A mão desempenha um papel fundamental em praticamente todas as atividades diárias, apresentando uma ampla gama de funções. Para seu funcionamento ideal, é essencial que todas as suas estruturas estejam em perfeita harmonia. Quando ocorre uma falha estrutural na mão, a fisioterapia torna-se crucial para restaurar a funcionalidade mínima necessária para que o paciente possa realizar suas atividades motoras básicas diárias. Neste trabalho, foi desenvolvido um sistema de exoesqueletos robóticos projetados para interagir com o paciente, em um tratamento que combina a tradicional terapia de espelho com técnicas avançadas de indução neuronal e muscular. O objetivo é melhorar a recuperação de pacientes com atrofia nas mãos, promovendo uma integração mais eficaz entre as terapias. O protótipo desenvolvido inclui dois exoesqueletos projetados especificamente para as mãos: um denominado "Mestre"e outro chamado "Escravo". O protótipo Mestre é equipado com sensores que captam os movimentos da mão saudável do paciente e os replicam de maneira espelhada no protótipo Escravo, por meio de servomotores. Essa replicação espelhada visa estimular a plasticidade neuronal e a reabilitação muscular, promovendo uma recuperação mais eficaz. Com o avanço deste trabalho, espera-se não apenas uma maior efetividade em relação ao tratamento convencional com terapia de espelho, mas também a criação de um sistema que ofereça maior motivação ao paciente. O uso de tecnologias inovadoras pode resultar em um aumento significativo na adesão ao tratamento e na melhoria dos resultados clínicos, proporcionando uma abordagem mais engajadora e personalizada para a reabilitação das mãos.

A integração de fontes de energia renováveis, como a solar, nas redes de distribuição de energia elétrica pode afetar significativamente a eficiência operacional dessas redes. Para lidar com esse desafio, o uso de sistemas de armazenamento de energia por bateria, do inglês, Battery Energy Storage System – BESS, em escala de rede tem crescido, motivado pela redução de custos e flexibilidade para fornecer vários serviços. Os BESSs são capazes de absorver e fornecer potência ativa e reativa com tempos de resposta inferiores a um segundo, mitigando a intermitência da geração fotovoltaica. Neste contexto, este trabalho propõe um Fluxo de Potência Ótimo Multiperíodo (FPOM) para redes de distribuição com Geração Fotovoltaica (GF) e BESSs. O modelo proposto considera as limitações operacionais da rede, as restrições de fluxo de potência, as GFs e os limites operacionais dos BESSs. A proposta inclui um ciclo de carga e descarga para operação diária dos sistemas de armazenamento, a fim de reduzir as perdas dos sistemas. A metodologia proposta foi testada usando duas redes de distribuição: uma de 33 barras e outra de 69 barras. Os resultados mostraram uma redução nas perdas do sistema e uma melhora no perfil de tensão, especialmente quando os BESSs foram distribuídos ao longo da rede.

O Fluxo de Potência Ótimo (FPO) é aplicado ao planejamento e operação dos Sistemas Elétricos de Potência (SEP) e pode ser considerado um dos seus problemas mais populares devido aos benefícios que podem ser obtidos. Este trabalho estudou a aplicação do AMPL (Modeling Language for Mathematical Programming) associado ao solucionador Kinitro, para resolver o problema de Despacho Econômico (DE), modelado como um FPO mono e multiobjetivo. As não linearidades de efeito de ponto de válvula dos geradores, perfil de tensão, emissões, custos de geração e as restrições da rede foram consideradas. Adicionalmente, foi proposta uma heurística para lidar com a característica discreta relacionada ao valor dos taps dos transformadores. O sistema de teste IEEE 30-bus foi utilizado para análise e validação da técnica proposta. As análises foram divididas em seis casos, sendo dois deles de objetivo único e quatro multiobjetivo. Para cada um dos quatro casos multiobjetivo simulou-se 25 pesos diferentes e aplicou-se o conceito de dominância de Pareto para encontrar o conjunto de soluções ótimas não dominadas. Os resultados obtidos, quando comparados com os da literatura, apresentaram desempenhos superiores ou próximos aos obtidos pela técnica utilizada no estudo comparativo, demonstrando o potencial da técnica estudada para resolver de forma satisfatória o problema de FPO mono e multiobjetivo. Outro ponto relevante identificado durante as simulações que reafirma o bom desempenho da técnica, é a performance de processamento alcançada por ela, que para o caso simulado de maior exigência foi de 33.149 iterações e de 20,266 segundos de tempo de processamento.

