Este trabalho concentra-se no estudo e na proposta de configuração de circuito, bem como na redução do número de chaves controladas para fontes de alimentação ininterrupta (UPS) monofásicas, sem transformador, utilizando a topologia de dupla conversão. Nesse contexto, a inclusão de uma chave estática adicional, estrategicamente posicionada para possibilitar uma nova configuração de circuito formando o conversor, permitirá o descarregamento do banco de baterias por meio de dois braços.
A configuração clássica de UPS com topologia de dupla conversão utiliza quatro braços no total. Três deles são responsáveis pela formação do retificador e inversor, enquanto o quarto braço é dedicado ao carregamento do banco de baterias no modo rede. Normalmente, as UPS de dupla conversão clássica são descritas com uma chave estática responsável pela troca do modo operacional do sistema, que são três (modo rede, modo bateria, modo bypass). Com a inclusão de mais uma chave estática, o quarto braço é aproveitado no modo bateria para reduzir a ondulação da corrente do banco de bateria durante o descarregamento, melhorando a eficiência do conversor. Isso faz com que a UPS utilize as seis chaves controladas nos dois modos operacionais.
Para a proposta, são apresentados os modelos dinâmicos e/ou as análises dos estados topológicos, desenvolvidas as estratégias PWM e as estratégias de controle. No que diz respeito às estratégias PWM, aplica-se uma modulação seno-triângulo que varia de configuração e modo operacional, podendo ser em função da polaridade das correntes de fase ou apenas das tensões de polo. O sistema de controle utiliza a técnica clássica de controle contínuo no domínio da frequência, enquanto os sinais da rede (tensão e corrente) são mantidos em sincronismo com a carga através da estrutura PLL.

As tecnologias de telecomunicação avançaram a ponto de possibilitar redes especializadas na transmissão de dados nas proximidades do corpo. Este método de comunicação, conhecido como Body Area Network (BAN), está evoluindo rapidamente, exigindo maior portabilidade e uma vida útil mais extensa das baterias. Isso, por sua vez, impulsiona a necessidade de redução no consumo de energia. Por esse motivo, soluções têm sido estudadas nas últimas três décadas para aprimorar a eficiência energética na transmissão de sinais. Dentre essas tecnologias, a técnica HBC (Human Body Communication) destaca-se nas pesquisas acadêmicas recentes. O HBC é um método de comunicação sem fio para redes corporais que oferece vantagens em termos de consumo, segurança e interferência quando comparado a outros métodos baseados em radiação. Essa vantagem advém da utilização do corpo humano como canal de transferência de sinal. No presente trabalho, descrevem-se o projeto e as simulações pós-leiaute de um receptor para HBC com acoplamento capacitivo, desenvolvido em tecnologia CMOS de 180 nm, capaz de demodular sinais BFSK. Utiliza-se uma arquitetura que realiza a conversão frequência-fase, explorando o fenômeno de injection locking. O receptor projetado incorpora um amplicador de entrada para elevar o sinal recebido aos níveis necessários para injection locking em um VCO (Voltage Controlled Oscillator ). Com o injection locking, uma diferença de fase estará presente entre o sinal do VCO e o sinal injetado. Essa diferença de fase é identificada por um detector de fase, que determina se o sinal do VCO está atrasado ou adiantado. Após filtragem e comparação dos sinais de saída do detector de fase, obtém-se a demodulação do sinal BFSK. As simulações pós leiaute do circuito demonstram a capacidade do receptor para operar na faixa entre 40 e 60 MHz, com taxas de dados de até 5 Mbps, consumo entre 0,74 mW e 1,58 mW, e eficiência de comunicação entre 148 pJ/bit e 316 pJ/bit, com alimentação de 1,5 V e 1,8 V, respectivamente.

Esta dissertação abordou os guias de onda periodicamente segmentados, entenda-se por guias segmentados àqueles com geometrias não triviais nos quais os mecanismos de propagação não são evidentes, explorando o comportamento de seus modos de propagação e polarização por meio de simulações numéricas utilizando o Método dos Elementos Finitos 2D. Foi utilizada a formulação para a análise dos modos dos guias de onda, o que permitiu a investigação do impacto de variações na geometria do núcleo do guia (raio, largura, gap e per´ıodo do núcleo) nas suas propriedades de guiamento para os modos TE e TM. Foi explorado o impacto dos materiais (sílica, carbeto de silício e niterto de silício) que compõem o guia de onda na relação de dispersão, isso implica analisar como as propriedades dos materiais, como índice de refração, influenciam as características de propagação dos modos dentro do guia de onda.

Por conta do aumento da quantidade de dados disponíveis de modo global e da constante evolução
dos modelos e algoritmos de treino, técnicas de Aprendizado de Máquina vem se tornando cada
vez mais populares, isto, tanto na indústria como na academia. Na área de ciência dos materiais,
modelos de simulação já levaram a diversos desenvolvimentos relevantes, incluindo o projeto
de novos materiais. Uma simulação fenomenológica, em geral, exige a descrição analítica dos
processos físicos envolvidos e requer grande poder computacional para sua execução. A partir
desta premissa, este trabalho tem como principal objetivo empregar modelos de Aprendizado
de Máquina para realizar uma extrapolação do padrão de rugosidade do modelo de deposição
Balística. Foi realizado um aprendizado supervisionado, a partir do padrão normalizado da
rugosidade para tamanhos de substratos que são viáveis de simular computacionalmente, o
objetivo é realizar uma extrapolação para tamanhos que ainda não foram simulados, e também
para tamanhos elevados, que demandariam uma enorme capacidade computacional. Utilizamos
como parâmetro de validação a Raiz do Erro Quadrático Médio, de forma a avaliar o quão bem
sucedido o aprendizado foi realizado pela máquina, além disto, a metodologia como um todo. A
partir do aprendizado, realizamos extrapolações da rugosidade para tamanhos maiores e a partir
destes, estimamos o expoente de rugosidade α, sendo este, uma constante com valor computacional
ainda incerto. Podemos destacar como resultados preliminares as curvas de rugosidade para
comprimentos que tendem ao limite termodinâmico, algo que ainda não foi observado na literatura,
e a partir destes, conseguimos extrair o expoente α para tais comprimentos, o valor encontrado
aproxima-se do esperado pela teoria.

Nesta dissertação apresenta-se uma metodologia de previsão de dados de irradiância solar utilizando
modelos de séries temporais a curto prazo (horizonte de 72 horas), com discretização
horária, para um parque fotovoltaico situado em Jequié-BA. A ferramenta visa colaborar com a
integralização da tecnologia fotovoltaica no sistema elétrico, pois pode auxiliar o operador da
rede elétrica nas tarefas do planejamento do despacho da energia, na contratação de serviços
auxiliares e de reserva, na gestão das ações de manutenção e congestionamento da rede, e na
gestão geral do parque. O modelo proposto nesta dissertação recorre a modelagem Box e Jenkins,
procedimento iterativo que ajusta modelos Auto-Regressivos integrados de médias móveis
(ARIMA) a um conjunto de dados. Foram considerados os modelos Auto-Regressivo (AR) e
Periódico Auto-Regressivo (PAR) como métodos de previsão, cujos parâmetros foram ajustados
com base em medições horárias de irradiância, realizadas em um período de um ano. A fim de
comparar o desempenho dos modelos AR e PAR na previsão de valores horários de irradiância
solar, testes foram realizados considerando-se variações na ordem desses modelos. Foram avaliados,
ainda, as previsões de dias com diferentes características de luminosidade. Em relação à
ordem dos modelos, inicialmente foram realizados testes considerando-se modelos AR e PAR
de ordem 1 (AR(1) e PAR(1), respectivamente). Neste caso o ajuste dos parâmetros do modelos
leva em conta que a previsão da irradiância em uma dada hora depende apenas da ocorrência de
irradiância na hora anterior. Cabe observar que, para o modelo PAR (1), 24 parâmetros foram
ajustados, ou seja, um modelo de ordem 1 para cada hora do dia. Também foram realizados
testes utilizando-se o modelo AR de ordem p e modelo PAR de ordem pm. No caso do modelo
PAR(pm), a ordem do modelo varia de acordo com a hora de previsão. O desempenho dos
métodos de previsão considerados foi avaliado através de análise de erro.

Há diferentes metodologias voltadas para simulação do fenômeno inrush em transformadores de potência. Estas são compostas por uma série de procedimentos interdependentes que envolvem a técnica utilizada para modelagem da curva de saturação, o método numérico empregado na discretização do sistema e a técnica de solução utilizada para resolver as equações que o descrevem. A depender da escolha destas técnicas e métodos, a resposta da simulação pode apresentar problemas da ordem de precisão, estabilidade numérica e/ou eficiência computacional. Por conta disso, levando em consideração que o fenômeno em questão gera níveis de corrente e tensão não usuais no sistema e que necessitam ser calculados de maneira correta, faz-se importante a adoção de metodologias apropriadas para sua simulação. Portanto, é proposta uma análise comparativa entre cinco metodologias, a fim de que se distingua o desempenho das mesmas a partir do apontamento de suas limitações. As metodologias 1, 2 e 3 referem-se à modelagem da curva de saturação via linearização por trechos e discretização do sistema através dos métodos trapezoidal, BDF de ordem 2 e aproximação parabólica. Já as metodologias 4 e 5 referem-se à modelagem da curva de saturação via pontos de operação e via equações não lineares, com discretização via método trapezoidal. Para o desenvolvimento do trabalho, modelou-se um sistema contendo gerador, chave, linha e transformador, adotando como dados de entrada os parâmetros decircuito e de curva de saturação referentes a um transformador conhecido. A análise comparativa foi separada em dois grupos, o primeiro contendo as metodologias 1, 2 e 3, que se diferem apenas com relação ao método numérico empregado na discretização do sistema. Já o segundo grupo contém as metodologias 1, 4 e 5, que se diferem com relação à técnica de modelagem da curva de saturação. A comparação entre metodologias se baseou na variação de parâmetros de circuito do sistema e de parâmetros que descrevem a curva de saturação. Para o primeiro grupo foi possível perceber que, a depender da ordem de grandeza dos parâmetros do sistema, as soluções utilizando o método numérico BDF de ordem 2 são menos suscetíveis à imprecisões e instabilidades, diferentemente dos métodos trapezoidal e de aproximação parabólica. Para o segundo grupo, percebeu-se que técnicas de modelagem como a linearização por trechos e pontos de operação partem de parâmetros subjetivos que podem provocar problemas da ordem de imprecisão e ineficiência, diferentemente da modelagem através de equações não lineares, que tem caráter mais objetivo e eficiente. Concluiu-se que, para o sistema estudado, há uma primazia com relação ao método numérico mais adequado para discretização do sistema e a técnica de modelagem da curva de saturação, sendo estes o método BDF de ordem 2 e a modelagem via equações não lineares

Os motores de indução trifásicos desempenham um papel crucial no avanço da tecnologia industrial, sendo responsáveis por uma grande parcela do consumo de energia elétrica nesse setor. Compreender o desempenho dessas máquinas elétricas quando operadas por conversores de frequência é de suma importância para estudantes, profissionais e pesquisadores que trabalham com esse tipo de motor. Nesse contexto, este trabalho apresenta um estudo sobre o rendimento de motores de indução trifásicos, considerando variações preestabelecidas da frequência e tensão do sinal de alimentação. Por meio dos ensaios realizados e dos dados obtidos, foi possível analisar o comportamento do rendimento e dos parâmetros do motor nessas condições de variação de frequência e tensão. Para alcançar esses resultados, foi necessário desenvolver circuitos eletrônicos para o inversor, utilizando o circuito integrado IRAMX16UP60A, bem como um circuito de condicionamento baseado em transdutores de efeito Hall. Os ensaios foram realizados e os cálculos correspondentes
foram aplicados para determinar os parâmetros do motor ensaiado. Os resultados foram apresentados em tabelas, descrevendo cada situação de frequência e tensão, e gráficos foram traçados a partir desses dados experimentais. Por fim, os resultados obtidos proporcionam um melhor entendimento sobre o comportamento do motor de indução trifásico nessas condições específicas, destacando a importância da seleção adequada de frequência e tensão para otimizar o rendimento do motor e garantir sua eficiência energética.

