ABSTRACT. Neste artigo é proposto um método numérico para o cálculo de um controlador por realimentação de saída baseado no observador de estado para sistemas fuzzy Takagi-Sugeno sujeitos a restrições no estado e no controle, com base na teoria de conjuntos invariantes. Condições suficientes são estabelecidas para que um poliedro definido no espaço de estados aumentado (estado + erro de observação) seja positivamente invariante em dois casos: quando a função de pertinência associada ao modelo fuzzy T-S pode ser calculada diretamente a partir da saída medida do sistema ou quando tem que ser calculada a partir do estado estimado pelo observador. A partir dessas condições, um problema de otimização bilinear é formulado para o cálculo simultâneo dos ganhos do controlador e de um poliedro positivamente invariante garantindo a satisfação das restrições. Dois exemplos ilustram a eficácia do método.

ABSTRACT. O presente trabalho detalha o estudo e aplicação de um sistema especialista fuzzy para controle da dosagem específica de amido no processo de flotação do beneficiamento de minério de ferro. Esse controlador avançado manipula o setpoint do controlador clássico PID (proporcional, integral, derivativo), que controla a vazão de amido. O objetivo dessa aplicação é melhorar a dosagem específica de amido e reduzir o teor de ferro no rejeito, contribuindo para aumentar o rendimento em massa do minério de ferro. Os resultados com o sistema ativo mostram o atingimento dos objetivos supracitados com destaque para a redução do consumo de amido, que é um insumo caro utilizado no processo de beneficiamento de minério de ferro.

ABSTRACT. Alzheimer é uma doença neurodegenerativa que tem relação não apenas com a memória, mas com comprometimento de outras funções mentais importantes. Sob essa perspectiva, o setor de cuidado à saúde apresentou um dos maiores crescimentos na quantidade de dados digitais, o que propiciou o surgimento de diferentes técnicas para a exploração e tratamento deles. Essas tecnologias são de fundamental importância para que o profissional de saúde possa garantir diagnósticos mais precisos, além de otimizar tempo, reduzir custos e escolher as melhores intervenções no processo de tomada de decisão clínica. Além de contribuir para uma compreensão mais ampla das informações e detecção de padrões ocultos. Sendo assim, foi proposto um modelo de aprendizado de máquina para identificar os melhores biomarcadores funcionais de resposta cognitiva ao tDCS capazes de diferenciar respondedores e não respondedores ao tratamento.

ABSTRACT. A leishmaniose é uma doença comumente negligenciada que se apresenta em países tropicais e subtropicais, afetando 1 bilhão de pessoas. A Leishmaniose Visceral (LV) é a forma mais grave e pode levar à morte desde que não tratada. Nesse cenário, técnicas de deep learning são aplicadas para detectar leishmaniose visceral por meio de imagens de lâminas do exame parasitológico (microscopia) da medula óssea, auxiliando em um diagnóstico rápido e preciso. Utilizamos duas metodologias diferentes que realizam a classificação automática dessas imagens como positivas ou negativas para a doença. Os resultados são promissores, atingindo uma Acurácia de 78.7%, uma Precisão de 94.1%, um Recall de 64%, um F1-Score de 99.2% e um kappa de 58.1% em nossa melhor técnica de classificação. Comparamos nossos resultados com quatro trabalhos relacionados no estado da arte, que mostraram que o método proposto apresenta resultados similares em todos os casos. Portanto, demonstramos que modelos treinados com imagens de lâminas da microscopia de material biológico da medula óssea podem ajudar precisamente o especialista na detecção da LV em humanos.

ABSTRACT. Recenlty, many face reid strategies have been developped. These strategies create vectorial spaces capable of representing data on reduced dimensions. Such representations are produced by deep learning models that learn to maximize the intra-class similarity and minimize the inter-class similarity. The method described in this article proposes a new face reid strategy based on the Facenet model. It consists of training support vector machines on the euclidean distances calculated between the embeddings of the Facenet model, notably reducing the false positive rate.

ABSTRACT. No Brasil, há um índice alto de barragens irregulares, incluindo locais até mesmo não catalogados. Essas barragens têm alto potencial de dano socioambiental, considerando que um possível rompimento de suas estruturas seria capaz de destruir rios e vilarejos. O presente trabalho propõe um método ensemble composto por modelos híbridos, baseados em Convolutional Neural Network (CNN) e Support Vector Machine (SVM), para a tarefa de detecção de barragens de rejeito a partir de imagens de satélite. A base de dados utilizada foi a BrazilDAM com a avaliação de algumas combinações das 13 diferentes bandas, considerando 1924 imagens multiespectrais. O método proposto obteve acurácia de 96,1%, F1-score 96,8% e AUC 98,7%. Os resultados apresentam que a aplicação do método proposto traz melhores resultados para a detecção de barragens de rejeitos em comparação aos métodos propostos na literatura.

ABSTRACT. A inserção de fontes renováveis de energia (do Inglês, Renewable Energy Sources - RES) em sistemas elétricos causa diminuição da inércia equivalente do sistema, o que pode resultar na instabilidade do sistema elétrico. Por outro lado, os sistemas de armazenamento de energia têm se mostrado uma ferramenta eficaz para aumentar a flexibilidade na operação dos sistemas de energia, o que pode favorecer a integração de RES. Desta forma, baterias de veículos elétricos plug-in (do Inglês, Plug-in Electric Vehicles - PEVs) podem ser usadas como sistemas de armazenamento de energia quando esses veículos estão estacionados e conectados à rede. Neste trabalho, analisa-se a contribuição dos PEVs para a resposta em frequência primária (do Inglês, Primary Frequency Response - PFR) em sistemas dominados por RES. Um modelo de programação da operação para o dia seguinte é desenvolvido considerando que os grupos de PEVs podem participar ativamente dos mercados de eletricidade, suportando a capacidade de reserva para o dia seguinte e fornecendo PFR. O modelo proposto é implementado no sistema de distribuição da Universidade Federal do Amapá.

ABSTRACT. A energia consumida atualmente pela Universidade Federal da Paraíba (UFPB) ultrapassa em alguns períodos os limites de demanda contratada pela universidade, o que pode acarretar em multas tarifárias e consequentemente aumento de despesas. Esse acréscimo de custos poderia ser evitado a partir da gestão da demanda energética por meio de uma rede elétrica inteligente agregando Veículos Elétricos (VEs) que compensem o excedente de demanda injetando potência na rede quando necessário. Nesta conjuntura, este artigo aborda um estudo de caso sobre a possibilidade de integração de uma rede elétrica inteligente com Vehicle to Grid (V2G) como mecanismo para gestão de demanda tendo em vista sua viabilidade técnica e econômica. Para tanto, considerou-se o levantamento do percentual do aumento de veículos elétricos na Paraíba, o estudo dos cenários de oportunidade de carregamento dos veículos na universidade, a possibilidade de fornecimento de energia do veículo para a rede da UFPB e o impacto na rede elétrica da universidade sem e com o gerenciamento de cargas. Os resultados mostram que os VEs operando com a rede em V2G podem reduzir até 81% das multas a partir do gerenciamento de cargas, e está economia financeira poderia ser utilizada como incentivo para que os proprietários de VEs permitam a troca de energia com a rede da universidade durante o período de permanência na UFPB

ABSTRACT. Solar energy is available abundantly in nature, and a substantial drop in the costs related to photovoltaic systems was observed in the last years. Therefore, solar-based systems have assumed a leading position in the search for alternative sources of energy. Although the use of solar tracker in those systems is not essential, it is known that its use can boost the collected energy. To meet this increasing demand, it is necessary to consider the effect of several parameters that can harm the performance of solar trackers, such as different periods, geographical, and weather conditions. For that reason, this paper aims to compare the performance of fixed photovoltaic systems and tracking systems in twenty cities in different regions in Brazil as well as their efficiency under different levels of diffuse irradiance and spacing among arrays of photovoltaic modules. Simulations were performed and compared for each location. The results show that the correlation between the tracker gain and diffuse index is -0.9063 for a 6~m pitch, -0.9101 for a 7~m pitch and -0.9184 for an 8~m pitch and the change of the pitch from 6~m to 8~m led to an average increase of 4\% in the gain obtained. Therefore, it is envisaged the existence of an inverse correlation between the diffuse indexes and tracker gain as well as the influence of the chosen pitch for each location.

ABSTRACT. Dentre os vários estágios de desenvolvimento de um projeto conceitual para uma central geradora de energia fotovoltaica, a elaboração da Certificação de Produção Anual de Energia (CPAE) é uma etapa essencial. A Certificação de Produção Anual de Energia é exigida pelos órgãos do setor elétrico que autorizam a implantação e exploração de novas centrais geradoras de energia elétrica, tratando-se de um requisito necessário para comprovar o potencial de geração do projeto. Este trabalho apresenta uma revisitação das avaliações para estimar a produção de energia e, por fim, apresenta-se um estudo de caso com a descrição dos parâmetros que influenciam na simulação energética. As simulações utilizam do programa PVSyst, ferramenta usualmente utilizada nos processos de certificação usinas fotovoltaicas com conexão ao sistema elétrico brasileiro.

ABSTRACT. The present work aims to make a comparison between two control strategies in a multivariable system. Using a three-port DC-DC converter as the application, the strategies discussed are the decentralized control (k-factor method) and the Linear Quadratic Gaussian Compensator - LQG (centralized control). The controller designs are carried out and simulation results are presented in order to support the work.

ABSTRACT. Accurate and robust acquisition of angular position and stator currents is critical to developing high-performance three-phase motor drives. Resolver sensor is widely used to measure angular position in harsh conditions. On the other hand, frequency-division multiplexing (FDM) is a powerful alternative to send the motor stator current signals and the resolver outputs to the data acquisition system (DAQ) used in three-phase motor drives. In most approaches, the frequency of the resolver excitation voltage is less than the switching frequency of the PWM technique used to control the motor. Hence, the distance between the spectra of the resolver signals and the current signals, which depends on the resolver excitation frequency, is small, increasing the interference of the current signals in the angle estimation (crosstalk). This paper proposes an improved multiplexing approach to reduce the effect of crosstalk in angle estimation. The resolver excitation frequency is 1.5 times the inverter switching frequency so that the resolver outputs are zero when the PWM carrier reaches its valley. Thus, synchronous current sampling can be applied to get the stator current signals, and the effect of crosstalk is reduced in the angle estimation. Simulation results prove that the proposed approach reduces the crosstalk effect in the angle estimation and allows recovering the current signals.

ABSTRACT. In this paper, a mixed reality environment for navigation of multiple mobile robots is proposed. The developed environment allows the integration between virtual and real elements. To identify the real elements, ARTags markers are used, which can be obstacles, targets, robots or objectives, while the virtual ones (inserted into a virtual layer) are elements that can interact with the robots, such as virtual sensors, goals, obstacles, among others, depending on the experiment to be carried out. The Robot Operating System framework is used as a communication tool between the real and virtual layers. As a result, robots with hardware constraints acquire the skill to reach and intercept a moving goal. Three experiments are presented, highlighting the capacity of the proposed tool to provide the navigation of multiple robots in the presence of static and dynamic obstacles and targets. The obtained results validate the proposed mixed reality environment as a flexible experimental tool for the navigation of multiple robots with limited hardware.

ABSTRACT. Na Robótica, a localização é uma tarefa essencial, permitindo que o robô navegue e assim realize suas atividades. Neste artigo, é proposta uma nova abordagem de localização e navegação para robôs móveis em ambiente virtual utilizando mapas topológicos e classificação com opção de rejeição a partir da Matriz de Co-ocorrência Estrutural (SCM) em imagens omnidirecionais. Para comprovar o alto desempenho da técnica considerada, é realizada uma análise entre diversos extratores de características e classificadores, estabelecidos na literatura. Parâmetros como tempo de processamento e precisão são calculados para demonstrar a confiabilidade e eficácia da abordagem, uma vez que essas propriedades são primordiais em sistemas embarcados. Com relação à abordagem proposta, o SCM obteve uma acurácia média de 99,27% e o menor tempo de extração, 0,0786s, entre todos os extratores de características, mostrando-se um método expressivo nas atividades de localização e navegação. O SCM também alcançou 100% de precisão nos testes de navegação.

ABSTRACT. Este artigo propõe o desenvolvimento de uma abordagem para melhor identificação de saltos em sistemas Markovianos colaborativos, visando uma melhor estimativa de ângulos de orientação e articulares em segmentos consecutivos do corpo humano e em dispositivos robóticos articulados. A proposta consiste em elaborar estratégias combinadas para identificar sensores com menor aceleração dinâmica e ao mesmo tempo maior relação com o movimento, utilizando estratégias consagradas de $strapdown$ e máquinas de estados finitos. Para aplicação da proposta foi implementado um Sistema Markoviano Espacial Articular utilizando Strapdown e Ciclos de Marcha. Os resultados obtidos foram promissores, sendo que para os ângulos de movimento no plano sagital obtivemos correlação de Pearson de 0.80 para tronco e acima de 0.996 para os demais segmentos, com EQM de 2.17 para o tronco e abaixo de 1.43 para os demais. Já para o ângulo articular do joelho foi obtido correlação de 0.99 e com EQM de 1.27 o que demonstra a eficiência do método para segmentos que possuem estimativa confiável de orientação, o que não ocorre com a mesma acurácia para articulação do quadril, uma vez que esta depende do segmento do tronco.

