Atualmente, a sociedade vivencia um momento no mercado de telecomunicações, onde a fibra
óptica vem se consolidando como o principal meio físico para transmissões em alta velocidade,
tanto para clientes residenciais, como para clientes empresariais, além da utilização da fibra
como principal meio de interligação de estações de rádio base e corporações estratégicas.
Dentro desse cenário, ao realizar uma análise do mercado, desde grandes operadoras até os
pequenos provedores de internet, foram identificados um baixo nível de padronização nas
ferramentas de projetos de redes ópticas, além da inexistência de ferramentas gerenciais para
auxiliar o corpo diretivo das empresas em análise de projetos técnicos de redes ópticas. Assim,
esta dissertação tem o objetivo de analisar os parâmetros de entrada mais comuns de um projeto
de rede óptica. Nesse caso, será considerado como objeto de análise, uma rede FTTH, na
tecnologia GPON. Essa tecnologia predomina as aplicações em redes ópticas para atendimentos
a clientes residenciais, pequenas e médias empresas. A sequência do trabalho aborda uma
análise de um referencial teórico que possa esclarecer e direcionar o objetivo principal do
trabalho, seguido de uma análise do ambiente de estudo selecionado. A partir disso, todo o
detalhamento dos materiais e métodos utilizados serão realizados, como um dos fatores críticos
do sucesso do projeto a análise e escolha do software para a elaboração da ferramenta. Após
todas as fases transcorridas, será obtida uma ferramenta computacional que irá sugerir
premissas de projeto que guiem as empresas e instituições a obter o máximo custo benefício da
rede de fibra óptica FTTH.

A concentração de metais pesados, como o cobre, é uma importante variável a ser monitorada para manutenção da qualidade da água. Os órgãos nacionais e internacionais fornecem limites máximos para essa concentração e técnicas como a espectrometria são as mais utilizadas para determiná-la. Recentemente, técnicas de identificação de materiais pela sua caracterização dielétrica tem sido alvos de estudos que a realizam aplicando parâmetros como a frequência de ressonância de antenas de microfita. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um sensor que determine a concentração de cobre em uma amostra de água contaminada a partir do deslocamento da frequência ressonante na curva do coeficiente de reflexão. Foi realizada uma apresentação dos principais conceitos sobre contaminação de água por cobre, caracterização dielétrica e sensoriamento com antenas de microfita. Desta forma, a partir da referência de sensores e metodologias propostas na literatura, caracterizou-se soluções com cobre e apresentou-se um sensor com Ressonador com Anel Dividido Complementar. O sensor foi fabricado em três protótipos para três formatos de ressonadores: circular, octogonal e quadrado. Então, analisou-se o desempenho para medir o deslocamento da frequência de ressonância ao se testar as soluções de cobre caracterizadas. Os resultados indicaram que o sensor é capaz de identificar uma mudança de 2 mg/L, a partir de regressões lineares do deslocamento da frequência e a concentração de cobre em todos os protótipos. Os protótipos circulares apresentaram a maior sensibilidade, com um deslocamento mínimo de, aproximadamente, 110 MHz a cada variação de miligrama por litro.

A crescente preocupação com as alterações climáticas devido às emissões de gases de efeito estufa (GEE) tem fundamentado esforços globais para redução. As ações de eficiência energética (AEE) e o gerenciamento pelo lado da demanda (GLD) são interessantes em sua utilização mais sustentáveis e vêm se expandindo ao longo dos anos no setor industrial. Tal setor tem parcela significativa no consumo energético e é um excelente campo para práticas de ações de eficiência energética. A substituição de motores de baixo rendimento por motores de alto rendimento é uma AEE muito comum neste setor. Entretanto, motores de alto rendimento ainda apresentam um elevado custo, tornando necessária uma análise técnico-econômica a fim de determinar a viabilidade da ação. Para isto, a análise de custos de ciclo de vida (ACCV) tem se mostrado uma excelente alternativa para verificação de viabilidade econômica de AEE devido sua metodologia que considera as despesas durante todo o ciclo de vida um projeto ou equipamento, incluindo despesas operacionais e valores residuais, diferenciando-a de outros métodos de análise de viabilidade econômica. Considerando que os investidores, gestores e outras pessoas destas indústrias necessitam de mais informações para tomadas de decisões que envolvem a minimização de custos e a maximização do lucro, o objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia para calcular a influência do período de estudo em um processo de substituição de motores elétricos de baixo rendimento por outros de rendimento superior, baseados na vida útil destes equipamentos. Este trabalho mostra também, matematicamente, o valor residual que o motor a ser substituído afeta na viabilidade econômica da substituição, i.e., é necessário precificar o valor que os motores ainda possuem ao término de um tempo de serviço. Para isto, foram utilizados dados de eficiência de motores IR2, IR3, IE2 e IE3, disponíveis pelos fabricantes, dados tarifários e de consumo de energia elétrica na indústria, além de variáveis econômicas consolidadas e conhecidas (taxa de escalada de energia elétrica, taxa de desconto, variação das tarifas de eletricidade etc.). Por meio da simulação, foram explorados quatro cenários de substituição de motores, utilizando o método da Economia Líquida (ou Net Savings). Foram considerados os tempos de serviço dos motores e variáveis do tempo de estudo na análise de Custos de Ciclo de Vida (ACCV). Verificou-se que, ao fim do período da ACCV, a Economia Líquida e o Valor Residual variam de acordo com o tempo de serviço dos motores utilizado na análise e com o tempo do estudo.

A análise de fluxo de carga é um procedimento essencial no controle do sistema elétrico de potência, pois ajuda a calcular as tensões em cada barra e as correntes em cada ramo. Esse mecanismo é utilizado direta ou indiretamente em várias aplicações do sistema elétrico de potência, como geração distribuída, localização de capacitores, melhorias na qualidade de energia, otimização do sistema elétrico, entre outros. Este trabalho propõe determinar os valores das tensões do rotor para controlar as potências no estator das máquinas eólicas no valor determinado em uma rede de transmissão com duas linhas de transmissão e uma rede de 22kV. Para isso foi simulado um sistema de geração eólica baseado em DFIG (do inglês, Doubly-fed Induction Generator) em funcionamento, assim como sua operacionalização e controle. Foi utilizada a Otimização por Nuvem de Partículas (do inglês, Particle Swarm Optimization - PSO), para se obter uma determinada potência ativa e reativa trifásicas no estator usando a Ladder Iterative Technique (LIT), algoritmo em Matlab para determinar a tensão do rotor. A modelagem do DFIG foi desenvolvida através de modelos que refletem os mesmos cálculos realizados pelo software ATP-EMTP em regime permanente, conhecendo o comportamento das grandezas elétricas em vários pontos da topologia DFIG e posteriormente comparados os resultados obtidos no Matlab com os modelos desenvolvidos nas simulações. A PSO foi utilizada para determinar as tensões no rotor que serão capazes de entregar potências determinadas no estator. Após simulações, contatou-se que a PSO representa uma técnica de otimização rápida e robusta, capaz de resolver uma variedade de problemas complexos, incluindo aqueles de natureza não-linear, não diferenciável e até mesmo multi-objetivo. Além disso, suas vantagens principais incluem sua facilidade de implementação computacional, exigindo apenas poucos parâmetros e demonstrando rápida convergência. No entanto, é preciso considerar suas desvantagens, como a baixa convergência em espaços de alta dimensão e uma notável sensibilidade aos parâmetros de execução.

Tradicionalmente, a análise de faltas é realizada usando um método diferente daquele usado para análise de fluxo de carga em sistemas elétricos de potência que envolvam também a utilização de microrredes. No entanto, o desenvolvimento de um método que realiza os dois estudos juntos usando a técnica de varredura backward/forward não foi desenvolvido. O projeto abordado neste trabalho demonstra que as análises de faltas e fluxo de carga podem ser unificadas inserindo fontes de corrente na técnica tradicional de varredura backward/forward, usada para análise de fluxo de carga. A modelagem é equacionada em componentes de fase. Os resultados do novo método são validados pela comparação dos resultados da microrrede de 30 nós obtidos com o programa de análise de faltas simultâneas (ANAFAS), do centro de pesquisas de energia elétrica (CEPEL), e, também, com os resultados do pacote de análise de distribuição radial (RDAP)/Milsoft Engineering Analysis (WindMil®) através dos resultados com alimentadores para testes IEEE 13 e IEEE 123 barras. Este novo método tem potencial para aplicações em estudos de faltas e fluxo de carga em microrredes conectadas à rede elétrica por ser simples, preciso e permitir que os engenheiros da indústria de energia elétrica desenvolvam um programa comercial de baixo custo capaz de realizar os dois estudos.

Este trabalho propõe o controle do Conversor Boost com célula de comutação em três estados
através da implementação de um controle robusto chaveado via Rede Neural Artificial. Para
a implementação, foram consideradas uma modelagem politópica objetivando a rejeição dos
problemas originados pelas variações de carga e tensão de entrada, melhorando a estabilidade
da tensão de saída do conversor quando submetido a perturbações exógenas dos parâmetros politópicos. A ação de controle é realizada por meio do chaveamento dos ganhos de realimentação
de estados previamente definidos e armazenados em uma tabela pela rede neural. Baseado nos
resultados, pode-se afirmar que o controle proposto foi bem sucedida na planta abordada.

