Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC

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O Doutorado Acadêmico inicio-se em 1998 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Acesso aberto (Open Access)
Estudo de secagem por microondas e eólica-solar térmica
(Universidade Federal do Pará, 2003-04-29) PAIVA, Reginaldo Sabóia de; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505; PINHO, João Tavares; http://lattes.cnpq.br/0847897516772421
Com o principal objetivo de estudar e desenvolver metodologias de controle e simulação dos processos de secagem por microondas, utiliza-se como ferramenta a modelagem físico-matemática dos efeitos térmicos e de transferência de massa causados pela irradiação das microondas em materiais sólidos porosos, levando-se em conta as variáveis relevantes para cada caso em questão. Apresentam-se vários resultados de simulações de perfis de campo elétrico, densidade de potência, temperatura e umidade no interior dos materiais de características homogêneas e com geometrias simples, nos regimes de excitação uni, bi e tridimensionais. Como estudo complementar, é modelado o processo térmico para o dimensionamento de secadores solares e eólicos, exibindo-se resultados de simulações realizadas.
Desconhecido
Detecção, classificação e quantificação automática de variações de tensão de curta duração para aplicação em análise de pós-operação em sistemas de energia elétrica
(Universidade Federal do Pará, 2006-05-19) MACHADO, Raimundo Nonato das Mercês; PELAES, Evaldo Gonçalves; http://lattes.cnpq.br/0255430734381362; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813
A análise de ocorrências no sistema de energia elétrica é de fundamento mportância para uma operação segura, e para manter a qualidade da energia elétrica lornecida aos consumidores. As concessionárias do setor de energia elétrica usam equipamentos, chamados registradores de perturbação (RP's), para monitora diagnosticar problemas nos sistemas elétrico e de proteção. As formas de onda normalmente analisadas nos centros de operação das concessionárias, são aquelas geradas por eventos que quase sempre causam a aocrtul je linhas devido a operação dos relés comandados pelos dispositivos de proteção .Contudo, uma grande quantidade de registros armazenados que podem conte informações importantes sobre o comportamento e desempenho do sistema elétricl jeixa de ser analisada. O objetivo desse trabalho é usar os dados disponíveis nos centros de ontrole, operação das concessionárias de energia elétrica obtidos pelos RP's, para classificar e quantificar de forma automática sinais que caracterizem problemas de qualidade da energia, quanto a variações de tensão de curta duração: afundamentos, elevações e interrupções. O método proposto usa a transformada wavelet para obter um vetor característico para as tensões das fases A, B e C, e uma rede neural probabilística para classificação. Os sinais classificados como apresentando variações de curta duração são quantilicados quanto a duração e amplitude, usando-se as propriedades da análise nultiresolução da decomposição do sinal. Esses parâmetros, então, irão formar uma Jase de dados onde procedimentos de análise estatística podem ser usados para gerar relatórios com as características da qualidade da energia. Os resultados obtidos com a metodologia proposta para um sistema real são também apresentados.
Desconhecido
Análise de dados e definição de indicadores para a regulação de usinas termelétricas dos sistemas isolados
(Universidade Federal do Pará, 2006-11-28) CONDE, Cláudio Luciano da Rocha; PINHO, João Tavares; http://lattes.cnpq.br/0847897516772421; BRANCO, Tadeu da Mata Medeiros; http://lattes.cnpq.br/8911039344594817
Esta tese tem por objetivo a definição de um sistema de coleta de dados remoto, eficiente e de baixo custo, para monitoração dos parâmetros elétricos e de consumo de combustível das usinas termelétricas dos sistemas isolados, quase todas localizadas na Região Amazônica. Essas usinas apresentam problemas relacionados à dificuldade de acesso e à ausência de informações que permitam uma gestão adequada da qualidade do fornecimento e dos combustíveis consumidos. A análise dos dados obtidos através da implantação do sistema proposto em quatro usinas do Estado do Pará possibilitou, entre outros resultados, o desenvolvimento de um indicador (IMU) adequado ao planejamento de curto e médio prazos. A conclusão da viabilidade da solução proposta para melhoria da eficiência operacional e do controle regulatório levou à definição de critérios para implantação de sistemas de coleta de dados em todos os sistemas isolados do Brasil, consolidado em regulação específica da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).
Desconhecido
Contribuições aos estudo da compensação de harmônicos em sistemas de energia elétrica
(Universidade Federal do Pará, 2006-12-06) GALHARDO, Marcos André Barros; PINHO, João Tavares; http://lattes.cnpq.br/0847897516772421
Esta tese enfoca o estudo de métodos para compensação de harmônicos em sistemas de energia elétrica e aborda diversos aspectos relacionados à presença de harmônicos nos mesmos, como a apresentação de conceitos e definições em sistemas não-senoidais e estratégias de compensação de potência. Enfatiza-se neste estudo, exemplificado por meio de medições e simulações realizadas, a influência da forma de onda de alimentação sobre cargas não-lineares; a interação harmônica entre a tensão de suprimento e a corrente das cargas, devido à impedância série do sistema; e a influência mútua entre cargas não-lineares em paralelo, como possível forma de atenuação de harmônicos. Para simular e predizer o impacto causado por cargas não-lineares em um sistema, assim como a implementação de ações para mitigar esses impactos, visando à melhoria da qualidade da energia, é necessário o conhecimento das respostas das mesmas. Como produto do presente trabalho, destacam-se as técnicas desenvolvidas para a modelagem de cargas nãolineares sob diferentes condições de alimentação, em especial o uso de técnicas de inteligência computacional, como o sistema neuro-fuzzy e as redes neurais artificiais; assim como o emprego da série de Volterra para predição do comportamento das cargas.
