Sba: Controle & Automação Sociedade Brasileira de Automatica, Volume: 17, Issue: 3, Published: 2006
  • Técnica de identificação de modelos lineares e não-lineares de séries temporais Identificação, Controle E Filtragem

    Luna, Ivette; Ballini, Rosangela; Soares, Secundino

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho apresenta uma proposta de identificação de modelos de séries temporais baseada no algoritmo de Informação Mútua Parcial (PMI). Este critério leva em conta tanto as relações lineares, como as relações não-lineares existentes entre as variáveis consideradas na análise. Para o cálculo do PMI é necessário estimar as funções de probablidades marginais e conjunta e o valor esperado. Neste trabalho, essas funções são aproximadas através da função de diferença absoluta em combinação com as funções de kernel. O algoritmo é aplicado na identificação de modelos lineares de séries temporais, assim como na seleção de entradas de um modelo não-linear utilizando redes neurais artificiais. Estes modelos neurais são utilizados na modelagem de séries de vazões médias mensais do Brasil. Os resultados mostram a eficiência do algoritmo, tanto para identificação de modelos lineares como para não-lineares.

    Abstract in English:

    In this work, an algorithm for identifying time series models is proposed. The strategy is based on Partial Mutual Information Criterion (PMI), which considers not only linear but also non-linear relations between variables under study. For calculating the PMI criterion, it is necessary to approximate marginal and joint probability densities, as well as conditional expected values. In this work, these operators are estimated using the city-block distance function and product multivariate kernel estimators. The algorithm is applied for identifying time series linear models and for selecting inputs for a non-linear model based on neural networks. The neural model is used for modelling monthly average streamflow series of a Brazilian river. Experimental results show good performance of the proposed approach.
  • Controladores adaptativos de temperatura em um túnel psicrométrico Identificação, Controle E Filtragem

    Montenegro, Paulo Henrique de Miranda; Riul, José Antônio; Oliveira, Benedito Santana de; Silva, Simplício Arnaud da

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho tem como objetivo o projeto de controladores adaptativos para controle de temperatura em um túnel psicrométrico. O túnel é composto de um sistema de ventilação e de um sistema de refrigeração. O ventilador é movido por um motor de corrente continua controlado por um computador para gerar e deslocar um fluxo de ar variável no interior do duto. A temperatura do ar é medida por um sensor fixado na extremidade do túnel. O controle de temperatura é realizado em tempo real, com os parâmetros do sistema estimados pelo algoritmo dos mínimos quadrados recursivo (MQR). São projetados e usados um controlador PI via imposição de pólos e um controlador preditivo generalizado (GPC) para o controle da temperatura do fluxo de ar. As duas estratégias de controle a serem usadas, baseiam-se em um modelo explícito do sistema. Os controladores são implementados através do programa computacional, e de uma placa de entrada e saída de dados. São mostrados como resultados experimentais: curvas das respostas de temperatura, curvas das evoluções dos parâmetros estimados do túnel, curvas das variáveis de controle e curvas dos erros de estimação.

    Abstract in English:

    This work aims at presenting the project of adaptive controllers for temperature control in a psychrometric tunnel. The tunnel is made of an airing system and a cooling system. The fan is put into motion by a continuous current engine which is controlled by a computer to engender and to move an unsteady air flow in the duct. The air temperature is measured by a sensor attached to the end of the tunnel. The temperature control is carried out in real time with the parameter system estimated by the algorithm of the recursive least-squares. A PI controller through pole placement and a generalized predictive controller (GPC) are projected and used to control the air flow temperature. Both control strategies to be used, are based on the system explicit model. The controllers are implemented through a computer program and through an input and output data board. Temperature response curves, evolution curves of the tunnel estimated parameters, control of variable curves, and estimation error curves are shown as experimental results.
  • Métodos iterativos lineares projetados através da teoria de controle e suas aplicações Identificação, Controle E Filtragem

    Diene, Oumar; Bhaya, Amit

    Abstract in Portuguese:

    É mostrado como projetar uma familia de novos métodos iterativos lineares através de uma abordagem pela teoria de controle. Escolhas apropriadas de funções de Liapunov resultam em controladores da familia PI/PD com ganhos variantes no tempo. Os novos métodos iterativos são aplicados à determinação dos pesos ótimos de filtros adaptativos. Simulações são feitas para mostrar que o desempenho dos novos algoritmos para filtros adaptativos é comparável ao método RLS.