Dentro do campo da eletromiografia, é intoduzido um novo tipo de filtro, o filtro impulsivo de Média Ponderada Funcionalmente (FWMA), como alternativa aos filtros convencionais empregados na filtragem dos sinais eltromiográficos. A ideia principal do trabalho concentra-se na melhoria da qualidade dos sinais eletromiógrafos (sEMG) captados sem fios. Esses sinais possuem grande importância para aplicações clínicas como reabilitação e controle de próteses, bem como para as pesquisas em biomecânica e neurociência. O ruído impulsivo constitui uma preocupação significativa em sinais sEMG, pois pode variar as precisões das medições e consequentemente a interpretação dos dados. Várias fontes de ruído, como artefatos de movimentos, interferências eletromagnéticas e componentes eletrônicos, afetam diretamente a qualidade dos sinais. A ideia central desta dissertação é mitigar esses ruídos, permitindo uma análise mais confiável e precisa dos sinais sEMG. O filtro FWMA é ferramenta fundamental nesse processo. Ele atua na filtragem do sinal sEMG, reduzindo o ruído tonal e seus harmônicos sem interferência nas características principais do sinal. Escolha adequada dos pesos no filtro é crucial para a otimização da relação sinal/ruído (RSR). Esta relação é um indicador quantitativo da eficácia da mitigação de ruído, sendo sempre desejável obter os valores mais altos. Após a revisão literária, nota-se que esta dissertação apresenta uma grande contribuição para avanço de pesquisa em eletromiografia, trazendo as abordagens práticas para melhorar a qualidade dos sinais sEMG sem fio.

Neste estudo, procedeu-se à exploração da aplicação de técnicas avançadas de Inteligência Artificial, enfatizando-se particularmente o uso de Transformadores de Visão (TVs) e redes neurais convolucionais, com o objetivo de incrementar a eficiência dos sistemas destinados à segurança pública e ao monitoramento inteligente. A pesquisa focou-se principalmente na conversão de imagens do espectro RGB para HSV, com a finalidade de otimizar a detecção de indivíduos, objetos e veículos em imagens de baixa resolução. Para tal, foi empregado o extenso banco de dados MIX 6, que abriga aproximadamente 1,4 milhões de imagens e representa um dos maiores acervos disponíveis para o treinamento de estimativas de profundidade monocular. A metodologia proposta passou por um processo de refinamento, que incluiu otimização multiobjetivo e ajuste fino em conjuntos de dados de menor escala. Esta abordagem mostrou-se notavelmente versátil, evidenciando potencial para aplicabilidade em uma diversidade de contextos práticos, desde a supervisão de ambientes urbanos inteligentes até inovações no setor agropecuário, como o monitoramento avançado de culturas e a identificação eficaz de pragas. O estudo enfrentou e superou desafios pertinentes à incorporação de heurísticas específicas pelos TVs e à reconstrução eficiente de representações de características em diversas resoluções. Os resultados obtidos representam uma contribuição significativa para os campos da engenharia elétrica e da inteligência artificial, com implicações diretas na otimização de processos de automação e na ampliação da eficácia dos sistemas de monitoramento voltados à segurança pública, evidenciando a efetividade da conversão de RGB para HSV na melhoria da precisão de detecção em cenários de baixa resolução.

Os motores elétricos são amplamente utilizados em diversas aplicações industriais e veiculares, impulsionando a pesquisa por sistemas de propulsão mais eficientes e econômicos. Dentre os diversos tipos de motores, o motor síncrono de relutância (SynRM) destaca-se por sua simplicidade e baixo custo de manutenção. Este trabalho tem como objetivo comparar o desempenho de diferentes controladores (PI e ADRC) para as correntes id, iq e velocidade ωr de um SynRM, considerando critérios como tempo de resposta, capacidade de rastrear referências, rejeitar perturbações, a Integral do Tempo Multiplicado pelo Erro Absoluto (ITAE) e a ondulação do torque. Inicialmente, um controle por campo orientado indireto com controladores PI será implementado. Posteriormente, os controladores PI serão substituídos por controladores ADRC para avaliar a melhoria no desempenho do sistema. Os resultados das simulações no software MATLAB/Simulink indicam um melhor desempenho dos controladores ADRC em comparação com os controladores PI. Os controladores ADRC apresentaram tempos de resposta mais rápidos, melhor capacidade de rastrear referências, rejeitar perturbações, menor ITAE e menor ondulação do torque, demonstrando superioridade em relação aos controladores PI.

Este documento apresenta a implementação de uma metodologia de diagnóstico de falhas baseada na identificação do modelo neuro-difusos de um sistema fotovoltaico levando em consideração os dois circuitos de conversão (CC e CA). O método proposto baseasse na aplicação da lógica difusa com resíduos difusos para a detecçãoo correta e rápida de diferentes tipos de falhas. Após a detecção, é realizado o diagnóstico, o isolamento e a classificação das falhas envolvidas. Os resultados obtidos monstram o bom desempenho do esquema de diagnóstico proposto. Por fim, o método proposto é aplicado a um inversor fotovoltaico do fabricante SMA.

As Smart Grids (SGs) são uma das soluções recentes para a crescente demanda energética no mundo. Entretanto, seu desenvolvimento e implantação apresentam alguns desafios que precisam ser superados para seu pleno sucesso. Um desses desafios consiste em como fornecer energia de forma eficiente aos dispositivos de comunicação sem fio de Baixa Potência e Longa Alcance (LPWA) que desempenham as importantes funções de monitoramento e controle remoto da rede de distribuição da energia elétrica. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo caracterizar o MF (módulo fotovoltaico) como fonte de energia adotado, e em seguida fazer comparação por meio da simulação computacional o desempenho das técnicas bioinspiradas e de baixa complexidade, PO (Perturba e Observa), PSO (Otimização por Enxame de Partículas) e FPA (Algoritmo de Polinização de Flores) utilizadas para Rastreamento do Ponto de Máxima Potência (MPPT) de um sistema fotovoltaico de baixa potência usado para alimentação de dispositivos de LPWA. Para essa análise, foi desenvolvido um modelo equivalente de circuito para o módulo fotovoltaico adotado, cujos parâmetros foram determinados através do uso de um método iterativo. Adicionalmente, foram realizadas medidas em um sistema para fornecimento de energia para dispositivos de LPWA, composto pelo módulo fotovoltaico e por um conversor de energia, para diferentes condições de operação, de modo a demonstrar a viabilidade da proposta. Por fim, com aplicação dos dados obtidos verificou-se o aumento na autonomia da bateria tanto para transmissão assim como para recepção dos dados pelo dispositivo de LPWA.