Desconhecido
Um ambiente colaborativo de aprendizagem interdisciplinar apoiado por interfaces adaptativas
(Universidade Federal do Pará, 2006-12-07) LIMA, Paulo Sérgio Rodrigues; SILVA, Orlando Fonseca; http://lattes.cnpq.br/7387718587227127; BARREIROS, José Augusto Lima; http://lattes.cnpq.br/1246564618922453
A utilização de Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVAs) torna-se, a cada dia, mais evidente em diversas instituições de ensino público e particular, assim como em órgãos governamentais e privados. Várias versões de AVAs encontram-se disponíveis para utilização gratuita, cada uma com suas idiossincrasias. No Brasil, já são quase mil instituições que utilizam referidos ambientes. Esses números expressam a necessidade de investimentos e de novas pesquisas na área. Este trabalho especifica e desenvolve um AVA que tem por objetivo minimizar problemas encontrados em muitas abordagens de ambientes atualmente disponíveis, propondo um ambiente denominado de Ambiente Colaborativo de Aprendizagem Interdisciplinar (ACAI), desenvolvido para disponibilizar uma infra-estrutura que permita integrar os conceitos de: trabalho colaborativo, comunidades virtuais de aprendizagem, interdisciplinaridade, adaptação de interfaces e, de forma complementar, permitir a geração de recomendações automáticas a seus usuários baseadas em seus perfis.
Desconhecido
Carimbó: canal de retorno com interatividade condicionada por mecanismo de sinalização contínua e provisionamento de banda orientado QoS
(Universidade Federal do Pará, 2006-12-15) COUTINHO, Mauro Margalho; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434
Esta tese de doutorado propõe um framework para controle e gerenciamento da rede de retorno da Televisão Digital a partir de quatro componentes: o Provedor de Televisão Digital, o Terminal Interativo, o Provedor de Canal de Retorno e o Provedor de Conteúdo. Juntos, interagem com base em um mecanismo de sinalização que propaga restrições de QoS associadas à programação interativa corrente pelo sistema de carrossel de dados. O conjunto também provê um sistema de admissão que investiga, periodicamente, a condição do canal de retorno autorizando ou restringindo acesso em função das necessidades das aplicações interativas. Também é flexível a ponto de viabilizar aplicações tanto em larga escala, quanto localmente uma vez que permite mobilidade ao gestor do serviço. Uma aplicação de e-gov/ehealth foi desenvolvida em Java XleTView para consolidar o desempenho do sistema. Realizou-se a avaliação utilizando técnicas de aferição e modelagem de acordo com a escala. Na última milha, avaliaram-se tecnologias de baixo custo e que não requerem tarifação periódica como é o caso de redes locais sem fio. Em escala maior, o sistema foi modelado e seu desempenho avaliado em diferentes cenários com auxílio do simulador de redes Network Simulator.
Desconhecido
Avaliação da aprendizagem: uma abordagem qualitativa baseada em mapas conceituais, ontologias e algoritmos genéticos
(Universidade Federal do Pará, 2007-05-18) ROCHA, Francisco Edson Lopes da; FAVERO, Eloi Luiz; http://lattes.cnpq.br/1497269209026542
Nas últimas duas décadas, o crescimento nas áreas de Redes de Computadores e Inteligência Artificial - IA - favoreceu o avanço da pesquisa em outras áreas de conhecimento, entre elas a Educação. Nesta área, novas descobertas deslocaram as pesquisas das antigas teorias educacionais comportamentalistas para o construtivismo, levando a um melhor entendimento de como acontece a aprendizagem. Aprendizagem Significativa - AS - é uma das teorias construtivista em grande evidência atualmente e Mapa Conceitual - MC - é a sua ferramenta cognitiva principal. Adicionalmente, o amadurecimento da pesquisa da modalidade de Educação a Distância - EAD - permitiu aplicar o processo educacional em larga escala. Nesta tese investiga-se a avaliação automática inteligente da aprendizagem mediada por mapas conceituais. Trata-se de uma abordagem qualitativa, denominada de avaliação formativa, que está em conformidade com o modelo de Bloom, uma referência para os processos educacionais - ensino, aprendizagem e avaliação da aprendizagem. A proposta apresentada pretende ser uma alternativa de solução para uma importante questão na área da Educação: Como avaliar qualitativamente a aprendizagem respeitando os processos cognitivos idiossincráticos de cada estudante? A integração de mapas conceituais, ontologias de domínio e algoritmos genéticos possibilita um avanço no estado da arte de avaliação e acompanhamento automático da aprendizagem. Quebra-se o paradigma das avaliações apenas quantitativas, apresentando uma nova abordagem de acompanhamento gradual e contínuo das atividades do estudante. Nesta abordagem pode-se fazer