ABSTRACT. Neste trabalho, estudamos o problema de projeto de filtros L2 - L∞ para sistemas lineares com saltos markovianos e cadeia oculta. Neste contexto, a cadeia de Markov não pode ser perfeitamente medida e, portanto, as únicas informações disponíveis ao filtro são a saída medida e uma variável aleatória, chamada de detector, relacionada ao modo principal de salto do sistema. Para modelar esta variável, considera-se que o processo conjunto da cadeia de Markov e do detector seguem um modelo de Markov oculto exponencial. Os resultados do projeto são dados em termos de desigualdades matriciais lineares e ilustrados por um exemplo numérico.

ABSTRACT. As novas Diretrizes Curriculares Nacionais (DCNs) colocam teoria e prática como indissociáveis. Neste sentido, os experimentos práticos se propõem como uma ferramenta imprescindível ao processo de desenvolvimento das competências relacionadas a controle automático de sistemas dinâmicos. Assim, o presente trabalho apresenta um módulo didático motor-tacogerador de baixo custo. É apresentado o processo de fabricação do módulo e os arquivos da placa eletrônica, das peças impressas em 3D e da tampa opcional em corte a laser são disponibilizadas em plataforma on-line para permitir a reprodução. O módulo é validado experimentalmente, para demonstrar sua aplicabilidade. Após a análise dos resultados é constatado que o módulo atende requisitos para um experimento prático adequado bem como seu custo de fabricação é compatível com outros trabalhos de baixo custo na literatura.

ABSTRACT. Este artigo aborda o desenvolvimento e os resultados do projeto de um sistema de controle de atitude para um foguete experimental, o qual foi projetado de modo a estabilizar os seus eixos de rotação ao longo de todo o seu período de ascensão vertical. Para isso, suas quatro equações de movimento não-lineares foram desenvolvidas desconsiderando-se os coeficientes aerodinâmicos e variações de massa que ocorrem ao longo do voo de um foguete. Desta forma, realizou-se o projeto do controlador utilizando o controle por modos deslizantes, o qual garante uma maior robustez ao sistema. Os resultados obtidos a partir das simulações do sistema foram analisados, considerando-se o que era esperado do sistema de controle em questão. Os resultados e conhecimentos adquiridos ao longo deste trabalho oferecem uma alternativa aos métodos de controle comumente utilizados em foguetes reais, os quais não possuem uma boa robustez.

ABSTRACT. This article identifies the parameters of the dynamic model of the Fresnel solar collector installed at the Escuela Técnica Superior de Ingenieros (ETSI), in Seville, Spain. The parameters identified are the average thermal efficiency, the specific mass, the average heat capacity of the working fluid, the coefficients of thermal losses to the environment, and the coefficient of heat exchange between the metallic tube and the working fluid. The model is integrated in time with integration steps of 5s, and in space with a discretization of 1m. The identification algorithm performs an optimization seeking to minimize the normalized squared error between the model prediction and measurements of the solar collector outlet temperature. The purpose of the identifier is to be able to update parameters throughout the life of the plant for control and optimization of operation, start-up, and shutdown. The partial results show that the model obtained satisfactorily follows the collector outlet temperature measured data with a coefficient of determination R^2=0.995 and mean square error of RMSE=2.93°C, considering 207605 steps of integration. The following works must validate the model by comparing new measured data not correlated with the identification.

ABSTRACT. Uma das mais importantes atividades nos processos de controle moderno é o controle do nível de líquido em tanque. Tradicionalmente, os projetistas utilizam controladores do tipo proporcional-integrativo-derivativo. Porém, devido ao fato da dinâmica do nível de líquido em tanque ser não linear, esses controladores só apresentam bom desempenho em torno do ponto de operação para o qual foram projetados. Essa limitação acaba por dificultar a melhoria do desempenho do sistema comprometendo possíveis benefícios econômicos. Para superar as limitações dos controladores tradicionais, muitas propostas de controladores não lineares vêm sendo apresentadas, embora em muitas delas, a complexidade do controlador proposto torna muito difícil sua implementação. Assim, neste trabalho será apresentada uma proposta de controlador para o nível de líquido em tanque, que não requer operar em torno de um ponto de operação, que possui um projeto e implementação simples, além de ser robusto a distúrbios externos e às incertezas e variações paramétricas. O trabalho, além da proposta do controlador, apresenta resultados de análise de estabilidade e simulações.

ABSTRACT. Neste trabalho apresentamos o projeto de um controle PI de ordem fracionária e a implementação baseada em CLP para uma bancada de controle de nível em escala industrial. O sistema originalmente apresenta dinâmica lenta de primeira ordem com atraso de tempo, saturação de potência da bomba e zona morta até atingir o regime de operação. O projeto do controlador utilizou uma otimização com restrições e levou em conta a redução do tempo de acomodação, erro nulo em estado estacionário e especificações de robustez. Para a implementação utilizou-se uma adaptação do método de aproximação discreta para um controlador PID de longa memória a tempo discreto (LDPID). A programação foi desenvolvida em lógica Ladder. Foram realizadas simulações e testes experimentais de regulação, rastreabilidade e robustez. O controlador FOPI apresentou melhor desempenho em comparação com PI clássico tanto nas simulações quanto nos testes experimentais.

ABSTRACT. Factors such as urbanization, global warming, and increased resistance of mosquitoes to insecticides have made combating the proliferation of Aedes aegypti challenging. The manual identification of outbreaks throughout mosquito traps involves financial and time-consuming resources. In this context, solutions based on audio processing and machine learning techniques for the automatic detection of mosquitoes through the tones produced during their flight have been investigated. Solutions based on deep learning have shown promising results; however, they require a large volume of data and have a high computational cost, making their wide adoption challenging, especially when it comes to audio capture and processing devices with low computational power, such as, for example, smartphones. Therefore, this work proposes a compact descriptor capable of characterizing the presence of Aedes aegypti based on MFCCs. The results show that the descriptor composed of 40 MFCCs combined with the XGBoost classifier can detect the presence of Aedes aegypti with values above 95% of accuracy, Kappa and F1-score. Consequently, we believe that our findings can support the implementation of a scalable and low-cost automatic Aedes aegypti detection system.

ABSTRACT. The field of Algorithmic Art has been following technological advances in Artificial Intelligence and, as Generative Adversarial Networks (GANs) have become popular, applications on art generation began to emerge. For most deep neural networks, large amounts of training data are essential to achieve satisfactory model quality. But there are cases, such as in MIDI musical melodies, where it is not trivial to acquire data in such a high volume. Data augmentation strategies play an important role on these cases. This paper presents a data augmentation pipeline, composed of three strategies, with the objective of improving the quality of a GAN-based musical melody generator. The proposed data augmentation pipeline was compared with a non-augmented dataset and a replicated dataset, which had the same size of the augmented dataset, but composed only of replicas. From the statistical tests performed it can be stated that the augmented dataset outperformed the non-augmented dataset and the replicated dataset, when evaluating the Fréchet Inception distance (FID) score.

ABSTRACT. A dança, para os seres humanos, está altamente associada a musicalidade e ao ritmo das canções, o que implica que os participantes da dança precisam ouvir a música para interagir entre si. Entretanto, pessoas surdas ou com alguma deficiência auditiva (S/DA) são muitas vezes excluídas deste tipo de ambiente de interação social, dificultando ainda mais convivência delas na sociedade. Logo, se faz necessário o uso de técnicas como uma RNA para converter sinais sonoros em outros que S/DA possam perceber. Esta técnica já existe na literatura, utilizando a transformada de Fourier em parte do espectro de frequência da música como entrada de uma RNA para determinar o tempo do passo base de músicas de forró, porém, não foi analisado como as variações na entrada da rede afetam o desempenho da mesma. Portanto, este trabalho propõe a variação do número de entradas e do espectro de frequência para determinar a melhor extração de características da música. Com isso, definiu-se uma extração de características de áudio que reduziu o erro em mais de 20\% em comparação com o erro da técnica existente na literatura que pode ser utilizada para a aplicação em uma ferramenta capaz de inserir surdos e deficientes auditivos no ambiente de dança de forró, proporcionando uma melhor convivência destes indivíduos na sociedade local.

ABSTRACT. Distúrbios vocais podem existir quando não se consegue usar a voz para cumprir seu papel básico de comunicação. Esses distúrbios podem ser detectados pela variação de parâmetros perceptuais da voz, tais como qualidade, tom e volume. As alterações dos parâmetros da voz podem ser medidas e classificadas de forma automática através da análise acústica. Neste estudo, comparam-se técnicas de extração de características para a classificação automática de desordens vocais usando support vector machines. Essas técnicas são baseadas em variância wavelet, mel espectrograma e coeficientes cepstrais de frequência mel. Consideram-se sinais da vogal ``a'' sustentada, com tom neutro, pertencentes às classes saudável e patológicas, especificamente nódulo nas pregas vocais e edema de Reinke. Essas patologias afetam as pregas vocais e alteram parâmetros acústicos dos sinais de voz. Utilizando-se padrões de variância wavelet e mel espectrograma, foram obtidas acurácias médias de classificação de 84,4%, superior ao valor de 82,2% obtido com o uso dos coeficientes cepstrais de frequência mel.

ABSTRACT. One of the most effective methods for reducing overfitting in deep learning models for audio classification is data augmentation. The range of techniques available, as well as a lack of understanding of the most efficient ones, can result in severe time and processing power costs. This survey covers numerous techniques, tools, and datasets for offline data augmentation to assist in the selection and implementation of data augmentation strategies to improve audio classification models in Environmental Sound Classification, Music Information Retrieval, and Automatic Speech Recognition. Finally, we present a short review of papers that apply data augmentation in Environmental Sound Classification which indicates that the use of spectrogram and audio augmentation has considerable potential for improving the performance of convolutional models, especially for small datasets with increases in accuracy of up to 30%. However, the accuracy gains achieved may be insufficient to justify the additional computer burden depending on the application. Furthermore, the usage of image data augmentation is unsuitable for audio data.

ABSTRACT. A medição da velocidade do vento é de interesse em diversas aplicações, como a geração de energia eólica, principalmente para a determinação ótima de locais para instalação de parques eólicos. No cenário atual, as formas de medição desta grandeza são diversas, porém, quando as restrições de projeto apontam para uma medição com precisão suficiente, os instrumentos baseados em sensores ultrassônicos se destacam, pois apresentam uma baixa incerteza em relação aos instrumentos mecânicos convencionais. Nesse sentido, seu princípio de medição requer a estimação do Tempo de Voo (ToF), que é o tempo de viagem do sinal ultrassônico desde o transdutor transmissor até sua detecção no transdutor receptor. Portanto, as técnicas convencionais para estimar o ToF são aquelas baseadas em intervalos de tempo e processamento digital de sinais, mas existem, por outro lado, aquelas baseadas em inteligência artificial. Neste artigo, um modelo de inteligência artificial baseado em Redes Neurais Artificiais capaz de estimar a velocidade do vento é apresentado. Além disso, seu processo de construção é descrito, assim como os resultados experimentais comentados.

ABSTRACT. Neste artigo é proposto um método de descida fuzzy aplicado a algoritmos de filtragem adaptativa no domínio hipercomplexo. A metodologia adotada consiste no projeto de um sistema de inferência fuzzy do tipo Mamdani, no domínio hipercomplexo, aplicado no cálculo do tamanho do passo de adaptação a ser adotado para a convergência de algoritmos de filtragem adaptativa. O particionamento do universo de discurso referente às componentes das variáveis hipercomplexas de entrada e saída do sistema de inferência fuzzy, para definição da base de regras, é realizado de acordo com o conhecimento do especialista sobre a aplicação. Para fins de validação, a metodologia proposta foi aplicada à uma variação do filtro Normalized Least Mean Square (NLMS), a qual é baseada na minimização da função custo do algoritmo Recursive Least Square (RLS). Resultados computacionais e análise comparativa ilustram a eficiência e aplicabilidade da metodologia proposta quando comparada a abordagens relevantes da literatura, proporcionando menor custo computacional e menor desajuste final para estimação dos pesos ótimos do filtro adaptativo.

ABSTRACT. O uso de inteligência artificial aplicado ao comércio eletrônico é uma tendência, porém faltam algoritmos que lidem com pequenas bases de dados. Neste trabalho é proposto um modelo com redes neurais siamesas num contexto de aprendizado few shot learning para classificação de novas amostras de uma loja online. Para a escolha do melhor representante de cada classe, a ser usado na rede Siamesa, foram testadas as abordagens de escolha aleatória e cálculo do centroide. Uma estrutura de ensembles de representantes, com 3 e 5 elementos, foi também proposta. Finalmente, foi usado o algoritmo k-Means para calcular os centroides dos clusters de cada classe e usá-los como representantes no ensemble. O melhor resultado foi com o centroide, melhorando o desempenho de 93% na escolha aleatória para mais de 98% de acerto. Também foram propostas diferentes estruturas para a rede interna, sendo a melhor com três camadas ocultas e aplicando a técnica de DropOut. Além disso, é possível o desenvolvimento de outras alternativas para escolha de representantes e o aprimoramento aprimoramento dos extratores de características, melhorando a qualidade dos dados, sendo vantajoso a redução da dimensão dos dados analisados para diminuir a complexidade da rede visando a redução de custos com uso de servidores e armazenamento de dados na nuvem.