O estudo apresentado neste trabalho tem o objetivo de obter filmes transparentes de óxido de zinco dopado com alumínio (AZO) para aplicação de um filme transparente condutor (transparente conductive oxide – TCO) utilizando um método de dopagem de baixo custo para contatos elétricos de uma célula solar. A técnica de obtenção de filmes finos utilizada neste trabalho foi r.f. Magnetron Sputtering. Para isso foi utilizado um alvo de zinco e a dopagem de alumínio foi realizada utilizando fios de alumínio de diferentes comprimentos sobre o alvo de zinco, permitindo controlar a composição do filme depositado. O filme de AZO foi obtido a partir da oxidação dos filmes de zinco dopado com Al em diferentes temperaturas e tempos. Esta técnica tem a vantagem de ser compatível com a indústria microeletrônica, barata e versátil, pois permite controlar a composição sem preparar um alvo com uma composição fixa. Neste trabalho foi relacionado propriedades estruturais e morfológicas com resistividade elétrica e transmitância de filmes transparentes de ZnO dopado com Al (AZO). Além disso, foi estudada a influência de parâmetros de deposição como potência r.f. e distância do alvo para o porta-amostra na qualidade dos filmes finos.  Os filmes depositados de AZO foram caracterizados pelas seguintes técnicas: perfilometria, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e com o uso de espectroscopia por Dispersão de elétrons (EDS), espectroscopia UV-Vis, difração de Raios X (DRX), espectroscopia de fotoelétrons de Raios X (XPS) e a técnica de quatro pontas. Os resultados preliminares demonstraram uma correlação dos parâmetros de deposição como a potência de r.f. e a distância do alvo para porta-amostras, apresentando os melhores resultados de deposição para a potência de 300W com uma distância de 10 cm. A potência r.f. utilizada nas deposições por sputtering influenciou na cristalinidade das amostras de AZO, sem afetar as ligações químicas. Foi observado que a concentração de Al variou de acordo com o comprimento do fio de Al usado na deposição, mostrando a eficiência da dopagem com esta técnica. Também foi observado que o gap óptico aumentou com o aumento da concentração de Al. O tamanho de cristalito e a concentração de defeitos nas ligações do tipo ZnO tiveram forte influência no valor da resistividade. O valor da resistividade diminuiu duas ordens de grandeza com a dopagem e os menores valores de resistividade foram alcançados para uma concentração de Al em torno de 1%. Todas as amostras apresentaram transmitância acima de 80%, compatível com aplicações TCO.

Um dos insumos mais importantes para a indústria do saneamento é a energia elétrica utilizada nas Estações de Tratamento de Água (ETA) e Estações de Tratamento de Esgoto (ETE). O consumo de energia é bastante grande e o atendimento a estas plantas muitas vezes são em potência elevada necessitando, por vezes, da construção de subestações de energia de grande porte em níveis de tensão de subtransmissão (34,5 ou 138kV). Em geral, em subestações elétricas mais antigas a concepção do sistema de comando, controle e proteção é analógica com relés eletromecânicos e todo o intertravamento e lógicas de proteção são feitos em fiação de cobre. Por outro lado, em subestações mais recentes os dispositivos de proteção já são eletrônicos com maior dependência de elementos de rede, como, switches, fibra ótica, rede Ethernet entre outros. Com isso é necessário o uso de protocolos de comunicação e esquemas mais modernos de comando, controle e proteção descritos e normatizados na Norma IEC 61850. Na busca de otimizar, simplificar e aumentar o desempenho e a confiabilidade de redes de subestações a norma internacional IEC 61850 torna-se imprescindível pois adota protocolos de comunicação padronizados e delimita os requisitos mínimos de hardware para os dispositivos usados em subestações elétricas (IEC 61850-3, 2002). Nesse sentido, o presente trabalho propôs a realização de uma análise qualitativa de uma subestação da Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal (CAESB) com a verificação de pontos de vulnerabilidade em segurança de dados (Cyber Security), desempenho da rede de dados e validação de requisitos previstos na Norma 61850. Após a realização da análise proposta foi realizado um estudo sobre os dados obtidos a partir dos cenários de configurações propostos. Vale destacar que a maioria dos resultados obtidos ficaram bem próximos aos resultados encontrados nas diversas aplicações realizadas em laboratório e, também, na bibliografia.

