (14, 30, 57 e 118 barras) mostram que as características de convergência do método de fluxo de carga convencional são melhoradas na região do PMC. Além disso, durante o traçado das curvas PV, as diversas técnicas de parametrização podem ser comutadas entre si possibilitando o cálculo de todos os pontos da curva com um número reduzido de iterações. Diversos testes são realizados para proporcionar a comparação do desempenho dos esquemas de parametrização propostos.

    Abstract in English:

    The conventional load flow method is considered to be inadequate to obtain the maximum loading point (MLP) of power systems, due to the singularity of Jacobian matrix. Continuation methods are efficient tools for solving this kind of problem, since parameterizations techniques can be used to avoid such singularities. In this paper new options for the parameterization step are presented. It is shown that variables with clear physical meaning can be utilized to parameterize the power flow equations. The following variables have been tested: total real and reactive power losses, real and reactive power at the slack bus, reactive power at generator buses, and transmission line real and reactive power losses. The proposed parameterization schemes simplify the implementation of a continuation power flow, and make it easier for power engineers to understand its mathematical definition, since it uses physically meaningful parameters rather than purely mathematical and complex variables. Results obtained with the new parameterization techniques for the IEEE test systems (14, 30, 57 and 118 buses) show that the convergence characteristics of the conventional power flow method are improved at the MLP vicinity. In addition, it is shown that the proposed parameters can be switched during the tracing of the PV curve in order to efficiently determine all its points with few iterations. Several tests are carried out to compare the performance of the proposed parameterization schemes for the continuation load flow method.
  • Fluxo de carga em sistemas que apresentam linhas de potência natural elevada (LPNE) Sistemas De Potência

    Gomes, Flávio V.; Vinagre, Márcio P.; Pereira, José L. R.; Garcia, Paulo N.

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho apresenta um procedimento preciso para o cálculo de fluxo de carga em sistemas elétricos de potência nos quais estão presentes linhas de potência natural elevada (LPNE). A metodologia consiste no uso do fluxo de potência trifásico em coordenadas de fase para solução de um subsistema onde os efeitos dos desequilíbrios causados pelas linhas LPNEs são mais acentuados. Para o restante do sistema adota-se o tradicional fluxo de carga de seqüência positiva. O modelo proposto foi validado usando-se o sistema de 57 barras do IEEE.

    Abstract in English:

    This work presents an accurate approach for load flow calculation in electrical power systems in which high surge-impedance loading (HSIL) lines are present. The methodology consists in the use of three-phase power flow in phase coordinates for solving a sub-system where the unbalance effect due to HSIL lines are more accentuated. The traditional positive sequence load flow is used for the rest of the system. The proposed model has been validated in test systems.
  • Novos desenvolvimentos numa formulação de injeção de corrente para solução do fluxo de potência Sistemas De Potência

    Variz, Abilio Manuel; Costa, Vander Menengoy da

    Abstract in Portuguese:

    Este artigo apresenta uma metodologia genérica de representação de dispositivos de controle no problema de fluxo de potência, utilizando-se uma formulação Newton Raphson esparsa expressa em termos de equações de injeção de corrente em coordenadas retangulares. Tal formulação possui a mesma trajetória de convergência da formulação convencional em coordenadas polares. Os resultados obtidos validam a metodologia proposta.

    Abstract in English:

    This paper presents a generic methodology of control devices representation into the power flow problem, using a sparse Newton Raphson formulation expressed in terms of current injection equations in rectangular coordinates. This formulation yields the same convergence characteristics presented by power mismatches conventional formulation in polar coordinates. The results validate the proposed methodology.
  • Robustness margins for global asymptotic stability in indirect field-oriented control of induction motors

    Bazanella, A.S.; Reginatto, R.; Valiatti, R.

    Abstract in Portuguese:

    A estabilidade de acionamentos por orientação de campo indireta de motores de indução quando sujeitos a erros de estimativa da constante de tempo do rotor é analisada. O artigo se concentra na estabilidade global, estendendo os resultados de []. Margens de robustez são determinadas e diretivas para projeto do laço PI de velocidade são obtidas. A metodologia de análise é aplicada a dois sistemas distintos a fim de ilustrar as estimativas de margens de estabilidade.

    Abstract in English:

    The influence of the rotor time constant mismatch on the stability of induction motors under indirect field oriented control is analyzed. The paper focuses on the global asymptotic stability property and extends the results of []. Robustness margins for global asymptotic stability with respect to rotor time constant mismatches are obtained. The effect of the PI settings in such robustness margins is clarified allowing to derive design guidelines. The methodology is applied to two different induction motor drive systems illustrating the stability margin estimates.
  • Java applets para um software educacional distribuído em eletrônica de potência Eletrônica De Potência

    Gonçalves, Flávio A. S.; Canesin, Carlos A.