A crescente demanda por energia elétrica e as políticas de incentivo à micro e minigeração de energia promoveram um aumento expressivo da injeção de energia elétrica em redes de distribuição de energia elétrica. Por esse motivo, as tecnologias de monitoramento do sistema elétrico precisam evoluir em igual medida, para garantir a melhor utilização desta geração distribuída, obtendo o máximo de suas vantagens e evitando possíveis impactos que podem ser causados à qualidade de energia destas redes. Para isso, processos de estimação de estados em sistemas elétricos são utilizados como ferramenta computacional para monitorar as redes de distribuição com relação às suas principais grandezas elétricas. Esse cenário motivou o presente estudo a pesquisar sobre a aplicabilidade de um estimador de estado que utilize como base uma metodologia baseada em varredura (backward-forward sweep), visando maior rapidez computacional no processo de estimação, com valores de erro toleráveis. Desta forma, desenvolveu-se um estimador de estado linear trifásico, baseado no método de soma de correntes, com capacidade para operar em sistemas que incluem fontes de geração de energia elétrica acopladas às suas barras. O estudo se inicia com a modelagem de um algoritmo de estimação de estado utilizando o software MATLAB® que, utilizando grandezas medidas por equipamentos reais, juntamente com o Teorema da Propagação dos Erros, possibilita definir os valores de correntes, tensões e potência injetada nas barras do sistema estudado. Para avaliar sua aplicabilidade, uma rede de distribuição real com 58 barras foi modelada em um ambiente virtual no Simulink®, e fontes de geração distribuída do tipo solar fotovoltaica foram adicionadas, através da comparação dos resultados de simulações gráficas geradas pelo software com o resultado das estimações gerado pelo algoritmo, foram analisados os erros obtidos entre o sistema simulado e os resultados obtidos pelo algoritmo estimador. O tempo de processamento dos dados foi avaliado quanto à sua adequação para uso em tempo real. Os resultados obtidos demonstram que o estimador de estado desenvolvido atua adequadamente em redes de distribuição com geração distribuída, oferecendo uma alternativa à instalação de um grande número de medidores nas redes de distribuição e fornecendo aos centros de operação valores confiáveis das grandezas monitoradas.

Os sistemas de comunicação modernos, baseado em múltiplas antenas transmissoras e receptoras, também conhecidos como sistemas MIMO (Multiple Input-Multiple Output), são um importante avanço nos sistemas de telecomunicações. Tal tecnologia é uma das principais para uma nova geração de dispositivos móveis da quinta geração 5G. Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de antenas 2x2, com geometrias retangular, circular e dipolo, para analisar as mudanças nos parâmetros de desempenho, em decorrência do posicionamento das mesmas. Todas as antenas propostas foram projetadas para 3,5 GHz, que é uma das faixas de frequências, definidas pela ANATEL (Agência Nacional de Telecomunicações), para o 5G no Brasil. As antenas foram simuladas e fabricadas, utilizando o substrato de FR4 de 1,57 mm e têm dimensões globais de 100,5x100,5 mm, 100,5x100,5 mm e 50,5x50,5 mm, para as geometrias retangular, circular e dipolo, respectivamente. Os resultados simulados mostram que há um baixo coeficiente de correlação de envoltória (ECC), menor que 0,5, o que indica um bom isolamento entre as portas e que há uma correlação deste fator com o posicionamento dos elementos irradiantes.

O desempenho dos sistemas fotovoltaicos é fundamentalmente impactado por fatores
externos, dentre eles variáveis climáticas como a irradiância solar e a temperatura do local de
instalação, e o sombreamento dos módulos do arranjo. De modo que, diante de condições
desfavoráveis, pode-se reduzir significativamente a eficiência do sistema. Dessa forma, este
trabalho tem como objetivo implementar um modelo computacional, através da utilização de
técnicas de modelagem, do sistema de controle TACS (Transient Analysis of Control
Systems) e da linguagem MODELS no software ATP (Alternative Transient Program) e na
sua interface ATPDraw, para a realização de simulações e do estudo do funcionamento e do
desempenho de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica de BT (Baixa Tensão), sob a
influência dos fatores externos irradiância solar, temperatura e sombreamento. A metodologia
utilizada neste trabalho contém cinco etapas: levantamento de dados, modelagem matemática
e computacional, simulações do sistema modelado sob a influência de fatores externos,
comparação dos resultados com os dados de referência e validação do modelo. Foram
plotados os gráficos de corrente, tensão e potência dos componentes: módulos fotovoltaicos
operando isoladamente; módulos fotovoltaicos, conversor boost, MPPT (Maximum Power
Point Tracking) e PWM (Pulse Width Modulation) para o chaveamento do conversor boost;
PLL (Phase Locked Loop) e a rede elétrica de BT; inversor, PLL, controle de corrente, PWM
para o chaveamento do inversor, indutor de acoplamento e a rede elétrica de BT; e do sistema
fotovoltaico conectado à rede elétrica de BT. Foi possível analisar o funcionamento do
sistema modelado, com a verificação da influência dos fatores externos estudados, e verificar
a confiabilidade e a validade da modelagem do sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica
de BT, diante da sua eficiência de, aproximadamente, 96%.

 Sistemas de detecção de eventos biológicos são essenciais para o entendimento e monitoramento
de interações moleculares. Dentre as tecnologias de detecção, comumente usadas, as baseadas em
ressonância de Plasmons de Superfície (SPR) ganham destaque devido a sua alta sensibilidade. A
instrumentação de sensores SPR exige componentes ópticos, eletrônicos, fluídicos e mecânicos,
cuidadosamente posicionados para a correta excitação do fenômeno. Normalmente, estes
componentes são rearranjados em posições fixas. Eventuais ajustes são realizados de maneira
manual, de modo a ajustar o sensor para que funcionem sempre em uma mesma condição
de uso. Além disso, muitos sensores contam com instrumentação volumosa e procedimentos
caros, exigindo operadores bem treinados e infraestrutura avançada de laboratório para ajustes
dos componentes. O biochip PPBIO possibilita o desenvolvimento de sensores SPR de forma
prática, menos complexa, evita-se a necessidade de elementos mecânicos rotacionais. Todavia,
as estruturas para esse biochip também são baseadas em componentes com posições fixas. Este
trabalho busca realizar análises mais rápidas em relação a plataforma mecânica, otimizando
o processamento e a aquisição de dados. Os resultados obtidos, por meio da análise entre a
curva teórica e experimental, permitiram concluir que quanto mais acentuada e profunda a curva
SPR melhor acoplamento óptico e, consequentemente, melhor o fenômeno SPR. Possibilitaram
analisar a largura da curva SPR, concluindo-se que quanto mais acentuada, maior a precisão
de detecção e melhor acoplamento óptico; e quanto menor a largura, melhor a sensibilidade,
consequentemente, melhor o fenômeno SPR. Dessa forma, a plataforma automatizada, como
contribuição científica, tem aplicação para operar no modo de interrogação angular, pois fornece
um melhor alinhamento do acoplamento óptico. Tendo como uma das vantagens da plataforma,
o controle da temperatura, capaz de evitar leves distorções no caminho óptico.

O gerenciamento do consumo de energia elétrica, bem como as estimativas de crescimento tem relação direta com a demanda por parte dos consumidores. Estes, na maioria das vezes, atuam como agentes passivos quando o tema abordado é o consumo de energia elétrica em suas próprias residências, visto que os medidores de energia instalados em seus padrões de entrada são de propriedade das concessionárias de energia e apenas estas empresas tem acesso completo aos padrões de consumo dos seus clientes. Apesar de se tratar de uma informação relevante, principalmente quando se trata de realizar alterações e buscas por alternativas aos elevados valores de consumo de energia elétrica, os consumidores, em especial os do grupo residencial, possuem pouca ou nenhuma informação que possa os auxiliar no processo de conhecimento dos seus hábitos e padrões de consumo. Além disso, por se tratar de um processo que utiliza equipamentos específicos e que, por vezes, necessitam de profissional habilitado para seu correto manuseio, tornando este processo caro e muitas vezes inacessível à população geral. Desta forma, visando prover aos consumidores residenciais um meio para monitorar o consumo de seus equipamentos elétricos de forma simplificada, de fácil instalação e fácil acesso às informações, para este trabalho foi realizado o projeto simulado de um dispositivo inteligente de medição de grandezas elétricas e de custo reduzido para utilização por consumidores residenciais.

Na busca por um consumo de energia mais eficiente, ações voltadas para troca de motores de indução por motores mais eficientes em parques industriais com grande diversificação de motores, tem-se consolidado como um dos principais investimentos voltados à eficiência energética. Sob este prisma, o presente estudo tem o objetivo determinar, com confiabilidade, informações relativas à viabilidade e rentabilidade da troca de motores elétricos por motores mais eficientes em parques industriais de médio porte semelhantes, situados em regiões distintas do Brasil, e assim, determinar em termos de rentabilidade econômica a melhor região do Brasil na classe de consumo industrial para realização da troca de motores de indução. Para tanto, dados de consumo e receita de energia elétrica (das concessionárias) foram coletados e estratificados. Com base nos mesmos, foram calculadas as taxas de escalada por região do Brasil. Por conseguinte, foi construído um simulador específico para automatizar a troca de motores. O mesmo leva em consideração análise do custo do ciclo de vida (CCV) para determinar a viabilidade técnico-econômica da troca. De maneira subsequente, fez-se a aplicação do simulador em um estudo de caso foi realizado com intuito de mostrar a validação dos valores encontrados e a eficácia do método aplicado. O estudo partiu da suposição de uma indústria de bens de consumo, de médio porte com duas filiais em regiões diferentes: Nordeste, Sudeste e Centro-oeste do Brasil. Os resultados se mostraram satisfatórios, uma vez que todos os objetivos propostos no trabalho foram atingidos. Dados referentes à viabilidade técnico-econômica mostraram que melhor região para realização da troca de motores para a classe de consumo industrial é a região centro-oeste do Brasil. Além disso, as variações nos valores de carregamento das opções de troca se mostraram decisivas na determinação da viabilidade dos motores substituídos.

Este trabalho propõe a aplicação do controle preditivo robusto baseado em modelo para sistemas
lineares discretos sujeitos a comutação mediante incertezas e distúrbios limitados em norma. O
controle proposto foi modelado via desigualdades matriciais lineares a partir da desigualdade de
Lyapunov e tem por objetivo minimizar o limite superior do índice de desempenho quadrático
a um horizonte de predição infinito. A estratégia de controle proposta pode ser implementada
nos designs online e offline e nas configurações de realimentação de estados e saída, sendo esse
último associado a um estimador de estados. A fim de atestar a eficiência do modelo proposto,
é realizada uma comparação entre os designs implementados por meio da análise gráfica da
resposta no tempo e de índices de desempenho não intrusivos. Baseado nos resultados, pode-se
afirmar que a aplicação do controle proposto foi bem sucedida em ambos os modelos abordados
e que o design offline se mostrou mais promissor que o online para as referidas aplicações.