Recentemente, há uma forte tendência mundial para que as gerações distribuídas alcancem maiores níveis de penetração, principalmente ligados ao nível das redes de distribuição de média e baixa tensão. Neste trabalho um algoritmo Particle Swarm Optimization (PSO) modificado foi aplicado para alocar e dimensionar Geração Distribuída Fotovoltaico (GDPV) e Geração Distribuída Tradicional (GDTR) em redes de distribuição, considerando um horizonte de tempo de 24 horas. As GDTRs foram modeladas para fornecer tanto potência ativa como potência reativa, já as GDPVs somente potência ativa. As análises foram realizadas em dois sistemas, um de 34 barras e um de 141 barras da cidade de Caracas – Venezuela. Uma análise de desempenho demonstra a eficácia e a robustez do método proposto para encontrar boas soluções, reduzindo as perdas e melhorando o perfil de tensão. Os resultados obtidos comprovam a eficácia do método proposto, sendo que os melhores resultados foram obtidos com a alocação de três Geradores Distribuídos (GDs), em que as perdas no sistema de 141 barra foram reduzidas em 95%, comparado ao caso inicial.

Atualmente, cargas de diversos tipos de consumidores estão cada vez mais sensíveis a variações e interrupções de energia. Na maioria das vezes, falhas no fornecimento de energia são resultados da ocorrência de faltas em sistemas de distribuição, que interferem na confiabilidade do fornecimento de energia e podem resultar em afundamentos de tensão, interrupções momentâneas e sustentadas, com custos operacionais elevados. As concessionárias estão conscientes sobre tal problema e trabalham na elaboração de soluções eficientes para melhorar os seus índices de confiabilidade e disponibilidade. Nesse sentido, diferentes técnicas para detecção e localização de faltas são estudadas, visando a rápida restauração do serviço em caso de ocorrências no sistema de distribuição. Nessa linha, este trabalho apresenta um método que pode ser utilizado como suporte à decisão para os responsáveis pelo sistema elétrico, indicando a região faltosa do sistema de distribuição e apresentando uma localização aproximada da falta, em caso de defeito no alimentador. O método proposto usa a similaridade entre sinais de tensão e a distância de Hausdorff para atingir esse objetivo. Testes preliminares mostraram que o método apresentado é bastante promissor, indicando a região faltosa em um sistema de distribuição composto por cargas dinâmicas e geração distribuída. Na sequência, para validar o método proposto, este é avaliado frente ao sistema de 34 barras do IEEE, mostrando-se novamente eficiente na identificação da região faltosa. A solução discutida neste trabalho foi implementada com diferentes sinais de entrada, tamanho de janelas de dados e taxas de amostragem, visando definir a configuração com o melhor compromisso entre precisão e custo computacional.

Esta dissertação realiza uma revisão teórica de acionamento de máquinas de indução através de
controle vetorial com orientação direta e indireta. Em seguida introduz o conceito de controle
preditivo e doFCS(Finite Control Set). São descritos o PTC (Predictive Torque Control) e um
método de controle de corrente robusto, baseado em controladordeadbeat, aplicando os conceitos
deFinite Control Setpara eliminar a necessidade de moduladores de saída no controlador.
Também é analisada uma modulação discreta para oFinite Control Set, chamadaDSVM, onde é
aumentado o numero de vetores por tempo de amostragem do controlador e também um estimador
de fluxo adaptativo é implementado, visando melhorar a orientação direta do controlador para
diversas gamas de velocidade. É implementada a compensação de atraso, que realiza a predição
para o instante(k+ 2), para verificar seu impacto prático. Os resultados mostram uma ótima
resposta dinâmica para os métodos preditivos, além de apresentar um erro de estado estacionário
mínimo. Ainda, os resultados da aplicação doDSVMdiminuíram a distorção de corrente eripple
de torque para mesma frequência de amostragem, mas resultados mostram que aplicar três vetores
ou aumentar três vezes a frequência de amostragem tem resultados parecidos. O controlador
robusto em bancada não perdeu desempenho para variações de resistência de+300%. Já com o
estimador adaptativo a partir de+100%oripplenas variáveis de controle ficou degradado. Além
disso, o estimador adaptativo trouxe distorção de corrente em regiões transitórias, evidenciando
que a orientação indireta possa ser melhor opção, com menor custo computacional e com baixo
impacto na robustez paramétrica do controlador até 100% de erro nas resistências

O desenvolvimento de modelos de simulação, que representem de forma realista o ambiente regulatório, financeiro em que a empresa está inserida, é necessário para que esta possa entender o comportamento de variáveis que impactam a tomada de decisão. O impacto financeiro da Conta de Variação de Itens da Parcela “A” (CVA) que tem apresentado valores significativos e sensíveis para as distribuidoras, principalmente devido ao aumento da participação dos contratos por disponibilidade em seus portfólios e pelas condições sistêmicas hidrológicas adversas apresentadas nos últimos anos, com um aumento expressivo do despacho de termelétricas e alta volatilidade do PLD. Em alguns meses os valores da CVA superam até mesmo a remuneração de capital da empresa - Parcela “B”. A partir deste entendimento, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia e ferramenta para a simulação e projeção da CVA em distintos períodos de contabilização (ano tarifário, ano civil, mês, dia e hora) e para diferentes cenários de condições sistêmicas, com a apuração de métricas de risco e estimando eventos no Mercado de Curto Prazo (MCP). Para fazê-lo, de início é realizada uma pesquisa de identificação de todo o fluxo contábil e das bases tarifárias utilizadas pela ANEEL, de modo a identificar os fatores envolvidos e construir um modelo de cálculo sistematizado com motor de projeções de custos de Parcela A. Em sequência, com a obtenção de tais arquivos através dos agentes responsáveis, relacionados a uma concessionária de distribuição, é criada uma estrutura de importação e interpretação, resultando em uma base de dados que alimenta o motor de cálculo e realiza a projeção dos custos associados à CVA.

