Métodos de controle adaptativo auto-ajustável aplicados à síntese de estabilizadores de sistemas de potência /

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico

Model based predictive control technique applied to voltage control of a synchronous generator - experimental results

This paper presents the results of the experimental evaluation of a digital self-tuning predictive control methodology applied to the voltage control of a small-scale energy generation system. A recursive estimator based on the well known least-squares method is used in the identification stage of the proposed controller. The stage for calculation of the signal control method is performed with the Generalized Predictive Controller (GPC) algorithm. The experimental evaluation was performed using step perturbations applied in different operating conditions of the studied power system. For comparison purposes, the results of the evaluation of a self-tuning controller using the pole-placement method for the control signal formulation and three digital controllers with fixed parameters also will be presented.Neste trabalho serão apresentados os resultados da avaliação experimental de uma metodologia de controle digital preditivo auto-ajustavel aplicada ao controle de tensão de um sistema de geração de energia de escala reduzida. Um estimador recursivo baseado no conhecido método de mínimos quadrados é utilizado na etapa de identificação do controlador preditivo proposto. A etapa de cálculo da lei de controle é realizada com o algoritmo Generalized Predictive Controller (GPC). A avaliação experimental foi realizada com testes de resposta ao degrau e rastreamento aplicados em diferentes condições operacionais do sistema de potência estudado. Para fins de comparação, também serão apresentados os resultados da avaliação de um controlador auto-ajustável que utiliza o método de alocação de pólos para a síntese do sinal de controle e três controladores digitais com parâmetros fixos

Controle Fuzzy aplicado à melhoria da estabilidade dinâmica em sistemas elétricos de potência

This work presents a fuzzy control strategy which can be applied to improve the dynamic stability of electric power systems. The gains of fuzzy controller are smoothly adjusted by using interpolation among the gains of a set of previously designed local controllers, according to the current plant operating condition. In this way, the parameters of the fuzzy controller are automatically adjusted on-line, in order to cope with changes in the power system operating conditions. The performance of the fuzzy strategy was assessed by simulation studies, using a nonlinear machine infinite bus bar dynamic model. The results show that it is possible to improve the power system dynamic performance under time-variable operating conditions.in english. Please notice that the abstract in english comes first.Este trabalho propõe uma estratégia fuzzy, do tipo Rede de Controladores Locais, aplicável à melhoria da estabilidade dinâmica em sistemas elétricos de potência, visando compensar possíveis perdas de sintonia devido à ocorrência de variações nas condições operacionais da planta. A adaptação dos ganhos do controlador fuzzy é efetuada on-line, interpolando-se os ganhos de um conjunto finito de controladores locais fixos. Ao ocorrer variações nas condições operacionais da planta, os ganhos da lei de controle são ajustados automaticamente de modo a manter satisfatório o desempenho do sistema de controle. O desempenho do controle foi avaliado através de estudos de simulação, utilizando-se um modelo dinâmico não-linear, do tipo máquina barra infinita. Os resultados mostram que o emprego da estratégia proposta permite obter melhorias no desempenho dinâmico do sistema

Parametric identification techniques applied to dynamic modeling of an Apache webserver

This article presents an experimental study about parametric identification techniques applied to the modeling of an Apache webserver. In order to simulate load variations at the server, an experimental arrangement was developed, which is composed of two personal computers, one used to run the Apache server and the other to generate workload by requesting services to the Apache. Auto-regressive (AR) parametric models were estimated at different operating points and workload conditions. The mean values of the MaxClients input (a parameter which is used to set the maximum number of the server's active processes) were used to define the operating points, in order to obtain the Apache server CPU utilization (in %) as output. 600 samples were collected at each operating point every 5 seconds. To proceed with the system identification, half of the data set was used for parameter estimation while the other half was used for model validation, at each operating point. A study of the most adequate system order showed that a 7th order model could be satisfactorily used for MaxClients low values operating points. However, the results showed that higher order models are needed for MaxClients higher values, due to system inherent non-linearities.Este artigo apresenta um estudo experimental de técnicas de identificação paramétrica aplicadas à modelagem dinâmica de um servidor web Apache. Foi desenvolvido um arranjo experimental para simular variações de carga no servidor. O arranjo é composto por dois computadores PC, sendo um deles utilizado para executar o servidor Apache e o outro utilizado como um gerador de carga, solicitando requisições de serviço ao servidor Apache. Foram estimados modelos paramétricos auto-regressivos (AR) para diferentes pontos de operação e de condição de carga. Cada ponto de operação foi definido em termos dos valores médios para o parâmetro de entrada MaxClients (parâmetro utilizado para definir o número máximo de processos ativos) e a saída percentual de consumo de CPU (Central Processing Unit) do servidor Apache. Para cada ponto de operação foram coletadas 600 amostras, com um intervalo de amostragem de 5 segundos. Metade do conjunto de amostras coletadas em cada ponto de operação foi utilizada para estimação do modelo, enquanto que a outra metade foi utilizada para validação. Um estudo da ordem mais adequada do modelo mostrou que, para um ponto de operação com valor reduzido de MaxClients, um modelo AR de 7a ordem pode ser satisfatório. Para valores mais elevados de MaxClients, os resultados mostraram que são necessários modelos de ordem mais elevada, devido às não-linearidades inerentes ao sistema

Phenomenological modeling and parametric identification applied to the monitoring of a belt conveyor system in a copper mine