Com o avanço da tecnologia e das telecomunicações torna-se necessário o esforço para a pesquisa e o desenvolvimento de antenas apropriadas a fim de suprir as diversas demandas tecnológicas. Nesse meio, antenas compactas, eficientes e com alta estabilidade térmica são requeridas, assim, antenas ressoadoras dielétricas se mostram como uma opção viável. O objetivo deste trabalho é estudar amostras dielétricas de soluções sólidas de ferrita de lantânio (LaFeO3 ou LFO) e titanato de cálcio (CaTiO3 ou CTO): LFO(1-m)CTO(m), para diferentes frações de massa m, como antenas ressoadoras dielétricas operando no modo HEM11δ na faixa de frequência de micro-ondas. Para isso foram calculadas as frequências de ressonância teóricas das amostras com base nas equações disponíveis na literatura e foram realizadas as medições de seus parâmetros dielétricos e de antena para a observação do comportamento das amostras como radiadores de energia eletromagnética; logo após, foram realizadas simulações para a comparação com os resultados medidos. Para as DRAs, foi possível obter frequências de ressonância nas bandas C, S e L do espectro de frequências, possuindo diagrama de radiação broadside e direcional além de bom casamento de impedâncias.

O crescente desenvolvimento das tecnologias em sistemas de comunicação sem fio, bem como a variedade de dispositivos com operação em várias faixas de frequência, trazem o conceito de antenas reconfiguráveis para funcionamento com múltiplos dispositivos receptores. As antenas reconfiguráveis possuem a capacidade de irradiar mais de um padrão em diferentes frequências que sejam necessárias nos sistemas de radar e de comunicação modernos. Algumas antenas reconfiguráveis funcionam com alteração da frequência de funcionamento mantendo suas características de radiação, outras funcionam a partir da reconfiguração do padrão de radiação e também da polarização. Esse trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma antena de microfita reconfigurável utilizando o Ressonador de Anel Fendido Complementar ((Complementary Split Ring Resonator - CSRR), afim de analisar possíveis alterações nos parâmetro de frequência de operação. Neste trabalho, foi realizada uma análise paramétrica do metamaterial inserido no plano de terra de uma antena de microfita retangular para verificar um comportamento de reconfiguração. Os parâmetros simulados, foram também comparados com resultados de medições da antena e feita uma analise sobre a reconfiguração da antena.

A linha de transmissão é o equipamento do sistema elétrico mais propício a uma falta elétrica e normalmente, devido a sua grande extensão, encontra-se localizada em regiões distantes de centros urbanos e com mobilidade prejudicada. Em posse dessas condições, fazer uso de algoritmos de localização aparece como solução para identificar com precisão e velocidade o ponto de falta. A maioria dos algoritmos de localização emprega fasores medidos nos terminais da linha de transmissão, de forma que, para obtenção desses fasores são necessários métodos de estimação fasorial. O objetivo desse trabalho se volta a construção do Simulador Didático para Estimação Fasorial e Localização de Faltas em Linhas de Transmissão Trifásicas (SELF3∅) com o intuito de aplicar diferentes técnicas de estimação fasorial, bem como, diferenciados algoritmos de localização de falta e obter um estudo detalhado sobre o assunto. A utilização desta plataforma interativa pode auxiliar nas táticas de ensino-aprendizagem por alunos da Engenharia Elétrica, além de apresentar de forma rápida e concisa soluções gráficas e numéricas voltadas a estimação fasorial e localização de faltas. Os resultados apresentados em cinco cenários validam o comportamento do simulador para mais variadas situações.

Sensores baseados na ressonância de plasmons superficie (SPR) são dispositivos comumente
utilizados para detectar interações moleculares a partir da extração de característisca da denominada curva SPR. A curva SPR representa a posição em que ocorre a ressonância e reflete a
qualidade da resposta fornecida. A instrumentação utilizada nos sensores SPR exige condições
bastante específicas para acoplamento de componentes óptico-eletrônicos, mecânicos e fluídicos
para a correta excitação dos plasmons de superfície. Ruídos inerentes a essa instrumentação e do
uso do sensor refletem-se na curva SPR, afetando a qualidade das característas extraídas. Através
do processamento inteligente de dados, objetiva-se eliminar os principais ruídos generalistas
inerentes ao processo de análise com o uso de sensores SPR. Para isso, um filtro-inteligente
baseado em redes neurais artificiais multicamadas foi projetado. Denominado de NNSF (Neural
Net SPR Filter), o filtro foi acoplado a sensores SPR operando nos modos de interrogação
espectral (WIM) e angular (AIM). O NNSF, aproximou a resposta experimental à resposta
teórica com erro médio quadrático na ordem de 10−5 e índices de correlação de modelo testado
acima de 90%, drenando a maior parte dos ruídos presentes durante os experimentos. Com
o uso do NNSF registrou-se melhor desempenho para o monitoramento da Largura, Energia,
Fase, Assimetria e Posição de ressonância (ângulo e comprimento de onda mínimos) das curvas
SPR. O filtro contorna ruídos devido a aspectos como rugosidade na camada de filme metálico,
imprecisão de ângulo e/ou comprimento de onda da luz incidente, além de remover oscilações
eletromagnéticas de amplitude e fase, devido a ausência de controle na temperatura e corrente da
fonte luminosa e do ambiente experimental. Desse modo, o NNSF demonstra-se uma alternativa
menos onerosa, evitando a substituição ou incorporação de novos componentes

O desenvolvimento de um sistema de monitoramento dos estágios iniciais (estágios 1 e 2) de
lesões/úlceras por pressão na região sacral (lesões/úlcera de decúbito) em pacientes
hospitalizados com limitação de movimentos para auxílio na tomada de decisões médicas é
discutido nesse trabalho, com foco em utilização de tecnologias e-têxteis, Internet das Coisas
da Saúde (IoHT – Internet of Health Things), Redes de Área Corporal Sem Fio (WBAN –
Wireless Body Area Network) e antena tipo microfita com substrato têxtil. A etapa precedente
ao desenvolvimento do sistema se deu pela caracterização mecânica e elétrica de um material
têxtil tipo malha, a ser utilizado como a estrutura de instalação de sensores do dispositivo de
monitoramento desenvolvido e como substrato da antena tipo microfita. Foram realizados, de
acordo com normas técnicas, ensaios de solidez à lavagem, resistência à tração e ao rasgo,
medição de gramatura e visualização da estrutura física do material têxtil, além disso, por meio
da técnica da sonda coaxial, foram obtidos os parâmetros de permissividade elétrica e tangente
de perdas do material têxtil. A partir dos parâmetros de interesse para monitoramento,
temperatura e tempo de compressão na região sacral em um voluntário, foi feita a seleção de
sensores para incorporar o dispositivo de monitoramento. Uma antena tipo microfita com
substrato têxtil, feito com o material caracterizado, foi utilizada para transmitir os dados
capturados pelos sensores. O dispositivo de gerenciamento dos sensores utilizado foi um
Wemos D1 mini PRO que utiliza o microcontrolador ESP 8266. A ferramenta de monitoramento
médico foi construída e verificada experimentalmente com relação ao seu desempenho. Um
voluntário utilizou o cinto e os dados puderam ser monitorados remotamente por meio de um
dispositivo móvel autorizado, sendo possível também exportar os dados monitorados para uma
conta de e-mail, sendo possível uma posterior análise e estudo das características evolutivas
dos parâmetros monitorados. O dispositivo mostrou-se aplicável no desenvolvimento das
tecnologias de auxílio em tomada de decisões médicas.

Os incentivos aos avanços para o setor de telecomunicações, em especial aos avanços tecnológicos relacionados aos dispositivos móveis, impulsionam e contribuem com as pesquisas relacionadas as antenas para fins de comunicação. Diante desse cenário, os progressos apresentam tendências voltadas a aplicação de antenas com parâmetros cada vez mais otimizados, a julgar, a busca por dispositivos cada vez menores e sem influência negativa em seu desempenho ou antenas mais eficientes para vasta gama de aplicações. Dessa maneira, o investimento em antenas de microfita ou mesmo materiais cerâmicos aplicados em antenas que sejam competentes para mesma função desempenhada no ramo de telecomunicações e eletromagnetismo aplicado, são atrativos ao desenvolvimento tecnológico. Os materiais cerâmicos que possuem como características uma alta constante dielétrica, dispõem de vantagens como boa adequação nas faixas de micro-ondas e alta eficiência de radiação, pois as perdas dielétricas das cerâmicas são baixas, quando comparadas a materiais como a fibra de vidro que é muito comum na confecção de antenas de microfita. Sendo assim, a combinação dessas vantagens tornam os dispositivos cerâmicos apropriados nos projetos de antenas que os utilizem como substrato de elemento patch radiante ou mesmo como o próprio elemento radiante, determinados como antenas ressoadoras dielétricas (DRA). Nesta dissertação é feito um estudo bibliográfico sobre as antenas de microfita e as antenas DRA, que contextualizam o objetivo deste trabalho como sendo realizar o desenvolvimento de antenas de microfita sob substrato de ferritas de níquel e zinco, com frequência de ressonância projetada para 5,8 GHz, e estudar seu comportamento reconfigurável de parâmetros, na medida que serão aplicados campos magnéticos externos aos dispositivos em questão. Após essa etapa, a pesquisa apresentou o projeto de antenas DRA, onda as estruturas foram excitadas pela técnica de acoplamento por abertura na mesma frequência de projeto, validados pela parametrização e comparação dos resultados computacionais e experimentais que tanto as antenas patches e as antenas DRA foram submetidas.