o acompanhamento individual, respeitando a forma idiossincrática de aprender, e/ou de grupo de estudantes, sendo possível agrupá-los por características cognitivas específicas ou por grau de desenvolvimento. Esta tese inicia uma nova linha de pesquisa que pode ser sintetizada como “Avaliação automática qualitativa da aprendizagem centrada em Mapas Conceituais, fundamentada com técnicas de IA: ontologias e algoritmos genéticos”. Dentro dessa nova linha de pesquisa, a tese traz as seguintes contribuições: ² um protótipo de um ambiente para ensino, aprendizagem e avaliação da aprendizagem, fundamentado na Aprendizagem Significativa, incluindo um editor de mapas conceituais, um editor de ontologias e um módulo avaliador; ² uma proposta de uso de algoritmos genéticos e ontologias para avaliação/acompanhamento qualitativo da aprendizagem, permitindo: – acompanhamento individual passo a passo; – acompanhamento de grupos de estudantes; – comparações entre estudantes. As ontologias de domínio são geradas pelo professor usando um editor de ontologias que é disponibilizado no ambiente. Elas contêm o conhecimento estrutural que deve ser aprendido pelos estudantes antes que estes possam dominar outras formas de conhecimento. O algoritmo genético foi projetado para funcionar em dois modos distintos: i) gerando múltiplos MCs para comparar com o MC do estudante, permitindo uma avaliação da aprendizagem em qualquer estágio do andamento do curso; esta avaliação é relativa, centrada num determinado número de conceitos que representa uma estrutura parcial do domínio de conhecimento sendo estudado; e ii) gerando um MC ótimo de acordo com a ontologia gerada pelo professor para permitir uma avaliação completa da aprendizagem do domínio de conhecimento que foi estudado. O modelo proposto foi avaliado pela implementação de protótipos para a ferrramenta de avaliação. O algoritmo genético desenvolvido usa como espaço de busca as ontologias. Ele imita os processos cognitivos característicos da aprendizagem significativa e constrói MCs que possam ser comparados semanticamente com o do estudante. Sua função de adaptação representa uma forma medir distâncias no campo cognitivo, sendo a escala de medida dada por uma taxonomia que organiza dimensões semânticas e, dentro destas, frases de ligação. Esta taxonomia é usada pelo professor ao construir as ontologias e pelos estudantes ao construírem seus mapas conceituais. Os principais desafios que envolveram o desenvolvimento da pesquisa relatada nesta tese foram os seguintes: 1) determinação de um modelo adequado de ontologia de domínio que pudesse ser aplicado à avaliação da aprendizagem; 2) determinação de um método e uma escala de medida que se aplicasse ao domínio cognitivo; e 3) determinação de um mecanismo de busca na ontologia que fosse coerente com as teorias construtivistas da avaliação da aprendizagem. A pesquisa relatada neste trabalho pode avançar em função de novas funcionalidades ou de melhorias nas funcionalidades já implementadas. Algumas possibilidades foram sugeridas ao final da tese, sendo uma das principais a disponibilização do ambiente na Internet. Esta tese gerou 7 (sete) contribuições científicas, 1 (uma) em revista qualis A, 1 (uma) em revista qualis B, 2 (duas) em congressos internacionais e 3 (três) em congressos nacionais. Os resultados obtidos fazem avançar significativamente o que já foi conseguido até então no grupo de pesquisa AmAm/UFPA, em cujo contexto esta tese está inserida.
Desconhecido
Nova metodologia para análise e síntese de sistemas de aterramento complexos utilizando o método lN-FDTD, computação paralela automática e redes neurais artificiais
(Universidade Federal do Pará, 2008-02-29) OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de; SOUZA SOBRINHO, Carlos Leônidas da Silva; http://lattes.cnpq.br/1450994881555781
Neste trabalho, o método FDTD em coordenadas gerais (LN-FDTD) foi implementado para a análise de estruturas de aterramento com geometrias coincidentes ou não com o sistema de coordenadas cartesiano. O método soluciona as equações de Maxwell no domínio do tempo, permitindo a obtenção de dados a respeito da resposta transitória e de regime estacionário de estruturas diversas de aterramento. Uma nova formulação para a técnica de truncagem UPML em coordenadas gerais, para meios condutivos, foi desenvolvida e implementada para viabilizar a análise dos problemas (LN-UPML). Uma nova metodologia baseada em duas redes neurais artificiais é apresentada para a deteccão de defeitos em malhas de terra. O software FDTD em coordenadas gerais foi testado e validado para vários casos. Uma interface gráfica para usuários, chamada LANE SAGS, foi desenvolvida para simplificar o uso e automatizar o processamento dos dados.