This paper investigates the modeling of a belt conveyor system for use in an automated monitoring system aiming at obtain improved energetic performance and fault diagnosis capability of the system. Firstly, a phenomenological model of the process is discussed, which is based on the laws of mechanics considering various movement opposing forces. The main parameters of the belt conveyor system model were estimated by using a non-recursive least mean square identification techniques. The results of computational studies show a good efficiency of the proposed strategies when applied to a set of data collected in a real world belt conveyor system, located at copper mine in south of Pará state, Brazil.Enestese investiga el modelado de un sistema del tipo correa transportadora conla finalidad de uso en el monitoreoyenel diagnóstico de faltas. Primeramente es discutido un modelo fenomenológico del proceso, elcual es basado en la aplicaciónde las leyesde la mecánica yconsiderando los diversos tipos de fuerza de oposiciónalmovimiento que actúansobrela correa.Los principales parámetros del transportador fueron estimados utilizando técnicas de identificación basadas en Mínimos Cuadrados No Recursivos. Los resultados obtenidos en estudios computacionales muestranel buen desempeñode la estrategia propuesta,cuando aplicada a datos realescolectados en elsistema de transporte de mineralesde una mina de cobre al surdePará, Brasil

Modelado fenomenológico e identificación paramétrica aplicada al monitoreo de una correa transportadora en una mina de cobre

En este se investiga el modelado de un sistema del tipo correa transportadora con la finalidad de uso en el monitoreo y en el diagnóstico de faltas. Primeramente es discutido un modelo fenomenológico del proceso, el cual es basado en la aplicación de las leyes de la mecánica y considerando los diversos tipos de fuerza de oposición al movimiento que actúan sobre la correa. Los principales parámetros del transportador fueron estimados utilizando técnicas de identificación basadas en Mínimos Cuadrados No Recursivos. Los resultados obtenidos en estudios computacionales muestran el buen desempeño de la estrategia propuesta, cuando aplicada a datos reales colectados en el sistema de transporte de minerales de una mina de cobre al sur de Pará, Brasil.This paper investigates the modeling of a belt conveyor system for use in an automated monitoring system aiming at obtain improved energetic performance and fault diagnosis capability of the system. Firstly, a phenomenological model of the process is discussed, which is based on the laws of mechanics considering various movement opposing forces. The main parameters of the belt conveyor system model were estimated by using a non-recursive least mean square identification techniques. The results of computational studies show a good efficiency of the proposed strategies when applied to a set of data collected in a real world belt conveyor system, located at copper mine in south of Pará state, Brazil

Modelado fenomenológico e identificación paramétrica aplicada al monitoreo de una correa transportadora en una mina de cobre

En este se investiga el modelado de un sistema del tipo correa transportadora con la finalidad de uso en el monitoreo y en el diagnóstico de faltas. Primeramente es discutido un modelo fenomenológico del proceso, el cual es basado en la aplicación de las leyes de la mecánica y considerando los diversos tipos de fuerza de oposición al movimiento que actúan sobre la correa. Los principales parámetros del transportador fueron estimados utilizando técnicas de identificación basadas en Mínimos Cuadrados No Recursivos. Los resultados obtenidos en estudios computacionales muestran el buen desempeño de la estrategia propuesta, cuando aplicada a datos reales colectados en el sistema de transporte de minerales de una mina de cobre al sur de Pará, Brasil

Estabilizador neural não-linear para sistemas de potência treinado por rede de controladores lineares

Power System Stabilizers (PSS) have been applied as the most common solution to damp small magnitude and low frequency oscillations in modern electric power systems. Conventional Stabilizers, with fixed structure and parameters, have been used with this objective for several decades, but there are some system operation conditions where the performance of these linear stabilizers may deteriorate, especially when compared with that of stabilizers designed using modern control techniques. A Neural PSS, trained with a set of local linear controllers, is applied to establish the regions where a Conventional PSS shows low performance. Using non-linear digital simulations of a synchronous machine connected to an infinite-bus system and a multi-machine power system the Neural PSS is assessed showing superiority in those regions.A utilização de Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESP), para amortecer oscilações eletromecânicas de pequena magnitude e baixa freqüência, é cada vez mais importante na operação dos modernos sistemas elétricos. Estabilizadores convencionais, com estrutura e parâmetros fixos, têm sido utilizados com essa finalidade há algumas décadas, porém existem regiões de operação do sistema nas quais esses estabilizadores lineares não são tão eficientes, especialmente quando comparados com estabilizadores projetados através de modernas técnicas de controle. Um ESP Neural, treinado a partir de um conjunto de controladores lineares locais, é utilizado para investigar em quais regiões de operação do sistema elétrico o desempenho do estabilizador a parâmetros fixos é deteriorada. O melhor desempenho do ESP Neural nessas regiões de operação, quando comparado com o ESP convencional, é demonstrado através de simulações digitais não-lineares de um sistema do tipo máquina síncrona conectada a um barramento infinito e de um sistema com quatro geradores

Military higher education teaching and learning methodologies: An approach to the introduction of technologies in the classroom

The study focuses on the use of Information and Communication Technologies (ICT) in Military Higher Education, delimited to the present moment and to the current professors and students of the Military University Institute. This study aims to analyse the relationship between ICT and teaching and learning methodologies in the context of professional military education, with emphasis on the concept of innovation in the classroom, on teaching and learning styles and on the role of ICTs in learning. The study is based on a mixed research strategy combining deductive and inductive approaches, materialized in a case study, with data collected through questionnaires, interviews and documentary analysis. This article focuses on the conceptual framework and its interconnection with the methodological strategy for the empirical study. The results presented refer to the pilot validation test of the data collection instruments and indicate that, in general, students and teachers share the same teaching-learning styles and both students and teachers show a good propensity to use ICT in the classroom