ABSTRACT. The energy theft generates significant losses for the electricity distribution concessionaires. Research over the past decade has focused on machine learning as a method of detecting energy theft by analyzing consumption logs. The use of convolutional neural networks is one of these methods. operating procedures can affect the quality of consumption data, impacting the performance of machine learning methods. In this paper is evaluate how the procedure of concessionaries of use the consumption average affect the performance of the energy theft detection method using a convolutional neural network

ABSTRACT. Neste trabalho, foram aplicadas Redes Neurais Lagrangianas (RNLs) para determinar o Lagrangiano de um sistema mecânico e prever sua trajetória no espaço de estados. Foram aplicadas as redes neurais, mecânica Lagrangiana, mecânica Newtoneana, modelos dinâmicos, integração numérica, otimização paramétrica, e critérios de avaliação para o estudo de caso de um sistema massa-mola-amortecedor não-linear. As trajetórias previstas por meio das Redes Neurais Lagrangianas foram comparadas aos dados gerados por meio de simulações computacionais da segunda lei de Newton. A conclusão principal deste trabalho é a viabilidade de se prever a trajetória desse sistema por meio das Redes Neurais Lagrangianas. Além do mais, a flexibilidade da RNL permitiu a modelagem de dinâmicas não-lineares no sistema.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta uma bancada de testes experimental para gerar distúrbios representativos em um transformador. A configuração experimental usa um transformador trifásico de 1 kVA com derivações acessíveis em seus enrolamentos para gerar faltas entre espiras e entre espiras e a terra. Além disso, faltas externas e energizações de transformadores na presença e na ausência de falta permanente também foram geradas neste experimento. Os registros dos eventos avaliados são exportados dos osciloscópios para serem avaliados de maneira offline em ambiente MATLAB®. O desempenho da unidade de proteção convencional (87T) é avaliado para esses casos reais. Os resultados coerentes destacam a viabilidade de usar a configuração experimental como um passo valioso para validação de esquemas de proteção de transformadores.

ABSTRACT. O cálculo de equivalentes de circuitos elétricos é uma estratégia de simplificação de análise de circuitos com importância teórica desde os mais elementares desenvolvimentos de teoria de circuitos até as mais elaboradas teorias que embasam as análises de cálculo de faltas, fluxo de potência, proteção de sistemas e transitórios eletromagnéticos. Neste trabalho é proposta uma nova metodologia para obtenção de redes equivalentes para estudos de fluxo de potência em ANAREDE com base na teoria de grafos. São apresentados os grafos do Sistema Interligado Nacional (SIN), com suas quatro ilhas elétricas, e de uma rede real equivalente, com 120 barras no entorno da subestação Joairam 230/69 kV, em Recife-PE.

ABSTRACT. O presente artigo propõe a implementação de um reator com saturação natural de nove núcleos em softwares dotados de interface gráfica, sendo eles o ATPDraw, MATLAB/Simulink e PSCAD. São apontadas as distintas metodologias para a representação do equipamento em cada um dos programas. É apresentado o modelo matemático, baseado na teoria dos circuitos acoplados, que serve de referência para as simulações desse equipamento em diversos ambientes digitais. A validação dos modelos desenvolvidos será feita a partir da comparação entre os resultados obtidos nos softwares em estudo, com a implementação original, realizada no EMTP-ATP. Para justificar a proposta, são expostas as vantagens de implementação do modelo nos programas considerados, em detrimento ao original.

ABSTRACT. Over recent decades, power distribution systems have been required to handle extreme events that are increasing in both frequency and intensity. In addition, there are novel technologies, planning strategies, and operational approaches. In this context, topological flexibility is a key aspect to allow distribution systems to accommodate all the simultaneous emerging changes and requirements. Topological flexibility is the capability of a system to rearrange its structure and is directly related to sectionalizing and tie switches operation. In this paper, metrics calculated from a bipartite multigraph representation aiming to describe the topological flexibility of distribution systems are presented. Different distribution systems are used to illustrate the bipartite graph representation and the derived metrics. Our approach is directly applicable to distribution systems characterization and enables future development of metrics to fully describe the topological flexibility of such systems.

ABSTRACT. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento (estudo, projeto e construção) de uma bancada para emulação de turbinas hidrocinéticas axiais, tendo o trem sua potência constituído por um acoplamento motor-gerador, sendo o motor responsável por emular a turbina e o gerador convertendo a rotação em corrente elétrica, através desta bancada foi possível flexibilizar os estudos laboratoriais de diversas situações problemáticas envolvidas neste tipo de geração e analisar o comportamento elétrico para obter um ponto ótimo de operação para garantir a máxima eficiência de geração. Este estudo destina-se a turbinas direcionadas a sistemas isolados para comunidades ribeirinhas localizadas às margens do rio Guamá-PA, locais de difícil acesso devido à densidade da vegetação, o que dificulta a instalação de sistemas solares e eólicos. Por isso os estudos hidrocinéticos são de grande importância, pois existe um grande potencial de extração de energia não só na Amazônia em todo o mundo. A bancada é composta por um sistema microcontrolador que gera sinais para o atuador de torque (servomotor) acoplado ao trem de força da máquina ao gerador, emulando a conversão de correntes em energia elétrica, para estudos de eficiência na utilização dessas máquinas em diferentes cenários.

ABSTRACT. Given the current situation of electronic waste (e-waste) production, aiming at reducing costs and development of sustainable laboratory practices, this article proposes a low-cost platform to develop experiments for automation course using e-waste. The practices are about flow and level control, which make up many industrial processes and students have the opportunity to work from the characterization of the sensors used to the controller. The developed platform can be controlled by microcontrollers or industrial programmable logic controllers (PLC) and experiments that were carried out in different subjects are discussed, which demonstrates that the platform can be versatile and flexible, being used in multidisciplinary experiments (which may involve instrumentation, control, data acquisition, human-machine interface, among others). The total cost of the platform was approximately R$104.50 and to evaluate the result, a questionnaire was applied to students who indicated that they had approved the use of the platform. It is expected that this type of solution will be increasingly disseminated to the community.

ABSTRACT. Com a pandemia do COVID-19, o avanço tecnológico no contexto de Educação 4.0 foi acelerado, pois várias instituições de ensino tiveram suas atividades presenciais suspensas, recomendando a educação à distância como medida de contenção de disseminação do vírus e alternativa para a continuidade de suas atividades. No ensino à distância existe uma dificuldade de formar nos alunos as habilidades que só são adquiridas com a experimentação prática em laboratórios. Nesse contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma experimental para o ensino de conceitos de eletricidade básica para estudantes do ensino médio e/ou técnico, com acesso e controle remotos, que, diferentemente da maioria das soluções encontradas na literatura, é implementada diretamente em um microcontrolador de placa única. Para isso é proposta uma arquitetura mais simples e com custo reduzido em comparação a outros laboratórios remotos. Finalmente, para tornar mais intuitiva a interação do usuário do laboratório remoto, reduzindo a necessidade de supervisão e suporte adicional, também é desenvolvida uma interface gráfica na forma de um gêmeo digital do experimento prático.

ABSTRACT. A aprendizagem baseada em problemas (PBL) é uma das pedagogias mais inovadoras e atualmente uma das mais difundidas pelo mundo. A mesma utiliza uma abordagem instrucional centrada no aluno, na qual este é responsável por, a partir da investigação de problemas instrucionais mal estruturados, autodirigir e autorregular sua aprendizagem, tendo o professor o papel de um facilitador da aprendizagem. Neste trabalho é proposta uma metodologia para a aplicação da PBL no ensino de conteúdos de eletrônica digital para cursos de graduação. A metodologia proposta ajusta a PBL às necessidades do novo perfil de egresso para os cursos de engenharia no Brasil, levando-se em conta as necessidades de expandir as competências dos egressos. Por fim, resultados obtidos da aplicação da metodologia em dois componentes curriculares serão apresentados e discutidos.

ABSTRACT. This paper presents a proposal to expand the Temperature Control Lab (TCLab) educational tool for the ESP32 embedded platform, with a software interface adapted to the Firmata protocol and Sysex commands. Besides validating the usual PID control experiments, a brain emotional learning algorithm (BELBIC) was simulated and deployed, aggretating new educational skills and perspective to TCLab continuous development.

ABSTRACT. The use of computer simulations allowed some of the research carried out by the PET group in the robotics laboratory of CEFET-MG in Divinópolis to continue during the pandemic period. As a way of recommending the use of simulators in academic activities, this article deals with some details of realistic simulators such as CoppeliaSim and the Webots. It is also shown as an example the accomplishment of a research, the development of a game of pick up and throw boxes in the Webots. The use of this simulator also allowed the continuity of both the Seeds Project and the Internal Robotics Competition.

ABSTRACT. Este trabalho propõe uma metodologia para estimar a geração de energia elétrica pelo arranjo fotovoltaico de um VANT convertível autônomo, ao longo de uma trajetória de voo conhecida. A metodologia avalia a integral de um campo vetorial através da superfície do VANT para estimar a potência gerada pelas células do arranjo fotovoltaico, em cada momento do voo. Os modelos e cálculos foram implementados no software MATLAB, onde foram realizadas simulações da geração de energia fotovoltaica no VANT. Por meio da análise da geração de energia pelo arranjo fotovoltaico e do consumo dos demais sistemas de potência da aeronave, obtiveram-se resultados acerca do aumento da autonomia energética do VANT devido à absorção de energia solar ao longo do voo.

ABSTRACT. Partial shading conditions can significantly reduce the efficiency of a photovoltaic (PV) system. The literature has presented increasingly sophisticated techniques to deal with this problem, considering that conventional maximum power tracking (MPPT) approaches are inefficient in such a case. In this sense, this paper presents a comparison among four techniques for determining the maximum power point (MPP) when the irradiance levels incident on the PV modules are not uniform. Gray wolf optimization (GWO), differential evolution (DE), bat algorithm (BA), and golden section optimization (GSO) are chosen for this purpose. Simulation results on a total-cross-tied (TCT) PV string connected to a dc-dc single-ended primary inductance converter (SEPIC) are presented and discussed to compare the aforementioned approaches.

ABSTRACT. Este artigo apresenta um estudo do conversor multinível modular (CMM) para conectar um sistema fotovoltaico (FV) a média tensão. A topologia é baseada em multistrings onde os arranjos FV são conectados nos submódulos (SM’s) do conversor. A metodologia consistiu em utilizar um modelo médio para representar a dinâmica dos braços do conversor. O controle das malhas de corrente de saída e do barramento CC virtual é realizado utilizando técnicas clássicas de controle baseados em resposta em frequência e controladores PI. Ademais, foi analisado e discutido o comportamento do CMM na ocorrência de desbalanços na geração energia cuja compensação é feita por meio do controle das correntes diferenciais. Simulações computacionais foram realizadas para mostrar a operação do sistema em condições nominais e avaliar o desempenho do controle em relação aos distúrbios. Os resultados comprovaram eficácia das técnicas de controle empregadas bem como a capacidade das correntes diferenciais em lidar com os desbalanços de potência internos do CMM.

ABSTRACT. Atualmente, com a maior conscientização a respeito dos impactos ambientais oriundos da geração de eletricidade, é crescente a demanda por formas de geração de energia através de fontes renováveis, como por exemplo, a energia solar e eólica, em detrimento de formas de energia reconhecidamente causadoras de impactos, como a queima de combustíveis fósseis. Além disso, o aumento do uso de cargas não-lineares nas últimas décadas resulta em maiores distúrbios na rede elétrica, como é o caso de harmônicos, por exemplo. Em vista disso, esse artigo propõe uma análise e desenvolvimento de uma topologia integrada baseada no conversor CC-CC Zeta, que além de operar como conversor de interface quando conectado em um sistema fotovoltaico (FV), sendo responsável por injetar corrente ativa na rede elétrica, pode atuar como um filtro ativo de potência em paralelo (FAPP) mitigando problemas relacionados à harmônicos gerados por cargas não-lineares. A comprovação de seu funcionamento se dará através de modelagem matemática e simulações computacionais.

ABSTRACT. Esse artigo investiga a qualidade de energia elétrica e uma proposta de solução para problemas apresentados pelas unidades consumidoras com microgeração fotovoltaica causada pela intermitência da fonte solar em sistemas de distribuição elétrico através de uma combinação de sistema de geração de energia solar com um sistema de armazenamento de energia (SAE). O sistema de geração de energia solar é conectado ao barramento CC por um estágio c.c. (conversor boost) incorporado a um algoritmo de seguimento de ponto de máxima potência (SPMP). O SAE é composto por um banco de baterias e um conversor bidirecional c.c.-c.c (CBD) responsável pela carga e descarga das baterias através de uma proposta de controle e pela conexão do banco com o elo CC. A conexão com transformador de distribuição que faz a interface com a rede elétrica trifásica é feita pelo conversor fonte de tensão (CFT) que atua também como filtro ativo paralelo (FAP) no ponto de acoplamento comum (PAC), nesse ponto, são conectadas as cargas não-lineares presentes nas unidades consumidoras de microgeração distribuída. O método utilizado para a sincronização do sistema foi o Dual Second Order Generalized Integrator (DSOGI-PLL). O sistema proposto apresentou um bom funcionamento e uma boa estratégia de gerenciamento de energia. O DSOGI-PLL apresentou um bom desempenho diante de vários distúrbios na rede elétrica. O Taxa de distorção Harmônica Total (TDH) de corrente da rede, com a atuação do FAP, foi reduzido significativamente. O algoritmo de rastreio P&O apresentou alto desempenho diante de um sistema sem sombreamento e é de fácil implementação.