O recente avanço na capacidade computacional dos microprocessadores desencadeou uma expansão de pesquisas e aplicaçõesdas técnicas de controle avançadas. Neste cenário, as técnicasde Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC – do inglês Model Predictive Control) e o controle fuzzy ganham destaque e popularidade devido as suas características. Esses métodos são capazes de tratar sistemas com restrições, incertezas no modelo, não-linearidades e perturbações externas. Dessa forma, considerando os bons atributos desses métodos, o objetivo deste trabalho é propor uma lei de controle que une as características dos controladores MPC com fuzzy. O método proposto consiste em um controle preditivo baseado em modelo fuzzy (FMPC–do inglês fuzzy Model Predictive Control) com realimentação de saída, ademais um modelo Takagi-Sugeno (TS) fuzzy e a técninca da compensação distribuída paralela (PDC– do inglês Parallel-Distributed Compensation) são usados para definição da lei de controle. Para projetar o controlador proposto, o FMPC com realimentação de estados é usado juntamente com um observador de estados fuzzy. Seguindo, critérios de estabilidade foram desenvolvidos de forma a garantir a estabilidade do sistema controlador-observador, considerando as abordagens online e offline do processo. Para realizar a análise do desempenho do controlador duas aplicações são executadas através de simulação computacional. Primeiro o controlador FMPC com realimentação de saída é aplicado a um exemplo numérico e depois a um conversor boost. Para ambas aplicações o procedimento de avaliação se repete: para o procedimento online é empregada uma comparação com controladores MPC com realimentação de saída encontrados na literatura, e o resultado obtido com o procedimento online é então comparado ao desempenho da aplicação offline. Além disso, os controladores são avaliados em termos da resposta no tempo, alocação de polos, índices de desempenho e elipsoides de estabilidade. Para ambas aplicações os resultados obtidos mostraram que o controlador proposto resolve os problemas de controle de forma eficiente.

A crescente demanda por eficiência econômica e ambiental, no setor industrial, associada em buscar por desempenho, qualidade, confiabilidade e segurança dos processos têm tornado os sistemas de detecção e diagnóstico de falhas cada vez mais importantes. Aliado a isso, quando as falhas são detectadas e diagnosticadas antecipadamente, são possíveis evitar a progressão de eventos anormais e, consequentemente, reduzir a perda de produtividade. Nesse contexto, é evidenciada a importância da existência de um sistema capaz de detectar e diagnosticar tais falhas de forma eficiente. Por isso, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um sistema de Detecção e Isolamento de Falhas (DIF), composto por estruturas que fazem uso de Redes Neurais Artificiais (RNA), treinadas em modo offline pelo software matemático MATLAB®. Um estudo de caso é desenvolvido a partir do modelo matemático de um sistema de tanques acoplados da Quanser®. A metodologia se divide em duas etapas principais, a primeira corresponde a identificação do sistema, que é feita por redes neurais autorregressivas com entradas exógenas (NNARX – do inglês Neural Network AutoRegressive with eXogenous input), já a segunda diz respeito ao desenvolvimento de um classificador de falhas baseado em valores residuais, para essa etapa utilizou-se de uma rede neural Perceptron de Múltiplas Camadas (MLP – do inglês MultiLayer Perceptron), em ambas etapas as redes neurais foram treinadas com algoritmo backpropagation. Dessa forma, foi desenvolvido o sistema de DIF para atuar, através de simulações, na detecção e isolamento de treze falhas (estruturais, em sensores e atuador). Ademais, os resultados obtidos durante as simulações se mostraram satisfatórios para falhas testadas, uma vez que o classificador conseguiu classificar todas as falhas simuladas, as três RNAs (RNA 1, RNA 2 e RNA 3) utilizadas neste trabalho obtiveram a evolução do Erro Quadrático Médio (EQM) na ordem de 10^(-6),10^(-7)e 10^(-3), respectivamente.

A melhoria na gestão dos recursos energéticos depende da quantidade de informações que são repassadas ao usuário, sendo de grande importância as medidas de potência, consumo e custo financeiro. Obrigatoriamente, as residências são dotadas de medidores de energia, no entanto estes pertencem a concessionária local, de modo que o consumidor não tem acesso aos dados medidos, apenas o consumo e faturamento ao final de cada mês. O controle de cargas se torna mais complicado, uma vez que já existem aparelhos com tal função, mas que não possuem a função de leitura de dados ou possuem uma instalação complexa. Considerando a forte tendência no uso de aplicativos e smartphones, e a própria expansão do conceito de internet das coisas, um equipamento que seja capaz de monitorar e controlar outros elementos, bem como enviar suas informações a internet torna-se uma necessidade ao consumidor. O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um plugue inteligente (smart plug) com capacidade de leitura e controle de dispositivos elétricos conectados a ele. O projeto foi motivado com o objetivo de facilitar o acesso as informações elétricas de qualquer eletrodoméstico conectado em tomadas monofásicas, bem como, permitir o controle da carga através de temporização ou acionamento manual. A proposta do smart plug foi realizada utilizando componentes de precisão, utilizados em equipamentos de uso comercial, como transformadores de corrente, transformadores de potencial e o circuito integrado de medição ADE7753, visando a uma boa precisão do produto final. As informações obtidas da rede elétrica e os comandos de acionamento e desligamento de equipamentos foram repassadas ao cliente em tempo real através de um aplicativo dedicado a esta finalidade, apresentando três ambientes de atividade, voltados para leitura de dados e comandos remotos. A comunicação foi realizada utilizando o protocolo MQTT em conjunto com o módulo WiFi ESP8266-01. Realizaram-se testes de precisão das grandezas elétricas medidas, comparando as medições com um analisador de energia comercial, e um teste comunicação, verificando a capacidade do smart plug em se comunicar através do aplicativo.

A energia solar fotovoltaica tem sido disseminada em todo o mundo, e no Brasil essa fonte de energia vem ganhando um espaço considerável nos últimos anos, sendo impulsionada principalmente pelas crises energéticas que o país enfrenta. O uso dos sistemas fotovoltaicos proporciona diversas vantagens, tanto ao consumidor final quanto ao país, contribuindo para diversificação da matriz energética e redução da dependência por fontes fósseis. Porém, atrelado aos benefícios, como em todo sistema real, quando instalados em regiões com baixa incidência de irradiação solar essa tecnologia apresenta perda na eficiência de geração de energia. Logo, se faz necessário realizar um estudo prévio das condições climáticas do local onde o sistema fotovoltaico será instalado. Como aternativa à essa consideração, poder-se-ia realizar um estudo da previsão da produção de potência antes da sua instalação, a partir das informações climáticas locais que influenciam diretamente na geração de potência, verificando a viabilidade da implantação do sistema, e evitando assim um investimento sem retorno. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo, realizar a previsão da viabilidade de instalação de sistemas fotovoltaicos em outras localidades, com o auxílio de uma Rede Neural Artificial (RNA). No entanto, esse estudo se limitará à previsão da viabilidade do sistema fotovoltaico de 3kWp localizado no Campus Leste da UFERSA, utilizando-o como modelo para a pesquisa. Dessa forma, para o treinamento da RNA foram utilizados os dados de temperatura e irradiação solar da estação meteorológica da UFERSA como variáveis de entrada, e a potência do sistema fotovoltaico como variável de saída, sendo ela treinada e simulada com o auxílio do Matlab®. Visando ampliar a pesquisa e obter o melhor resultado, utilizaram-se no treinamento dois tipos de rede com propostas de funcionamento diferentes, a feedforward sem realimentação e a NARX com realimentação. Após a implementação foram realizadas algumas simulações com diferentes situações para verificar a capacidade de generalização de cada rede em prever a saída desejada, dando destaque para a previsão da geração de potência nos estados do Rio Grande do Sul e Pernambuco, onde nota-se, através dos métodos de desempenho, que os resultados se mostram favoráveis para essa aplicação utilizando a rede feedforward, visto que a rede NARX não obteve bom desempenho para uma quantidade reduzida de amostras inseridas.

O presente trabalho tem como objetivo avaliar métodos de estimação fasorial aplicados em linhas de transmissão com compensação série, utilizados em relés numéricos para proteção de distância em linhas de transmissão. Foram feitas comparações entre o algoritmo desenvolvido por CAMPOS (2016) e quatro algoritmos clássicos de estimação de fasores: método Fourier de Um Ciclo (FDFT), Cosseno Modificado, Mímico com Fourier de Um Ciclo e algoritmo de Guo. Na primeira parte do trabalho, foram gerados sinais analíticos contendo componentes sub-harmônicas, utilizando o software Matrix Laboratory (MATLAB©). Os métodos foram avaliados usando índices de desempenho. Em seguida, foi criado um banco de dados, obtido através da modelagem de uma linha de transmissão com compensação série e simulação de faltas via software Alternative Transients Program (ATP). Foram variadas a localização dos bancos de capacitores série, o grau de compensação, localização, ângulo de incidência e tipo de falta, totalizando 288 casos. Os resultados obtidos no ATP foram usados como sinais de entrada para o MATLAB, onde foi modelado o relé de distância tipo MHO autopolarizado e onde os algoritmos de estimação de fasores extraíram as componentes fundamentais de tensão e corrente. Na análise dos resultados, o desempenho dos algoritmos foi comparado através trajetória da impedância aparente, número de ciclos requeridos para estimação da distância de falta e pelo tripping time. Como conclusão, tem-se que todos os algoritmos são afetados pelas componentes indesejadas introduzidas pela presença de compensação série na linha, visto que há uma redução no valor da impedância aparente que pode provocar um mau funcionamento da proteção. O método FDFT foi o que teve o pior resultado e se mostrou mais susceptível às frequências sub-harmônicas. Os demais métodos competiram em questões de desempenho.

O estudo dos sistemas elétricos sob condições de falta fornece informações fundamentais para o dimensionamento e configuração da proteção. Tais estudos, tradicionalmente, são realizados em estado permanente e baseados no comportamento físico dos geradores síncronos diretamente conectados à rede. Por outro lado, com a introdução das modernas unidades de geração distribuída acopladas à rede via conversores de frequência completos – CFSs, verificou-se a necessidade de revisão dos métodos tradicionais, visto que, ao contrário dos geradores síncronos, as correntes de contribuição dos conversores dependem, apenas, de sua estratégia de controle e dos procedimentos de rede exigidos pelo operador do sistema, notadamente os requisitos de suportabilidade à distúrbios decorrentes de faltas na rede elétrica ou Fault Ride Through - FRT. Neste contexto, este trabalho apresenta um método geral para análise de faltas shunt no domínio fasorial em sistemas de energia com geração distribuída acoplada à rede via CFCs que requer dados de fácil acesso aos engenheiros de planejamento e permite a avaliação da contribuição dos geradores para diferentes estratégias de controle de pré-falta e de FRT. Na abordagem proposta, o conversor é modelado como uma fonte de corrente controlada por tensão que injeta apenas correntes de sequência positiva com magnitudes e ângulos de fase dependes da estratégia de controle de pré-falta, das especificações máximas do conversor e dos requisitos de FRT. São propostos no trabalho algoritmos para representação dos modos de controle de pré-falta: Fator de Potência Constante – FPC, Tensão Constante – VC e Potência Reativa Constante – QC; e um algoritmo para representação do modo de suporte de tensão à rede exigido no código de rede do Operador Nacional do Sistema – ONS. O modelo em fonte de corrente do conversor é posteriormente convertido em um equivalente de impedância e incluído em um método clássico de análise de faltas baseado na matriz de impedâncias de barra do sistema. A metodologia proposta foi demonstrada por meio de estudos de caso e, posteriormente, validada com auxílio do software comercial Análise de Faltas Simultâneas – ANAFAS. Para todas as faltas avaliadas os algoritmos propostos apresentaram excelente desempenho na estimação da corrente de contribuição dos conversores em regime permanente, podendo ser implementados em qualquer programa de análise de sistemas de potência comercial.