Nesta dissertação foram analisados os sistemas fotovoltaicos dos campi Guanambi e Uruçuca do IFBaiano a partir de informações dos projetos de instalação, das visitas técnicas, da consulta aos stakeholders, e principalmente, pela avaliação dos dados disponíveis na Internet alimentados pelos inversores de frequência da Fronius. Inicialmente foram abordados os atributos de impactos na geração de energia e as perdas que reduzem a geração de energia elétrica em um sistema fotovoltaico. Para cada um destes fatores são criadas propostas para quantificá-los a fim de se estimar o quanto de energia teria sido gerada e comparar com a produção real. No decorrer de cada etapa é possível identificar o quanto essas duas  instalações são produtivas e com o cálculo das figuras de mérito é possível compará-las de forma objetiva, avaliando o quanto um projeto foi melhor proposto em relação ao outro.

          No capítulo de “Metodologia para estimar a geração de um sistema fotovoltaico”, os valores obtidos nos cálculos são reapresentados de forma tabelada. O método como foram encontrados os fatores de impacto na geração de energia ao longo do desenvolvimento da dissertação foi definido como método Detalhado e o método obtido pela análise conjunta dos dois Sistemas Fotovoltaicos foi definido como Aproximado. A descrição deste segundo método parte do pressuposto que não se conhece os resultados reais destas duas gerações e seu objetivo é tornar simples e objetiva a estimativa de geração de energia de um sistema fotovoltaico qualquer. As estimativas foram comparadas com a energia gerada a fim de averiguar se os resultados finais são fidedignos. O resultado do Método Aproximado foi satisfatório de modo que divergiu em menos de 10% entre os valores reais e os estimados.

          Por último é apresentando um estudo de caso para aplicação da metodologia desenvolvida com o objetivo de estimar a geração de energia num suposto sistema fotovoltaico. As etapas de cálculo foram orientadas com assertividade, de forma rápida, fornecendo dados com qualidade para tomadas de decisão em um curto intervalo de tempo.

O gerenciamento de energia em Redes de Sensores sem Fio é um problema desafiador que exige modelagem e análise cuidadosas. Por outro lado, o uso destas redes na agricultura inteligente surgiu nos últimos anos. O padrão LoRaWAN é amplamente reconhecido como uma das tecnologias mais adequadas para este tipo de aplicação, devido à sua capacidade de transmitir dados por longas distâncias com baixo consumo de energia. Nesta tese, demonstra-se que o problema do consumo de energia pelos dispositivos de uma rede de sensores pode ser caracterizado com mais precisão calculando a função densidade de probabilidade e os valores máximo e mínimo da energia consumida pela rede. Consequentemente, foi possível elaborar uma solução para determinar o número e a localização dos gateways em um ambiente de produção. Como resultado, este trabalho fornece uma nova abordagem para modelar e avaliar a faixa de probabilidade da energia gasta pelos nós da rede. Além disso, esta pesquisa propõe uma estratégia para planejar o número e a localização de gateways LoRaWAN, para cobrir uma vasta região agrícola. Quatro algoritmos de agrupamento foram usados para implantar os gateways da rede: K-Means e suas três versões, Minibatch K-Means, Bisecting K-Means, e Fuzzy c-Means. Como métricas de desempenho foram utilizadas a taxa de entrega de pacotes no enlace de subida e o consumo de energia. O modelo de energia estocástico foi usado para avaliar o consumo de energia e simulações foram realizadas. Além dos novos resultados de simulação, o autor destaca que a pesquisa apresenta duas importantes contribuições: a criação do modelo de energia e sua aplicação em conjunto com algoritmos de agrupamento para resolver o problema da quantidade e do posicionamento de gateways em redes LoRaWAN na agricultura. O autor enfatiza que a metodologia pode ser adaptada para outras tecnologias e contextos além da agricultura.

A tecnologia científica oceânica desempenha um papel chave na área militar e na exploração
do ambiente marinho, fato este que vem incentivando o desenvolvimento de novos métodos de
processamento e análise de sinais acústicos submarinos. No caso específico do sistema de SONAR
(SOund NAvigation and Ranging) passivo, a maioria das técnicas utilizadas na detecção e
classificação de embarcações em operações militares com submarinos se baseia na transformada
de Fourier de tempo curto (short-time Fourier transform − STFT). No entanto, este método de
análise espectral possui limitações quanto às resoluções tempo-frequência (time-frequency − TF),
o que afeta diretamente o desempenho na estimação dos parâmetros característicos de uma
embarcação, como também no monitoramento do seu comportamento dinâmico. No presente
trabalho de doutorado, é proposta uma ferramenta de análise espectral com redução de ruído
baseada na técnica denominada transformada Hilbert-Huang (Hilbert-Huang transform−HHT). O
método proposto tem como objetivo central, ser utilizado em conjunto à Detecção de Modulação de
Envoltória em Ruído (Detection of Envelope Modulation on Noise − DEMON), tradicionalmente
utilizada na análise de sinais de SONAR passivo. Para o referido propósito, foi realizada uma
sequência de três estudos visando, no primeiro deles, a escolha da variante HHT a ser usada
em sustituição à STFT, utilizada na análise DEMON tradicional. Em seguida, realizou-se a
investigação e seleção de uma técnica de redução de ruído para a mitigação deste grave problema
associado à análise de sinais de SONAR passivo experimentais e, finalmente, a implementação
da ferramenta proposta, com base na variante HHT escolhida e em um sistema inteligente de
classificação. Os resultados da aplicação desse novo método em sinais simulados e experimentais
de SONAR passivo, indicam um melhor desempenho quando comparados aos obtidos com
a análise DEMON tradicional, ao apresentar uma maior precisão e eficiência na análise de
parâmetros estáticos e dinâmicos de embarcações. Quando aplicados a sinais experimentais, o
método proposto mostrou ter uma maior resolução de frequência, com uma largura espectral
média cerca de 28 vezes menor, além de apresentar uma relação sinal-ruído média 87, 8 dB maior.

Um dos principais problemas dos sistemas de comunicações móveis celulares é a interferência. A crescente demanda por conectividade pode tornar esse problema ainda mais desafiador, criando cenários com alta densidade de dispositivos e número massivo de conexões. Dessa forma, é importante investigar e compreender diferentes modelos de interferência presentes em canais de comunicação sem fio. O modelo de Interferência Epidêmica (IE) foi proposto recentemente para representar a situação em que muitos dispositivos iniciam a transmissão simultaneamente, provocando um crescimento rápido nos níveis de interferências em um canal compartilhado. Baseado nesse modelo de interferência, esta tese apresenta um estudo do efeito da IE em sistemas de comunicações digitais em termos da sincronização do sinal na demodulação coerente, da probabilidade de interrupção, das taxas de erros de símbolos transmitidos e da capacidade teórica do canal afetado pela IE. Para avaliar o efeito da IE na sincronização do sinal recebido, são derivadas as expressões para o limite teórico da variância de erro de estimação de fase da portadora. Essas expressões são avaliadas numericamente para os casos em que o sinal recebido é uma portadora não modulada e um sinal com modulação digital de fase. O impacto da IE também é analisado por meio das expressões para a probabilidade de interrupção e probabilidade de erro de símbolo (e bit), as quais são derivadas para esquemas de modulação digital de amplitude, fase e quadratura. Por fim, são apresentadas funções de capacidade ergódica do canal na presença da IE. Além da expressão numérica, são propostas expressões analíticas aproximadas para a capacidade. Devido à distribuição lognormal da potência da interferência, as expressões apresentadas nesta tese são obtidas pela quadratura de Gauss-Hermite. Simulações computacionais foram realizadas para validar as expressões obtidas. Nos cenários analisados, observa-se que a presença da IE aumenta o erro de estimação de fase, a probabilidade de interrupção e as taxas de erros de símbolo (e bit). Além disso, a IE reduz a capacidade do canal. Os resultados parciais também mostram que o desempenho dos sistemas estudados depende tanto da potência média da IE quanto do espalhamento da distribuição da potência interferente.

Esse trabalho apresenta um estudo experimental de duas técnicas de controle baseadas na teoria de Controle Ótimo, aplicadas a um veículo aéreo não tripulado (VANT). A primeira técnica, baseada no índice de desempenho quadrático, é o controlador LQR. A segunda técnica otimiza a norma Hinfinito levando-se em consideração a alocação de polos em uma região desejada, utilizando-se uma abordagem baseada em LMIs. A modelagem matemática do veículo é aprensentada, juntamente com experimentos para realizar a identificação e validação dos parâmetros do modelo. Além disto, testes experimentais são realizados a fim de investigar o desempenho de cada controlador, com e sem a presença de perturbações externas. A plataforma de teste utilizada é o quadrotor AR.Drone 2.0 e os algoritmos são implementados no Robot Operating System (ROS).

Nesta dissertação, é apresentada uma nova abordagem de compensação de longo atraso no tempo e de zona morta com parâmetros desconhecidos, ambos na entrada de sistemas de segunda ordem baseados em receptância. A abordagem é baseada em um preditor de Smith filtrado para sistemas com longo atraso de entrada, com base no modelo de receptâncias. Além disso, uma abordagem inovadora de estratégia adaptativa em tempo discreto é apresentada para lidar com zonas mortas de entrada desconhecidas, baseada em uma realização modelada em receptâncias. O modelo de segunda ordem baseado em receptância é usado em várias aplicações fundamentais, incluindo controle ativo de vibração de sistemas mecânicos vibracionais. Na abordagem proposta, um erro de predição filtrado, que considera os efeitos do atraso de tempo, pode ser aplicado para buscar o projeto de realimentação de estado para fins de controle ativo de vibração. A compensação da zona morta é tratada por um observador de estado de tempo discreto, que é baseado em sinais de deslocamento, velocidade e esforço de controle para estimar os parâmetros desconhecidos a serem usados em um algoritmo adaptativo. A principal contribuição deste trabalho é combinar um mecanismo adaptativo de zona morta desconhecida e uma compensação de atraso de tempo baseada em recepção em um projeto unificado. Alguns exemplos numéricos ilustram a eficácia da abordagem inovadora proposta.