ABSTRACT. Este trabalho propõe um sistema de controle para conduzir de forma autônoma uma formação envolvendo um robô terrestre com tração diferencial e um veículo aéreo não tripulado para rastrear uma determinada trajetória, em um ambiente contendo obstáculos estáticos. Tal ambiente poderia ser, por exemplo, um armazém automatizado. O controlador principal incorpora dois controladores parciais, um controlador de formação, para mover a formação no seguimento da trajetória e um controlador de desvio de obstáculo quando o mesmo é detectado em sua rota. O controlador de formação é projetado considerando o paradigma da estrutura virtual, neste caso a linha reta tridimensional que liga os dois robôs. Já o controlador de desvio de obstáculos deve fazer com que o robô navegue por regiões de baixo potencial definido por funções associadas aos obstáculos. Quando o robô do tipo uniciclo entra em uma região cujo potencial é superior a um limite predefinido, o controlador de desvio de obstáculo modifica a rota da formação a fim de evitá-lo. Esses dois controladores são então integrados, usando a abordagem de controle comportamental baseado em espaço nulo. A utilização de tal abordagem permite dar maior prioridade à sub-tarefa de evitar o obstáculo, deixando a sub-tarefa de mover a formação com menor prioridade, gerando assim uma forma de contornar um obstáculo seguindo um caminho de baixo potencial.

ABSTRACT. Os Veículos Autoguiados ou AGVs (Automated Guided Vehicles) são essenciais na indústria para o transporte de materiais. No contexto da Indústria 4.0 e da Internet Industrial das Coisas, a computação na borda em conjunto com redes sem fio de nova geração podem dar suporte no controle da navegação dos AGVs. A centralização na borda não só facilita a integração do sistema de controle com os demais sistemas da fábrica, mas também reduz o custo dos veículos e o consumo de bateria, dado que a computação na borda aloca as tarefas que requerem mais poder computacional. A partir dos resultados de experimentos anteriores, verificamos que o Controle Preditivo Baseado em Modelo, juntamente com computação na borda e redes sem fio, é uma solução de controle robusta para AGVs. A natureza preditiva do Controle Preditivo Baseado em Modelo pode manter os veículos estáveis mesmo em situações de atrasos ou perdas de pacotes na rede. Além disso, essa abordagem promove a navegação livre, sem rotas fixas, o que reduz custos e facilita a alteração de leiautes. Portanto, baseado nos resultados anteriores e na revisão bibliográfica, propomos neste artigo uma arquitetura para controle de AGVs com computação na borda, utilizando o Controle Preditivo Baseado em Modelo. A arquitetura proposta pode dar suporte na navegação de AGVs nas fábricas inteligentes da Indústria 4.0, inclusive quando houver degradação do sinal na rede.

ABSTRACT. The navigation of a mobile robot in an environment for trajectory tracking is an important application for this class. In this context, this work aims to study the implementation of a controller for trajectory tracking using the Linear Quadratic Regulator (LQR) as a state feedback control method applied to mobile skid-steering robots with wheels. Two LQR controllers are designed from two distinct state-space representations, both considering a virtual reference robot for linearization of the problem. The AGV Husky robot will be used as a test platform, resulting in a study for mobile robot navigation at the GAZEBO simulation tool.

ABSTRACT. This work proposes the development and application of an autonomous navigation system for an electric wheelchair, based on tactile floor tracking. This approach is based on the installation pattern of tactile floors, a mandatory item in public buildings, which allows a simple and quick mapping of the environment, also being useful as natural landmarks for the development of an efficient localization system for the wheelchair . This locatization system is performed through computer vision based on the color segmentation of tactile floors. The proposed system is also composed of a human-machine interface by voice commands, which allows the individual to choose the location of a known environment to which he wants to move. The proposed approach was implemented in an electric wheelchair and tested at the Federal Institute of Sergipe, Campus Estância, where autonomous movements could be performed between different locations correctly. For safety reasons, the tests were conducted with an empty chair, in other words, with nobody on board.

ABSTRACT. Este artigo aborda o problema de controle de robôs baseado em visão onde o equilíbrio é definido via uma imagem de referência. Especificamente, este trabalho foca nas soluções diretas gerais e que desacoplam diagonalmente a dinâmica dos erros de controle também para o caso geral. Assim, grande versatilidade e precisão são obtidas, enquanto que os desacoplamentos reduzem a complexidade de análise e podem melhorar o desempenho do sistema. Nesse exigente contexto, a única técnica direta diagonal existente pode apresentar um problema de estabilidade oriundo da sua parametrização. Este estudo propõe uma nova parametrização e seu novo estimador não linear para solucionar tal problema. Análises teóricas são fornecidas sobre as propriedades de estabilidade, convergência, difeomorfismo e desacoplamento desta nova técnica de servovisão direta diagonal. Resultados experimentais são também obtidos utilizando um robô manipulador de 6 GdL com uma câmera montada em seu efetuador sob um cenário desafiador.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implantação de um controlador cascata e um controlador feedforward para aumento de eficiência energética do circuito de moagem SAG da usina de Sossego, pertencente à Vale S.A. Aspectos do processão, e instrumentação presente no circuito, são discutidos na construção do sistema de controle proposto. Os resultados de uma aplicação de três meses na usina de Sossego indicam uma redução na eficiência energética do moinho SAG de 7,8% e um aumento de produtividade do circuito de 1,9%.

ABSTRACT. Este artigo apresenta a modelagem de uma microrrede CC formada pela integração de baterias de íon-lítio e banco de ultracapacitores (UCs), utilizados em veículos elétricos da competição Fórmula SAE. Uma estratégia de controle é aplicada para o gerenciamento adequado entre as fontes de energia, a fim de reduzir a degradação das baterias e explorar as características dos UCs, que possuem um alto gradiente de energia para auxiliar nos picos de eventos de potência na aceleração e na frenagem regenerativa durante a condução do veículo. Ferramentas computacionais foram usadas para modelar os sistemas, coletar dados elétricos e aplicar otimização de enxame de partículas (PSO). O sistema simulou uma melhora no consumo de energia da bateria de mais de 10% com menor estresse de picos de corrente elétrica na pista de Piracicaba-SP, onde ocorre as competições SAE.

ABSTRACT. Este artigo propõe o projeto de um atuador virtual adaptativo para sistemas lineares discretos no tempo sujeitos a falhas de atuador. Por meio de novas condições baseadas em Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs - do inglês \textit{Linear Matrix Inequalities}) e na lei de adaptação do atuador virtual, torna-se possível a reconfiguração de controle sem a exigência de utilização de um módulo de Detecção e Isolamento de Falhas (FDI - do inglês \textit{Fault Detection and Isolation}) para a compensação de diferentes falhas de atuador. Assim, na presença de falhas, o sistema reconfigurado se comporta assintoticamente como o sistema nominal (sem falhas), não estando sujeito à perda de desempenho e estabilidade devido a possíveis erros no módulo FDI. Simulações computacionais para um sistema estável e um instável em malha aberta são realizadas para verificar o desempenho da metodologia proposta para diferentes cenários de falhas de atuador. A partir da análise das respostas temporais obtidas, é possível observar que o sistema reconfigurado é capaz de compensar as falhas e continuar o rastreamento do sinal de referência, com comportamento semelhante ao do sistema nominal.

ABSTRACT. A utilização de dispositivos alimentados por baterias é restrita a energia disponível na mesma. Portanto, é importante que existam modelos matemáticos abrangentes que possam prever o estado de carga de uma bateria. Para desenvolver e principalmente validar estes modelos são necessários dados reais referentes a ensaios de longa duração destas baterias. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma plataforma de testes de bateria (i.e., Testbed), bem como uma metodologia para a realização de ensaios controlados de longa duração, a fim de automatizar o processo de carga e descarga. A plataforma e a metodologia são validadas através de uma série de ensaios com baterias de Li-Po. Os resultados destes ensaios são apresentados e analisados sendo possível constatar a eficiência tanto do Testbed como da metodologia apresentada para o desenvolvimento e análise dos ensaios utilizando baterias de Li-Po.

ABSTRACT. In the last decades, distributed generation (DG) has experienced ever high growth. Most of the energy sources used in DG, notably solar and wind power, are dependent on electronic converters for integration with the main grid. The development of converters and their control structures usually applies computational simulations, which allow for fast analysis of the prototypes. However, the performance of those simulations is dependent on the model used. Grid-connected converters, like LCL-type inverters, tend to need high-order models to correctly represent most of its dynamics, which may lead to time-consuming analysis and simulations. In the literature, many works present simplified models of grid-tied inverters, being some of those unable to deal with frequency components other than the fundamental. This paper proposes a model for an LCL filter-based grid-tied inverter with harmonics modeling flexibility, which allows the complexity to be adjusted to some extent. The considered system and its respective control scheme are firstly presented. Then, the contribution of this work is discussed for the considered study case. The main goal of this work is an approach suitable for a wide range of applications and analyses with various degrees of complexity in the field of LCL-type inverter studies. Simulation results applying the proposed model are presented and compared with results obtained via real-time domain emulations (RTDE)

ABSTRACT. As the conventional hydroelectric power plants are reaching the physical and environmental constraints, the hydrokinetic turbines, which use only a natural flow from the rivers analogous to wind generation, may become a growing solution to overcome these limits. There is still an unexplored hydropower potential, which is more ecologically correct to take advantage of it in a distributed and not dammed way. This paper describes a power converter topology and a control system for a hydraulic turbine to inject power into the grid proportional to the river flow rate. The control system is composed of: an MPPT (Maximum Power Point Tracking), which measures the voltage and current in the DC bus and generates a voltage reference of the DC link for the maximum power of the turbine-generator system; by the DC link voltage controller, which provides a reference for the control of electric current injection into the network; and by the single-phase instantaneous current control of the grid-connected voltage source inverter. One of the contributions consists of identifying the operating conditions and limits of the whole system, composed of the hydraulic turbine, the electric generator, and the power converter. The same methodology may be applied to design specific sets of a turbine-generator-converter system for each application.

ABSTRACT. A medição de nível de reservatórios detém extrema importância para o correto funcionamento de sistemas hidráulicos. Geralmente, preza-se pela facilidade de implementação aliado aos custos envolvidos, o que leva à instalação de um único sensor. Entretanto, isso pode diminuir a confiabilidade dos resultados e põe o sistema em dependência do bom funcionamento e durabilidade do sensor, gerando despesas de manutenção e recalibrações frequentes. Nesse sentido, uma solução consiste em usar múltiplos sensores redundantes possibilitando a utilização de técnicas de detecção de falhas e fusão de dados para uma estimação de maior precisão. Nesse artigo, um sistema de medição de nível por ultrassom e fusão de dados baseado na Máxima Verossimilhança é apresentado, aliado também ao monitoramento por supervisório online. Dessa forma, o processo de construção e integração de hardware e software é descrito, assim como seus resultados experimentais.

ABSTRACT. Abstract: This paper describes the design of a personal transporter for users with physical disabilities. The transporter allows the user to move similarly to a person without physical disabilities, working both as a regular electric wheelchair on four points on the ground or in an upright and balanced position, similar to a Segway, on two points on the ground. The article presents the dynamic modeling of the system and the controller design, through a state feedback approach, including an angular position estimator of the transporter. The experimental work involves the use of an Arduino Mega control board, programmed in the C language. The control system manages to stabilize the wheelchair prototype in the upright position, rejecting disturbances such as gentle pushing, with the desired performance. The paper presents analytical and experimental results.

ABSTRACT. In this work, the design of an optimal closed-loop control of an inverted pendulum is performed using a deep neural network (DNN). The database is created by solving several optimal control problems, resulting in an optimal open loop control, using the \textit {MATLAB} platform. The DNN is then trained in the database and, after, used to calculate the optimal control given the plant states, effectively closing the loop. Simulations are performed and presented to demonstrate the optimal controller performance when applied to the system.

ABSTRACT. Abstract: In this article, a Feed Forward Artificial Neural Network is applied to the RLS-LMS adaptive algorithm, with the objective of tuning the weight parameters, calculating the ideal or optimal weights used in the signal input of the linear filters that adapt the pattern of uniform linear array antenna radiation, directing multiple narrow beams to desired users and nullifying interference or unwanted users. The application of this neural network provides the ability to increase the efficiency and optimize the use of smart antennas. The results obtained are presented. This article is based on the work of (Ribeiro et al, 2019) taking the results obtained in the use of the combination of two adaptive filters LMS (Least mean-square) and RLS (recursive least-square) combined to obtain an adaptive algorithm RLS- LMS that surpassed classical algorithms in terms of convergence speed and stability.

ABSTRACT. O presente trabalho aborda o problema de análise de estabilidade e estabilização robusta de sistemas lineares chaveados com atraso de tempo na função de estados. A classe de incertezas considerada é do tipo politópica variante no tempo discreto. São propostas condições, na forma de desigualdades matriciais lineares, via funções de Lyapunov chaveadas dependentes de parâmetros incertos variantes no tempo, para garantir a positividade, estabilidade e estabilização robusta do sistema dinâmico. As incertezas politópicas são consideradas na matriz de estados e na matriz que pondera a função de estados com atraso de tempo. São empregados dois sistemas exemplos para verificação da eficácia das condições propostas.

ABSTRACT. Este trabalho propõe um novo método de sintonia para o preditor de Smith filtrado simplificado (SFSP). Baseado na estrutura de implementação estável e em um filtro auxiliar, é possível sintonizar o controlador de forma simples e direta para modelos de primeira ordem com atraso de transporte. Para demonstrar a eficácia do método e seu bom desempenho, é realizada uma avaliação da metodologia proposta frente a um outro controlador da literatura recente por meio de simulações e índices de desempenho.

ABSTRACT. This paper presents a linear robust control strategy for DC-DC Boost converters operating on continuous current mode (CCM), aiming for output regulation. Besides the standard uncertainties on load resistance and duty cycle, the proposed modeling also considers uncertainties on the main inductor parameters, which are the Equivalent Series Resistance (ESR) and the inductance. Variations on temperature, frequency and current might cause parameter deviation, often disregarded in control design. A new uncertain model based on polytopic covering is proposed to include the inductor uncertainties. Although the modeling complexity is higher, the simplicity of linear state feedback controller is preserved, providing a low cost solution for output regulation. The H∞ controller synthesis is performed by an offline algorithm that solves a LMI-based optimization problem. A study of case is presented and simulation results suggest the effectiveness of the proposed concept.