Este trabalho propõe um novo estudo para a observação de curvas de histerese. Podendo ser divido em duas partes principais. Na primeira, a ideia desenvolvida baseia-se na utilização conjunta de dois modelos de histerese para observar a resposta e compará-la. Assim, modelos de histerese Preisach e L²P (Limiting Loop Proximity) foram simulados, comparando suas respostas em diferentes valores de frequência. Os resultados apresentados mostram pequenas discrepâncias devido à sua forma de avaliação, que no modelo de Preisach clássico é totalmente irreversível e o modelo L²P possui uma pequena parcela que faz com que tenha um percentual de reversibilidade. É feita uma aproximação para que ambos possam diminuir suas diferenças para que com o mesmo campo aplicado os resultados obtidos tenham uma melhor precisão permitindo obter curvas de histerese com maior confiabilidade sem a necessidade de realizar outros estudos que não a aplicação dos dois modelos. Na segunda parte, o foco é estudar a capacidade do modelo de proximidade ao laço principal em emular apropriadamente o modelo de histerese de Preisach, devido que mesmo modelo de Preisach sendo amplamente utilizado há décadas nos mais diversos fenômenos de histerese. Todavia, tanto a implementação quanto a estimação de parâmetros deste modelo são intrincadas e trabalhosas. Desta forma, o modelo L²P é uma alternativa de fácil implementação e obtenção de parâmetros. Os dados sintéticos são obtidos a partir do modelo de Preisach para uma histerese magnética típica. O objetivo é estimar os parâmetros do modelo L²P, de modo que se aproxime ao máximo dos dados sintéticos do modelo de Preisach. Para estimar os parâmetros foi escolhido o método PSO (Particle Swarm Optimization). Resultados das curvas de histerese são apresentados e o grau de similaridade de ambos os modelos é discutido.

Diversos estudos visam melhorar a eficiência no uso da energia eletromagnética de Radiofrequência
(RF) disponível no ambiente, no qual, por meio de uma rectena é possível converter
energia de RF em energia de Corrente Contínua (CC) dispensando, por exemplo, o uso de
baterias em sistemas eletrônicos de baixa potência. Nesse contexto, este trabalho tem como
objetivo projetar e analisar o desempenho de uma Antena Vivaldi Antipodal (AVA), para
coleta de energia de RF. Para isso, foi proposto o desenvolvimento de uma Antena Vivaldi
Antipodal com Slots Elípticos (AVA-ES) e Rectena AVA-ES (RAVA-ES), a fim de melhorar
o desempenho da antena AVA e da Rectena AVA (RAVA), sendo fabricadas em substrato
FR-4 de baixo custo. Todos os protótipos apresentaram desempenho satisfatórios, ratificando
a proposta deste trabalho. Adicionalmente, foram propostos o projeto de um arranjo de duas
AVA e um outro arranjo de duas AVA-ES para testes em futuras aplicações como rectenas.

Com o aumento do número de dispositivos conectados via redes sem fio, 5G e outras
tecnologias, se torna fundamental o estudo da propagação em ambientes internos e externos,
de forma a evitar interferências e maximizar a cobertura. Por causa disso, uma ferramenta
portátil e confiável para esse tipo de medição se torna extremamente desejável para fins
da implantação de pontos de acesso com o objetivo de servir o maior número de pessoas.
O projeto desenvolvido e apresentado nessa dissertação tem como objetivo a elaboração
de um sistema de medidas de potência RF portátil e de baixo custo, e a medida de seu
desempenho comparável com equipamentos comerciais. O trabalho foi realizado baseandose
no pacote open source GNU RADIO, que juntamente com um computador Raspberry
PI 3, um módulo de GPS e um dispositivo SDR possibilitaram a aquisição dos dados e
sua subsequente visualização.

Este documento apresenta a proposta de um controle preditivo repetitivo para a
corrente do rotor de um Gerador de Indução Duplamente Alimentado (GIDA) no quadro
de referência síncrona. Essa abordagem, na qual o projeto desse controlador preditivo
repetitivo se baseia, utiliza a técnica de horizonte reverso por meio do controle preditivo,
com uma decomposição de frequência do sinal de referência.
Da mesma forma, trata-se de uma implementação e projeto de controle preditivo
repetitivo que é abordado desde o ponto de vista de um sistema de potência e pode
ser aplicado em sistemas de energia eólica ou em sistemas que usem GIDA em geral.
O controlador é projetado com base no modelo matemático dinâmico do GIDA, mais
especificamente no modelo de espaço de estados, que é expandido para o projeto do
controle preditivo. O modelo GIDA usado e o controlador em questão são simulados
usando Matlab/Simulink, a fim de validar a proposta de controle em sistemas de potência,
e a seguir realizar uma implementação experimental que comprove o bom funcionamento
do controlador numa bancada experimental em tempo real.
Ambos os resultados, simulados e experimentais, são analisados e comparados com
diferentes técnicas de controle preditivo por modelo, que endossam as vantagens da
proposta atual.