Os sistemas de comunicação wireless vêm se desenvolvendo constantemente. Devido às constantes buscas por velocidades mais elevadas de comunicação e atendimento a vários serviços em diversas frequências. As implementações de vários métodos são estudadas para resolver os problemas e aumentar a versatilidade, confiabilidade e escalabilidade das antenas. Este trabalho tem por objetivo simular com software computacional e desenvolver alguns protótipos de antenas anelares de microfita, verificando suas características de radiação e ganhos obtidos por cada modelo, além de comparar a fidedignidade entre os resultados simulados e os medidos pelas antenas confeccionadas. Foram utilizados um analisador de redes vetoriais e uma câmara anecoica para efetuar a medição das antenas. Os resultados obtidos foram analisados com o auxílio de programas computacionais para comparar os dados, construir gráficos, além de facilitar a visualização e o entendimento dos resultados. Foi possível constatar, com os resultados adquiridos, que as antenas apresentaram vários modos ressonantes e havia a tendência da largura de banda aumentar e o coeficiente de reflexão ser menor à medida que a frequência era aumentada.

A diminuição dos custos de fabricação de componentes eletrônicos, o surgimento de novas tecnologias e áreas de pesquisa, e a necessidade de mão de obra mais barata vêm impulsionando a construção de robôs móveis e favorecendo sua disseminação em vários setores, principalmente no setor industrial. Entre os robôs móveis, os veículos guiados automaticamente (AGV na sigla em inglês ) estão ganhando espaço no setor industrial por diminuírem custos e aumentarem a produtividade. Os AGVs são robôs utilizados para locomover equipamentos e peças no chão de fabricas e não necessitam de supervisão humana. Estes robôs se locomovem, de um setor para outro, seguindo marcações no chão como fitas magnéticas ou marcações a base de tinta. Os AGVs, em grande parte, utilizam sensores ópticos ou magnéticos para detectarem as marcações no chão. No entanto, estes sensores não permitem que o robô perceba obstáculos em sua frente ou perceba que o trajeto possui alguma falha. Por esse motivo, acabam utilizando sensores adicionais para isso. Além de sensores para detectarem o trajeto a ser seguido, estes robôs necessitam de controladores de direção e velocidade para se locomoverem de forma alinhada e precisa durante a trajetória. O desenvolvimento de um controlador Fuzzy em conjunto com controladores PID, a utilização de câmera digital e a aplicação de técnicas de visão computacional podem ser utilizadas para solucionar alguns destes problemas . Com base nos fatos apresentados, o objetivo deste trabalho é estudar e implementar um sistema de controle de direção e velocidade baseado em controladores Fuzzy e PID para um robô móvel experimental. Neste robô será utilizado que utiliza uma câmera digital e técnicas de visão computacional para detectar percursos a serem seguidos. A metodologia empregada consiste em desenvolver um algoritmo que capture as imagens e, a partir de técnicas de processamento de imagem, entregue uma imagem segmentada por binarização, via método de Otsu que permita encontrar o centro da trilha a ser seguida. Estas informações são tradas em um controlador Fuzzy que determina a direção do robô ao variar a velocidade de cada roda. Controladores PID sintonizados por regras de sintonia AMIGO são utilizados para garantir a velocidade individual dos motores e consequentemente das rodas. Por fim, são utilizadas noções básicas de odometria para recriar o trajeto percorrido pelo robô e assim comparar com o trajeto real. Com a aplicação desta metodologia, foi possível encontrar o centro da trilha a ser seguida de forma satisfatória. A sintonia do controlador PID via o método AMIGO mostrou-se eficaz ao proporcionar melhores tempos de acomodação e subida para o sistema. Dessa forma, o controlador Fuzzy em conjunto com os controladores PID foram capazes de controlar o robô durante toda trajetória, favorecendo seu alinhamento com o centro da trilha.

O desenvolvimento cada vez mais crescente da engenharia, principalmente a área das telecomunicações, necessita cada vez mais de aparelhos de maior velocidade e maior largura de banda. Além disso, a constante procura por dispositivos cada vez mais leves e flexíveis, que possa se moldar à superfície de contato da antena, têm impulsionado as pesquisas na área. As antenas de microfita possuem capacidade para se comunicar com bastante qualidade com vários dispositivos, são simples baratas, leves, de perfil fino e podem ter grande largura de banda. Este trabalho tem como objetivo estudar e desenvolver arranjos de antenas de microfita utilizando como substrato o fr4-epoxy, mostrando de forma detalhada os procedimentos e materiais utilizados no projeto. As antenas foram dimensionadas pelos modelos da cavidade ressonante e modelo da linha de transmissão em programa desenvolvido no Matlab® de acordo com as propriedades elétricas dos substratos. Posteriormente as antenas foram simuladas no HFSS® (High Frequency Structural Simulator), onde foram obtidos os diagramas de radiação, perda de retorno, carta de Smith, densidade de corrente e ganho. Os resultados simulados apresentaram valores satisfatórios que podem ser utilizados para posterior fabricação. As antenas foram projetadas para 2,4GHz, os arranjos lineares com dois patches e com quatro patches possuem respectivamente ganho de 5,62dB e 8,22dB. Os dados experimentais serão comparados com os simulados e, os resultados analisados de acordo com a literatura especializada que embasam este trabalho.

A busca incessante pelo desenvolvimento de uma matriz energética sustentável representa hoje um dos maiores desafios a serem enfrentados pela humanidade e, dentre as diversas ações que podem ser realizadas, o uso de fontes alternativas de energia renováveis é sem dúvida uma das mais importantes. Dentre as fontes alternativas de energia renováveis a energia solar fotovoltaica é a que vem recebendo mais atenção dentro da comunidade cientifica atual, por ser uma fonte limpa, renovável e com baixo índice de manutenção. No entanto, apesar de apresentar diversos benefícios, por ser uma tecnologia relativamente nova quando comparada com fontes tradicionais, necessita de certos cuidados, bem como de um monitoramento frequente de seu funcionamento. Nesse contexto, o trabalho tem como proposta, projetar e desenvolver um dispositivo, através de hardware livre, para o monitoramento e aquisição de dados de um painel solar fotovoltaico. Pretende-se ainda monitorar a incidência de irradiância solar sobre esse painel, a fim de analisar tanto a geração quanto a sua eficiência, utilizando conceitos de lógica fuzzy. Para isso, será utilizada uma placa microcontroladora wemos atmega2560 wifi, que será responsável por toda base de processamento, aquisição e transmissão de dados. Além disso, serão utilizados sensores para leitura de tensões e correntes (INA 219), temperatura/umidade (BME 280) e infravermelho (MLX 90614) para temperatura na superfície do painel. Os dados serão armazenados tanto no servidor da plataforma Blynk quanto em um cartão de memória (datalogger). Por fim, foram realizados testes com o intuito de validar a qualidade e confiabilidade do dispositivo em diversos cenários, permitindo, assim, concluir que o dispositivo apresentou uma boa estabilidade e confiabilidade na aquisição e transmissão dos dados.

A tecnologia de telefonia está sempre em processo de evolução com decorrer do tempo. Esse avanço da rede móvel objetiva uma melhor e mais rápida conexão, para acompanhar esse avanço é necessário que os equipamentos que fornecem essa transmissão de dados também acompanhem essa evolução. Com a chegada da tecnologia 5G haverá melhoria na qualidade, velocidade e confiabilidade do sinal, sendo assim, faz-se necessário uma antena capaz de enviar e transmitir a qualidade de dados requerido pela nova tecnologia. O sistema MIMO Massivo oferece uma transmissão de dados mais confiável, com menores perdas e maior velocidade de transmissão. Portanto o sistema MIMO Massivo representa um ótimo aliado para trabalhar em conjunto com a tecnologia 5G. Esse trabalho tem por objetivo a simulação e construção de um sistema MIMO Massivo para aplicação na tecnologia 5G na faixa de frequência de 3,5 GHz, faixa de operação na América Latina. Para isso foi feito a análise de uma antena de monopolo impressa para a determinação do elemento de antena que compõe o sistema MIMO, após a análise foi feita a sua simulação e construção. Determinado o elemento de antena do sistema MIMO foram feitas simulações com vários tipos de sistemas MIMO e por fim a simulação e construção da antena MIMO Massivo 64x64 e seus devidos testes em relação ao Coeficiente de Correlação de Envelope (CCE). Os resultados apresentaram que o sistema MIMO Massivo ofereceu uma aceitável isolação entre seus elementos de antena e um coeficiente de reflexão operando dentro da faixa de operação da tecnologia 5G no Brasil.