ABSTRACT. Os sistemas de distribuição, devido as suas topologias e configurações complexas, apresentam o desafio de manter a confiabilidade e a continuidade do suprimento de energia. Neste sentido, um dos principais defeitos na rede elétrica é o surgimento de faltas multiestágio, que representam 20\% das ocorrências de faltas. Visando o contexto das redes elétricas inteligentes, e considerando medidores de energia elétrica que serão alocados de forma otimizada, este trabalho propõe uma metodologia de classificação de faltas multiestágio em alimentadores primários de distribuição radiais e aéreos, baseada em árvores de decisão (AD), cujos parâmetros de entrada são as correntes do alimentador primário de distribuição em estudo, medidas apenas na subestação. As oscilografias de corrente foram obtidas a partir de simulações com o software MATLAB/SIMULINK e o método de processamento dos sinais adotado foi o RMS (Root Mean Square). Portanto, os resultados obtidos representam uma classificação acurada, superior a 95\%, indicando eficiência do método proposto para a classificação de tais defeitos.

ABSTRACT. Este artigo propõe a utilização do método de aprendizagem supervisionada para estabelecer um cenário de classificação e identificação de possíveis clientes de distribuidoras de energia elétrica com indícios de irregularidades. Usando este método, as falhas identificadas pelas concessionárias de energia durante o processo de geração de alvos poderão ser mapeadas, contribuindo para melhor assertividade e tomada de decisão em campo. O modelo utilizará dados pertencentes à empresa Light S.A para realizar uma comparação entre diferentes abordagens de processamento e pré-processamento para o apontamento de indícios de fraude. Para isso, foram realizados testes com diferentes algoritmos classificadores e métodos de extração de características, obtendo como melhor resultado uma média de acerto próxima a 70%.

ABSTRACT. O presente trabalho propõe três variações de sistemas de controle de yaw e faz uma análise comparativa de ganho de energia líquida gerada e número de atuação. As três propostas de sistema de controle de yaw são comparadas com dois controles ideais. Um em que se assume que o atuador opera seguindo a direção do vento instantaneamente sem nenhuma limitação e o outro com limitação de velocidade. Os controles foram modelados e comparados utilizando dados de medição de campo de 1s. Os resultados indicam que, dentre as variações propostas, a que apresentou o maior ganho de energia líquida é também a com maior número de atuação, concluindo-se é possível aumentar o ganho de energia em detrimento do aumento de número de atuações.

ABSTRACT. With the advent of new sources of power generation, among them the renewable ones, there has been a significant change in the grid profile, especially for the distribution sectors. Thus, substations (SEs) with many obsolete equipment find it difficult to meet the growing and diversified demands for energy, and a reflection of this problem is the significant increase in the levels of short-circuit currents. The short-circuit current limiter (SCCL) appears in this scenario as a protection equipment that can help, along with other components, in limiting the short circuit and thus minimize this problem. Among the several existing SCCL topologies, there is the saturated core current limiter (SCCL-SC) with its operation based on the dynamic characteristics of the ferromagnetic materials that compose its cores. The present work aims to use MATLAB software to model the SCCL-SC for simulations in electrical networks. At first a structure for single-phase connections is used, and then this modeling is expanded to three-phase connections. Proof of the model's effectiveness is provided by comparison with tests that were performed in the laboratory with the three-phase prototype of the limiter. The results proved to be satisfactory, thus allowing the expansion of the application of this limiter topology in three-phase simulations of electrical studies.

ABSTRACT. This paper presents a simulation of a energy management system applied to an electrical system with on-grid photovoltaic system over a period of one year, in addition to the implementation of a system energy storage (Battery Energy Storage System - BESS). For the system operating on Green Rate, payback of 1.8 years was obtained for the investment in BESS.

ABSTRACT. Didatic modules are important to consolidate fundamental concepts as well as to prepare and to develop key abilites required to design and implement closed-loop control techniques. From experimental tests, practical aspects such as noise attenuation, constraints effect mitigation, robustness and non-linearities can be characterized. In this work, some possible applications of the NTC (Negative Coefficient Temperature) temperature control are discussed from a low cost perspective in the context of control engineering education. This kind of didatic module can be highlighted due to the combination of low cost and portability with an expressive non-linearity. Hence a brief systematic discussion is presented based on the phenomenological model, the materials and methods, and some experimental results for providing emphasis on ingredients such as the portability, low-cost requirement, and on the non-linear property.

ABSTRACT. Como parte das atividades desenvolvidas no âmbito de um P&D+I, o presente trabalho faz uma visita aos conceitos da modelagem e controle da malha de corrente de um conversor CC-CA com filtro LC conectado à rede. Utilizando as equações do sistema de processamento de energia no referencial síncrono, são desenvolvidos os diagramas de blocos dos subsistemas e suas interconexões, propiciando uma correta compreensão das interações entre as malhas de controle, dos processos de desacoplamento, bem como das etapas de simplificação do sistema. Empregando conceitos de controle clássico, são apresentados e discutidos os procedimentos da sintonia dos controladores das malhas de corrente. Utilizando parâmetros e configurações do conversor CC-CA presente em um dos eletrocentros do Cresp (Centro de Referência em Energia Solar de Petrolina), foram conduzidas simulações computacionais, sendo apresentados e analisados resultados de corrente injetadas na rede, tensões no ponto de conexão, distorções harmônicas, potências ativa e reativa e fator de potência.

ABSTRACT. Este artigo apresenta o desempenho de uma máquina supercondutora de fluxo aprisionado em fitas 2G empilhadas no rotor quando submetida a temperatura do nitrogênio líquido (LN2) a 77 K. As suas características mais relevantes foram obtidas e comparadas com as de um motor de indução com rotor gaiola de mesmas dimensões. Neste contexto, serão apresentadas a metodologia da análise experimental e todos os resultados obtidos com a máquina desenvolvida e com o motor de indução em temperatura ambiente e na temperatura do nitrogênio líquido. Resultados do conjugado com variações de carga, potência mecânica, potência elétrica, eficiência, perdas e os harmônicos da máquina supercondutora e do motor de indução foram investigados e discutidos. O conceito de máquina supercondutora apresentado nesse projeto futuramente pode ser aplicado em geração eólica, propulsão naval e aeronaves elétricas, pois, como será mostrado, as máquinas supercondutoras alcançam maiores densidades de potência do que as máquinas convencionais.

ABSTRACT. Boats and ships have always been used throughout history as one of the main types of transportation. In recent years, due to the fast evolution of deep learning techniques and online datasets available, convolutional neural networks (CNN) have been widely used for ship and boat detection applications, such as surveillance of marine resources, helping in maritime rescue, monitoring illegal marine activities, among others. In this paper, we present a robust and efficient CNN-based on state-of-the-art YOLO model to perform boat and other water vehicles detection. The training dataset was built considering boats of different sizes, located on the coast and sea and taken with drones and satellites. We also applied data augmentation techniques such as flipping, cropping and changing brightness to increase the number of samples and improve the model robustness. A case study is presented considering a multi Unmanned Aerial Vehicles (UAV) to detect boats in a Coral Reefs Environmental Protection Area (APARC), where human activity is limited. We evaluated the developed system considering a testing dataset with images of the case study, achieving a recognition rate of 87,2% and a mean average precision of 97,23%

ABSTRACT. O aumento da população mundial gerou a necessidade de maiores suprimentos energéticos. Entretanto, o seu crescimento não foi acompanhado, em números, pelo fornecimento de energia. Nesse contexto, a dependência dos países frente aos combustíveis fósseis, como forma de suprir a demanda, é novamente questionada com a invasão russa à Ucrânia. Diante de tal fato, busca-se a independência energética por meio de fontes renováveis, do qual a energia eólica vem se destacando no setor. Assim, o presente artigo viabiliza uma análise acerca da flutuação horária da velocidade do vento em algumas cidades do Brasil, com enfoque na região Nordeste com o propósito de determinar uma possível implementação de parques eólicos sob a determinação do regime de ventos. Como resultado, as maiores intensidades do vento ocorrem em períodos com baixos índices pluviométricos. Portanto, comprova a possibilidade de usar os recursos eólicos como fonte capaz de reduzir a dependência energética hídrica em meses de estiagem. Para produzir os resultados foram utilizados bancos de dados do Instituto Nacional de Meteorologia, verificando dados horários de estações automáticas em um período de dez anos, compreendidos entre 2012 e 2022.

ABSTRACT. A segurança e a estabilidade das operações de trens de carga estão intimamente relacionadas às forças dinâmicas de contato roda-trilho. Para avaliar e monitorar as forças dinâmicas roda-trilho com base nas acelerações dos componentes do vagão, foi desenvolvido uma metodologia baseada em métodos de processamento de informação e aprendizado de máquina. Os resultados experimentais exibem desempenho adequados, identificando criticidades que se relacionam com a condição da via. O modelo obtido auxilia os especialistas ferroviários na avaliação da qualidade da via, mostrando indicadores georreferenciados.

ABSTRACT. This article proposes the development of a system for recording and monitoring biomedical signals (electrocardiogram and blood oxygenation.), based on Internet of Things (IoT) technology, allowing remote clinical monitoring of possible endemic conditions. As a benefit, the prototype developed will have a significant impact on biomedical instrumentation as a support in the clinical supervision of patients with endemic diseases, and in preventive medicine, in the early identification of possible cardiac and respiratory diseases. Combining telemedicine and automation, the results obtained demonstrate that the system is efficient in capturing, transmitting, and classifying data, in addition to providing greater convenience to the patient.

ABSTRACT. A navegação autônoma de robôs é uma aplicação da robótica que pode revolucionar a sociedade. Em situações que o mapa do local a ser navegado é conhecido, alguns algoritmos de caráter probabilístico e iterativo podem ser empregados para a geração de caminhos. Os algoritmos baseados em árvores de exploração rápida são eficazes até para robôs com diversos graus de liberdade. Este artigo utiliza e compara dois algoritmos de árvore de exploração para a geração de caminhos. O seguimento desses caminhos é realizado por um controlador preditivo não-linear. Os resultados indicam ser possível planejar e executar uma rota, utilizando os métodos propostos, que leva um veículo autônomo de uma pose inicial a uma final, desviando de eventuais obstáculos pelo caminho.

ABSTRACT. As máquinas vetores suporte de mínimos quadrados (Least Square Support Vector Machines) são resolvidas a partir de um sistema linear, ao contrário das máquinas vetores de suporte (Support Vector Machines) que é necessário a aplicação de programação quadrática, com isso é preferível em alguns problemas a utilização do LSSVM, uma vez que a complexidade de resolução será menor. Entretanto, ao contrário do SVM, o LSSVM gera soluções não esparsas, essa é uma desvantagem significativa, dado que todos os padrões de treinamento serão vetores-suporte do LSSVM. Para superar tais soluções não esparsas, propomos uma solução iterativa com poda sem causar perda de eficiência.

ABSTRACT. Energy management systems (EMS) has importance to utilities for several reasons, mainly for existing a necessity to allocate their resources in advance, requiring short, medium and long-term planning. Therefore, in this paper, a short-term demand forecasting procedure was implemented, using a computational model based on Artificial Neural Networks (ANN) of the type Long Short-Term Memory (LSTM) to aid the Federal University of Para´ıba (UFPB) analyzing peaks and off-peaks of active power throughout the past years being possible to use the forecast of One Day Ahead as a input to a BESS for optimal battery power dispatch management, in order to reduce fines for excess contracted demand at UFPB. Thus, to improve the performance of the LSTM, the network was evaluated under different aspects, as hyperparameters and considered a technique of periodicity using sines and cosines.

ABSTRACT. Electric vehicles (EV), renewable generation sources and battery storage systems are important energy resources with great potential to impact the demand profile of electrical distribution networks. In this work, a new concept of residential electrical energy management system is presented, which in addition to managing the distributed energy resources present in the residence, also manages the EV charging, integrating three important concepts: mobile storage, V2G and energy transaction. For this, a management algorithm based on mixed integer linear program for real-time operation is developed. From the analyses carried out, the important contribution that the presented management concept can offer to the EV owner in relation to the profitability of its assets is observed. In addition, the presented approach has great potential to contribute to mitigating the negative impacts caused by the uncontrolled operation of intermittent renewable energy generation and uncontrolled charging of the electric vehicle over the electrical distribution network.

ABSTRACT. Nos últimos anos, as aplicações da robótica em ambientes comuns aos seres humanos tem vindo a aumentar. Existem várias propostas de quadros de navegação socialmente conscientes para os robôs móveis, no entanto todas elas se centraram geralmente num aspecto específico das relações sociais entre seres humanos e robôs; por isso, existe uma falta de abordagens que integrem todos os aspectos relacionados com a navegação social. Este trabalho visa propor um quadro de navegação autónomo baseado na integração de elementos de percepção social (de uma perspectiva robocêntrica) com modelação proxémica, considerando a presença de seres humanos e a percepção das suas necessidades, sentimentos ou intenções. Verificámos a viabilidade da nossa abordagem, implementando-a em ROS e Gazebo, e efectuando uma avaliação qualitativa do seu desempenho em dois cenários simulados, onde incluímos pessoas com diferentes recaídas sobre a prescrição de robôs, que desencadearam mudanças no caminho planeado pelo robô em tempo real. Assim, concluiu-se que este quadro é viável para a implementação da navegação social em robôs móveis.