Desconhecido
Metodologia integrada utilizando sensoriamento remoto em redes neurais artificiais na quantificação do potencial de biomassa florestal na Amazônia
(Universidade Federal do Pará, 2008-04-08) ALMEIDA, Arthur da Costa; ROCHA, Brigida Ramati Pereira da; http://lattes.cnpq.br/9943372249006341
Reconhecimento e classificação de padrões em imagens digitais é uma habilidade importante nos dias atuais, pois permite reconhecer e identificar objetos de interesse nessas imagens. Este trabalho propõe e implementa uma metodologia integrada de reconhecimento de padrões relacionados com biomassa na floresta amazônica, com o objetivo de extrair daí informações sobre potencial energético dessa biomassa para fins de utilização como combustível primário para produção de energia elétrica para eventual uso em comunidades isoladas da Amazônia. Para isso combina informações de inventário florestal obtidas em campo com classificação e reconhecimento de padrões de biomassa em imagens de satélite de média resolução (LANDSAT, CBERS). A técnica utilizada para isso vem da área de inteligência computacional: as redes neurais artificiais com arquitetura de Funções de Base Radial (RBF) e do tipo Mapa Auto-Organizável (SOM) de Kohonen. Os resultados são combinados em um Sistema de Informações Geográficas gerando um banco de dados para uso em planejamento energético com recursos renováveis, aplicáveis às áreas isoladas da Amazônia.
Desconhecido
Nanofabricação, caracterização e modelagem de dispositivos optoeletrônicos nanoestruturados de corantes orgânicos
(Universidade Federal do Pará, 2008-07-28) COSTA, Sheila Cristina dos Santos; DEL NERO, Jordan; http://lattes.cnpq.br/5168545718455899
Para melhor entendermos o processo de miniaturização e o comportamento de estruturas moleculares sob este efeito, recorremos aos cálculos baseado em Mecânica Quântica (MQ) com a finalidade de corroborar dados teóricos e experimentais como propriedades de estrutura eletrônica bem como propriedades elétricas. Outro método bastante conhecido e utilizado consiste em simular o efeito soluto-solvente através do método probabilístico Monte Carlo (MC). De posse de ferramentas computacionais voltadas para estas metodologias, desenvolvemos simulações MQ/MC que traduzem o comportamento dos compostos orgânicos Vermelho de Metíla (VM) e 1,4-bis (5-phenyl-2-oxazolyl) benzene (POPOP), quando sofrem mudanças estruturais bem como modificações em suas propriedades ópticas; devido aos processos de miniaturização, variações de ambiente, ações externas, etc. O composto Vermelho de Metila é conhecido como um corante sensível a variação de pH e encontra-se nas formas básico e ácido (isoeletrônico, zwitteriônico) é classificado como um azocomposto pela presença de uma ligação (-N = N-) em sua estrutura. O POPOP é um corante luminescente de intensa fluorescência na região azul do espectro UV-Visível; ressaltamos que para investigarmos os princípios funcionais deste composto propomos estruturas conformacionais derivadas protonadas POPOP [C1(NP+P) e C2(NP+P)]. Inicialmente todas as estruturas dos compostos orgânicos de VM e POPOP foram otimizadas através dos métodos quânticos: semiempíricos PM3 (Parametric Method 3) e ab initio, HF (Hartree-Fock) e DFT (Density Functional Theory), obtendo-se os parâmetros geométricos e as conformações de menor energia de cada sistema, para o estudo da estrutura eletrônica. Seqüencialmente, duas etapas distintas de simulação foram empregadas para o estudo dos compostos: 1ª) as estruturas de VM e POPOP foram otimizadas através do método PM3 com adicional Campo Elétrico Externo (CEE), obtendo-se os parâmetros geométricos e parâmetros de carga. Utilizamos este método com a finalidade de simular as propriedades de transporte eletrônico nos compostos orgânicos, como a resposta elétrica caracterizada pela curva do transporte de carga (e-) em função da variação da intensidade de tensão (V) nas estruturas. Mediante a resposta elétrica [(e-) × V] caracterizamos esta função empregá-los em dispositivos nanoestruturados, como diodos, fotodiodos, células solares, etc. A 2ª etapa consiste em simular os compostos orgânicos através do método Monte Carlo, para investigarmos os seus comportamentos em líquido. Os sistemas distintamente consistem na adição de VM (básico, ácido: isoeletrônico e zwitteriônico) e POPOP [C1(NP+P) e C2(NP+P)] em 1000 moléculas de água para analisar a interação soluto-solvente para desenvolvimento de sistemas interagentes optoeletrônicos como sensores de gás. Na simulação MC foi realizado 1× 1010 passos MC para ambos os estágios de termalização e equilíbrio, no ensemble NVT. Gerando um conjunto de 105 configurações, a partir destas selecionamos um conjunto reduzido de 103 configurações descorrelacionadas das quais obtemos a média de convergência das transições eletrônicas π→π*. A média de convergência das transições eletrônicas π→π* para VM: básico 434.33 nm ± 1.0 [436.34 ± 2.0 nm], isoeletrônico 485.80 nm ± 2.0 nm [480.66 nm ± 3.0 nm], e zwitteriônico [502.13 nm ± 3.0 nm]; para POPOP C1 [361.25 nm ± 2.0 nm], C1(NP+P) [485.0 ± 26.0 nm], C2 [355.39 nm ± 3.0 nm] e C2(NP+P) [472.0 ± 24.0 nm]. As médias das transições eletrônicas π→π* foram obtidas através do método semiempírico ZINDO/S-CIS (Zerner Intermediate Neglect of Diffential Orbital/ Spectroscopic – Configurations Interaction, Single excitation) que melhor traduz os parâmetros espectroscópicos de moléculas orgânicas na região do UV-visível. Experimentalmente desenvolvemos dois tipos distintos de sistemas através das técnicas: Sol-Gel que consiste na incorporação dos compostos em matrizes hospedeiras de APP (Aluminum Polyphosphate), e Blendas que consiste na fabricação de dispositivos de volume com monocamada ativa. Os compostos VM e POPOP foram diluídos em solução híbrida (10% etanol + 90% água), alíquotas destas soluções foram incorporadas na síntese do gel APP. As amostras obtidas pelo processo Sol-Gel foram submetidas à variação pH e caracterizadas por espectroscopia de absorção na região UV-Visível cujas bandas de máxima absorção são de [431 nm, 513 nm, 511 nm] para VM e [358 nm, 511 nm e 472 nm] para POPOP e valores de [355 nm, 361 nm] para POPOP em solução, que corroboram os resultados teóricos a partir das médias das transições eletrônicas π→π*. Os dispositivos de monocamadas de VM e POPOP foram fabricados por filmes finos sobrepostos em substrato vítreo/FTO (1º eletrodo) /PEDOT/P3HT/camada ativa - Alumínio (2º eletrodo) e caracterizados eletricamente por densidade de carga em função da tensão aplicada (J×V), sob corrente de escuro e luz monocromática de 550 nm. Os dispositivos de VM apresentam curva (J×V) característica de um retificador de junção p-n de maior sinal de corrente elétrica sob polarização reversa para corrente de escuro, sendo este sinal intensificado sob luz 550 nm; sob polarização direta o dispositivo apresenta o mesmo comportamento quanto ao sinal de corrente, este é intensificado quando medido sobre luz monocromática (550 nm) em comparação a corrente de escuro, porém sob polarização reversa e polarização direta o dispositivo apresenta curva característica J×V análogo a fotodetector e diodo túnel convencionais. Para POPOP observa-se intensificação do sinal de corrente elétrica sob polarização direta e reversa quando os dispositivos estão expostos sob luz monocromática em comparação com medidas feitas sob corrente de escuro, de modo que a curva característica (J×V) tem comportamento de similar a fotodiodos convencionais. Os resultados teórico-experimentais das propriedades elétricas (J×V) dos compostos apresentaram comportamentos similares na faixa de voltagem de aproximadamente [– 2.0 V – 2.97 V] para VM e [-2.86 V – 2.86V] para POPOP. Desenvolvemos um estudo completar com polímeros de baixo bandgap (gap 1 eV) baseados em pontes de monômeros compostos por carbono, formando cadeias poliméricas foram investigados pelos métodos AM1 (Austin Model 1), PM3 e DFT [B3LYP/6-31G] e corroborados aos resultados dos oligômeros de CDM (4-dicyano methyllene-4H-cyclopenta [2,1- 3: 4-b’] dithiophene) e BDT (1,3-benzodithiole-4H-cyclopenta [2,1-b:3,4-b’] dithiophene), derivados do di-tiofeno. Os resultados mostram que o crescimento da cadeia polimérica formada pelos monômeros de CDM e BDT provoca a redução do bandgap dos oligômeros, comportamento análogo aos polímeros baseados em (3-alkylthiophenes) cuja energia da transição eletrônica π→π* é de 1.67 eV, a máxima absorção do CDM e BDT são de 1.28 eV e 1.73 eV, respectivamente. Os métodos teóricos utilizados neste estudo descrevem satisfatoriamente este comportamento, cuja máxima absorção é de aproximadamente 1.28 eV para CDM e 1.74 eV para BDT estes resultados foram obtidos a partir das cadeias poliméricas formadas por 5 unidades monoméricas, demonstrando que as conformações geométricas das cadeias poliméricas simuladas são equiprováveis, comprovando a confiabilidade dos métodos utilizados em nossa investigação. Em linhas gerais os resultados apresentados demonstram que os compostos orgânicos investigados são bons candidatos para emprego em dispositivos orgânicos nanoestruturados aplicados na eletrônica molecular e tecnologia de novos materiais.
Desconhecido
Controle inteligente LQR neuro-genético para alocação de autoestrutura em sistemas dinâmicos multivariáveis
(Universidade Federal do Pará, 2008-08-30) ABREU, Ivanildo Silva; FONSECA NETO, João Viana da; http://lattes.cnpq.br/0029055473709795
Nesta tese é apresentado um modelo neuro-genético, orientado a síntese de controladores no espaço de estado baseado no projeto do Regulador Linear Quadrático, para alocação de autoestrutura em sistemas dinâmicos multivariáveis. O modelo neuro-genético representa uma fusão de um algoritmo genético e uma rede neural recorrente para realizar a seleção das matrizes de ponderação e resolver a equação algébrica de Riccati, respectivamente. Um modelo de 6a ordem de uma aeronave, um modelo de 6a ordem de um gerador de indução duplamente alimentado de uma planta eólica e um modelo de 4a ordem de um circuito elétrico, são usados para avaliar a fusão dos paradigmas de inteligência computacional e o desempenho da metodologia do projeto de controle. O desempenho dos modelos neuro-genéticos são avaliados por momentos estatísticos de primeira e segunda ordem para o algoritmo genético, enquanto que a rede neural é avaliada por superfícies da função energia e da norma do infinito da equação algébrica de Riccati. São feitas comparações com o método de Schur.