O rápido progresso humano e a constante inovação tecnológica na área das telecomunicações faz com que cada vez mais as pessoas estejam expostas à radiação eletromagnética das mais variadas naturezas. A preocupação com os possíveis riscos a saúde que essa exposição pode provocar na população faz com que vários órgãos regulamentadores desenvolvam estudos com o objetivo de estabelecer limites aceitáveis de exposição humana a esse tipo de radiação. O conhecimento desses níveis de exposição à radiação e de como os campos eletromagnéticos se distribuem espacialmente em determinada região é de suma importância para o desenvolvimento de técnicas de proteção que sejam eficientes contra a exposição a essa radiação diminuindo os riscos às pessoas dessas áreas. Este trabalho tem como objetivo estudar a distribuição da radiação eletromagnética na região metropolitana de Mossoró, através da medição da intensidade dos campos elétricos, campos magnéticos e densidade de potência em 200 pontos utilizando um medidor adequado na faixa de 10 MHz a 8 GHz, utilizando como base a metodologia proposta na Resolução 303 da ANATEL. E, com esses dados, determinar, através da utilização de parâmetros estatísticos, qual a técnica de interpolação mais adequada para estimar a distribuição espacial desses campos em locais não amostrados utilizando curvas de nível, geradas pelo software Golden Surfer®, responsáveis por indicar os locais mais expostos à radiação eletromagnética. Os pontos de medição foram escolhidos baseando-se na distância média entre as estações de rádio base existentes em cada uma das zonas de análise. Os valores medidos foram comparados com os estabelecidos pelas normas regulamentadoras para serem analisados de acordo com os padrões estabelecidos.

Com o desenvolvimento cada vez mais crescente das telecomunicações, principalmente a de dispositivos móveis, necessita-se cada vez mais de dispositivos que não causem interferência e sejam mais imunes a ruídos quanto for possível. Atualmente, a maior parte dos sistemas de controle e automação são comandados via cabos ou ondas de rádio, o mesmo se dá com os dados enviados para as unidades e centrais de controle. Isto leva à possibilidade do uso da faixa de frequência de micro-ondas e, consequentemente, de antenas de microfita. As antenas de microfita tem um potencial que só foi inicialmente estudado em 1953, para receber mais atenção somente na década de 1970. Desde então foram desenvolvidas diversas técnicas, métodos de análises, algoritmos, e materiais com o intuito de estudar, compreender e produzir estas antenas. Vantagens como custo baixo, pequenas dimensões, baixo peso e volume, formato aerodinamicamente vantajoso, possibilidade de ter formato plano ou curvo fizeram desta antena uma das mais interessantes para a área militar, e agora para a área comercial e industrial. Este trabalho visou o desenvolvimento de substratos para as antenas de microfita utilizando Ferritas Ni-Zn através da técnica de Sol-Gel, um processo físico-químico que permite a obtenção de partículas nanométricas, tendo em vista a facilidade de execução dessa técnica. Os experimentos tiveram como objetivo a produção de três tipos de ferritas, NiFe₂O₄, ZnFe₂O₄ e Ni_0,5Zn_0,5Fe₂O₄ e verificar qual delas apresenta melhores resultados para aplicação em antenas.

As antenas de microfita tipo patch são antenas onde sua constituição é basicamente de um elemento condutor irradiante ou comumente chamado “patch” de espessura muito menor que o comprimento de onda no espaço livre, impresso sobre uma camada de material dielétrico, sobre um plano de terra e são bastante utilizadas devido ao seu tamanho reduzido e  versatilidade em relação as diversas configurações e dimensões que podem ser utilizadas no patch a fim de alcançar características específicas de frequência de ressonância, largura de banda, diretividade e perda de retorno. Devido a essa versatilidade em relação aos parâmetros construtivos e eletromagnéticos, este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento da antena de microfita padrão utilizando EBG/PBG de forma quase periódica, tomando como base a estrutura de Penrose, em que se verificará a influência nos parâmetros da antena de microfita, projetada através da Teoria de Linha de Transmissão. Os resultados foram obtidos através de simulações utilizando uma ferramenta computacional, que utiliza o método dos Elementos Finitos.

A indústria de petróleo e gás lida com o transporte e armazenamento de substâncias inflamáveis em alta pressão, sendo necessário um monitoramento contínuo de suas estruturas para evitar danos ao meio ambiente, à população, prejuízos econômicos e paradas de produção. Tendo em vista a complexidade atual de ambientes de exploração e a contínua necessidade da sociedade por produtos oriundos deste setor, a indústria petroquímica tem procurado formas de aplicar a automação com o objetivo de diminuir custos e garantir uma melhor segurança ao meio ambiente e às pessoas envolvidas. Nesse sentido, uma alternativa que tem sido recentemente implementada é a utilização do quadricóptero para realização da inspeção e monitoramento, consistindo em um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) que possui quatro motores com hélices dispostos em uma estrutura em “X”, que com a variação de suas velocidades torna possível seu movimento. Dessa forma, é necessário que este realize o voo em ambientes diversos, sendo importante um controlador robusto e de resposta rápida com o propósito de evitar a perda de estabilidade e queda. Tal fato acarreta a necessidade de desenvolver um sistema de controle de quadricóptero que realize o controle de velocidade dos motores e altitude de voo. Dessa forma, foram desenvolvidos e simulados controles para altitude, utilizando as técnicas de controle PID (Proporcional Integral Derivativo) e lógica Fuzzy, assim como para o controle de velocidade dos motores, utilizando um controlador PID. Para a realização da simulação, foi necessário o levantamento da modelagem dinâmica do quadricóptero e motores, de modo a obter a representação matemática aproximada do comportamento real do veículo a ser controlado. A simulação dos sistemas com controladores foi realizada utilizando o software Simulink/MATLAB®, em que foram observados parâmetros de desempenho, como tempo de subida, sobressinal, entre outros, e as respostas foram comparadas. Por fim, foram realizados testes em um protótipo autônomo utilizando a plataforma Arduino®, a fim de verificar o comportamento do sistema. Para o controle de altitude, as simulações mostraram que com o controlador PID é obtida uma resposta mais rápida do sistema, porém com o controlador Fuzzy obtém-se menor sobressinal e erro. No entanto, este resultado não pode ser generalizado porque o controlador Fuzzy depende do conhecimento de um especialista e melhores respostas podem ser obtidas. Quanto ao controle de velocidade dos motores, a utilização do controlador PID permitiu a obtenção de resposta simulada mais rápida e com menor erro do que o sistema utilizando apenas o controlador eletrônico de velocidade (ESC). Os testes experimentais verificaram o comportamento real do sistema com os controladores PID, apresentando desvios quantitativos aos resultados simulados devido à presença de perturbações durante o voo e às simplificações realizadas na modelagem do sistema.

Nos últimos anos, climatizar ambientes tornou-se mais acessível à população, seja pela melhoria da qualidade de vida ou redução dos insumos utilizados na construção dos equipamentos. Impulsionados pelos avanços tecnológicos dos componentes individuais ou processos de fabricação e matrizes energéticas, a preocupação com fatores como manutenção e redução do consumo de energia tornou-se ainda maior. Em geral, a opção de manutenção mais utilizada é a corretiva (quebra-repara), sendo esta a de maior custo agregado, uma vez que até a falha completa do equipamento muitos componentes do sistema podem vir a serem danificados. Logo, somam-se aos custos, a elevação do consumo de energia elétrica durante o período de mau funcionamento do equipamento até a parada forçada do mesmo. Neste sentido, a inovação e redução dos componentes sensores e atuadores, bem como das tecnologias de comunicação tem possibilitado o monitoramento das condições de funcionamento e prognósticos de saúde dos mais diversos equipamentos, denominada de “Internet of Things”, ou IoT. Neste trabalho, foi desenvolvido um hardware e um firmware baseado em IoT com aplicação de técnicas de manutenção preditiva CBM (Condition-Based Maintenance) e PHM (Prognostics and system health management) para aquisição e medição de dados de uma central condicionadora de ar, tais como: consumo de energia ativa, reativa, aparente e fator de potência. O hardware contém três placas eletrônicas (força, medição e controle) projetadas no software Eagle da CadSoft e fabricada em placa de circuito impresso de fibra de vidro. O firmware foi implementado na IDE (Integrated Developement Environment) da plataforma de prototipagem eletrônica Arduino, em comunicação com o servidor remoto (computador Rasberry Pi) por meio de um broker MQTT (servidor em comunicações MQTT). O sistema foi calibrado; e posteriormente foram realizados os testes de aquisição e medição de dados. Os resultados obtidos do monitoramento das variáveis e controle da central condicionadora de ar do modo manual e automático, foram bastante satisfatórios para essa aplicação, se revelando uma ferramenta útil na gestão da manutenção e redução de desperdício com energia elétrica.

A energia eólica é uma fonte renovável que tem crescido em aplicação e desenvolvimento tecnológico. Além do mais, a geração de eletricidade a partir desses sistemas não compromete o meio ambiente. Devido ao comportamento não linear do vento, o desenvolvimento de um modelo matemático que descreva o seu comportamento é uma tarefa complexa e, algumas vezes, impraticável. Contudo, pode-se utilizar um sistema de controle baseado em Lógica Fuzzy uma vez que essa técnica não requer o detalhamento matemático do sistema. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um controlador Fuzzy, utilizando o Fuzzy Logic Toolbox^TMdisponível no MATLAB^® e comparar o seu desempenho com o Controlador Proporcional Clássico, em um sistema eólico de velocidade variável, com gerador PMSG, conectado à rede. A metodologia utilizada neste trabalho possui as seguintes etapas: Estudo e formulação de uma base teórica para escolha do modelo eólico a ser utilizado no trabalho; Modelagem do sistema eólico (ambiente MATLAB/Simulink); Estudo e formulação de uma base teórica em Lógica Fuzzy para escolha do método mais adequado ao problema; Desenvolvimento do controle Fuzzy; Simulação e análise dos resultados. Os resultados obtidos comprovam que o controlador fuzzy apresentou tempo de resposta mais baixo que o proporcional clássico e melhor controle na potência gerada.

Com a necessidade de desenvolver controladores para processos industriais, surge a necessidade de estudar técnicas de controle avançado, como por exemplo, controladores fuzzy, que possam suprir não linearidades inerentes nos sistemas. A implementação destes controladores fuzzy baseados em Linguagem de Descrição de Hardware (HDL) tem como vantagem a alta velocidade e a reprogramação rápida para utilização em outro projeto, alterando apenas variáveis desejadas. O objetivo do trabalho é desenvolver um controlador fuzzy implementado em VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) para um sistema de nível de tanques e avaliar sua eficácia. Sua metodologia consiste em desenvolver um sistema fuzzy descrito em VHDL e divididos em codificação, inferência e decodificação para um sistema de tanque cilíndrico da Quanser e outro sistema com tanque de formato trapezoidal. Os resultados desta proposta se mostraram satisfatórios diante de limitações apresentadas pelo sistema.