    Abstract in English:

    It is shown how to built a family of new iterative methods using a feedback control viewpoint together with appropriate choices of control Liapunov function, leading to a family of time varying PI/PD controllers. The new iterative methods are used to determine the optimal coefficients of adaptive filters. Simulations are performed in order to show that the new methods have the same performance as the RLS algorithm.
  • Sobre critérios para equalização não-supervisionada Identificação, Controle E Filtragem

    Neves, Aline de Oliveira; Attux, Romis Ribeiro de Faissol; Suyama, Ricardo; Miranda, Maria D.; Romano, João Marcos Travassos

    Abstract in Portuguese:

    Neste artigo são abordados critérios usados para resolver o problema da equalização cega também conhecida como autodidata. Consideram-se os critérios clássicos do módulo constante e o do Shalvi-Weinstein. Apresentaremos os principais resultados existentes na literatura e alguns resultados mais recentes, que dizem respeito ao estudo do algoritmo do módulo constante generalizado (GCMA) e à comparação entre os critérios citados e destes com o critério de Wiener.

    Abstract in English:

    In this work, we study the criteria used to solve the blind equalization problem. Two approaches are considered in detail: the constant modulus and the Shalvi-Weinstein criteria. In the course of our exposition, a more recent and less studied technique, the generalized constant modulus criterion, is also discussed. Some of the most important results found in the literature are presented together with some recent contributions related to the comparison between blind criteria and between unsupervised techniques and the Wiener criterion.
  • Determinação da operação de unidades térmicas para o estudo de Unit Commitment através de uma análise de sensibilidade Otimização

    Silva Junior, Ivo Chaves da; Carneiro Junior, Sandoval; Oliveira, Edimar José de; Pereira, José Luiz Rezende; Garcia, Paulo Augusto N.; Marcato, André L.M.

    Abstract in Portuguese:

    Este artigo propõe a utilização de um novo índice de sensibilidade à elaboração de uma lista de prioridade para a resolução do problema de "Unit Commitment". O novo índice é obtido através dos multiplicadores de Lagrange associado às variáveis discretas inerentes ao problema, as quais são mitigadas através de uma função contínua. Desta forma, o problema de otimização não linear é resolvido através da utilização da metodologia primal-dual de pontos interiores e como subproduto têm-se os multiplicadores de Lagrange associados às variáveis de decisão "ON-OFF" para a elaboração de uma lista de prioridade. Os resultados obtidos mostram a eficiência da metodologia proposta.

    Abstract in English:

    This paper proposes the utilization of a new sensibility index to organize a priority list for the solution of the Unit Commitment problem. The discrete nature of the operational decisions is mitigated through a continuous function. Thus the new index is derived from the lagrangian multipliers and the non-linear optimization problem is solved using the interior point primal-dual method. The priority list is obtained as a by-product of the lagrangian multipliers associated with the "ON-OFF" decision. The efficiency of the proposed methodology is demonstrated through several tests.
  • Detecção de falhas em estruturas inteligentes usando otimização por nuvem de partículas: fundamentos e estudo de casos Sistemas Inteligentes

    Tebaldi, Adriano; Coelho, Leandro dos Santos; Lopes Junior, Vicente

    Abstract in Portuguese:

    Os materiais piezelétricos são denominados de "materiais inteligentes" e pertencem a uma classe de dielétricos que exibem deformação significativa em resposta a aplicação de um campo elétrico. Estes materiais, também, produzem uma polarização dielétrica, ou seja, um campo elétrico em resposta a deformação no material. Esta dupla propriedade exibida pelos materiais piezelétricos torna extremamente vantajosa a aplicação destes materiais para sistemas de controle e para localização e caracterização de falhas estruturais. Neste artigo, a caracterização de falhas estruturais é realizada em dois passos. Em uma primeira etapa é utilizado o método da impedância elétrica para se determinar a região do dano e em uma segunda etapa se utiliza um método de otimização para quantificar a severidade das falhas. Identificação de falhas pertence ao grupo de problemas inversos, e portanto, não há solução única. A metodologia híbrida proposta se beneficia da técnica de impedância elétrica para localizar as regiões de danos e, assim, diminuir o número de variáveis envolvidas no processo de otimização. O procedimento é validado através de diferentes abordagens de otimização por nuvem de partículas, que é uma técnica da inteligência coletiva, usando operadores com geração de números aleatórios baseados em distribuições Gaussiana e de Cauchy.

    Abstract in English:

    Piezoelectric materials exhibit significant deformation in response to an applied electric field, as well as generating an electrical charge in response to mechanical strain. Control designs and characterization of structural damage can take advantage of these dual properties. In this paper, the identification of damage is realized in two steps. The first uses the electric impedance technique in order to determine the location of the damage, and the second uses an optimization method to quantify the severity of the damage. Damage identification is an inverse problem, and has no unique solution. The hybrid approach proposed in this paper takes advantage of the electric impedance technique to localize the damaged regions with accuracy. This information permits a decrease in the number of variables involved in the process, which is a goal for any optimization technique. The procedure is validated through different particle swarm optimization approaches using an operator with random numbers based on Gaussian and Cauchy distributions.
  • Estudo comparativo de ferramentas modernas de análise aplicadas à qualidade da energia elétrica Sistemas De Potência

    Oleskovicz, Mário; Coury, Denis V.; Carneiro, Adriano A. F. M.; Arruda, Elcio F.; Delmont F., Odilon; Souza, Silvio A.

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre ferramentas de análise, aplicável à Qualidade da Energia Elétrica (QEE), enfatizando-se a Transformada de Fourier com Janela (TFJ), a Transformada Wavelet (TW) e Redes Neurais Artificiais (RNAs). Das ferramentas apontadas, a TFJ e a TW, mostram-se aplicáveis à detecção, localização e classificação de distúrbios agregados às formas de ondas de tensão em um sistema de distribuição, com o intuito de prover um diagnóstico preciso das situações enfrentadas. Como será evidenciado, além da detecção, localização e classificação pelas técnicas citadas, os distúrbios também podem ser classificados segundo sua natureza, utilizando-se métodos alternativos, como pela aplicação de RNAs. Os testes efetuados mostraram que as ferramentas mencionadas possuem uma grande potencialidade quanto às suas aplicações na avaliação da QEE. Neste contexto, serão apontadas algumas peculiaridades e características inerentes a cada ferramenta.

    Abstract in English:

    This work presents a comparative study amongst tools for the analysis of Power Quality, emphasizing the Windowed Fourier Transform (WFT), the Wavelet Transform (WT) as well as Artificial Neural Networks (ANN). From the tools mentioned, the WFT and WT are applicable to the detection, location and classification of abnormalities related to voltage waveforms in a distribution system for the diagnosis of the present situation. As it will be shown, the classification of the phenomena can also be performed using alternative methods, as the ANN. Tests show that the mentioned tools have great potentiality to be applied to the evaluation of Power Quality. Some peculiarities of each tool will be emphasized.
  • Continuation power flow using geometric parameterization based on physical parameters Sistemas De Potência

    Garbelini, E.; Alves, D. A.; Neto, A. B.; Righeto, E.; Silva, L. C. P. da; Castro, C. A.