A proposta do trabalho é a construção de um gerador de sinais para excitar uma planta termoelétrica e controlar a temperatura do sistema em malha fechada. Isso leva a realizar todo o processo da construção de um sinal de modulação por largura de pulso pelo método SPWM (Modulação por Largura de Pulso Senoidal), com aplicação na engenharia de desenvolvimento de sinais. Assim, podendo caracterizar o sistema com o detalhamento de parâmetros oriundos da captação de sensores de tensão, corrente e temperatura colocados nos módulos termoelétricos. Para a implementação foi montada uma estrutura capaz de realizar uma comunicação bidirecional, entre o sistema de Interface Homem Máquina (IHM) e o controlador ESP-32 que gera sinais de modulação de largura de pulso (PWM) a baixas potências. A construção da estrutura para a obtenção dos resultados, necessitou também de um amplificador do tipo ponte H e um filtro LCL passa-baixa. Isto para que a potência produzida fosse transmitida do gerador para o módulo Termoelétrico, de forma que a mesma fosse excitada a níveis de corrente ideais e colhendo assim o comportamento dos parâmetros do sistema em estudo. Com todo sistema pronto, o caminho da pesquisa foi excitar o módulo termoelétrico em malha aberta, uma hora com frequências altas em torno de 206 Hz, outra hora em frequências baixas de 11,741Hz e assim coletar os parâmetros. Também foi feito experimentos em malha fechada com controle de frequência, dessa forma  controlar a temperatura, onde os resultados foram um sobressinal de 0,16% a mais do SetPoint e  0,25% de erro no regime permanente. Para finalizar, o experimento foi com um sistema Liga/Desliga, na qual a resposta foi um sobressinal de 5,8\% a mais do ponto ideal.

Nos últimos anos, nos países desenvolvidos e em vias de desenvolvimento, como é o caso do Brasil, se tem notado um aumento na penetração de veículos elétricos nas áreas urbanas. Dada essa penetração nas cidades, encontrar zonas para a instalação de uma infraestrutura de recarga se tornou uma necessidade. Portanto, devido às  demandas de recarga dos veículos elétricos, os agentes envolvidos na difusão de veículos elétricos devem construir estações de recarga, possibilitando que cada veículo elétrico possa encontrar estações recarga disponíveis dentro de suas viagens. Neste trabalho se propõe uma metodologia para identificar zonas de recarga pública nas principais avenidas e ruas das áreas urbanas, considerando a dispersão espacial dos compradores de veículos elétricos e seus padrões de viagem urbanos. A identificação dos centroides das zonas recarga é formulado como um problema das p-medianas, sendo resolvido pelo algoritmo de Teist-Bart para fornecer uma maior cobertura às demandas de recarga elétrica dentro das extensas áreas urbanas. A metodologia proposta foi aplicada na cidade de Salvador no estado da Bahia para encontrar a distribuição espacial de zonas de recarga pública, considerando 6 cenários prospectivos de penetração global de veículos elétricos. Os resultados de alocação dos centroides das zonas de recarga para essa cidade foram confrontados com a alocação realizada por um software comercial de geoprocessamento. Tal confrontação mostra que a proposta determina uma distribuição espacial dessa zonas com menores valores de demanda máxima coincidente por estação para atender a mesma quantidade de veículos elétricos em cada cenário prospectivo analisado. Menos valores dessa demanda podem permitir menos investimentos para a conexão das futuras estações de recarga com a rede elétrica. A metodologia proposta pode auxiliar os agentes envolvidos na difusão de mobilidade elétrica, encontrando zonas de recarga pública mais próximas dos locais de maior demanda de recarga por parte dos donos de veículos elétricos.

As fontes de energia renováveis têm alcançado níveis cada vez mais altos de penetração no sistema elétrico, destacando-se a eólica e a fotovoltaica solar. Diversas são suas vantagens, porém, sua característica estocástica impõe grandes incertezas relacionadas a operação, estabilidade e confiabilidade do sistema. Quando inseridas em grande proporção, fontes alternativas alteram o padrão de comportamento da rede tanto em regime permanente, quanto na ocasião de perturbações. Assim, à medida que cresce o nível de penetração dessas fontes, novos esforços tornam-se necessários para manter o sistema operando dentro dos limites normatizados. Frente a muitas alternativas propostas para favorecer o crescimento ordenado das fontes alternativas, o sistema de armazenamento de energia tem grande importância pois, atua mitigando seus impactos adversos e contribui na estabilização do sistema. Neste contexto, a presente dissertação objetivou realizar um estudo de estabilidade por meio da análise de transitórios eletromecânicos num sistema de transmissão com alta penetração de geração eólica e solar, sendo também projetado um armazenamento de energia com baterias como alternativa para atenuar impactos das flutuações de potência na usina solar. O estudo foi desenvolvido a partir de modelagem computacional considerando simulações no domínio do tempo com o software Matlab^® & Simulink^® onde casos de estudo variados possibilitaram investigar o comportamento do sistema tanto em operação normal quanto em situações de perturbações. Os resultados permitiram avaliar a robustez e capacidade de estabilidade da rede elétrica e também a atuação do sistema de armazenamento no amortecimento de impactos da geração renovável na rede de transmissão.