Os problemas ambientais como o aquecimento global aliados ao crescimento do preço dos combustíveis fósseis provocou um aumento na procura de fontes alternativas de energia, dentre elas se destaca a energia solar fotovoltaica. Por ser uma fonte de energia limpa, renovável e com baixo índice de manutenção, a energia solar fotovoltaica vem ganhando destaque no mundo inteiro, e com isso os Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR), tem crescido bastante nas últimas décadas. Apesar dos benefícios oriundos dos SFCR, por ser uma tecnologia relativamente nova quando comparada com outras fontes de energia, a mesma ainda não está totalmente consolidada, e sua instalação requer cuidados no que diz respeito à qualidade de energia elétrica. Problemas como produção de harmônicos, sobretensão e fator de potência são comuns a estes tipos de sistemas. Várias pesquisas são realizadas todos os anos, e normas e regulamentos são criados, a fim de conciliar a geração fotovoltaica com a rede elétrica de distribuição. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo identificar, medir e analisar o comportamento do SFCR de 3 kWp da UFERSA, na cidade de Mossoró-RN, a fim de se verificar os possíveis impactos à qualidade da energia elétrica associados aos SFCR’s. Nesta pesquisa percebeu-se que todas os parâmetros estão dentro das normas vigentes, porém os altos índices de taxa de distorção harmônica fizeram necessário a elaboração de um filtro passa-baixa para atenuar as frequências indesejadas. Com a simulação do filtro no Simulink, constatou-se uma atenuação de até mais de 60%, melhorando assim a qualidade da energia gerada pelo sistema.

No Brasil estão localizadas as duas maiores reservas de nióbio do mundo – cerca de 96% da produção mundial –, e, por esta razão, têm sido incentivados os estudos sobre as suas mais diversas aplicações tecnológicas. Outra vertente de estudos em destaque atualmente é a do processamento de materiais cerâmicos com micro-ondas, que se apresenta como um método alternativo à sinterização em forno mufla – no caso, o uso de micro-ondas envolve conversão de energia eletromagnética, em lugar de transferência de calor, oferecendo vantagens ao ser usado por proporcionar a obtenção de uma maior homogeneidade estrutural do material e uma redução do tempo e da energia gasta durante o processamento. A proposta deste trabalho é a realização da caracterização de propriedades elétricas do pentóxido de nióbio (Nb2O5) puro ou dopado com molibdênio via metalurgia do pó e a análise da influência sobre estas dopagens quando seu processamento de sinterização se dá em forno mufla ou em forno de micro-ondas. As caracterizações feitas serão das propriedades elétricas de permissividade elétrica e tangente de perdas, de forma que será estudada a viabilidade da dopagem e/ou o tipo de processamento – na etapa de sinterização – do material para aplicação como materiais absorvedores de radiação eletromagnética. A variação das concentrações nas dopagens indicará o quão eficaz, como agente dopante, o molibdênio será na matriz cerâmica, convertendo a energia de micro-ondas em energia térmica.

Redes de frequência única têm como base ao seu funcionamento a utilização de uma mesma frequência para diferentes transmissores. Valendo-se de interferências construtivas existentes na área de intercessão desses transmissores, sincroniza-se o broadcast transport stream – bts nos diversos sistemas irradiantes, considerando-se os tempos de propagação até cada transmissor e os tempos de processamento dos sinais ao longo da rede. A sobreposição dos sinais na zona de intersecção deve gerar aumento de ganho. O presente trabalho tem por objetivo definir uma seqüência de métodos e processos a fim de facilitar tais implantações.

O aquecimento utilizando micro-ondas é amplamente utilizado nas indústrias, para o tratamento de minérios e secagem de madeira, e na produção de alimentos. Além disso, estudos aplicados ao tratamento de células cancerígenas demonstram que o aquecimento por micro-ondas é mais eficaz no combate do que os procedimentos convencionais, como quimioterapia e radioterapia, por ser de ação localizada e não apresentar a mesma quantidade de efeitos colaterais. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo numérico que possa relacionar a propagação das micro-ondas com o aquecimento de materiais dielétricos em aplicações industriais, servindo como base para o desenvolvimento de um software para estudo dos efeitos em tecidos biológicos. Inicialmente são abordados os temas bases que envolvem a propagação das ondas eletromagnéticas e as equações que a regem e em seguida é feito o tratamento matemático para relacionar parâmetros conhecidos com os obtidos na simulação. Por fim, foram feitos experimentos baseados no ambiente simulado para verificar o erro do modelo desenvolvido que permitiram concluir que os resultados fornecidos numericamente servem como referência, mas a utilização do sistema acoplado é essencial para situações que necessitem de alta precisão no aquecimento.

AS ANTENAS DE MICROFITA SÃO AS ANTENAS MAIS VERSÁTEIS E USADAS EM MICROONDAS, SENDO CONSTITUÍDAS POR UM PLANO METÁLICO E UM ELEMENTO RADIADOR SEPARADOS POR UM MATERIAL DIELÉTRICO, CHAMADO DE SUBSTRATO, NA LITERATURA TÉCNICA. O TRABALHO PRESENTE APRESENTA COMO OBJETIVO PRINCIPAL O DE CONSTRUIR UMA ANTENA DE MICROFITA COM PATCH NO FORMATO CIRCULAR, USANDO COMO MATERIAL PARA CONFECÇÃO DO SUBSTRATO DIELÉTRICO O PENTÓXIDO DE NIÓBIO (NB2O5). ASSIM, PRODUZIU-SE UM SUBSTRATO DIELÉTRICO A BASE DESTE MATERIAL VALENDO-SE PARA TANTO DO MÉTODO DA METALURGIA DO PÓ, O QUAL COMPREENDE TRÊS FASES A SABER: MOAGEM, COMPRESSÃO OU COMPACTAÇÃO E SINTERIZAÇÃO. O SUBSTRATO PRODUZIDO FOI CARACTERIZADO ELETRICAMENTE E APRESENTOU UMA BAIXA PERMISSIVIDADE E BAIXA TANGENTE DE PERDAS, PARA UMA FAIXA DE FREQUÊNCIA EM MICROONDAS DE 8,2GHZ A 12,4GHZ. A ANTENA DE MICROFITA FABRICADA COM ESTE SUBSTRATO FOI PROJETADA PARA RESSOAR EM UMA FREQUÊNCIA EM TORNO DE 10 GHZ PELO MÉTODO DA CAVIDADE. OS RESULTADOS NUMÉRICOS OBTIDOS NAS SIMULAÇÕES, E MEDIÇÕES REALIZADAS COM A ANTENA CONFECCIONADA MOSTRARAM-SE SATISFATÓRIOS E COM BOA CONCORDÂNCIA.

Este trabalho tem como objetivo caracterizar antenas de microfita operando na faixa de micro-ondas, especificamente o seu comportamento na faixa de frequência de 6 GHz a 16 GHz quando estão sobre substrato metamaterial. Essas antenas de microfita por sua vez, possibilitam a miniaturização de sua estrutura, o que tem sido importante para os dispositivos que fazem uso dessas antenas, pois possuem propriedade como: baixo custo, facilidade de acomodação e leveza em sua estrutura. Além dos metamateriais que são estruturas geométricas fabricadas a partir de materiais comuns, ou seja, materiais condutores, dielétricos, magnéticos ou através da combinação entre eles. A principal característica dos metamateriais baseia-se por apresentarem propriedades especiais de permissividade e permeabilidade não encontradas nos materiais em estado natural, cujo principal efeito é o índice negativo de refração. Por intermédio dessas características, permite sua aplicação em diversos meios em eletromagnetismo e óptica. A teoria do metamaterial é descrita e aplicada neste trabalho como forma de substrato de antenas de microfita visando trabalhar a permissividade e permeabilidade relativas no âmbito da propagação de ondas eletromagnéticas. São observados alguns parâmetros de análise, tais como: a frequência de ressonância e campos distantes, formulando a caracterização e comportamento das antenas de microfita estudadas.

O desenvolvimento de um modelo matemático para um sistema de geração de energia eólica, pode se tornar uma tarefa muito complexa, podendo ser fortemente dependente da variação do vento, além de se caracterizar como um problema não linear. Devido a estas características, a análise pode ser realizada utilizando um sistema de controle baseado em Lógica Fuzzy (LF), o que poderia promover melhor perfomance ao sistema a ser controlado. No resente trabalho, o desempenho de uma turbina eólica de velocidade variável controlado por um controlador proporcional clássico (CPC) e um controlador fuzzy (FLC) para promover ajuste ao ângulo pitch são analisados. Dessa forma, é possível verificar a eficácia da aplicação LF, sua capacidade de evitar flutuações e melhorar da qualidade da potência gerada, independentemente das cndições de vento ao qual o sistema está submetido. O CPC eo FLC foram implementados utilizando Fuzzy Logic Toolbox^TM e Simulink^®, toolboxs disponíveis no software MATLAB^®. Os resultados mostram que a aplicação em questão pode efetivamente contirbuir para a melhoria do desempenho dinâmico da turbina no tocante a redução de oscilações, máximo sobresinal e tempode acomodação.