A inserção de sistemas de micro e minigeração distribuídas no sistema elétrico tem crescido bastante nos últimos anos. Apesar das vantagens desse crescimento, novos desafios para garantir os índices de eficiência e de qualidade da energia elétrica instiga os pesquisadores. Isso ocorre, pois a inserção massiva de geração distribuída - quando não bem conduzida - pode provocar desvios de tensão, além de problemas na proteção do sistema elétrico. Por conta disso, inúmeros estudos têm sido realizados buscando compreender esses impactos e quais são as possíveis soluções para minimizá-los. Nesse âmbito, os geradores fotovoltaicos ganham destaque por apresentarem o maior crescimento nas instalações deste gênero. Um dos focos dos trabalhos de pesquisa é o controle adequado dos chamados inversores inteligentes. Através de algumas funções desses instrumentos, como o controle volt-var e volt-watt, é possível mitigar os desvios de tensão que surgem devido à alta inserção dos sistemas fotovoltaicos na rede. Assim, este trabalho visa otimizar as curvas de controle volt-var e volt-watt dos inversores de modo a minimizar as perdas técnicas e os desvios de tensão. Para tanto, o projeto prevê a simulação de inserção em massa de sistemas fotovoltaicos através do software OpenDSS em uma rede real localizada no Nordeste brasileiro, para análise e otimização de curvas através de Algoritmo Genético. Os resultados mostram que a parametrização otimizada das curvas pode ser um método eficaz para diminuir ou eliminar os desvios de tensão, enquanto minimiza os efeitos negativos do método de controle utilizado.

Sistemas robustos são necessários para condução autônoma em terrenos não uniformes comu-
mente encontrados em países em desenvolvimento e minas a céu aberto. Para ajudar a diminuir
a lacuna nesse tipo de aplicação, este trabalho propõe um sistema de percepção para veículos
autônomos e assistência avançada ao motorista especializado em estradas não pavimentadas e
ambientes off-road capazes de navegar em terrenos acidentados sem trilha pré-definida. Como
parte deste sistema, o framework Configurable Modular Segmentation Network (CMSNet) é
proposto para facilitar a criação de diferentes arranjos de arquiteturas. Algumas configurações
do CMSNet foram portadas e treinadas para segmentar obstáculos e terrenos transitáveis em uma
nova coleção de imagens de estradas não pavimentadas e cenários off-road contendo condições
adversas como noite, chuva e poeira. Também foi realizada: uma investigação sobre a viabilidade
de aplicação de deep learning para detectar regiões por onde o veículo pode passar quando não há
limite de pista claro; um estudo de como o algoritmos de segmentação propostos se comportam
em diferentes níveis de comprometimento da visibilidade; e uma avaliação de testes de campo
realizados com arquiteturas de segmentação semântica apriorada para inferência em tempo real.
O novo dataset (chamado Kamino) tem quase 12.000 novas imagens coletadas de um veículo
operado com vários sensores, incluindo oito câmeras capturando sequências sincronizadas de
diferentes pontos de vista. O conjunto de dados tem um número alto de pixels rotulados em
comparação com datasets semelhantes disponíveis publicamente. Inclui imagens coletadas de
um campo de provas off-road montado exclusivamente para testar o sistema que emula um
cenário de mina a céu aberto sob diferentes condições adversas de visibilidade. Para alcançar
inferência em tempo real no sistema ebarcado e permitir testes de campo, muitas camadas das
redes geradas pela CMSNet foram removidas metodicamente e fundidas usando TensorRT, C++
e CUDA. Experimentos empíricos em dois conjuntos de dados validaram a eficácia do sistema
proposto.

Este trabalho tem como objetivo investigar e otimizar guias de ondas bidimensionais com curvatura de 90° e cruzamento 2x2, compostos de siIıcio e silica. As seguintes metaheurısticas personalizadas sao analisadas: Algoritmo Memetico, Enxame de partículas, Lobo cinzento e o hıbrido (Procedimento de Busca guloso, Aleatorio e Adaptativo juntamente o Recozimento Simulado), a modelagem ocorre pelo metodo de elementos finitos– 2D, em que os objetivos das otimizações consistem em reduzir as perdas de potencia e diversificar as possibilidades de configurações de dispositivos, com a finalidade de maximizar a eficiencia de transmissão de potência. (b) Os  parâmetros geometricos das estruturas são otimizados, considerando características particulares das restrições das estruturas e dos algoritmos utilizados, sendo assim os resultados foram estudados, para a compreender a interação entre a geometria das estruturas e os seus desempenhos  associados. Foram alcançados valores de eficiencia de transmissão acima de 98%.

O objetivo desta tese é propor métodos criteriosos para recomendação de hiperparâmetros de Aprendizado de Máquina na classificação de imagens da construção civil. Para isso, os métodos computacionais denominados HyperTuningSK e AutoHyperTuningSK são propostos. Esses algoritmos utilizam técnicas estatísticas para recomendação de hiperparâmetros, como Análise de Variância e o algoritmo de agrupamentos de Scott-Knott. Os experimentos observaram duas classes de hiperparâmetros: treinamento (taxa de aprendizado e otimizador) e data augmentation. Além disso, os métodos desenvolvidos foram testados em quatro estudos de casos: reconhecimento de vegetação em fachadas, detecção de patologias em calhas, classificação de máquinas e classificação de rachaduras. Os resultados obtidos demonstraram que os hiperparâmetros analisados influenciaram diretamente no desempenho na classificação de imagens nas aplicações analisadas. Também vale ressaltar que as configurações de hiperparâmetros ajustadas pelo HyperTuningSK obtiveram recomendações distintas de acordo com a arquitetura neural utilizada. Nesse sentido, a combinação adagrad025 alcançou HyperScore = AAA para a arquitetura Densenet121. Os resultados para análise de data augmentation, por sua vez, mostram que duas transformações foram as mais recomendadas pelo HyperTuningSK: deslocamento em largura e deslocamento em altura. Nos experimentos do quarto estudo de caso, o algoritmo AutoHyperTuningSK recomendou otimizador adagrad e taxa de aprendizado de 0,02220. Essa combinação conseguiu acurácia máxima de 99,48%, ou seja, o equivalente a classificação correta de 3,979 imagens (total de 4,000) no conjunto de teste. Os resultados para recomendação de hiperparâmetros de data augmentation também reforçam a eficiência da abordagem proposta usando o algoritmo AutoHyperTuningSK-DA. Nesse aspecto, a combinação recomendada alcançou acurácia média de 99,2% nos experimentos de teste.

Nesta dissertação foram analisados numericamente o comportamento de modelos de metamateriais absorvedores puramente dielétricos baseados em água, em relação a determinados aspectos geométricos e diferentes materiais em sua composição, com a finalidade de compreender os aspectos físicos da absorção, para níveis de absorção acima de 90% em uma banda larga de frequência na faixa do micro-ondas. Os metamateriais absorvedores foram analisados em uma grande banda larga de frequência, entre 4,99 GHz – 29,99 GHz, utilizando as resinas encontradas na literatura atual, são elas: Resina [1], Resina [21], PMMA [1], PMMA, [4], Plexiglas [3], Photopolymer [9], UV-PR [5], VC810 [9], TPU [7], FR4 [23], FR4 [24], FR4-LPM [6], e UV-PR [5]. Para as mesmas, foram analisados modos Transversais Elétrico (TE) e Magnético (TM), em diferentes ângulos de incidência (15º, 30º, 45º e 60º) de feixes eletromagnéticos. Por fim, foi observado para alguma das estruturas proposta, absorção acima de 90% para grande banda larga de frequência e ultra banda larga de frequência, podendo observar o comportamento da água em diferentes temperaturas (27 ºC, 40 ºC, 60 ºC, 80 ºC e 100 ºC). Tais estruturas são de fácil construção para serem fabricadas, apresentam baixo custo de produção e possibilidade para aplicação tecnológica em comunicações óticas.

As descargas parciais são fenômenos transitórios que ocorrem usualmente envolvendo uma porção isolante envolvida em campo elétrico e imersos em um meio gasoso. O nível dessa atividade tem sido correlacionado nos últimos anos ao estado dos materiais isolantes empregados em sistemas elétricos. Particularmente, no segmento das máquinas elétricas, as descargas parciais podem prover informações cruciais para o monitoramento do estado operacional do equipamento trazendo informações sobre a presença de defeitos no isolamento, sua evolução e até mesmo localização.

Por se tratarem de sinais que ocorrem, em sua maioria, na casa dos MHz, a captura, tratamento e interpretação das informações são complexas, demandando sistemas de aquisição e computadores robustos para filtrar o ruído e componentes de frequência indesejada dos sinais, preservando as características relevantes para análise. Em posse dessas informações, é possível utilizar a literatura normativa para, mediante comparação, avaliar qual o comportamento enxergado no sinal em questão e buscar apontar a localização aproximada de um eventual defeito.

Este trabalho discorre sobre uma análise comparativa de três mecanismos de filtragem de dados de descargas parciais e compara seu desempenho final com um diagnóstico conhecido de um objeto de teste real. Para que esse objetivo seja alcançado, foi realizada uma coleta de sinais de descargas parciais online de um gerador que possuía os capacitores de acoplamento instalados nos terminais da máquina. Os dados brutos foram então tratados por software com a remoção de componentes de frequência indesejadas e eliminando-se eventual presença de ruídos. Usa-se então essa gama de informações para classificar os defeitos baseados no formado dos gráficos e sua referência normativa. Por fim, de posse de cada diagnóstico sugerido para cada modalidade de filtragem, as informações são comparadas com a situação real da máquina que foi aberta para manutenção aproximadamente 6 meses depois da coleta dos dados.

          O método desenvolvido neste trabalho pode auxiliar valorosamente no estudo, análise e tratamento dos dados de descargas parciais, buscando prover outros mecanismos de separação das informações relevantes para o analista que irá compilar as informações e fazer o diagnóstico do estado da máquina partindo de informações confiáveis.