    Abstract in Portuguese:

    O fluxo de carga convencional é considerado inadequado para a obtenção do ponto de máximo carregamento devido à singularidade da matriz Jacobiana. Os métodos da continuação são ferramentas eficientes para a solução deste tipo de problema, visto que diferentes parametrizações são utilizadas para evitar a singularidade da matriz. Neste trabalho apresenta-se uma técnica de parametrização geométrica que possibilita o traçado completo das curvas P-V sem os problemas de mal-condicionamento. A técnica proposta associa a robustez com a simplicidade e a facilidade de compreensão. A singularidade da matriz Jacobiana é eliminada pela adição da equação de uma reta que passa por um ponto no plano formado pelas variáveis perdas de potência ativa total e o fator de carregamento, dois parâmetros físicos de fácil compreensão. A técnica, aplicada aos sistemas do IEEE, mostra que as características do fluxo de carga são melhoradas.

    Abstract in English:

    The conventional Newton's method has been considered inadequate to obtain the maximum loading point of power systems due to the Jacobian matrix singularity. Continuation methods are efficient tools for solving this kind of problem, and different parameterizations are used to avoid the matrix singularity. This paper presents a new geometric parameterization scheme that allows the complete tracing of the PV curves without ill-conditioning problems. The proposed technique associates the robustness to the simplicity and easy understanding. The Jacobian matrix singularity is overcome by the addition of a line equation, which passes through a point in the plane determined by the real power losses and loading factor variables, two parameters with clear physical meaning. The application of this new technique to the IEEE systems shows that the characteristics of the conventional Newton's method are improved.
  • Acionamento do motor de indução bifásico simétrico empregando modulação vetorial Eletrônica De Potência

    Martins, Denizar C.; Tomaselli, Luis C.; Lazzarin, Telles B.; Barbi, Ivo

    Abstract in Portuguese:

    Neste artigo o acionamento de um motor de indução bifásico usando modulação vetorial é estudado. Uma comparação entre diferentes tipos de modulação vetorial (descontínua e contínua) é apresentada, e uma nova técnica é proposta. Os conceitos de modulação vetorial são revisados e é proposta uma modulação vetorial descontínua híbrida. São apresentados resultados experimentais para validação dos estudos teóricos.

    Abstract in English:

    A drive for a symmetrical two-phase induction machine using vector modulation is studied in this paper. It is performed a comparison among different kinds of space vector modulation (discontinuous and continuous) and a new one is proposed. The concepts of the vector modulation are reviewed. Experimental results are shown to validate the theoretical statements.
  • Uma abordagem neural para estimação de conjugado em motores de indução Eletrônica De Potência

    Goedtel, Alessandro; Silva, Ivan N. da; Serni, Paulo J. A.

    Abstract in Portuguese:

    Os motores de indução são utilizados nos mais diversos setores industriais. Entretanto, a seleção de um motor de indução em determinada aplicação é imprecisa nos casos em que não há conhecimento do comportamento da carga que está acoplada ao eixo do motor. A proposta deste trabalho é fornecer uma ferramenta alternativa aos métodos tradicionais de identificação usando as redes neurais artificiais. O potencial desta proposta está em sua facilidade de implementação em hardware, tendo em vista que a metodologia não necessita de sensores de torque, assim como não requer alto poder computacional. Resultados de simulação são apresentados para validar a proposta.

    Abstract in English:

    Induction motors are widely used in several industrial sectors. However, the selection of induction motors is often inaccurate because, in most cases, the load behavior in the shaft is completely unknown. The proposal of this paper is to use artificial neural networks as a tool for dimensioning induction motors rather than conventional methods, which use classical identification techniques and mechanical load modeling. The potential of this approach is the simple hardware implementation since the methodology does not require torque sensor nor powerful computational processors. Simulation results are also presented to validate the proposed approach.
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