Desconhecido
Modelamento de sistemas móveis celulares em ambiente indoor usando equações parabólicas
(Universidade Federal do Pará, 2009-05-07) MÁGNO, Fátima Nazaré Baraúna; COSTA, Jessé Carvalho; http://lattes.cnpq.br/7294174204296739; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
Nos últimos anos, o avanço do sistema de comunicação digital sem fio foi notável. A comunicação sem fio em recinto fechado (indoor) é, hoje, um dos campos com mais rápido desenvolvimento. Há uma procura crescente em modelos de propagação que proporcionem eficiência e precisão. O estudo da radiopropagação nestes ambientes é muito importante para a determinação das perdas que ocorrem em ambientes indoor, pois qualquer objeto com dimensões na ordem de grandeza do comprimento de onda na faixa de comunicação móvel, pode atuar como uma fonte de interferência para as ondas eletromagnéticas. Dois tipos de modelos de propagação são muito usados para ambientes indoor, os empíricos e os determinísticos. Os primeiros estão baseados em fórmulas muito simples e diretas, fáceis de aplicar, porém proporcionam precisão local-específica. Os modelos determinísticos seguem princípios físicos de propagação de ondas eletromagnéticas - os mais populares são o ray tracing e a solução numérica das equações de Maxwell (equações elípticas e por aproximação, equações parabólicas). Nesta tese é proposto um modelo baseado no método de equações parabólicas, considerando-se pequenos ângulos (até 15°) e grandes ângulos (até 90°) de propagação. Para a solução da equação parabólica para pequenos ângulos de propagação, foi utilizado o esquema implícito de diferenças finitas do tipo Crank Nicolson; já para a solução da equação que considera grandes ângulos de propagação, foi utilizada a transformada de Fourier mista. Para validação do modelo proposto foram feitas campanhas de medições para frequências de 900 MHz e 2,4 GHz e os dados obtidos nestas campanhas foram comparados ao modelo proposto na tese. Além disto, o modelo em questão foi também comparado a alguns modelos existentes na literatura. Os resultados encontrados neste trabalho validam o modelo proposto como uma importante ferramenta para o cálculo da perda de propagação em ambientes indoor, com grande redução do esforço computacional e quantidade de memória necessária, quando comparado a outros métodos e ainda foi observado um melhor desempenho para grandes ângulos de propagação.
Desconhecido
Modelamento de sistemas móveis celulares em ambiente semi-confinado e misto usando equações parabólicas
(Universidade Federal do Pará, 2009-05-08) SOUZA, João Furtado de; COSTA, Jessé Carvalho; http://lattes.cnpq.br/7294174204296739; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
Nas últimas décadas, o uso da telefonia móvel tem se tornado de grande importância devido ao crescente aumento em seu uso, o que torna o seu estudo de grande relevância para resolver os problemas vindos deste aumento de demanda. Nesta Tese, é desenvolvido um modelo para o estudo da perda de propagação das ondas eletromagnéticas, usando o formalismo das equações parabólicas com aplicação em comunicação móvel em um ambiente semi-confinado e misto. O esquema de diferenças finitas de Crank-Nicolson é aplicado para resolver numericamente a equação parabólica. Foram consideradas, respectivamente, a propagação na direção paraxial de 15° e o índice de refração complexo. Para validar o método, foram feitas campanhas de medições na Avenida Braz de Aguiar, na cidade de Belém e nos municípios de Benfica e Marituba, na freqüência de 900 MHz, e em Barcarena e Abaetetuba na freqüência de 1,8 GHz. Os resultados foram validados com a comparação entre as simulações via Equações Parabólicas e as medidas obtidas nestes ambientes. Além do mais o modelo proposto foi comparado com outros da literatura e apresentou um bom desempenho. Uma extensão ao modelo foi a consideração para ângulos na direção paraxial até 90°. Neste caso foi usado a transformada de Fourier para a solução da Equação Parabólica (EP). Os resultados obtidos apresentaram um bom desempenho com melhoria nos resultados para grandes ângulos até 90°. O tempo de processamento computacional usando o formalismo da EP é bastante reduzido.
Desconhecido
Otimização de controladores utilizando algoritmos genéticos para melhoria da capacidade de sobrevivência a afundamentos de tensão de aerogeradores de indução duplamente excitados
(Universidade Federal do Pará, 2009-12-01) VIEIRA, João Paulo Abreu; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; NUNES, Marcus Vinícius Alves; http://lattes.cnpq.br/9533143193581447
Na presente tese propõe-se uma metodologia de ajuste ótimo dos controladores do conversor interligado ao rotor de aerogeradores de indução duplamente excitados (DFIG), utilizando algoritmos genéticos (AG), com o objetivo de melhorar a segurança e a robustez do sistema elétrico de potência, permitindo que os aerogeradores DFIG participem da gestão técnica do sistema. Para garantir este objetivo, é utilizada uma estratégia de proteção do tipo “crow-bar” durante a falta, mantendo o conversor interligado ao rotor conectado à máquina. Imediatamente após a eliminação da falta, o “crow-bar” é desativado, e simultaneamente os controladores ótimos do conversor interligado ao rotor são acionados, previamente ajustados pelo AG, a fim de melhorar a capacidade de sobrevivência a afundamentos de tensão “ridethrough capability” e a margem de estabilidade global do sistema elétrico. Para validação da metodologia ótima desenvolvida foram realizadas simulações computacionais utilizando uma rede elétrica real, em três condições operacionais distintas.