Sistemas de Geração Distribuída (GD) são muito convenientes, pois podem retardar ou até mesmo evitar investimentos com reforços nas redes de distribuição. Porém, os impactos do aumento da GD devem ser levados em consideração pelas empresas distribuidoras de energia elétrica e órgãos reguladores, tanto na operação como no planejamento do sistema. Em especial, a Geração Solar Fotovoltaica, que vem crescendo de forma exponencial e o sol, sua fonte primária, é abundante em todo o planeta, o que favorece a sua utilização. Devido a esse grande aumento, é importante uma atenção especial em relação as perdas técnicas e os níveis de tensão da rede, ou seja, buscar uma operação econômica e segura. Os inversores dos módulos fotovoltaicos podem operar dentro de uma faixa de fator de potência (fp), injetando ou absorvendo potência reativa, que ajustado de forma adequada pode contribuir com o desempenho da rede. Assim, o ajuste ótimo do fp de um inversor ou conjunto de inversores solares das barras/nós da rede, colabora para uma operação econômica e segura. A rede de distribuição foi modelada como um problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) mutiperíodo com objetivo de minimizar as perdas ativas, sujeito as restrições operacionais da rede, variações horárias das cargas e de disponibilidade de potência dos inversores fotovoltaicos. A solução do problema aponta para o ajuste ótimo dos fp dos inversores durante um período. A modelagem foi desenvolvida em AMPL e a solução obtida com o auxílio do solucionador Knitro. O algoritmo foi testado nos sistemas de distribuição de 10 e 34 barras operando com diversas configurações da geração fotovoltaica. O controle ótimo dos fp dos inversores, quando comparando com o sistema operando com fp unitário, apresentou uma redução de até 15,97% nas perdas técnicas e consequentemente uma melhora do perfil de tensão do sistema.

O sistema elétrico de potência é dividido em três grandes seguimentos: geração; transmissão; e distribuição de energia elétrica. A grande parte da energia gerada é transportada pelas redes de transmissão e entregue as distribuidoras de energia que são encarregadas de levar a energia aos consumidores. As maiores perdas elétricas do sistema, comumente dividida em perdas técnicas e comerciais, ocorrem nas redes de distribuição. As perdas técnicas podem ser minimizadas por meio da alocação ótima de bancos de capacitores (BCs), que também contribuem com o controle do perfil de tensão. A alocação ótima de BCs nos sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em definir a quantidade de BCs, a capacidade de cada um e o local a ser instalado, buscando minimizar as perdas técnicas e o investimento. O problema comumente é formulado como um problema de programação não linear inteiro misto (PNLIM) e está sujeito às seguintes restrições: balanço das potências na rede; limite de tensão nos nós da rede, e limites das correntes nas linhas, entre outras. O problema tem sido resolvido por diversas técnicas de otimização, que englobam técnicas exatas e aproximadas. O presente trabalho propõe a aplicação conjunta de uma técnica bio-inspirada baseada na polinização das flores, do inglês Flower Pollination Algorithm (FPA) e de um algoritmo de Busca Exaustiva Limitada (BE) na resolução do problema. No processo iterativo, o FPA aponta as barras candidatas à alocação dos BCs e a BE determina as respectivas capacidades de cada BC. A metodologia foi implementada em ambiente MATLAB R . O FPA-BE foi aplicado em redes de distribuição disponíveis na literatura e apresentou ótimos resultados, como a minimização de perdas ativas, melhoria no perfil de tensão e economia de energia quando comparado com outras metodologias. 

Este trabalho apresenta o projeto, fabricação e análise de antenas planares de baixo com uso de células metamateriais, visando alterar as suas características operacionais. As antenas planares normalmente são compactas, o que facilita a fabricação e integração, entretanto, possuem alguns limitantes como baixo ou moderado ganho e consideráveis perdas em certas frequências. Dessa maneira, o uso de antenas planares em conjunto com estruturas de metamateriais possibilita contornar algumas das limitações apresentadas, de modo a melhorar o desempenho das antenas. Nesse trabalho serão analisadas duas topologias distintas de antenas planares, a quasi-Yagi e a Planar Inverted-F Antenna (PIFA). A grande quantidade de dispositivos e padrões diferentes operando na faixa Industrial, Scientific, and Medical (ISM) de 2,4 GHz levou a escolha dessa como faixa central de projeto, vislumbrando, adicionalmente, que à onipresença de energia eletromagnética neste espectro de frequência, acaba sendo bastante atraente para aplicações de Radiofrequency Energy Harvesting (RFEH), cujas implementações das topologias analisadas como rectenas também são exploradas.