Planejamento de movimento eficiente considerando uma sequência de objetivos ainda é um desafio para robôs móveis autônomos que precisam operar em um ambiente real, imprevisível e parcialmente desconhecido. E para o caso de robôs não-holonômicos a navegação torna-se ainda mais difícil pois a orientação do objetivo é relevante. Assim, o primeiro passo para superar esse desafio é a utilização de um eficiente planejador global de caminho com base na parte mapeada do ambiente.
Nesta dissertação, é apresentado um método para melhorar a eficiência do planejamento de caminhos considerando uma sequência de metas para robôs dos tipos skid-steer e diferencial. Além de utilizar um algoritmo de planejamento de caminho aplicado em um mapa com obstáculos reais inflados, obstáculos virtuais são adicionados ao mapa para auxiliar na geração de caminhos mais suaves que conduzem o robô desde uma pose inicial, passando por uma sequência de posições desejadas, até chegar a uma pose final. Um controle de rastreamento de trajetória é aplicado para conduzir o robô ao planejamento do caminho resultante.

Nos sistemas de comunição modernos, a mobilidade e portabilidade dos dispositivos

são uma tendência. Para fins médicos, há ainda dispositivos implantados que se comunicam

através de uma interface de radiofrequência (RF). Todos esses dispositivos fazem uso de

antenas, cuja impedância de entrada varia com a proximidade de outros objetos, tais como a

cabeça do usuário. Esta variação pode ser problemática para o amplificador de potência, o

qual é parte fundamental da interface de radiofrequência. Por isso, é de grande interesse para

a indústria encontrar possibilidades para a proteção dos amplificadores de potência de RF

contra a variação de impedância de carga.

Uma abordagem possível para proteger o amplificador de potência é feita utilizando um

sistema automático de adaptação de impedâncias, o qual ajusta dinamicamente a rede de

adaptação entre o amplificador de potência e a antena, conforme  a variação de

impedância. Para ajustar a rede de adaptação corretamente, é importante obter informações

acerca da impedância de entrada da antena. Uma boa maneira de fazer isso é através da

medição do coeficiente de reflexão da carga do amplificador de potência.

Há diferentes estratégias de medir componentes do coeficiente de reflexão

da carga ou medir o coeficiente total na forma polar usando detectores com diodos. Para esse

método, geralmente, faz-se necessário o uso de técnicas de linearização, especialmente

quando o sistema está submetido a fortes variações na potência de entrada, como se pode

esperar no caminho da transmissão.

Esse trabalho apresenta a concepção e a implementação de um reflectômetro baseado em software  e, portanto,  compatível com tecnologia de circuito integrado.

O uso de tecnologias emergentes no contexto do que hoje é conhecido como Indústria 4.0 tem proporcionado maior produtividade e eficiência. O processo de produção inteligente envolve pessoas, máquinas, equipamentos, sistemas logísticos e fornecedores através de um sistema de comunicação e controle em tempo real que os conectam. O monitoramento contínuo das atividades industriais produz benefícios como a otimização do ciclo de vida, aumento da segurança do trabalho, permitindo maior agilidade, precisão, confiabilidade, previsibilidade e adaptabilidade aos meios de produção. Em alguns setores
industriais, equipamentos e dispositivos estão frequentemente sujeitos a deterioração por corrosão, o que compromete suas propriedades mecânicas e estruturais. Em condições extremas, pode causar falhas na operação da planta, riscos humanos e altos custos de manuntenção. Um dos desafios na detecção de corrosão ocorre em equipamentos com material metálico revestido ou com isolamento térmico. A técnica de inspeção não destrutiva por correntes parasitas pulsadas (Pulsed Eddy Current - PEC ) é adequada para esse tipo de teste, pois permite a inspeção de peças metálicas com isolamento térmico,
sem a necessidade de remover a camada ou interromper a operação do sistema. No entanto, a interação do campo magnético no interior da amostra avaliada gera sinais de PEC que não são de simples interpretação. Diante do exposto, foi desenvolvido um sistema de processamento eletrônico, para gerar, adquirir e processar sinais de PEC, a fim de identificar adequadamente a corrosão em tubos com isolamento térmico. O sistema inclui subsistemas analógicos (circuito de excitação dos sinais PEC e aquisição de dados) e digitais (processamento de sinal, extração de atributos e suporte à decisão). A cadeia de processamento de sinal proposta compreende extração de características usando transformadas discretas de Fourier e Wavelet, compactação da informação pela Análise de Componentes Principais e suporte à decisão por meio de técnicas de classificação inteligentes, utilizando as redes neurais Multi Layer Perceptron - MLP e Extreme Learning Machine - ELM. Os resultados obtidos mediante testes em um tubo de aço carbono utilizado na indústria petroquímica indicam alta eficiência do método proposto. Ao combinar a rede neural e a compactação de dados, foi possível obter um sistema inteligente portátil de rápida avaliação e apoio à decisão em campo. O melhor discriminador neural projetado apresentou eficiência total de 99, 7% e tempo médio de processamento de aproximadamente 2, 4 ms.

O interesse crescente por novos metamateriais e hipercristais é justificado pela necessidade de materiais que atendam a constante evolução de demanda do mercado, trazendo novas estruturas e respostas que ponderem de melhor modo características como absorção e/ou reflexão. Este trabalho avalia o comportamento dos hipercristais, analisando sua transmissão, reflexão e absorção, parâmetros importantes para aplicações em tecnologias como células solares. As estruturas foram simuladas na região do visível ao infravermelho de 400 a 1600 nm compostas por camadas alternadas de metais e dielétricos com variação em seus parâmetros, geometrias e configurações possibilitando alcançar melhores resultados. Os resultados foram avaliados no modo Transversal Elétrico (TE) e Transversal Magnético (TM), onde as estruturas propostas apresentaram resultados satisfatórios de absorção e reflexão ao longo de todo o comprimento de onda demonstrando novas possibilidades de estruturas de hipercristais e possibilitando o seu uso em fabricação e testes em dispositivos fotônicos.

Este trabalho aborda estratégias de controle para a conexão do inversor trifásico à rede elétrica por meio de filtros LCL. Três métodos diferentes são apresentados: dq convencional, PI multivariável e otimizado. As duas primeiras propostas consideram a modelagem simplificada para a planta do sistema e por isso, negligenciam o fenômeno de ressonância, ocasionado com a utilização dos filtros de alta ordem. A garantia de estabilidade em malha fechada para essa simplificação se dá com o uso de técnicas extras de amortecimento. O método otimizado utiliza modelos não-paramétricos da planta e o controle é realizado com o uso de controladores de quinta ordem. As constantes desses controladores são determinadas com a solução de uma otimização restrita, que garante o desacoplamento e estabilidade do sistema. Foi possível verificar que a estratégia convencional garante a estabilidade da planta em malha fechada, porém, o desacoplamento das potências não é alcançado. Esse objetivo é atingido com os controles, PI multivariável e otimizado, apresentando estabilidade e desacoplamento. Dentre essas duas técnicas, apenas a otimizada conseguiu desacoplar as potências, mesmo com variações dos parâmetros da planta.

Este trabalho propõe uma nova abordagem para o problema de Controle Preditivo Robusto Baseado em Modelo de Horizonte Finito (FH-RMPC) de sistemas lineares em tempo discreto com incertezas politópicas variantes no tempo. A ideia básica desta abordagem é encontrar, em cada instante de amostragem, um controlador ótimo por realimentação de estado, baseado nas equações a diferenças de Riccati (RDE), que minimiza uma função custo de horizonte finito e atenda as restrições nos sinais de controle e saída. A garantia de estabilidade em malha fechada, conhecida como um dos temas mais desafiadores da estratégia FH-RMPC com restrições, é baseada na propriedade de monotonicidade das RDEs obtidas na solução do problema de Controle Linear Quadrático (LQ) de horizonte finito. Na abordagem proposta não é necessário que a usual matriz de custo terminal seja fixa para se atingir a estabilidade assintótica. A análise da estabilidade é feita considerando-se um conjunto finito de funções de Lyapunov e também utilizando-se funções de Lyapunov dependentes de parâmetros. Finalmente, a eficiência do método FH-RMPC proposto é ilustrada com exemplos numéricos e comparações com a estratégia IH-RMPC através de índices de desempenho baseados no erro.

Em Redes Ópticas Elásticas (EON), a largura de banda de um caminho óptico é variável e a sobreposição da topologia virtual em uma topologia física deve ser projetada para otimizar a utilização do espectro. As EONs, sob o tráfego estático, são tipicamente projetadas através de uma Programação Linear Inteira Mista (MILP) com o objetivo de minimizar a utilização do espectro.

Nesta dissertação, é proposta uma formulação para proteção em EONs que, baseado no conceito de espremer e arrumar a largura de banda, incluindo grupos de risco compartilhado, retorna com a minimização do máximo número de slots usados em qualquer enlace físico da rede. A rota para cada demanda na topologia física é determinada por equações de equilíbrio junto com restrições da camada física na formulação, de modo que não são necessárias rotas pré-calculadas e o formato de modulação de cada percurso óptico estabelecido pode ser escolhido com qualidade de transmissão necessária.
Os primeiros resultados avaliam a eficácia da formulação do MILP para uma rede pequena quando as conexões estão sob diferentes requisitos do Acordo de Nível de Serviço (SLA) e são provisionadas por um esquema de proteção apropriado e diferentes formatos de modulação. Posteriormente, são realizadas simulações em redes reais um pouco maiores, como a Rede Via Network e Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP).
São realizados estudos de caso para analisar as propriedades básicas da formulação proposta. 

Serão apresentadas quatro formulações de Programação Linear Inteira Mista (MILP - Mixed Linear Integer Programming) para resolver o problema de maximização do tráfego e roteamento, modulação e alocação de espectro (Max-RMSA) em redes ópticas elásticas (EONs). Os dois primeiros modelos são formulações sem a utilização da técnica de Grooming com e sem caminhos ópticos predefinidos (NPSP - Non Predefined Shortest Paths) e (PSP - Predefined Shortest Paths), onde a NPSP fornece a solução ótima global, pois contem todas as possibilidades de caminhos da rede entre cada um dos pares de nós, já a PSP fornece, em geral, solução próxima da ótima, pois conta apenas com um conjunto de caminhos predefinidos, reduzindo assim, a complexidade e seu espaço de busca. Os dois últimos modelos são também para resolver o Max-RMSA, porém considerando o uso da técnica Grooming. Foram feitas diversas simulações para cada MILP e os resultados foram analisados em redes de pequenas instâncias. Para redes moderadamente grandes como a National Science Foundation Network -(NSFNET) serão utilizadas apenas as formulações PSP, devido a complexidade das formulações NPSP em redes com maior número de instâncias, podendo encontrar uma boa solução com um tempo de simulação razoável.

O desafio de transportar grandes blocos de energia a longas distâncias com baixo custo e elevada eficiência tem atraído diversos estudos para a aplicação de linhas de transmissão a partir de 1000 kV. Neste trabalho é realizada uma análise da manobra de energização em linhas de UAT (Ultra-Alta-Tensão), com níveis de tensão entre 1000 kV e 1200 kV, linhas longas acima de 900 km e considerando a variação da compensação reativa. Esta análise busca conhecer os níveis de sobretensões mais severos, procurando métodos para mitigar essas perturbações no momento da energização das linhas. Além das análises das sobretensões, o trabalho também comparou diferentes arranjos de compensação para a linha, definindo assim a que apresentou o melhor resultado dentre elas. As sobretensões resultantes das operações simuladas foram obtidas com o software PSCAD (Power System Computer Aided Design), amplamente utilizado para a simulação de transitórios eletromagnéticos em sistemas de potência. Ao final são feitas comparações entre três métodos de supressão dessas sobretensões: a utilização de para-raios, resistor de pré-inserção e, por último, o chaveamento controlado das linhas.