Os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) têm recebido uma crescente atenção nos últimos anos como uma forma de substituir os veículos tripulados de alto custo. Inicialmente, os VANTs eram usados para aplicações militares e, atualmente são utilizados na área de pesquisa e desenvolvimento, onde as técnicas de controle para a estabilidade e navegabilidade de voos são os principais objetos de estudo. O desenvolvimento completo de voo autônomo em todos os ambientes ainda é um desafio. Neste sentido, o objetivo geral do trabalho é controlar o sistema de propulsão de um VANT do tipo quadricóptero para aplicação no controle de altitude do mesmo em ambientes fechados. O sistema do quadricóptero desenvolvido neste trabalho é composto por frame, quatro hélices, controlador de voo, sensores, quatro motores corrente contínua sem escovas (BLDC), controlador de velocidade eletrônico (ESC), bateria, transmissor rádio-controlado, receptor e circuito universal eliminador de bateria (UBEC). O software utilizado para simulação do controle Proporcional Integral Derivativo (PID) de velocidade dos motores e do controle de altitude foi o Simulink^®/MATLAB. Para o desenvolvimento do controle foi necessário modelar o sistema do quadricóptero para obter uma representação matemática que permita um estudo analítico coerente com o comportamento do sistema na prática. A modelagem matemática do quadricóptero foi realizada através do formalismo de Euler-Lagrange, por possuir a mesma forma em qualquer sistema de coordenadas generalizadas e ser mais adequado a generalizações. Testes foram feitos a fim de garantir o funcionamento adequado de cada parte do sistema do quadricóptero e experimentos foram realizados para o cálculo do fator de empuxo dos motores e para a identificação de parâmetros dos motores BLDC. A partir dos parâmetros identificados nos experimentos, foram obtidas as funções de transferência necessárias para serem utilizadas nas simulações de controle PID de velocidade do motor BLDC e de altitude do quadricóptero. Foi realizado o experimento referente ao controle PID de velocidade do motor e os valores obtidos foram comparados com os da simulação. As simulações e testes apresentaram respostas esperadas, comparados com os resultados de trabalhos relacionados na literatura. Este trabalho dá início a novas pesquisas na área de VANTs na Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA).

Neste trabalho é feito um estudo detalhado do comportamento elétrico e mecânico da máquina de indução duplamente alimentada que opera como o gerador eólico (DFIG), quando este encontra-se diante de perturbações provenientes tanto da rede elétrica quanto de variações de vento. A análise da dinâmica torna-se mais detalhada com a conexão do aerogerador a uma rede elétrica que contem diversas barras e este sistema elétrico com suas três fases devidamente representadas. O aerogerador possui um sistema clássico de controle, comumente encontrado na literatura. A partir da junção destes sistemas, um conjunto de resultados será extraído, lembrando que com a representação das três fases qualquer forma de perturbação é facilmente implementada e analisada. A forma como o sistema foi construído viabiliza, de forma simples, alterações no sistema como um todo.

Neste trabalho, será proposto um algoritmo genético adequado ao projeto de observadores de estado para sistemas de controle multivariável, cuja resposta temporal atenda às especificações previamente fornecidas pelo usuário do sistema, tanto em termos do máximo sobressinal, quanto em termos do tempo de acomodação. Para isso, serão concebidas e avaliadas diferentes formas de inicialização e diferentes formas de configuração de algoritmo genético. Por outro lado, pretende-se investigar os resultados de desempenho desta técnica em sistemas de controle que utilizem os observadores de estado de ordem plena, ou de ordem reduzida. Por meio desta análise, pretendemos contribuir com a especificação de um algoritmo genético adequado ao projeto de observadores de estado para sistemas de controle multivariável, fazendo-se desta uma alternativa eficiente aos métodos tradicionais presentes na literatura.

As energias renováveis tem sido fundamentais na geração de energia, dentre elas a energia eólica desperta uma grande atenção, pois é uma fonte renovável com grande parte na conexão com o sistema elétrico de potência. Esta conexão tem proporcionado várias problemas ao sistema elétrico, devido aos conversores eletrônicos, variação do vento, tipo de máquinas. Com o objetivo de aliviar estes problemas, são avaliados os controladores híbrido (PI + LQR) e os controladores ótimos (LQR) nos conversores conectados à rede elétrica. Para a avaliação dos controladores foram desenvolvidos modelos matemáticos a fim de realizar e validar as simulações com o auxílio do software PSIM®, do fabricante Powersim Inc. versão 9.1. Os resultados obtidos permitem concluir que o controlador híbrido e ótimo tiveram um bom desempenho quando comparados com um controlador tipo clássico (PI).

A energia solar fotovoltaica vem sendo explorada como uma das soluções energéticas ao declínio da produção de petróleo, e preocupações ambientais. no entanto, geração de energia elétrica através do sol ainda é considerada pouco competitiva frete à outras fontes, por apresentar baixo rendimento e alto custo de produção. na tentativa de torna-la mais atrativa do ponto de vista financeiro, rastreadores solares têm sido utilizados a fim de aumentar o rendimento dos sistemas fotovoltaicos. neste sentido, o presente trabalho tem por objetivo realizar um estudo comparativo entre um painel solar fotovoltaico estático e um painel com mobilidade em um eixo, instalados na cidade de Mossoró/RN. o município em questão está localizado no semiárido nordestino, sob altos índices de radiação solar, em uma região de clima seco e quente, atingindo elevadas temperaturas durante o dia. inicialmente são abordados conceitos relativos à energia solar fotovoltaica, e tecnologias de rastreamento do sol. em seguida, descreve-se os componentes de controle, sensoriamento e estruturas utilizadas nos sistemas fotovoltaicos propostos. por fim, foram realizadas as análises de funcionamento e o estudo comparativo de desempenho do sistema estático e do móvel, que permitiram concluir o painel com rastreio do sol apresentou baixo ganho médio na potência gerada em relação ao painel fixo.

Esta dissertação apresenta a concepção, projeto e implementação de um ambiente educacional baseadas em realidade virtual para estudo e compreensão de operações do setor elétrico, com o intuito de ajudar profissionais que constantemente realizam operações de risco, como troca de isoladores em linha viva e desativa. O simulador apresenta um sistema realístico ao operador dando alusão a ambientes encontrados em seu cotidiano, apresentando sinais de alerta e mensagens de erro ao praticarem ações prematuras ou precipitadas à ação corrente. Na dissertação também é proposto uma arquitetura com a finalidade de acelerar o desenvolvimento de aplicações de para novos cenários de treinamento. Também é apresentada o processo de atividade do simulador que tem como objetivo principal auxiliar no desenvolvimento de novas aplicações de treinamento utilizando realidade virtual, focando principalmente na prática de procedimentos, com a possibilidade do monitoramento e avaliação da execução pelo operador. Por fim, é apresentado um protótipo da plataforma computacional que pode ser testada em uma empresa do setor de distribuição de energia elétrica.

Atualmente, as Unidades Micro Controladas  (MCUs, do inglês Micro Controler Units) tem apropriado-se das mais modernas conquistas da eletrônica, através da utilização de componentes com maior velocidade e capacidade de processamento, o que reflete imediatamente na miniaturização dos dispositivos, aumento da funcionalidade, sensibilidade e precisão. Muito dessas MCUs estão presentes no nível de controladores em um sistema de automação industrial e controle. Em particular os microcontroladores ARM estão se destacando devido a maior capacidade de desempenho relativos aos controladores convencionais e ao seu baixo custo. Os microcontroladores ARM apresentam composição de software constituída por três elementos típicos: um sistema operacional embarcado, drivers de dispositivos, e aplicações em gerais. Devido a este fato a programação desses tipos de controladores não é uma tarefa fácil, exigindo do profissional um maior conhecimento sobre linguagens de programações, como C/C++ e Java. Mas para profissionais que trabalham em sistemas de automação, muitas vezes engenheiros, o uso prático e eficiente de um controlador é fundamental. Um exemplo disso é o CLP. Dessa forma, este trabalho propõe uma abordagem baseada em módulos funcionais de software para os microcontroladores ARM. A ideia é que cada módulo possa desempenhar uma função específica do microcontrolador em um sistema de automação e controle. Para validar a abordagem foram implementadas duas aplicações, um sistema supervisório para painéis fotovoltaicos e um sistema de controle PI de nível de líquido. Em cada aplicação é apresentado os resultados obtidos.

O Brasil representa uma nação em desenvolvimento onde seu crescimento econômico é diretamente proporcional ao consumo de energia. Atualmente a demanda de energia é maior que a oferta, e essa situação têm gerado grande preocupação com a possível falta de energia. Diante dessa realidade, as políticas governamentais direcionam esforços para diversificar a matriz energética do país, no entanto, gerar mais energia não é suficiente, existe a necessidade de além da diversificação das fontes de energia, economizar no uso e eliminar o desperdício. Dentro deste contexto, o setor industrial é considerado o de maior consumo de energia, onde a principal fonte consumida é a eletricidade. No caso específico da indústria cimenteira, a energia elétrica corresponde a segunda maior fonte de consumo e seu uso é praticamente todo destinado à força motriz. A força motriz em uma indústria representa um alto potencial de eficiência energética. Assim, com o objetivo de analisar o desempenho energético do setor do cimento, cujo maior consumo de energia é proporcionado pela força motriz, escolheu-se o Sistema de Abastecimento de Água de uma indústria de cimenteira, para a realização desta pesquisa. Com o foco em eficiência energética, foi realizado o estudo do funcionamento do Sistema de Abastecimento de Água atual e identificado seus pontos de melhorias. Foi implantado um novo projeto de automação que proporcionou a realização de melhorias na operação, controle, supervisão e medição do sistema e suas respectivas grandezas elétricas. Tais melhorias foram possíveis, devido o desenvolvimento de lógicas de controle direcionadas para manter o nível do reservatório de água geral e o acionamento das bombas centrífugas. Os resultados comprovaram que o acionamento das bombas centrífugas através do inversor de frequência é mais eficiente que os acionamentos tipo partida direta e soft-start. E, quanto ao controle do nível do reservatório ficou evidenciado que o Controle tipo Proporcional, Integral e Derivativo mantém o nível do reservatório constante e a operação da bomba em regime contínuo sem aumento do consumo de energia elétrica.

A versatilidade das máquinas de corrente contínua assegura a sua utilização numa ampla variedade de aplicações em sistemas elétricos industriais, mais especificamente, em aplicações que exigem uma vasta gama de controle da velocidade e posição do rotor. Neste trabalho, um novo método de sintonia de controladores Proporcional-Integral-Derivativo (PID) com rejeição a distúrbios usando Algoritmo Genético (AG) é proposto. Os ganhos proporcional, integral e derivativo, projetados para controlar a posição do rotor do motor CC, são otimizados utilizando AG em conjunto com a técnica de Ziegler-Nichols, e a rejeição a distúrbios é obtida a partir da implementação do controle por ação Feedforward no AG. Resultados preliminares mostram que o AG proposto, apresentou desempenho satisfatório da resposta, tanto em regime transitório quanto no estado estacionário, além de apresentar boa performance na rejeição a distúrbios. Para validar a técnica utilizada, os resultados obtidos foram comparados com outros métodos publicados na literatura.