ABSTRACT. A expansão dos parques eólicos offshore, a necessidade por produção de petróleo em águas cada vez mais profundas e a demanda por sistemas de transmissão de energia de maior porte exigiram que os cabos submarinos de potência atingissem novos níveis de tecnologia e desempenho. O grande comprimento destes cabos torna tais aplicações mais suscetíveis a uma série de fenômenos eletromagnéticos indesejáveis, incluindo transitórios, exigindo que estudos sejam realizados para o projeto e comissionamento do sistema, bem como para avaliar e mitigar as consequências de tais fenômenos. Para esse tipo de avaliação, simulações computacionais são indispensáveis e, no caso supracitado, elas demandam modelos específicos, apropriados para estudos em alta frequência. No caso de cabos isolados, a elaboração de sua modelagem requer, como dados de entrada, as matrizes de resistências e indutâncias em várias frequências, de Hz até MHz. Dessa forma, o Método de Elementos Finitos (FEM) é uma ferramenta indispensável para a obtenção de tais parâmetros. Neste contexto, o presente artigo apresenta uma metodologia composta por técnicas avançadas para o cálculo de parâmetros de cabos submarinos de potência através do FEM, contemplando, em estudo de casos, três diferentes tipos construtivos de cabos de aplicação submarina. O objetivo é discutir a melhor forma de se modelar, no FEM, tais tipos de cabos, bem como seu impacto nos valores dos parâmetros e nas perdas jóulicas associadas: podendo-se citar o impacto do emprego de condutores segmentados (Milliken) e de armaduras entrelaçadas.

ABSTRACT. Given the growing of solar photovoltaic (PV) power in the Brazilian power mix, and considering that PV generation is intermittent, there is great need of PV generation forecasting models for better operational planning of both the PV power plant itself and the power grid. Thus, this paper proposes the application of Machine Learning models to forecast the power generation of a 160 MW PV plant located in the state of Cear´a (Brazil). The aim is to forecast the daily power output of the power plant over 365 days based on the historical power data and the weather data of the PV power plant. To accomplish the task, distinct prediction models were tested, such as: sequences recognition, Artificial Neural Networks (ANN), XGBoost and hybrid approaches. The performance of the implemented models was evaluated using error metrics, and the XGBoost model achieved the most accurate results as regard to the prediction error and the execution time followed by the ANN. The Pattern Sequence-based Forecast (PSF), which is more transparent than an ANN or even XGBoost, has proved competitive, having the best performance among the models trained only with historical data of power generation.

ABSTRACT. Em virtude da predominância de geração hidráulica no Sistema Interligado Nacional(SIN), a polı́tica operativa baseada na abordagem não linear determinı́stica do lanejamento da operação a médio prazo pode apresentar vertimentos armazenáveis em condições de excesso dos recursos hı́dricos. Este artigo introduz um procedimento de penalização do ertimento que evita a ocorrência de vertimento armazenável nessas situações. Um estudo de caso om o SIN ilustra o problema observado e a efetividade do procedimento de penalização adotado.

ABSTRACT. In this work, a control structure based on an observer-predictor for discrete time-delay systems is proposed. This strategy allows attenuating both polynomial and sinusoidal disturbances with known frequencies at steady-state from the process output. For this purpose, first, an extended observer-predictor based on the disturbance model is used to estimate the process states with zero error at the steady-state. Then, a feedback gain is computed to obtain the desired setpoint response. Finally, to evaluate the performance of the proposed controller, it is compared through simulations with another recently published controller.

ABSTRACT. This article presents a design structure for obtaining a robust proportional-integral-derivative (PID) multivariable controller for second-order linear vibratory systems with time-varying delay, guaranteeing a pre-established exponential decay rate. Relevant control challenges such as stabilization, modeling error and constant reference tracking are addressed within the proposed Linear Matrix Inequality (LMI) design approach. The design strategy is derived from a transformation that can be applied to obtain constant reference tracking for an actuated subspace of underacted systems. Furthermore, the integral action has an additional objective which is to increase the degree of design. Simulation case studies are used to highlight the benefits of the PID controller.

ABSTRACT. Este trabalho propõe um novo projeto para o preditor de Smith filtrado simplificado (SFSP) com ação feedforward. A estratégia proposta se baseia numa estrutura de implementação estável e faz uso de um filtro auxiliar para obtenção dos parâmetros do controlador de forma mais direta para processos de primeira ordem. A estrutura preserva a boa robustez e as propriedades de atenuação de ruído do SFSP, enquanto melhora seu desempenho de rejeição de perturbação através da ação feedforward. A avaliação da metodologia proposta é realizada por meio de resultados de simulação que mostram melhores índices de desempenho quando comparados com os de outra estratégia da literatura recente.

ABSTRACT. Neste artigo apresenta-se a combinação de um critério de estabilidade para sistemas com atraso variável com controlador linear para tratamento de referências futuras baseada num controlador preditivo sem restrições. O conhecimento da referência futura é importante em algumas aplicações na medida em que a ação de controle atual é definida levando em consideração o erro futuro. No entanto, este tipo de solução é tipicamente implementada em controladores preditivos por meio da solução de um algoritmo de otimização. Neste trabalho a solução explícita do MPC sem restrições é analisada em casos com atrasos variáveis inerentes ao problema. Um caso de estudo é simulado de forma a ilustrar a utilidade da análise de robustez na sintonia do controlador ótimo.

ABSTRACT. This paper deals with recursive robust regulator problem for polytopic discrete-time systems with state delay. We assume all matrices of the system are subject to polytopic uncertainties. Based on the augmented approach, the delay system is converted to an augmented delay-free polytopic linear system. The delay-independent state-feedback control is then obtained by the convex optimization problem in which the polytope vertices are weighted altogether. The provided solution is given in terms of augmented Riccati equations presented through a symmetric matrix arrangement. With a numerical example, we evaluate the proposed control and compare its performance with other control approaches.

ABSTRACT. Recent works in the literature deal with efficient numerical conditions to robustly stabilize state-delayed discrete-time systems under saturating actuators. However, practical issues such as the rejection of exogenous signals and their effects on the region of safe initial conditions have not been thoroughly investigated. This work extends a previous controller design condition to handle the $\ell_2$ gain between the exogenous signals and the measured output. Moreover, the notion of input-to-state stability is applied, allowing to consider the effects of the disturbance signals over the estimates of the safe initial conditions region. Furthermore, a recent optimization procedure formulated in an augmented space is applied, allowing better estimates of the region of safe initial conditions while maintaining the numerical complexity acceptable. Two numerical examples illustrate the methods proposed and compare the achievements with the concerned literature.

ABSTRACT. The occurrence of failures in industrial automatic systems is usually related to a change on the machine's vibration pattern. This work proposes a feature extraction based on the mobile standard deviation and a simple and efficient data classification model to be implemented as local processing of IoT systems. The proposed method is evaluated in a simulation of a non-invasive online condition monitoring experiment of a rotating machine, with the objective of detecting the condition of a dry running centrifugal pump. The results obtained reveals that the proposed algorithm has high precision to detect the failure condition on the behavior of the monitored machine. The development of these types of systems makes it possible to integrate them into automated industrial plants.

ABSTRACT. Industrial alarms are a way to maintain a proper and secure operation of industrial processes avoiding productive and quality losses, accidents, and possible environmental disasters. However, most alarm systems suffer from the high incidence of chattering alarms, which are alarms that rapidly transit from active and inactive states. To minimize this problem, alarm systems use dead-band techniques to alarm thresholds. However, the alarm deadband parameters must be well tuned to be effective. In this context, this work proposes a method to improve the quality in specifying alarm dead-bands. The method is based on optimization of performance metrics of alarm systems considering the actual alarm threshold. This method provides effective alarm dead-band values that reduce chattering alarms without being excessively large. To validate our approach, a case study was used to determine the efficiency of the proposed method in comparison with common standards. The data for the case study was generated using Tennessee Eastman Process, which is a well-known simulator in literature.

ABSTRACT. O avanço das aplicações com Internet of Things (IoT), no contexto de redes de longa distância de baixa potência nos dias atuais é notório. Porém, com isso, algumas fragilidades também apareceram, como a segurança dos dados trafegados, largura de banda e autonomia de bateria dos dispositivos. Este trabalho apresenta uma avaliação de modelos otimizados de Tiny Machine Learning (TinyML). São avaliados os benefícios de se ter em um dispositivo sensor um algoritmo otimizado, onde a inferência dos dados é realizada localmente. Será avaliada a performance de cada uma das técnicas, bem como a capacidade de redução que elas promovem. Um estudo de caso é apresentado em uma rede LoRa, onde um conjunto de dados é utilizado para avaliar o desempenho energético do modelo. O resultado foi uma redução de quase 6 vezes no consumo de energia na proposta de detecção de anomalia na borda.

ABSTRACT. Water distribution networks (WDNs) require proactive maintenance methods in order to ensure its correct functioning. Failures, such as leakages and pipe deterioration, lead consumers to bad experiences such as having water supply services interrupted. In this paper, the focus is to improve a WDN. First, we set a pattern curve and the objective function will achieve a pre-established value of minimum pressure to all nodes in the system. Three options are available: pipe replacement, pipe cleaning and leakage fixing. Thus, by considering a limited budget, the most economic solution must be determinated to attend the operational pressure and, at the same time, lead to the minimum mean pressure during 24 hours of operation. In this development, we used the Particle Swarm Optimization (PSO) method. The results point to a tool with huge potential of implementation in WDNs rehabilitation.

ABSTRACT. As falhas de circuito aberto ou curto-circuito, e falhas em parâmetros discretos são os modelos de falhas mais usados no método de simulação antes do teste. Como o parâmetro com componente analógico é continuo, as falhas em parâmetros discretos não podem caracterizar detalhadamente todas as possíveis falhas nos componentes contínuos que ocorrem no circuito analógico. Para resolver tal problema, um método de diagnóstico de falhas baseado no algoritmo de Otimização por Partículas de Enxame (PSO) é proposto neste artigo. O diagnóstico de falha é transformado em um problema de otimização. As partículas representam os valores de componentes defeituosos e aplicados as funções transferências do circuito. O objetivo é minimizar a diferença entre as respostas obtidas no circuito real e a resposta simulada pelo PSO. Esta metodologia pode diagnosticar falhas contínuas simples e sua eficácia é examinada usando exemplo de circuito de um filtro eletrônico.

ABSTRACT. Predizer, em tempo-real, o consumo energético de um moinho é de grande interesse em plantas de mineração. Moagem é uma etapa crítica do processamento de mineração e, também, a que mais consome energia elétrica. Em certas unidades, os moinhos consomem mais que 70% da energia de toda operação. A predição do consumo permite equilibrar a demanda de produção e utilizá-la nos momentos economicamente mais viáveis. Esse é um esforço em direção de uma produção minerária sustentável e de baixo custo. Nesse trabalho é apresentado os resultados de um estudo inicial que utiliza redes neurais artificiais para modelar a energia consumida de um moinho. Os dados utilizados foram obtidos de uma usina de produção de cobre no norte do Brasil.

ABSTRACT. Devices that resemble biological recognition systems, that is, inspired by the functioning of human organs, have made important advances in recent decades. Therefore, interest in the concept of electronic tongues has increased considerably in recent years. This study uses this type of device in order to identify different samples of flavor enhancers (Glutamate, Guanylate and Inosinate). The applied methodology employs different computational techniques for the identification such as Principal Curves and three types of Artificial Neural Networks. The best results reached 95,4% accuracy through models implemented with Self Organization Maps.

ABSTRACT. Power transmission lines are components highly susceptible to faults. Several works have already explored the use of computational intelligence, signal processing and other techniques in the construction of protective methods for quick verification and action in the occurrence of transmission line fault. Many of these works focus on approaches using signal processing such as Fourier or wavelet transforms. With the advance of machine learning, some classic techniques started to be used in this area with success. This work focuses on the offline classification of ten (AG, BG, CG, AB, AC, BC, ABG, ACG, BCG and ABC) types of faults that arise when a short circuit occurs in the transmission line, investigating the use of classical techniques such as notch filter and random forests. For comparative purposes, recently created techniques, called Rocket and MiniRocket, were used to extract features in time series and good results were obtained in the identification of faults that occurred in the transmission line. As a result of this paper, accuracies greater than 93% were obtained considering up to 1/16 cycle post-fault. For signals with 1 and 1/2 cycle post-fault, accuracies higher than 97% were obtained.

ABSTRACT. As plataformas de comércio eletrônico (marketplaces) recebem diariamente milhares de produtos pertencentes a classes novas que não participaram do processo de treinamento do algoritmo responsável por automatizar a classificação de produtos. O retreinamento com estas classes novas é uma necessidade afim de evitar a categorização incorreta nos marketplaces. Porém, é difícil a constante atualização do sistema com estes produtos, pois o custo de retreinamento dos classificadores atualmente em operação é elevado devido à grande dimensão das bases de dados. Neste sentido, a utilização de classificadores de produtos que utilizam algoritmos do tipo few-shot learning é uma opção interessante, pois são capazes de serem treinados utilizando somente as classes novas contendo uma ou com poucas amostras por classes. Portanto, os algoritmos k-vizinhos mais próximos (KNN), redes Matching Networks (MN) e as redes DPGN (Distribuition Propagation Graph Network) foram comparados no problema de classificação de produtos utilizando uma base de dados, com 312 classes e 3120 amostras, proveniente de um marketplace. Os testes foram realizados com validação cruzada do tipo k-fold, do qual as redes matching apresentaram o melhor resultado com 93,78% de acurácia.