Conversores elevadores são uma topologia de conversor CC-CC chaveado que possui várias aplicações, incluindo fontes de alimentação, interface de veículos híbridos, sistemas fotovoltaicos e indústria aeroespacial. Estes equipamentos comumente empregam capacitores eletrolíticos de alumínio devido ao seu baixo custo e elevada densidade de potência. Entretanto estes dispositivos são bastante afetados pela ação do envelhecimento devido à evaporação do eletrólito interno, o que gera um aumento no ESR e a diminuição da sua capacitância. Embora o capacitor seja uma das principais causas de falha em conversores de potência, a incerteza paramétrica associada ao dispositivo ainda não foi devidamente investigada pelas pesquisas no âmbito de controle robusto de conversores elevadores. Usualmente apenas a razão cíclica e a resistência de carga são consideradas como parâmetros incertos.

Nesta dissertação, considera-se o problema de controle linear robusto do conversor elevador, operando em CCM, tendo como objetivo a regulação da tensão de saída. É desenvolvida uma modelagem mais abrangente, incluindo as incertezas no ESR do capacitor e na capacitância. A consideração usual de incerteza na razão cíclica e resistência de carga é mantida na modelagem e a corrente de carga e a tensão de entrada são consideradas como fontes de perturbação no circuito do conversor. Embora a modelagem do conversor seja relativamente complexa, os controladores obtidos são ganhos estáticos de realimentação de estado, cuja implementação é simples e bem conhecida na área de eletrônica de potência.

Utilizou-se uma modelagem convexa a partir da construção de um politopo que contemplasse todos os possíveis modelos linearizados dentro dos limites de incerteza de cada parâmetro. Com a definição de parâmetros auxiliares, é possível encontrar uma região de incerteza associada no R³. Os vértices do politopo são então determinados a partir da cobertura politópica das projeções dessa região, de modo a minimizar o volume do politopo e, dessa forma, reduzir o conservadorismo da abordagem proposta. A síntese do controlador robusto de realimentação de estado é feita a partir de um problema de otimização convexa baseado em LMIs. No algoritmo, são incluídas restrições de alocação dos polos de malha fechada e a otimização consiste em minimizar a norma H_∞ do sistema incerto.

Um dos estados do sistema é a tensão interna do capacitor, que não pode ser mensurada diretamente, e, portanto, deve ser estimada para que a realimentação seja possível. Assim, a solução proposta consiste em medir a corrente do capacitor para, juntamente com a tensão de saída, identificar o ESR do capacitor e determinar o estado não-mensurável. O circuito de identificação do ESR, embora adicione complexidade ao sistema, pode ser utilizado não apenas para fins de controle, mas também para o monitoramento das condições de funcionamento do conversor. A solução proposta é validada a partir de resultados de simulações no programa PSIM, considerando-se um estudo de caso específico.

Este trabalho apresenta um método de Rastreamento do Ponto de Máxima Potência (MPPT) em sistemas fotovoltaicos combinando uma Rede Neural Articial (RNA) com uma técnica clássica de rastreamento conhecida por Condutância Incremental (CIn). Apesar de bastante aplicada, a técnica CIn geralmente falha em rastrear o Ponto de Máxima Potência (PMP) sob condições de sombreamento parcial pelo surgimento de pontos de máximos locais na curva característica P-V. Por essa razão, uma RNA foi treinada com o objetivo de fornecer uma tensão de referência inicial ao sistema que garante que o rastreamento pela CIn inicie em uma região a qual convergirá ao PMP. Para auxiliar nas simulações é realizada a modelagem de uma célula solar e, a partir de parâmetros coletados de um módulo solar comercial, construído o modelo de um painel fotovoltaico no software
MATLAB. Descreve-se os principais métodos de MPPT apontando os pontos positivos e negativos bem como os respectivos algoritmos de implementação. O modelo médio de pequenos sinais é aplicado no conversor Boost, o qual considera pequenas variações em torno de um ponto de operação, para obtenção de um modelo linear. Com esse modelo desenvolvido, é possível calcular a função de transferência a qual reflete a influência da
razão cíclica de chaveamento do conversor CC-CC sobre a tensão de barramento a qual o arranjo fotovoltaico está conectado e assim inserir um compensador para melhorar a eficiência do sistema. São apresentados os principais conceitos de uma RNA e realizado um treinamento da rede neural utilizando o algoritmo do backpropagation que baseia-se no erro calculado na camada de saída para adaptar os pesos sinápticos das camadas dos neurônios. Em seguida, os métodos da Tensão Constante, Perturba e Observa e Condutância incremental são simulados. Os resultados são discutidos e comparados levando em consideração a eficiência da busca sob variação de radiação e temperatura e também sob efeito de sombreamento. Os resultados da técnica proposta são apresentados considerando diferentes casos de arranjos e níveis de sombreamentos a fim de demonstrar sua
eficiência.

A utilização de técnicas de processamento de sinais como auxílio no diagnóstico de
falhas em processos de manufatura tem sido bastante promissora, pois permite o aumento
da eficiência dos processos, assegura qualidade aos produtos e a segurança das instala-
ções. Este trabalho propõe a utilização da transformada de Hilbert-Huang (THH) como
ferramenta de extração de características dos sinais de ultrassom obtidos em ensaio ex-
perimental em cordão de solda por meio da técnica TOFD. A THH é uma decomposição
tempo-frequência que utiliza funções base de transformação estimadas a partir dos sinais
de interesse. Tais funções base são obtidas a partir de algoritmos de decomposição tais
como EMD, EEMD e CEEMDAN. Após obtenção dos sinais experimentais e aplicação da
THH para extração de características, um classificador baseado em rede neural artificial
tipo perceptron de múltiplas camadas foi utilizado para indicar o estado do material, e
apresentou desempenho satisfatório, alcançando valores de produto das eficiências superi-
ores a 90% em todos os casos analisados. Quando os algoritmos de decomposição usados
foram o EEMD e CEEMD, os valores de produto das eficiências foram 98,5% e 97,4%,
respectivamente, ao passo que quando o algoritmo EMD foi usado, o valor atingiu o pata-
mar de 95,3%. Quando a THH foi associada a PCA, o classificador conseguiu discriminar
as diferentes classes de defeito com eficiência de 91,0% pra THH-EMD, 93,0% para THH-
EEMD e 92,7% para THH-CEEMDAN. Esse resultado se mostrou comparável aos obtidos
em trabalhos anteriores com outras técnicas de pré-processamento, cujo maiores valores
obtidos para um conjunto de dados similar foram 94,8% utilizando a DFT e 97,5% para
DFT com PCA.

A primeira teoria criada para fazer a análise da potência em circuitos elétricos

no regime permanente não senoidal foi devida a Budeanu em 1927. Ela se baseia

numa extrapolação do método clássico utilizado para o regime puramente senoidal.

Por não explicar adequadamente alguns aspectos do comportamento do fluxo

de potências não ativo, permitiu a proposição de diversas outras teorias ao longo dos

últimos quase 100 anos.

Entre as mais recentes está a proposta de Castro-Núñez, que para modelar a

potência não ativa e o caráter multivetorial da potência elétrica utiliza uma ferramenta

matemática chamada Álgebra de Clifford ou Álgebra Geométrica, entretanto esta

proposta ainda não atinge o objetivo, visto que, seus resultados divergem do domínio

do tempo.

Nesta dissertação apresenta-se uma nova abordagem para a transformação

entre os domínios do tempo e de Clifford que se mostra capaz de reproduzir os

resultados da análise da potência instantânea no domínio do tempo. Também se

propõem, pela primeira vez, um operador de rotação distinto para cada frequência

presente no circuito. Desta forma, o domínio do tempo é perfeitamente reproduzido no

domínio de Clifford, o que não acontece com as propostas de outros autores.

Para validar o método proposto foram resolvidos, no domínio do tempo e no

domínio de Clifford, quatro circuitos monofásicos em regime permanente não senoidal,

contendo fontes de tensão fundamental e fontes de tensão de 3° harmônico,

combinados com carga de elementos RLC. Assim como, um circuito contendo fonte de

tensão fundamental, carga linear, e carga não linear composta por um retificador

monofásico de onda completa.

A ação autônoma de um robô esta diretamente relacionada com a forma que este percebe o ambiente ao seu redor. Uma das tarefas principais de um robô autônomo é de poder compreender a complexidade do ambiente que ele esta inserido. Esta complexidade se deve ao formato dos objetos que estão presentes no ambiente como mesas, cadeiras, caixas, paredes, entre outros. Para isso, utilizam-se sensores como: LiDAR, câmeras RGB e RGB-D para perceber o mundo externo ao robô. O método que percebe o ambiente externo é conhecido como SLAM, do inglês  Mapeamento e Localização Simultânea em português. No SLAM, o ambiente é modelado utilizando sensores e um mapa do ambiente é criado iterativamente à medida que o robô se desloca. Este trabalho aborda o mapeamento de ambientes tridimensionais em um mapa bidimensional utilizando sensores LiDAR e RGB-D. Para tal, foi utilizado o sensor LiDAR SICK LMS111 e o sensor RGB-D Microsoft Kinect acoplados ao robô terrestre móvel HUSKY A200. Utilizando o GAZEBO, um modelo 3D do Laboratório de Robótica da Universidade Federal da Bahia, o modelo 3D do robô HUSKY e dos sensores SICK e Kinect, utilizou-se os algoritmos de SLAM: HECTOR SLAM e RTAB-Map para produzir um mapa de ocupação bidimensional sobre uma trajetória fixa. Os metodos foram capazes de representar os objetos contidos no ambiente, o que para atividade de planejamento de trajetórias é fundamental que se tenha um mapa consistente e fiel à realidade.

Este trabalho apresenta uma metodologia para dimensionar adequadamente o LSOT (Low Saturation Onset Transistor: transistor de baixa tensão de limiar de saturação). O LSOT é uma rede de quatro transistores concebida para substituir um transistor MOS, porém com tensão de limiar de saturação bem mais baixa, graças à compensação da componente de saturação reversa da corrente do transistor principal. O transistor principal deve ter as dimensões do dispositivo que ele deve substituir e, teoricamente, o transistor de compensação deveria ser igual. No entanto, a degradação da mobilidade pelo campo elétrico transversal e outros efeitos de segunda ordem levam à sobrecompensação de corrente, fazendo com que a característica de saída DC apresente uma inflexão indesejável. Um procedimento sistemático para o dimensionamento do transistor de compensação é, então, proposto, visando suavizar a característica corrente-tensão do LSOT. São também sugeridas diretrizes para o dimensionamento dos outros dois transistores, e são experimentadas pequenas modificações na topologia do LSOT, com o objetivo de otimizar a potência e a área do circuito. Finalmente, é analisado o potencial de aplicação do LSOT na substituição de um dos transistores de saída do espelho de corrente cascode regulado. Todos os circuitos foram testados por meio de uma ferramenta de simulação.