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Os sistemas elétricos de potência (SEP) têm como função fornecer energia elétrica de forma segura e confiável aos consumidores. Na ocorrência de contingências cabe ao sistema de proteção atuar para minimizar os danos causados aos consumidores finais e ao próprio SEP. Um dos equipamentos mais importantes presentes no sistema de proteção é o transformador de corrente (TC), cuja principal tarefa é fornecer ao relé de proteção uma réplica, em escala reduzida, da corrente primária do SEP. No entanto, os TCs possuem características físicas que os tornam susceptíveis à saturação, resultando na distorção da sua forma de onda secundária. Diante desta distorção o relé de proteção pode falhar, visto que sua decisão depende da integridade do sinal proveniente do TC. Tal falha pode resultar em severos danos aos equipamentos do SEP com perdas financeiras significativas, sem mencionar o risco a vidas humanas.
Para evitar uma tomada de decisão incorreta do relé, vários algoritmos para a detecção e reconstrução de formas de onda distorcidas provenientes de TCs são propostos na literatura. Uma parte significativa destes algoritmos baseia-se em técnicas de aproximação de funções e uso de inteligência artificial.
Neste sentido, este trabalho propõe o uso de redes neurais artificiais (RNAs) para corrigir a forma de onda secundária distorcida proveniente de TCs. As RNAs utilizadas para corrigir a forma de onda secundária são do tipo MLP, especificadas por meio de um processo de treinamento supervisionado. Várias taxas de amostragem e tamanho de janelas de dados foram avaliadas, visando a especificação de uma RNA capaz de oferecer alto desempenho ao algoritmo proposto. Ainda, para fins de comparação de desempenho, dois diferentes ambientes computacionais foram utilizados para modelar as RNAs: MATLAB e Keras.
Os sinais utilizados no processo de treinamento e testes das RNAs são provenientes de duas fontes de dados distintas, sendo a primeira baseada na modelagem clássica de TCs, amplamente utilizada pela comunidade científica (IEEE), enquanto a segunda é baseada no modelo de TC no Simulink. Os resultados mostram claramente que uma forma de onda altamente distorcida pode ser totalmente reconstruída pela RNA, fornecendo aos relés de proteção um sinal confiável para a correta tomada de decisão.

As falhas nos sistemas elétricos afetam muitas pessoas ao redor do mundo. A maioria dessas falhas ocorre nos sistemas de distribuição e possuem como causa principal defeitos em equipamentos, erros humanos de operação ou até mesmo desastres naturais como tempestades, furacões, enchentes, entre outros. Algumas destas falhas podem demandar um tempo excessivo de reparo da rede, necessitando nesses casos procedimentos para o Restabelecimento de Serviço das Redes de Distribuição (RSRD) de forma a isolar a parte com defeito da rede e manter o fornecimento de energia para o maior número de consumidores. Devido a presença de chaves seccionadores nas redes, é possível obter uma configuração que atenda a parte da rede sem defeito de forma otimizada e isole a falta. Neste trabalho será analisado a aplicação do algoritmo otimização por enxame de partículas (do inglês, Particle Swarm Optimization – PSO) para o RSRD. Será considerado a versão seletiva do PSO com uso do peso de inércia randômico e coeficiente de diversidade na equação da velocidade. Junto a essa formulação, um novo controle baseado em mapas caóticos é proposto no processo iterativo, identificado como Espalha Partículas (EP), com a finalidade de melhorar o processo de busca. O EP é a maior contribuição relacionada ao algoritmo. Neste trabalho foram realizadas simulações nos sistemas 5 barras, 16 barras, 33 barras e 70 barras. Os resultados obtidos nas simulações comprovam que a formulação proposta do PSO associada ao EP proporcionam ótima assertividade, podendo ser utilizada para o RSRD.

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O presente trabalho apresenta estudo de síntese e caracterizações de nanopartículas de prata visando fabricação de dispositivos eletrônicos impressos em substratos flexíveis (circuito flip-flop, sensores extensômetros, etc.). Nanopartículas de prata foram sintetizadas pelo método de oxidação/redução utilizando nitrato de prata (fonte metálica), polivinil pirrolidona (surfactante), e, borohidreto de sódio (redutor químico). Foram realizadas caracterizações de nanopartículas de prata nas seguintes técnicas analíticas: foto espectroscopia de ultravioleta visível para caracterizações ópticas que apresentam banda de absorbância próxima a 400 nm, difração de raios X para caracterizações de estrutura cristalina que apresentam picos cristalinos característicos do material, e, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo para análises morfológicas onde é verificado descontinuidades no filme fino. A partir da equação de Scherrer foi estimado o tamanho das nanopartículas de prata em (11,45 ± 2,32) nm. Estas foram utilizadas para fabricação de tinta condutiva à base de água destilada e hidroxietil celulose. Foram estudados métodos de impressão como pincel, jato de tinta, serigrafia e injeção de tinta em máscara litográfica. Após uma análise criteriosa foi escolhida a técnica de injeção em máscara litográfica, na qual foram fabricados sensores extensômetros impressos em substratos Kapton. Caracterização dos substratos utilizados têm mostrado uma região elática E=[0-1,36]% Caracterizações elétricas dos sensores extensômetros foram obtidos os seguintes parâmetros:possuem uma sensibilidade GF = (24,19 ± 3,4) para uma deformação deformação 1,19% (região elástica), sensibilidade GF = (20,15 ± 4,28) e deformação 3,75% (região plástica), relaxação em torno de 84,39%, e quando submetido a 100 ciclos de repetição de extensão/relaxamento em deformação de 1,19% foram observada pequena variação total de ΔR/R₀ = 0,01. Os sensores extensômetros foram aplicados como biossensores a fim de detectar diversos movimentos do corpo humano de diferentes membros (dedos, mão, antebraço e perna), onde foram detectadas particularidades nos sinais biomecânicos gerados.

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