ABSTRACT. In this work, connections between the areas of systems identification and deep learning are explored. A method of nonlinear systems identification is proposed based on deep neural networks and Hammerstein models. The proposed approach is formulated from the separation of the linear and non-linear parts of the models. Thus, the used network structures reflect this separation strategy and the identification is performed through the training of deep neural networks. As a reference, was adopted an identification method in which orthonormal and radial basis functions are used. In general, the proposed approach was able to provide better identification results compared to the adopted reference method.

ABSTRACT. Testing with robots and especially with large agricultural robots is a task that requires high costs, risks and depends on weather conditions. Although there is a gap between simulation environments and real environments, simulation environments offer the advantages of being totally safe, making it possible to verify the performance of the control algorithm and even have the possibility of simulating sensors and actuators that have not yet been physically implemented. In addition, simulation enable risk-free assessment and adjustment of new control methods before implementation in real systems. In this work, we propose an approach to run experiments with Deep Reinforcement Learning (DRL) algorithms using Robot Operating System (ROS) and Gazebo robotics simulator. For this purpose, we use the robo-gym framework to interface between the DRL algorithm and the simulation using an OpenAI Gym environment, and augmented the capacity of Gazebo using the gazebo-fmi-actuator plugin that allows co- simulation with Functional Mock-up Unit (FMU). It is also presented an application of the simulation and control of the hydraulic steering system of a large agricultural robot using a Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG) algorithm and comparing it with a PID controller.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta o projeto e a implementação de um classificador autônomo que pontua a qualidade da formação das espiras de fio-máquina, com base na irregularidade da formação das espiras sobre a mesa de rolos. Foram aplicadas técnicas de processamento digital em imagens capturadas do formador de espiras/mesa de rolos. Para o projeto do classificador, regiões de interesse foram definidas, atributos foram extraídos e rótulos foram criados. As notas geradas pelo classificador projetado estão de acordo com as notas designadas por um especialista na formação de fio-máquina. Assim, o classificador pode ser utilizado para auxiliar na tomada de decisão em relação a mudanças de parâmetros do processo, como a velocidade de formação, visando aumentar a uniformidade das espiras na mesa de rolos, o que minimiza possíveis perdas de material, aumentando produção e a qualidade do produto final.

ABSTRACT. Neste trabalho é proposto uma categorização dos consumidores para concessionárias de energia elétrica em função do seu índice de prioridade de forma a auxiliar as equipes de manutenção nas atividades de despacho emergencial. Este índice é avaliado em função de parâmetros operacionais e comportamentais que caracterizam cada consumidor por meio do aprimoramento de dois métodos de decisão multicriterial, AHP e SMART. Após a análise computacional das prioridades de cada consumidor, os resultados são fornecidos de maneira visual a fim de facilitar a tomada de decisão dos operadores.

ABSTRACT. In this paper we describe a strategy that allows the addition of active filtering functionality to a wind energy conversion system with doubly-fed induction generator connected to a distorted voltage grid. The active filtering is performed through an algorithm that uses the mathematical formulation of the instantaneous power theory to generate control references applied to the current control loop in the grid side converter. The wind energy conversion system that uses the instantaneous power theory to mitigate harmonic currents, allows to improve the quality of electrical energy in electrical systems, where non-linear loads are connected simultaneously with the generation of electricity at different points of operation. We present the active and reactive power control of the GIRB, performed through the orientation technique of the vector magnetic flux of the stator. The simulation results confirm the possibility of adding the active filtering function in GIRB wind systems using the instantaneous power theory, reducing the THD of the electric current in the grid to less than 5% with the system connected in a bus with the distorted voltage.

ABSTRACT. The inertial response is crucial to the stable operation of the modern power systems. In this paper, an approach based on syncrophasors during ringdown and ambient operation is proposed to estimate the regional inertia. As a sub-product of the proposed procedure, the damping coefficient can be estimated. The proposed approach is based on the system identification of a ARMAX model using a selected pilot-bus, that properly reflect the frequency of the center of inertia (COI) of each region, and the power variations within at region. The approach is tested in the IEEE 68-bus system during disturbed and ambient operation.

ABSTRACT. This paper investigates the influence of the inclination angle (in relation to the vertical axis) on the harmonic grounding impedance (HGI) of four arrangements of rods and on the performance of the Ground Potential Rise (GPR) generated on those electrodes subjected to a lightning strike. A full-wave electromagnetic software FEKO using Method of Moments (MoM) is utilized for the analysis where the soil parameters (resistivity and relative permittivity) are modeled using the recommended formulas in the CIGRÈ WG. C4.33 (2019). The analysis is carried out for three soils with low-frequency resistivities (ρ0) of 100, 500 and 1,000 Ωm where the HGI is computed for a frequency range of 100 Hz to 10 MHz assuming the inclination angles of 0°, 15°, 30°, 45° and 60°. The transient GPR is assessed for a 1 A, 0.25/100μs lightning current. Results demonstrated that a significant reduction on the HGI is obtained when the inclination angle increases for a certain electrode arrangement. As a consequence, the transient GPR waveforms present significant mitigation for each grounding system which can be obtained only by setting distinct topology and inclination of the rods.

ABSTRACT. This paper presents a technique for processing simultaneous errors in decoupled generalized state estimation via geometric tests considering both models: bus-branch modeling and substation level modeling. Geometric tests are able to compose sets with suspicious information and identify the source of the error without the need for re-estimation. In addition, the purpose of this work covers the processing of errors in measurements for distribution systems, combining geometric tests with decoupled methods. The performance of the proposed methodology was evaluated through simulations involving the IEEE 30-bus transmission system, modeled at the substation level, and a 141-bus distribution system, represented as a bus-branch network, where various combinations of measurement errors and topology are evaluated.

ABSTRACT. In this paper, the optimal placement and sizing of capacitors for the compensation of the reactive power and the unbalance power in medium voltage distribution networks with unbalanced loads is proposed. The proposed capacitor allocation reduces power losses in power networks caused by reactive power demand and unbalance. The powers are calculated by the IEEE STD 1459-2010, and presented real values of electrical magnitudes in unbalanced three-phase systems. The results of the capacitor placement obtained from the proposed method are compared with the placement of single-phase capacitors and the placement of balanced three-phase capacitors banks. The results allow to observe the efficient performance of the proposed method for reducing power losses in a 34-bus medium voltage power network with the presence of the neutral conductor. Four cases are simulated with results optimized by the Chu-Beasley genetic algorithm. The purpose of the optimization algorithm is to minimize line loss and capacitor costs.

ABSTRACT. Este artigo apresenta um algoritmo de fluxo de potência desacoplado rápido para calcular as tensões e a frequência em microrredes no modo de operação ilhado. O algoritmo é obtido dividindo-se o sistema linearizado de Newton em dois subproblemas: P e QV. Além disso, a técnica proposta usa um método de Newton estacionário (Jacobiano constante) para reduzir o custo computacional. O método proposto é comparado com o método de Newton-Raphson convencional e com o método do ponto-fixo baseado na matriz Ybus. Esta comparação foi realizada através de um fluxo de potência probabilístico em uma microrrede malhada com 310 nós. O fluxo de potência probabilístico usou a simulação Monte Carlo para modelar incertezas associadas com erros de previsão de carga e falhas nos equipamentos. Os resultados dos testes mostraram que a técnica proposta tem a mesma precisão do método do ponto fixo e do método de Newton-Raphson, mas com reduções significativas nos tempos de CPU comparado ao método de Newton-Raphson.

ABSTRACT. This article presents an analysis of the directional and distance protection functions, based on incremental quantities, applied in the protection of transmission lines. These techniques have gained prominence in research and practical implementations, allowing time gain in fault elimination and enabling improvement in the stability margins of the electrical system. To verify the performance of these techniques, simulations were carried out in the Alternative Transient Program(AtpDraw).

ABSTRACT. O presente artigo apresenta uma metodologia de avaliação probabilística da capacidade de hospedagem conjunta de microgerador fotovoltaico e veículo elétrico em uma rede de distribuição de baixa tensão considerando a ação local do controle Volt-VAr nos inversores fotovoltaicos e nos carregadores de veículos elétricos. A metodologia proposta baseia-se no método de Monte Carlo considerando as incertezas do microgerador fotovoltaico e da recarga de veículos elétricos. As variáveis estocásticas correspondem ao local de instalação, comportamento dos usuários dos veículos elétricos, consumo residencial e aspectos de dimensionamento da microgeração fotovoltaica e regulatórios. Os experimentos são implementados em Python e OpenDSS via interface DLL. Dois cenários de experimentos são propostos e destes, os resultados são analisados de forma estatística através de diagramas de caixa ou boxplots. A seguir, os parâmetros de nível de tensão, desequilíbrio de tensão e carregamento do transformador são analisados para definição da capacidade de hospedagem individual e conjunta. Além disso, um estudo complementar a respeito das perdas técnicas é apresentado. Por fim, a inserção do controle Volt-VAr demonstra-se eficiente para aumentar a capacidade de hospedagem conjunta das tecnologias emergentes.

ABSTRACT. Atualmente, a matriz energética tem passado por inúmeras modificações com o objetivo de atender as novas demandas deste cenário em constante transformação. O aperfeiçoamento tecnológico tem proporcionado um avanço importante na utilização de fontes renováveis para produção de energia que almeja a garantia do consumo ambientalmente correto. Entretanto, a inserção de inúmeros sistemas fotovoltaicos, na forma de geradores distribuídos, apresentado nos últimos anos poderá ocasionar impactos na rede distribuição, pois esta inicialmente não foi conceitualizada para esse contexto. Sendo assim, o presente estudo busca realizar uma análise da inserção de geração distribuída fotovoltaica em uma rede de distribuição real localizada na cidade de Sinop, no estado de Mato Grosso. Para a modelagem do sistema elétrico de distribuição foi escolhido o programa OpenDSS e considerados os dados obtidos com a concessionária de energia local, o qual foi organizado em 178 barras georreferenciadas.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta um método de otimização híbrido entre otimização clássica e meta-heurística para solucionar o problema do planejamento da expansão da transmissão estático e estocástico, considerando características de mercado de energia, incertezas com geração eólica e crescimento de demanda. O modelo considera o planejamento inserido em um ambiente de mercado, onde produtores e consumidores negociam livremente a energia elétrica através de um leilão pool-horário. É investigado o impacto da limitação do máximo custo de investimento anual, considerando diversos cenários de leilão. O sistema de estudo é o IEEE-RTS de 24 barras. Os resultados mostram que um maior investimento na expansão da rede de transmissão proporciona um melhor ambiente para a comercialização de energia elétrica, além da importância da consideração das incertezas referentes as fontes de energia intermitentes e crescimento da demanda, na formação dos cenários de leilões.

ABSTRACT. Microgrids aggregate technologies that represent the main drivers of a disruptive transformation in the energy sector: decarbonization, decentralization and digitalization. The distributed and varied nature of the energy resources of a microgrid promote the fragmentation of the electric sector value chain, making the optimal dispatch more complex. In this regard, this paper presents three distributed optimization methods, Consensus, Diffusion and Exact Diffusion, applied for the solution of the optimal dispatch of an islanded microgrid. The methods are enhanced in order to ensure better performance and balance among generation, demand, and energy storage. The optimization approaches have demonstrated suitable results with emphasis to the performance of the Diffusion and Exact Diffusion methods, which have been little explored in the literature so far and have presented a considerable efficiency gain to microgrids optimal dispatch purposes.

ABSTRACT. The dual unified power quality conditioner (iUPQC) is an active filter that has been studied to be applied as utility interface in microgrid applications. It regulates the voltage of the microgrid side and controls the power flow between the grid and microgrid side. Besides that, ancillary functions to grid side has been proposed to extend its power quality compensation. This paper presents a detailed analytical and numerical analysis of the power flow of an iUPQC, which operates as an utility interface in microgrid applications with the extended function of STATCOM. It can compensate not only the disturbances at the load or microgrid side but also provides an RMS voltage regulation at the Point of Common Coupling (PCC), thus, providing reactive power to the grid. Moreover, the iUPQC power flow is evaluated considering the implementation of the power angle control (PAC), a technique used to share and equalize the power processed by each converter allowing the optimization of this conditioner. Therefore, this study can support the understanding of the power flow of the iUPQC operating as STATCOM, in order to share and optimize the available power in the iUPQC converters using PAC.

ABSTRACT. This paper analyzes the impact of the communication system latency on the stability of a centralized microgrid. For comparison purposes, wireless communication technologies LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), Zigbee and LTE (Long Term Evolution) have been analyzed. The microgrid considered herein is a low-voltage microgrid composed of photovoltaic generation systems and energy storage systems (i.e., DER – Distributed Energy Resources) and dispersed loads. The microgrid control is centralized to steer power through the microgrid point of common coupling and it is based on the power-based control. The results have showed that the latency of the communication system and the step processing of the central controller significantly interfere with the positions of the poles within the unit circle of the Z-plane, which may interfere with the stability of the operation of the centralized microgrid.

ABSTRACT. This work proposes different design methodologies for resonant controllers applied to static power converters focusing on an uninterrupted power supply. Three methods of resonant control are analyzed, the first is considering the internal model, the second is through state feedback and the third is applying the DQ transform. The performance of each controller is tested considering load variation, certifying the robustness against parametric uncertainties. All methods presented satisfactory results, and the internal model resonant controller obtained the best error tracking.