Este trabalho apresenta novas arquiteturas de multiplicadores analógicos em tecnologia CMOS[1] para aplicação como elemento de sinapse em redes neuronais celulares analógicas (CNN: cellular neural networks). Os circuitos propostos apresentam as duas entradas de modo de tensão e a saída em modo de corrente e seguem o princípio segundo o qual o MOSFET em inversão forte e saturação atua como um quadrador da tensão porta-fonte. Embora este princípio seja utilizado por um grande número de multiplicadores com entradas em modo tensão, a inovação das propostas aqui descritas reside nos métodos de aplicação dos sinais, um dos quais dispensa geradores de referência de tensão. A análise de desempenho em variados aspectos foi realizada por meio de simulações considerando implementação em uma tecnologia CMOS de 130 nm, com tensão de alimentação simétrica de +0,6 V. Em todos os projetos priorizou-se uma diminuição significativa da área ativa, em relação a trabalhos anteriores do mesmo grupo de pesquisa, sem prejuízos importantes de outras características de desempenho.

Introdução: os sistemas sujeitos a atraso de transporte se apresentam em diversos setores produtivos que, Combinados com as tendências de conectividade 4.0, impõem desafios de controle significativos para seu desempenho robusto devido ao efeito do atraso variável que se apresenta nas malhas de controle. Objetivo: propor critérios simplificados de garantia da estabilidade robusta em sistemas sujeitos a atraso variável controlados por preditores através da abordagem baseada na resposta em frequência usando o teorema do pequeno ganho. Métodos: baseados no teorema do pequeno ganho parte dos critérios são obtidos com uso de preditores para compensação de parte do atraso variável e os demais são obtidos aplicando diretamente em sistemas de segunda ordem descritos por meio de receptâncias. A descrição de incertezas não estruturadas é considerada como forma de simplificar a análise robusta e os critérios são ilustrados por meio de simulações e de um exemplo experimental. Resultados: os critérios obtidos oferecem condições limites para o valor máximo do atraso baseada em informações do modelo e limitantes de incerteza. Com utilização do filtro de robustez a estabilidade robusta pode ser recuperada durante a operação por meio da redefinição da sintonia do filtro. Os critérios são de aplicação simples e sua verificação pode ser feita por meio de ferramentas de matemática computacional. Não há necessidade de supor qualquer informação acerca da taxa de variação do atraso. Conclusão: os resultados de simulação e experimental ilustram a utilidade dos critérios como alternativa aos métodos já estabelecidos, os quais usualmente desconsideram a utilização de preditores e seu consequente impacto nas margens de robustez na presença de atraso variável.

Esta tese apresenta uma versão melhorada do Modelo Avançado Compacto do MOSFET (ACM model) para aplicação em cálculos manuais, requeridos em projetos de circuitos integrados analógicos em tecnologia CMOS. Os estudos aqui conduzidos originaram um conjunto de submodelos semiempíricos, a serem incorporados ao modelo básico da corrente de dreno do MOSFET. Estes submodelos levam em consideração efeitos de segunda ordem, aumentando, portanto, a precisão do modelo ACM ainda na fase preliminar de dimensionamento dos dispositivos por cálculos manuais, fase esta que antecede a de simulação do circuito. Também foram desenvolvidas metodologias de extração dos parâmetros de modelagem, que foram aplicadas a características DC simuladas numa tecnologia CMOS de comprimento de canal mínimo igual a 130 nm. O objetivo principal desta remodelagem é minimizar o tempo investido no projeto de um circuito analógico, por permitir a redução no número de iterações entre cálculos manuais e simulação. Foram propostas metodologias sistemáticas para o projeto de algumas células analógicas básicas em tecnologia CMOS, utilizando as versões melhorada e original do modelo ACM. A aplicação destas metodologias a vários exemplos de projeto, permitiram comparar os resultados de simulação, usando as dimensões obtidas por cálculos manuais, com as especificações e, assim, aferir a confiabilidade do modelo ACM melhorado.

Este trabalho é uma contribuição na busca pela realização em tecnologia CMOS de um circuito analógico, pertencente à classe biomórfica das redes neuronais celulares (cellular neural networks - CNN), para o processamento de imagens. Visando a reprodução de operações mais complexas do que as usuais, uma arquitetura compacta de célula foi empregada na implementação de uma rede com duas camadas e acoplamento mútuo, a partir de uma extensão da CNN simples. A fim de se obterem os parâmetros que configuram a rede para executar as funções desejadas, uma metodologia de treinamento foi desenvolvida, inspirando-se em algumas técnicas existentes voltadas para esta categoria de rede neuronal e incluindo modificações para aprimorar tanto o seu desempenho de forma geral, quanto para adaptar o processo a algumas características relevantes dos diversos tipos de operações sobre imagens considerados. Como forma de verificação, o circuito é aplicado em simulações envolvendo funções bipolares e filtragem de imagens, apresentando resultados similares aos gerados por um modelo ideal.

Este trabalho visa o reconhecimento e classificação dos gestos da mão a partir de
sinais eletromiográficos (EMG) obtidos através de uma braçadeira Myo®, que possui
oito eletrodos de classe médica. Cada eletrodo fornece uma informação referente à
contração muscular realizada na execução do movimento. Esses sinais serão
processados para a obtenção de uma “assinatura” padrão para possibilitar o
treinamento da rede neural artificial (RNA). Essas assinaturas serão extraídas para
cada tipo de movimento e, em seguida, um método de mapeamento adequado é
aplicado para classificar os sinais EMG. É realizada uma comparação entre os
algoritmos Resilent Backpropagation (Rprop) e Levenberg-Marquardt (LM) em todos
os conjuntos de dados treinados. Foram escolhidos cinco movimentos para
classificação e utilizados conjuntos de dados com até sete características. Dentre os
144 testes executados, o melhor resultado obtido foi de 88,2% com o Rprop e de
88,4% com o LM. Porém, de forma geral, o algoritmo Rprop apresentou melhor
desempenho na maioria dos testes, quando comparado ao LM, sendo o tempo de
treinamento a diferença mais significativa entre ambos. Espera-se com esse trabalho
expandir as pesquisas na área de Tecnologia Assistiva (TA) para conquistar formas
alternativas de inclusão social e melhorar a autonomia de pessoas com deficiência ou
mobilidade reduzida dos membros superiores.

Alocação Parcial de Autovalores (PEVA – Partial Eigenvalue Assignment) é uma técnica
de controle linear por realimentação de estados cujo objetivo é modificar a resposta
transitória de um sistema linear invariante no tempo (LTI), através da mudança dos autovalores
do sistema em malha aberta. A quantidade reduzida de variáveis utilizadas pelo
PEVA, numa relação diretamente proporcional a quantidade de autovalores não desejados,
torna-a uma metodologia de alocação dos pólos computacionalmente viável e eficaz para
projeto de sistemas em larga escala (LSS). Entretanto, a alocação convencional que tem
como objetivo atingir um conjunto específico de coordenadas pontuais no plano complexo,
é difícil aplicar o PEVA em projeto de controle multi-objetivo, comumente requisitados
em diversas áreas da engenharia. A fim de reduzir essa dificuldade, uma nova abordagem
para PEVA usando a alocação regional de autovalores é desejada e estudada. Um novo
teorema baseado em desigualdades matriciais lineares (LMI) para calcular a matriz de
realimentação é criado para resolver o problema PEVA-regional, o qual pode ser computados
em programas de linguagem de script no MATLAB (Mathworks, Massachusetts,
EUA). Este teorema é construído usando elementos da teoria clássica do PEVA-estrito,
teorema de D-estabilidade e transformação de similaridade. Após o cálculo da matriz de
realimentação, a análise espectral do sistema de malha aberta e de malha fechada é feita
após a construção: Gráficos de localização dos autovalores no plano complexo; tabelas
comparativas dos autovalores do sistema em malha aberta e fechada; e resposta transitória
com entradas zero. Aplicada esta técnica para diferentes projetos de controle e
executada a etapa de análise, pode-se observar que o teorema é capaz de alocar os autovalores
para regiões desejadas e evitar o fenômeno de spilover com precisão de quatro
dígitos decimais. Os bons resultados da teoria regional-PEVA proposta e o seu sucesso
em garantir os objetivos de controle permitem que esta dissertação de mestrado ofereça
uma boa base para pesquisas futuras em projetos de controle linear multi-objetivo.

O gerador de indução de alimentação dupla permite a geração eficiente de energia onde a turbina

a velocidade tem um comportamento não controlado ao usar um conversor bidirecional. O fluxo do estator

controle orientado é uma técnica de controle vetorial que controla a velocidade do rotor e

energia reativa através de conversores de energia em configuração back-to-back.

Este texto apresenta uma análise de um controle orientado a campo das correntes do rotor utilizando um Modelo

Controle Preditivo Baseado. Sua lei de controle é dada pela minimização de uma função de custo

que considera o esforço de controle e o erro entre os resultados previstos e seu futuro

Para obter o modelo de previsão, é dado um modelo incrementado linearizado com

o suporte de um desacoplador de alimentação. Uma técnica anti-windup é também estudada como

Alternativa gratuita que os algoritmos ótimos regulares que consideram as restrições de entrada.

Com o conjunto de estratégias proposto neste documento, é possível minimizar não-linearidades

e efeitos de acoplamento enquanto controla o loop atual do DFIG usando um baixo custo

algoritmo preditivo

No sistema elétrico de potência, as linhas de transmissão desempenham um papel fundamental para garantir o transporte da energia entre geradores e consumidores. Aliado a isto, sua extensão e exposição ao meio tornam estes os equipamentos mais sujeitos a curto circuito, aumentando a importância do seu sistema de proteção.
Para avaliar e aperfeiçoar os sistemas de proteção, as simulações de faltas e a análise de registros em COMTRADE são relevantes como ferramenta de apoio, permitindo a repetição de ocorrências ou a simulação de novos cenários.
Este trabalho apresenta uma estratégia para a simulação de faltas monofásicas em uma linha de transmissão por meio do ATP; a conversão do resultado desta simulação em um arquivo COMTRADE e posterior avaliação deste no que diz respeito à localização da falta. Foram simulados casos reais para a comparação destes com os registros COMTRADE originais. Além disto, foram simulados novos casos ao longo da LT em todas as fases do sistema.
Para a estimativa da localização da falta, foi utilizado o método do fator de compensação de sequência zero (k0), que utiliza dados de tensão e corrente de um dos terminais da linha de transmissão. Adicionalmente, foi utilizado o método de sequência negativa, que utiliza estes dados de ambos os terminais da linha. Foi feita a revisão bibliográfica de ambos os métodos e implementação destes como os scripts do Octave.
Os resultados encontrados corroboram a metodologia como ferramenta de apoio na análise e localização de faltas em linhas de transmissão, além de evidenciar a praticidade dos arquivos COMTRADE neste tipo de análise que envolve a proteção de linhas de transmissão.