    Abstract in Portuguese:

    Este artigo apresenta programas na forma de Java applets para um sistema de auxílio ao ensino multimídia de um curso em Eletrônica de Potência baseado na WWW (world wide web). Os programas foram desenvolvidos com o propósito de analisar os circuitos retificadores não-controlados (a diodos) e controlados (a tiristores), monofásicos e trifásicos, idealizados e em regime permanente, permitindo a simulação visual e interativa dos mesmos. Além disso, este artigo aborda o desenvolvimento e a utilização de Java applets para resolução de algumas equações de projetos orientados para aplicações destes retificadores. O principal objetivo destas Java applets propostas foi o de proporcionar maiores facilidades para os estudantes aumentarem e melhorarem o ritmo de aprendizado no curso de Eletrônica de Potência, enfatizando-se as análises das formas de onda e proporcionando condições para uma efetiva análise comparativa imediata (on-line) entre diferentes experiências desenvolvidas em laboratório, através da conexão TCP/IP padrão da Internet. Portanto, à partir da utilização das Java applets propostas, que estão inseridas em um sistema de auxílio ao ensino do curso de Eletrônica de Potência baseado na WWW, foi observado uma importante melhoria no aprendizado do conteúdo do curso. Conseqüentemente, a estrutura do curso tornou-se mais fluída, permitindo efetivamente um curso on-line através da WWW, motivando os alunos a aprender o conteúdo teórico, aplicando-o em projetos de estruturas retificadoras e nos seus deveres escolares.

    Abstract in English:

    This paper introduces Java applet programs for a WWW (world wide web)-HTML (hypertext markup language)-based multimedia course in Power Electronics. The applet programs were developed with the purpose of providing an interactive visual simulation and analysis of idealized uncontrolled and controlled single-phase, and three-phase rectifiers. In addition, this paper discusses the development and utilization of Java applet programs to solve some design-oriented equations for rectifier applications. The major goal of these proposed Java applets was to provide more facilities for the students increase their pace in Power Electronics course, emphasizing waveforms analysis, and providing conditions for an on-line comparative analysis among different hands-on laboratory experiences, via a normal Internet TCP/IP connection. Therefore, using the proposed Java applets, which were embedded in a WWW-HTML-based course in Power Electronics, was observed an important improvement of the apprenticeship for the content of this course. Therefore, the course structure becomes fluid, allowing a true on-line course over the WWW, motivating students to learn its content, and apply it in some applications-oriented projects, and their home-works.
  • Seleção de fases em relés numéricos de linhas de transmissão baseada em análise multi-resolução via transformada wavelet Processamento De Sinais

    Silveira, Paulo Márcio; Seara, Rui; Zürn, Hans Helmut

    Abstract in Portuguese:

    Este artigo apresenta uma nova abordagem para a detecção e identificação de tipos de faltas em linhas de transmissão. O procedimento de identificação é baseado na transformada wavelet associada a uma transformação modal. Dessa forma, os coeficientes wavelet dos sinais de falta, obtidos por análise multi-resolução, são então desacoplados. Para curtos intervalos de análise, os níveis de energia contidos nos sinais transformados são extraídos e comparados a limiares apropriados, determinando-se o tipo de falta. Uma falta pode ser reconhecida em menos de 2 ms após sua ocorrência. O programa EMTP/ATP é utilizado para validar os resultados.

    Abstract in English:

    A new approach for fault type detection and identification in three-phase transmission lines is introduced. For this end, we have used the wavelet transform associated with a modal transformation. The wavelet coefficients, obtained by multiresolution decomposition, are then uncoupled. For short time analysis intervals, the energy levels in the transformed signals are extracted and compared with an appropriated threshold, determining then the fault type. A fault can be recognized in less than 2 ms after its occurrence. The Electromagnetic Transient Program (EMTP) and Alternative Transients Program (ATP) have been used for validating the obtained results.
  • Filtro recursivo analógico digitalmente programável por controle de carga Processamento De Sinais

    Monteiro, Joarez B.; Petraglia, Antonio; Leme, Carlos A.

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho apresenta um novo processo de implementação de filtros recursivos do tipo IIR (infinite impulse response) programáveis a capacitor chaveado. O emprego da estrutura com número de zeros maior que o número de pólos garante sensibilidade na banda de passagem melhor do que a de filtros elípticos que atendam às mesmas especificações. A utilização de técnica de conversão digital analógica (DAC) permite a programação do filtro pelo controle da carga dos capacitores eliminando a necessidade de bancos de capacitores que aumentam a área de silício e o custo de fabricação do circuito integrado. Finalmente, a técnica de multiplexação do amplificador operacional aplicada na realização de módulos FIR (finite impulse response) de 2ª ordem permite projetar o filtro com baixo consumo de potência.

    Abstract in English:

    This paper presents a novel procedure for the implementation of digitally programmable switched-capacitor recursive (IIR) filters. The use of a number of zeros greater than the number of poles assures low sensitivity in the passband, being better than that obtained with an elliptic filter. Digital-to-analog conversion (DAC) techniques allow filter programming by controlling capacitor charge instead of adjusting a capacitor bank, reducing both silicon area and costs. Finally, multiplexing individual operational amplifiers among 2nd order FIR modules reduces the number of required op-amps and, consequently, power dissipation.
  • Resenha do livro: sistemas dinâmicos Resenha De Livro

    Aguirre, Luis Antonio
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