Desconhecido
Método para extração de objetos de uma imagem de referência estática com estimativa das variações de iluminação
(Universidade Federal do Pará, 2009-12-04) OLIVEIRA, Jozias Parente de; PELAES, Evaldo Gonçalves; http://lattes.cnpq.br/0255430734381362; FREIRE, Raimundo Carlos Silvério; http://lattes.cnpq.br/4016576596215504
A segmentação de vídeo é um passo fundamental em muitos sistemas de visão, tais como sistemas de vigilância e monitoramento de tráfego. O método denominado subtração da imagem de fundo é comumente utilizado para detecção de objetos em seqüências de vídeo comparando-se cada pixel do quadro corrente com um modelo da imagem de referência. Neste trabalho, apresenta-se uma arquitetura em hardware para segmentação de vídeo desde a etapa de implementação do algoritmo em PC até a elaboração da arquitetura em hardware. O método de segmentação de vídeo destina-se ao processamento de operações em ponto fixo e visa aprimorar o método de detecção de objetos baseado em modelos Gaussianos. Este aprimoramento é realizado por meio da aplicação de uma técnica para compensação das variações das intensidades dos pixels que objetiva reduzir os falsos positivos ocasionados por ruídos ou variações de iluminação. Primeiramente, o algoritmo foi validado em MATLAB em ponto flutuante e em ponto fixo. Em seguida, foi implementado em um arranjo de portas programáveis em campo (FPGA), utilizando um kit desenvolvimento da Altera (DE-2). A arquitetura opera com uma freqüência igual a 100 MHz e processa 30 quadros por segundo com resolução igual é 640 x 507. A capacidade do sistema é demonstrada com várias imagens de teste.
Desconhecido
Estratégia de otimização para a melhoria da interpretabilidade de redes bayesianas: aplicações em sistemas elétricos de potência
(Universidade Federal do Pará, 2009-12-10) ROCHA, Cláudio Alex Jorge da; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
A investigação de métodos, técnicas e ferramentas que possam apoiar os processos decisórios em sistemas elétricos de potência, em seus vários setores, é um tema que tem despertado grande interesse. Esse suporte à decisão pode ser efetivado mediante o emprego de vários tipos de técnicas, com destaque para aquelas baseadas em inteligência computacional, face à grande aderência das mesmas a domínios com incerteza. Nesta tese, são utilizadas as redes Bayesianas para a extração de modelos de conhecimento a partir dos dados oriundos de sistemas elétricos de potência. Além disso, em virtude das demandas destes sistemas e de algumas limitações impostas às inferências em redes bayesianas, é desenvolvido um método original, utilizando algoritmos genéticos, capaz de estender o poder de compreensibilidade dos padrões descobertos por essas redes, por meio de um conjunto de procedimentos de inferência em redes bayesianas para a descoberta de cenários que propiciem a obtenção de um valor meta, considerando a incorporação do conhecimento a priori do especialista, a identificação das variáveis mais influentes para obtenção desses cenários e a busca de cenários ótimos que estabeleçam valores, definidos e ponderados pelo usuário/especialista, para mais de uma variável meta.
Desconhecido
Solução estrutural para a segurança do suprimento de energia elétrica no estado do Amazonas
(Universidade Federal do Pará, 2009-12-17) FROTA, Willamy Moreira; ROCHA, Brigida Ramati Pereira da; http://lattes.cnpq.br/9943372249006341
O vetor energia elétrica assume importância significativa no processo de integração da Amazônia ao desenvolvimento nacional. O atendimento às necessidades de energia elétrica a esta região adquire, portanto, prioridade dentre os objetivos constitucionais de redução das desigualdades regionais (FROTA, 2004). No estado do Amazonas, pode-se dizer que a falta de energia elétrica é um fator de limitação do desenvolvimento regional e, em muitas das localidades, menores e mais isoladas, um fator de marginalização econômica, social e cultural. A histórica situação do uso em larga escala de combustíveis derivados de petróleo para a geração de energia elétrica no estado do Amazonas, com grandes prejuízos econômicos e ambientais para a sociedade brasileira, precisa ser resolvida pelo planejamento energético brasileiro, impondo-se a necessidade de se buscar outras fontes mais limpas, mais seguras e de menor custo. O Estado se distingue das demais regiões do país pela existência de diversos sistemas isolados, principalmente o da capital Manaus, que apresenta baixa confiabilidade e qualidade de serviços, e com custos elevadíssimos, tendo em vista a necessidade de geração térmica a diesel e a óleo combustível, cujo montante representa cerca de 73% de todo o combustível previsto para ser utilizado no Brasil na geração de energia termoelétrica (GTON, 2009), sinalizando um custo com combustível para o ano de 2009 superior a R$ 3 bilhões (US$ 1.5 bilhão), que é suportado, em grande parte, pelas transferências de recursos obtidos através de subsídios da Conta de Consumo de Combustíveis Fósseis - CCC. Neste cenário, o presente trabalho visa apresentar uma abordagem dos principais problemas existentes, bem como uma proposta de solução estrutural para o negócio de energia elétrica para o estado do Amazonas que possa contribuir para a melhoria das diretrizes de uma política energética compatível com os objetivos do atual modelo institucional do setor elétrico brasileiro, possibilitando o início de um novo ciclo de desenvolvimento e crescimento para o estado do Amazonas e para a Região Amazônica.