A reconfiguração de sistemas elétricos de distribuição radial, que consiste na
técnica de modificar a topologia da rede por meio da abertura e/ou fechamento de
chaves, e a alocação de reguladores de tensão, são ferramentas importantes para o
planejamento e operação de redes de distribuição, com o objetivo de minimizar as
perdas de potência ativa do sistema. Esta técnica pode ser interpretada como um
problema de programação não linear, devido a sua natureza discreta e combinatória.
A explosão combinatorial de possíveis soluções para esses problemas, ocorre com o
aumento da quantidade de barras e do número de chaves manobráveis, causando um
elevado tempo de processamento de algoritmos e esforço computacional, tornandose
pouco atraente resolvê-los pelo método clássico de otimização, dando espaço à
técnicas heurísticas e metaheurísticas. Nesse trabalho, apresenta-se uma
metodologia para solucionar problemas de reconfiguração e alocação ótima de
reguladores de tensão em redes de distribuição radial, trifásicas, balanceadas e em
regime permanente, com o intuito de minimizar o valor das perdas ativas, sem violar
as restrições operacionais, utilizando o Algorítmo de Formigas. Para o problema de
reconfiguração e alocação de reguladores de tensão, algoritmos são apresentados
baseados em Otimização por Colônia de Formigas ou Ant Colony Optmization (ACO),
na variante do Ant Colony System (ACS) no método de calcular a função objetivo, e
na informação heurística utilizada pelas formigas na construção de uma solução. Para
o ajuste de TAP, o método da soma de potência é adaptado para se obter um melhor
desempenho e qualidade nas soluções. São apresentados testes realizados em
sistemas de 16, 33, e 70 barras para avaliar a eficiência e robustez da metodologia
proposta. O trabalho obteve resultados satisfatórios, apresentando redução
significativa das perdas ativas e melhoria dos perfis de tensão dos sitemas testados,
contribuindo para a aplicação do algorítmo colônia de formigas como ferramenta para
a solução desses tipos de problemas.

Os avancos na tecnologia de transmissao optica de dados permitiram o grande crescimento
da Internet e de servicos que exigem muita largura de banda. Simultaneamente,
veio tambem a crescente demanda por maior velocidade de conexao por parte dos usuarios.
O paradigma mais recente para aumentar a eciencia das redes backbone de comunicacao
e composto pelas redes opticas elasticas ou Spectrum-Sliced Optical Networks (SLICE)
baseadas em multiplexacao por divisao ortogonal de frequencia ou Orthogonal Frequency-
Division Multiplexing (OFDM). As redes baseadas em OFDM s~ao mais ecientes que as
antecessoras, baseadas em multiplexacao por divisao de comprimento de onda ou Wavelength
Division Multiplexing (WDM), no entanto o roteamento e mais complexo, pois
deve levar em consideracao a modulacao, continuidade e contiguidade de espectro; originando
assim o problema de roteamento, modulacao e alocacao de espectro ou Routing,
Modulation and Spectrum Assignment (RMSA). A resolucao do RMSA e fundamental
para melhor uso dos recursos espectrais da rede optica, ja que a otimizacao desse problema
e capaz de disponibilizar mais banda para demandas futuras. Considerando que
o trafego das redes backbone esta em constante crescimento, e possivel tambem assumir
uma abordagem incremental de trafego e resolver o RMSA para varias fases de chegada
de trafego. Este trabalho propoe uma nova formulacao e algoritmos capazes de resolver
o RMSA para perodos sequenciais de trafego incremental. Uma nova formulacao
de programacao linear foi proposta para otimizar a o espectro maximo utilizado nos enlaces
da rede, mas devido ao fato do RMSA ser um problema cujo tempo para chegar
a uma solucao e dado como polinomial nao-determinstico (NP), a resolucao exige um
longo tempo processamento quando o problema envolve um grande numero de instancias.
Este e o caso de redes de grande dimensao. Diante disso, tambem foram propostas duas
heuristicas para resolver o RMSA incremental em um tempo viavel. Uma de roteamento
por caminho mais curto e outra de roteamento por balanceamento de carga. Ambas as
heurísticas foram simuladas com trafego multiperíodo incremental, gerado estocasticamente,
para estudar os efeitos a longo prazo de utilizar tais heurísticas em relacao aos
recursos espectrais. Tambem sao propostas redes neurais articiais para fazer previsao de
trafego com o objetivo de fazer testes com valores realistas de trafego, gerados por redes
neurais. Para conrmar a viabilidade da previsao, dois modelos propostos sao avaliados.
Tanto as simulacoes com trafego aleatorio quanto as simulac~oes com trafego proveniente
de previs~ao mostraram padroes similares e forneceram resultados que sao fundamentais
para fazer o planejamento de redes opticas com vistas a atender um trafego futuro e ao
mesmo tempo economizar recursos.

ESTE trabalho apresenta a metodologia adotada para o desenvolvimento da interface de radiofrequência
(RF) de um transceptor full-duplex capaz de viabilizar medições de grandezas
físicas por meio de sensores capacitivos e indutivos incorporados a um oscilador. O suprimento de
energia do transceptor é captado de ondas eletromagnéticas transmitidas por uma unidade central
remota, não sendo necessário o uso de baterias para sua operação. Para tornar este sistema de medição
viável, ele faz uso da comunicação full-duplex. Este sistema consiste em um duplexador que
permite a separação entre transmissão e recepção enquanto estas compartilham a mesma antena
simultaneamente; de um oscilador Colpitts, cuja tensão de alimentação é obtida a partir de um
retificador. Este oscilador funciona tanto como um sistema de medição como um transmissor de
RF, cuja frequência é modulada por meio de um sensor de umidade relativa. O dimensionamento
destes circuitos, as especificações dos componentes e a definição de topologias, bem como toda a
fundamentação teórica necessária, são descritos de forma detalhada neste trabalho. As simulações
e medições desenvolvidas apresentaram resultados satisfatórios para o propósito do projeto. Com
o intuito de validar as técnicas propostas, foi desenvolvido um protótipo deste sistema operando
em torno de 27 MHz, mais precisamente em 26 MHz para transmissão e 28 MHz para recepção
na unidade de medição. As características de operação do protótipo em função da distância foram
avaliadas em um câmara semianecóica e para funcionar, o transceptor da necessita captar uma
potência de 8,5 dBm. Assim, com base nas antenas utilizadas no protótipo, foi possível alimentá-lo
remotamente a uma distância de 5 m.

No planejamento de sistemas elétricos de distribuição radial, uma das alternativas para diminuir as perdas de potência nas linhas, é a implementação da Geração Distribuída (GD). Esta consiste na conexão de usinas de geração de baixa potência, para injetar energia o mais próximo possível das cargas ou consumidores do sistema. Segundo a energia primária utilizada pelos geradores, estes estão classificados em 2 grupos: renováveis ou não renováveis. Para garantir os benefícios da implementação da geração distribuída é preciso fazer uma análise para escolher os melhores locais para a instalação e o melhor dimensionamento dos geradores. Esta análise torna-se um problema não linear de natureza combinatória, dependente da quantidade de nós do sistema, da quantidade de geradores a instalar e das capacidades deles. Um problema adicional é a presença de harmônicos nos sistemas, devido às cargas não lineares ou devido aos geradores distribuídos renováveis, que são conectados ao sistema através de conversores eletrônicos de potência. Neste trabalho de dissertação utiliza-se uma metodologia para a alocação e dimensionamento ótimo de geradores distribuídos em uma rede elétrica de distribuição radial considerando harmônicos. Esta metodologia é baseada no método de otimização metaheurística Nuvem de Partículas, em inglês, Particle Swarm Optimization (PSO), que juntamente com um algoritmo de cálculo de fluxo de potência harmônico, procura uma solução ótima com o objetivo de melhorar a eficiência e a confiabilidade da rede, minimizando as perdas técnicas, quedas de tensão e a distorção harmônica total do sistema. O algoritmo proposto baseado em PSO foi comparado com outras técnicas de alocação ótima de unidades de GD para avaliar seu desempenho. Assim foram realizados testes em sistemas de distribuição radiais de distintos tamanhos, com cargas lineares e não lineares.

Neste trabalho apresenta-se o estudo do efeito das variações de radiação e tempe- ratura, da mudança brusca de carga dos conversores e da resistência de perdas do indutor aplicados a painéis solares ligados a conversores de potência com o intuito de propor uma estratégia simplificada de mitigação ao das não-linearidades baseada em ação anti-windup. O estudo é feito numericamente com o Matlab/Simulink usando quatro estratégias anti-windup e com dados reais de radiação e temperatura obtidos pelo Sistema de Organização Nacional de Dados Ambientais/Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (SONDA/INPE). A sintonia do controlador PID é baseada no método do lugar das raízes com especificações pré-definidas de sobressinal e tempo de acomodação sem perda de generalidade. É mostrado que as técnicas anti-windup, numa versão modificada, melhoram significativamente o desempenho em malha fechada quando a radiação cai devido à passagem de nuvens, na medida em que se atenua o efeito das não-linearidades. Além disso, uma de suas vantagens advém da simplicidade de implementação das técnicas envolvidas.
São propostas alternativas para mitigar os efeitos indesejados da radiação e temperatura, perturbações na carga e na resistência de perdas do indutor e com isso regular a tensão de saída do sistema fotovoltaico. Para isso, três cenários de radiações das regiões nordeste, centro-oeste e sul do Brasil são simulados com as estratégias back calculation, Chen, dead zone e integração condicional modificada. Por fim, propõe-se fazer uma comparação de cada conversor com as técnicas utilizadas e as três situações reais de perturbação.

Uma Rede Neural Artificial (RNA) é uma rede paralela e distribuída formada por unidades
de processamento não-lineares interconectadas em camadas. Este trabalho consiste no
projeto e implementação em hardware da arquitetura de uma rede do tipo feedforward
parametrizável. As descriçoes de hardware em Verilog são geradas por um script em
Python. Nele, tem-se como parâmetros o número de bits na entrada, o número de camadas,
o número de neurônios por camada, o número de bits para as partes inteira e fracionária na
representação de ponto fixo e o número de bits para a representação da look-up table (LUT)
da função de ativação. Essa parametrização permite que se consiga, ainda em tempo de
simulação, uma configuração mínima de hardware que atenda a um determinado problema,
economizando-se assim tanto tempo de desenvolvimento como recursos em hardware. Como
aplicação, utilizou-se o hardware desenvolvido para descrever uma rede treinada offline
com a base de dados MNIST e com isso classificar em tempo real imagens de algarismos
provenientes de uma câmera. Dessa maneira, o trabalho mostra-se apropriado tanto para
amparar pesquisas em áreas afins, que necessitem embarcar uma rede neural artificial,
quanto para experimentar modificações na arquitetura do projeto, dada a disponibilidade
do ambiente de verificação desenvolvido.

Neste trabalho, investiga-se o projeto de controladores ressonantes de corrente eminversores LCL conectados à rede elétrica. A análise se concentra em técnicas baseadasno domínio da frequência e considera os efeitos da implantação discreta doscontroladores.

Demonstra-se que a estabilidade do sistema é baseada na relação entre a frequênciade ressonância do filtro e uma frequência crítica cujo valor é proporcional a frequênciade amostragem utilizada no controle. Esta relação determina a necessidade ou não deimplantação da conhecida técnica de amortecimento ativo para estabilização dosistema.

Este trabalho também verifica a influência do atraso produzido pela realização discretada modulação PWM e da variação da impedância da rede elétrica na estabilidade dosistema. Finalmente, analisa-se a influência das opções de realimentação do controlena estabilidade do inversor. Os resultados mostram as limitações dessas técnicas noque se refere à determinação de limites ao ganho de amortecimento, além dos níveis dedistorção harmônica da corrente injetada.

Este trabalho propõe um método adaptativo a variações de frequência para calcular a fase associada
ao componente de sequência positiva das tensões de rede. Trata-se de um procedimento
que realiza a separação dos componentes de sequência positiva e negativa em um plano ab estacionário.
O desempenho do procedimento é aprimorado por meio de um filtro de Fourier de um
ciclo (One-Cycle Fourier – OCF). As tensões de sequência positiva são utilizadas como entrada
de uma malha de captura de fase em um sistema de referência síncrona (Synchronous Reference
Frame Phase Locked Loop – SRF-PLL). Assim, a estrutura é composta por um estimador de
sequência positiva que atua em eixos de coordenadas estacionárias e um SRF-PLL que, neste
trabalho, denomina-se SAPS-PLL (Stationary Axis Based Positive Sequence Estimator PLL).
O SAPS-PLL é eficiente contra distorções harmônicas e capaz de rejeitar componentes CC das
tensões em análise devido à característica da resposta em freqüência do filtro OCF. A adaptabilidade
de frequência é obtida através da conexão em cascata dos dois blocos SAPS-PLL. No primeiro
bloco, a frequência fundamental é calculada pelo SRF-PLL. Esta frequência é fornecida
ao segundo bloco SAPS-PLL que estima o valor da fase do componente de sequência positiva
das tensões medidas. A adaptabilidade de frequência é matematicamente demonstrada. O método
é inicialmente testado por meio de tensões sinteticamente simuladas. Além disso, avalia-se
a técnica através de tensões produzidas por uma fonte de alimentação programável capaz emular
tensões distorcidas e desequilibradas. E, por fim, o desempenho desta técnica é analisada tomando
como base o efeito que o método de sincronização exerce sobre o controle das correntes
injetadas por um sistema de geração distribuída simulado em ambiente Simulink/Matlab©. Os
resultados comprovam a eficácia da técnica.

O desenvolvimento de superfícies de metamateriais plasmônicos tem ampliado as
possibilidades de manipulação de ondas eletromagnéticas de maneira sem precedentes.
Abriu-se campo de estudo para a pesquisa das aplicações possibilitadas pela revolução
fundamental causada pela descoberta das propriedades dos metamateriais plasmônicos. Este
trabalho apresenta superfícies absorsoras baseadas nesta tecnologia, além de propor novos
dispositivos desenvolvidos com o auxílio de buscas iterativas baseadas em algoritmos
genéticos. São propostos filtros ópticos de banda larga com coeficiente de absorção próximo
à unidade. Foi demostrado um dispositivo com absorção assimétrica construído a partir da
superposição de camadas de dielétricos e metais com razão de assimetria de absorção acima
de 28 e razão de contraste próximo da unidade. Neste trabalho, são estudados dispositivos
capazes de modificar seu comportamento espectral a partir da alteração do estado do arranjo
molecular de estruturas baseadas em materiais de mudança de fase. Estes dispositivos foram
projetados, simulados, fabricados e caracterizados experimentalmente. Os resultados
simulados e medidos apresentaram boa concordância. O método de busca automatizada foi
utilizado também para a realização do projeto de grades para acoplamento da luz de uma
fibra para um guia de onda integrado de nitreto de silício, com eficiência de acoplamento de
até 90%. Também através de busca automatizada, foi proposta uma grade acopladora capaz
de direcionar um feixe proveniente de uma fibra para um guia à direita com eficiência de
25% em λ = 1550nm e para um guia à esquerda com eficiência de 27% em λ = 2000nm.

Este trabalho trata sobre modelagem dinâmica, identificação de parâmetros e simulação de veículos submarinos. Simulação tem um papel importante no desenvolvimento de veículos submarinos. Entretanto, os simuladores robôticos comumente utilizados na atualidade, como o Gazebo, não permitem uma representação fidedigna da dinâmica de um veículo submarino, uma vez que os motores de física empregados no simulador não são capazes de representar o termo hidrodinâmico da massa adicional. Essa falta de representatividade não permite um cenário de teste realista do ambiente submarino. Este trabalho tem por objetivo propor uma abordagem matemática que visa sobrepor a incapacidade do simulador em representar a massa adicional sem a necessidade de alterar o motor de física. Para simular o veículo submarino, é necessário saber os parâmetros do modelo dinâmico. Assim, o presente trabalho tem também por objetivo identificar os parâmetros do modelo dinâmico do veículo autônomo submarino FlatFish. Duas técnicas de identificação de parâmetros foram empregadas: método dos mínimos quadrados e identificador adaptativo. Na sequência foram realizados experimentos, em tanque e no mar, para identificar os parâmetros do modelo dinâmico simplificado do FlatFish, utilizando dados coletados experimentalmente dos sensores embarcados no veículo. Análises comparativas de velocidades entre dados medidos do veículo real e do modelo simulado atuado sobre os mesmos esforços de controle mostram que os parâmetros identificados por ambos os métodos são capazes de representar a dinâmica do veículo quando acionado em um grau de liberdade. No entanto verificou-se que os parâmetros do modelo simplificado não são capazes de representar a dinâmica do veículo quando atuado em vários graus de liberdade simultaneamente. Verificou-se que há a necessidade de realizar uma identificação do modelo completo para que a simulação do Gazebo juntamente com a técnica proposta para representar a massa adicional, seja capaz de emular o comportamento do veículo real. Apesar disso, os parâmetros identificados podem ser utilizados nos pojetos de controladores baseados em modelo e em filtros estimadores de estado.

Esse trabalho apresenta uma analise, assim como descreve o projeto de medidores
de temperatura ambiente e radiaçao termica, baseados em sensores termo-resistivos em
configuraçao realimentada, cujo sinal de acionamento é proporcional a corrente eficaz do
sensor ao quadrado. Primeiramente é feita uma analise matematica do comportamento do
sensor, em seguida é realizada uma analise dinamica do sistema, visando analisar o comportamento
do ruído gerado durante o processo de quantizaçao do conversor analogicodigital.
Essa analise e ratificada atraves de resultados de simulacao em MATLAB, no qual
foi construído um modelo do sistema capaz de analisar a atuacao do sistema tanto para
medicao de temperatura, quanto para medicao da irradiacao termica. E mostrado nessa
analise, que o sensor, quando opera a temperatura constante, e capaz de inferir atraves
do sinal de comando do controlador, as variaveis de medicao desejada. O impacto do
ruído proveniente do erro de quantizacao pode ser atenuado mediante uma filltragem do
ruído deslocado para frequencias mais altas.
O sistema de medicao e implementado por um microcontrolador e um circuito anal
lógico para acionamento do sensor e condicionamento do sinal adquirido. Os resultados
obtidos com o prototipo, validam as observacoes previstas no modelo.

Atualmente, nosso modo de vida esta cada vez mais dependente de energia elétrica. Essa
característica faz com que as linhas de transmissão, responsáveis por fazer a conexão
entre as unidades geradoras e consumidoras devam estar em condições de operação 24
horas por dia, 7 dias por semana. Normalmente a realização da inspeção das linhas de
transmissão é feita por aeronaves tripuladas, condição muito cara e extremamente perigosa.
Diante dessa perspectiva, robôs têm se tornado alternativas cada vez mais reais para o
barateamento e aumento da segurança dessa atividade de inspeção. Para buscar autonomia
nessa atividade, é necessário que o robô identifique os obstáculos no seu percurso para
que possa continuar inspecionando a linha sem interrupções. Considerando esse contexto,
o presente trabalho apresenta uma abordagem para caracterização e classificação dos
obstáculos encontrados na linha. A estratégia abordada utiliza-se de um LiDAR para a
coleta de dados, extração de features de forma e intensidade e a classificação utilizando
o algoritmo de inteligência artificial k-Nearest Neighbor. A abordagem desse trabalho
utilizou dois datasets para demonstrar o desempenho do método proposto, apresentando
acurácia de 100% quando as imagens não apresentavam oclusão e 98,4% com o dataset
que apresenta oclusão nas imagens. Foi realizada análise do classificador com a adição de
ruído dos tipos salt&pepper e speckle com pouca alteração de desempenho, apresentando
desempenho mínimo de 97,6%.

ROSAS, L. N. R. Segurança em Instalações Elétricas de Estabelecimentos Assistenciais de
Saúde. Estudo de Caso: Cenário Baiano. 2018. Dissertação – Universidade Federal da Bahia,
Salvador Bahia, 2018.
O desenvolvimento das tecnologias e procedimentos médicos acarretou em grande evolução
nos tratamentos de saúde. Entretanto, também gerou uma forte dependência na área de saúde
em relação ao funcionamento adequado de equipamentos eletromédicos e, consequentemente,
também de uma instalação elétrica segura, confiável e com energia elétrica de qualidade. Este
trabalho propõe-se, então, a apresentar uma visão geral das principais características do
sistema elétrico em estabelecimentos assistenciais de saúde e a avaliar o cenário das
instalações elétricas de estabelecimentos assistenciais de saúde do estado da Bahia, por meio
da aplicação de um protocolo de avaliação baseado nas normas vigentes, em três
estabelecimentos assistenciais de saúde. Constataram-se através das avaliações realizadas,
diversos pontos de não conformidade das instalações elétricas dos estabelecimentos visitados,
indicando graves problemas relacionados à confiabilidade no fornecimento de energia elétrica
e a segurança elétrica dos estabelecimentos. Tem-se, portanto, a indicação de necessidade de
maior atenção do estado para a instalação elétrica de EAS a fim de garantir o funcionamento
seguro de tais estabelecimentos.