Desconhecido
Avaliação de estratégias de controle de potência reativa de aerogeradores síncronos em redes elétricas
(Universidade Federal do Pará, 2009-18-11) NASCIMENTO, André Cavalcante do; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; NUNES, Marcus Vinícius Alves; http://lattes.cnpq.br/9533143193581447
No presente trabalho é avaliada uma metodologia de injeção de potência reativa em redes elétricas durante afundamentos de tensão provocados por curto-circuito, em parques eólicos interligados, adotada em alguns países com maturidade tecnológica na produção de energia eólica. Nos estudos desenvolvidos, foi utilizado o aerogerador síncrono a imã permanente com conversor pleno em função da grande controlabilidade do conversor interligado à rede e por possuir elevada capacidade de fornecimento de potência reativa, comparada a outras tecnologias de aerogeradores. No Brasil, os requisitos de interligação de parques eólicos as redes elétricas, definido pelo Operador Nacional do Sistema, ainda não estipula a necessidade de adoção de tal metodologia durante defeitos na rede elétrica, apenas especifica a curva de capacidade de afundamentos de tensão que os aerogeradores devem seguir para evitar o desligamento frente a afundamentos de tensão. Os critérios de proteção do aerogerador síncrono são avaliados a partir de simulações de curto-circuito em uma rede de teste adotando-se os requisitos do Brasil, sem injeção de potência reativa, sendo comparados com o de outros países que adotam curvas de injeção de potência reativa.
Desconhecido
Estratégia de planejamento de redes de acesso de alta capilaridade baseada em tecnologia DSL: uma abordagem híbrida empírica e probabilística
(Universidade Federal do Pará, 2010-03-26) CARDOSO, Diego Lisboa; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
A tecnologia DSL- Digital Subscriber Line permitem um acesso universal de banda larga, com redução de custo e tempo de implantação necessários, quando comparadas a outras redes de acesso. DSL pode ser considerada uma rede de banda larga de grande capilaridade, uma vez que utiliza uma combinação de infra-estrutura de telefonia existente e a tecnologia de transmissão. Não obstante, a rede DSL precisa ser amplamente compreendida, de maneira que suas principais vantagens não sejam suplantadas pela ineficiência geral do sistema. Esta tese apresenta uma abordagem baseada em estratégias que possibilitem o planejamento de redes de comunicação que a priori não foram implementadas para suportar fluxos Triple Play (pré-requisito obrigatório diante do perfil atual de usuários da Internet). Será mostrado que, a partir do uso de medidas reais e análises probabilísticas, é possível elaborar o planejamento de redes de comunicação, considerando os parâmetros físicos e lógicos, tais como: o caminho de transmissão, a influência do ruído na comunicação, os protocolos utilizados e tráfego de Triple Play (voz, vídeo e dados).
Desconhecido
Desenvolvimento de metodologias para a localização de intruso em ambientes indoor
(Universidade Federal do Pará, 2010-03-30) ARAÚJO, Josivaldo de Souza; SOUZA SOBRINHO, Carlos Leônidas da Silva; http://lattes.cnpq.br/1450994881555781
O presente trabalho propõe metodologias para detectar a presença e localizar um intruso em ambientes indoor, 2-D e 3-D, sendo que neste último, utiliza-se um sistema cooperativo de antenas e, em ambos os casos, o sistema é baseado em radares multiestáticos. Para obter uma alta resolução, o radar opera com pulsos UWB, que possuem amplitude espectral máxima em 1 GHz para ambientes 2-D e, pulsos de banda larga com frequências entre 200 MHz e 500 MHz para ambientes 3-D. A estimativa de localização, para os ambientes bidimensionais, é feita pela técnica de otimização Enxame de Partículas - PSO (Particle Swarm Optimization), pelo método de Newton com eliminação de Gauss e pelo método dos mínimos quadrados com eliminação de Gauss. Para o ambiente tridimensional, foi desenvolvida uma metodologia vetorial que estima uma possível região de localização do intruso. Para a simulação das ondas eletromagnéticas se utiliza o método numérico FDTD (Diferenças Finitas no Domínio do Tempo) associado à técnica de absorção UPML (Uniaxial Perfectly Matched Layer) com o objetivo de truncar o domínio de análise simulando uma propagação ao infinito. Para a análise do ambiente em 2-D foi desenvolvido o ACOR-UWB-2-D e para o ambiente 3-D foi utilizado o software LANE SAGS.