ABSTRACT. The expansion of distributed generation in the context of microgrids has allowed the emergence of increasingly larger and more complex structures, with different amounts of converters and control techniques, different operating modes, presence of local loads, among others. In this context, the development of models to analyze the stability of microgrids provides an important tool for greater assurance of a safe and efficient operation. Thus, the objective of this paper is to propose a modular small-signal model, capable to represent different configurations of microgrids, for system stability analysis. As a case study is presented a microgrid with two converters, using two different control techniques: droop and synchronverter, with local loads and operating in connected mode. The paper validates the developed small-signal model, through the comparison with the behavior of a dynamic model simulated in MATLAB/Simulink, and presents stability analysis in relation to the controllers gains.

ABSTRACT. This work proposes a hybrid wind power generation system connected to the power grid through a back-to-back converter. The Grid Side Converter (GSC), connected to the eletric grid via an L flter, mitigates harmonic currents and corrects the power factor of a nonlinear load connected to the Point of Common Coupling (PCC). The Machine Side Converter (MSC) implements the Rotor Field Oriented Control (RFOC) in dq Synchronous Reference Frames (SRF). This technique enables independent and decoupled control of the torque and magnetization of the Squirel Cage Induction Generator (SCIG). The torque reference is obtained through the Maximum Power Point Tracking - Optimal Torque (MPPT-OT), this method tracks the maximum power point based on the calculation of the optimal electromagnetic torque obtained from the measurement of the mechanical speed of the generator.

ABSTRACT. The evolution of power electronics has added several advantages to the production of electricity. This production, although still very concentrated, has been expanding over the years. Technical regulations support the installation of mini and micro generating grids, adding advantages to consumers due to the proximity to the load. In the case of university campuses, investment in energy self-sufficiency allows for investment in research, diversification of production and cost reduction with this input. In view of this scenario, an Institutional Research and Development project was developed at the Federal University of Minas Gerais, Pampulha campus in Belo Horizonte (MG). This article proposes an evaluation of the project, considering the means of production of electric energy and the environmental structure, demonstrating the feasibility and advantages for the effective reduction of costs with electric energy.

ABSTRACT. Com o avanço da Indústria 4.0, torna-se fundamental garantir a segurança contra ataques cibernéticos mesmo nos níveis de dispositivos de campo da planta. Neste trabalho, considera-se ataques cibernéticos em redes de automação em que o atacante espiona os canais de comunicação com o objetivo de conseguir informações sobre o comportamento do sistema. Assim, é proposto um sistema de criptografia na camada de aplicação de redes que encripta eventos sem alterar o tamanho ou a estrutura dos dados transmitidos. Esse esquema é chamado de criptografia baseada em eventos, em que um evento é definido como uma mudança no vetor binário transmitido na rede. Para tanto, é usada uma cifra denominada ChaCha20, que tem como característica principal a alta resistência à criptoanálise.

ABSTRACT. In this paper we propose a strategy to detect covert attacks on cyber-physical systems by extending the original plant with an auxiliary system. This auxiliary system is designed as a Markovian jump system (MJS). A detection system composed by a Kalman filter is presented. The efficacy of the proposed method is illustrated by a simulation example.

ABSTRACT. Este artigo propõe um framework para aplicação de model checking em projetos de controle industrial baseados na linguagem GRAFCET. Buscou-se nesta pesquisa o desenvolvimento de um passo a passo para auxiliar a criação de um gêmeo digital com aspecto ciber-físico de um sistema composto por programa de controle e planta a ser controlada. Para isto, propõe-se, através de inspeção manual, a criação de templates de módulos mais comuns que compõem o ambiente interno e externo ao controle. Utilizou-se a criação de modelos em máquinas de estados para os ambientes e para o controle em si. A aplicação do model checking é feita através da ferramenta NuSMV que tem uma linguagem própria baseada em evolução de estados com verificação de propriedades em lógica temporal CTL. Para fins de ilustração é apresentado um running example de uma válvula com todos os componentes encontrados em projetos reais mais recentes na indústria de petróleo e gás. Obteve-se como resultado um modelo capaz de experimentar caminhos de execução e analisá-los pela verificação de propriedades de segurança e de funcionamento do sistema. Adicionalmente executou-se com sucesso uma validação do programa de controle projetado inicialmente, podendo servir, numa aplicação real, como complemento de um teste de aceitação de fábrica antes de sua implementação em um CLP embarcado.

ABSTRACT. Industrial Control Systems (ICS) are responsible for controlling critical infrastructures that often are targets of cyber attacks motivated by political, military, or financial interests. Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems are among the main components of ICS, are highly interconnected systems, and employ solutions common to conventional computer systems. Malware is among the top cyber threats to these systems. However, testing the cyber resilience of a real ICS requires testbeds and simulations to verify the harmful behavior of these threats without putting the original system at risk. This paper presents the results of an experiment that analyzed the impact of attacks with real malware on a SCADA system connected to a real-time simulated electrical system model in a hardware-in-the-loop testbed. The results show that even generic malware can impact the Modbus/TCP communication, causing interruptions and delays that can harm the SCADA system operation. This effect may affect the electrical system controls and protection actions, which require low latency reactions.

ABSTRACT. This work presents a methodology for implementing the Local Modular Control Structure in Function Blocks of the IEC 61499 standard, in which the OPC-UA protocol is used in the communication between the plant and the controller. The presentation of the methodology is based on a case study, developed on a virtual plant of the FACTORY I/O, and the control of this plant is done through the FORTE execution environment, of the Eclipse 4diac platform.

ABSTRACT. Uma proposta para aplicações de computação em nuvem em plantas industriais é apresentada neste artigo. Os CLPs são os elementos centrais em sistemas de automação industrial, com funções especializadas de controle. Algoritmos que envolvam operações matemáticas mais complexas são de difícil implementação. Entretanto, seus recursos de comunicação permitem disponibilizar dados a sistemas em nuvem com uma enorme variedade de ferramentas para o desenvolvimento de sistemas de monitoramento baseados em aprendizado de máquina. Neste trabalho, recursos nativos do CLP foram configurados para enviar dados para a nuvem e receber os diagnósticos desejados. O ambiente da nuvem foi desenvolvido para o treinamento de modelos e o monitoramento de uma planta industrial, aproveitando as bibliotecas existentes. Resultou disso um ambiente em nuvem com elevado poder computacional que fornece importantes diagnósticos a um sistema SCADA de uma planta industrial. Uma tela de um navegador qualquer na estação de operação local permite a parametrização dos algoritmos programados na nuvem. Na aplicação desenvolvida, algoritmos para detecção de falhas na planta controlada foram implementados na nuvem, utilizando dados de operação para treinamento de modelos e o monitoramento. Os resultados podem ser visualizados tanto na interface gráfica do sistema SCADA quanto em um navegador acessando o sistema em nuvem. O ambiente proposto pode ser facilmente estendido a processos industriais em geral.

ABSTRACT. Este artigo propõe um esquema de acionamento dinâmico baseado em eventos para o controle por busca extremal escalar. Integrando critérios de estabilidade segundo Lyapunov e a teoria das médias para sistemas descontínuos, desenvolve-se um procedimento sistemático de análise de estabilidade. O sistema em malha fechada resultante reúne a vantagem de integrar ambas abordagens, sendo eles o acionamento dinâmico baseado em eventos e a busca extremal. O comportamento Zeno é impedido e a estabilidade local exponencial do sistema de malha fechada é garantida. Por fim, um exemplo de simulação é apresentado ilustrando os benefícios dessa nova estratégia de controle.

ABSTRACT. Este artigo propõe uma estratégia de busca pelo equilíbrio de Nash baseada no não-conhecimento do modelo que garanta localmente a convergência estável em um jogo quadrático não-cooperativo (duopólio) com ações de jogadores sujeitas a dinâmicas governadas por EDPs heterogêneas. Neste cenário de duopólio onde diferentes jogadores usam diferentes tipos de EDPs, um jogador compensa um atraso (EDP de transporte) e o outro a EDP do calor (difusão), com cada jogador tendo acesso apenas ao seu próprio valor de payoff. A fim de se compensar processos distintos modelados por EDPs nas atuações dos jogares, emprega-se o controle de fronteira com estimativas baseadas em média. Aplica-se uma análise de pequeno ganho para o sistema {\it Input-to-State Stable} (ISS) resultante do acoplamento de EDPs, bem como a teoria da média em dimensões infinitas, devido ao estado da EDP de calor e do atraso, para se obter resultados de convergência locais para uma pequena vizinhança do equilíbrio de Nash. Quantifica-se o tamanho desse conjunto residual e ilustra-se os resultados teóricos numericamente.

ABSTRACT. This paper approaches the problem of Luenberger-like observer design for a class of LTI discrete-time descriptor systems. We present and prove sufficient conditions for the observer design with a guaranteed decay rate where the admissible descriptor systems. In addition, assuming some standard controllability properties, a separation principle is demonstrated considering an observer-based output feedback control law. The observer design is also extended to cope with model disturbances in an H2 sense. The effectiveness of the proposed methodology is illustrated by numerical examples.

ABSTRACT. The formation control of teams of agents constitutes an important class of multiagent control systems. We combine control, graph and game theories to address a particular formation control problem -- the formation tracking problem -- in the context of the multiobjective noncooperative game theory. The solution concept proposed for the problem is the Pareto-Nash equilibrium, which is at the same time a Nash equilibrium (stable, self-inforcing) and, with respect to the Nash equilibrium, Pareto-optimal for each agent in the formation. A numerical example illustrates the main characteristics and contributions brought by the approach and solution concept proposed.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta uma condição de projeto baseado em emulação para sistemas de controle com acionamento por eventos sujeitos a ataques de negação de serviço~(DoS). Considerando um modelo determinístico que restringe a duração de ataques DoS somente em um sentido médio, a condição proposta garante a estabilidade exponencial do sistema em malha fechada e fornece um percentual máximo de tempo que a informação pode ser perdida sem resultar em instabilidade. Um problema convexo de otimização multiobjetivo é proposto para estabelecer a relação entre a redução do número de tentativas de transmissões e a tolerância aos ataques DoS. A relação de compromisso entre esses dois objetivos é ilustrada por meio de simulações numéricas, assim como a efetividade do esquema de acionamento proposto em reduzir o uso dos recursos da rede, mesmo com a ocorrência de ataques DoS.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta uma nova abordagem de controle em rede com acionamento por eventos para sistemas lineares com parâmetros variantes e sujeitos a ataques cibernéticos estocásticos assim como retardos no tempo induzidos pela rede. O sistema de controle em rede proposto é composto por um controlador com ganhos escalonados e um mecanismo estático e periódico de acionamento por evento. Para projetá-los, novas condições de codesign baseadas em desigualdades matriciais lineares são fornecidas para garantir a estabilidade assintótica em média quadrática e robusta à ocorrência de ataques deceptivos estocásticos. Simulações numéricas indicam que as novas condições apresentadas neste trabalho são menos conservadoras que outras encontradas na literatura e, ainda, são capazes de garantir a estabilidade para uma maior probabilidade de ocorrência de ataque.

ABSTRACT. Smart lamps have dimmable LEDs, in which it is possible to regulate their luminous intensity and, furthermore, as they have two high power LEDs (one warm white and one cold white), it is possible to control their Correlated Color Temperature. This work proposes an automatic activation of smart lamps as it gets dark, the automatic dimming until the lights are completely turned off at the end of the day, and the conscious use of the Correlated Color Temperature through an automation that suggests reducing the frequency of visible light with high-energy before sleep, in order to improve human welfare. The behavior of the automatic lighting system is presented in experimental tests for different situations in the environment.

ABSTRACT. O controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID) é uma das formas de controle mais empregadas na indústria e há diversas variações de sua arquitetura. O PID 2-DOF é uma delas e visa melhorar a rejeição das perturbações das ações de controle de forma mais rápida. Este trabalho apresenta a identificação através do método matemático de mínimos quadrados não recursivos (MQ) de uma junta rotacional de um manipulador cilíndrico e a aplicação dos controladores PID e PID 2-DOF. É realizada a identificação do modelo de 1° ordem da junta do manipulador para ser aplicado os métodos de sintonia Ziegler/Nichols (ZN), Chien-Hrones-Reswick (CHR), Internal Model Control (IMC) e Método Skogestad IMC (SIMC) nos controladores propostos. Para comparar os resultados das simulações são utilizados os seguintes critérios de desempenho: tempo de subida (rise time - tr), tempo de acomodação (settling time - ts) e sobressinal (overshoot). Ao final, conclui-se que os métodos de sintonia CHR e IMC obtiveram melhores resultados e o controlador PID 2-DOF obteve melhor resultado após sintonia fina.

ABSTRACT. The present work deals with algorithms for lateral position control and steering of land vehicles. The lateral position control is based on the Lookahead algorithm, and two methods for steering control are analyzed: classical and LQT. The Lookahead algorithm and the two designed controllers are evaluated in simulations for straight and circular paths. It appears that both architectures achieve satisfactory results, although they have significant design differences.

ABSTRACT. Complex control applications, such as robotics and aerospace engineering, often require nonlinear control strategies. In the backstepping, feedback linearization, and sliding mode control, online trajectory generation is a major requirement in improving the controller performance, leading to high precision tracking. Its purpose is to generate continuous and bounded trajectories that are derivatives of a rough input reference signal, such as steps and pulses. In this context, this paper proposes the use of a non-parametric filter based on the real-time Singular Spectrum Analysis (SSA) method for online trajectory generation. The SSA is highly adaptive to the behavior of signals, including non-stationary ones, through its spectral decomposition. Additionally, is more complex than a simple Finite Impulse Response (FIR) filter, commonly used for generating trajectories. It can identify and extract components, smooth, and denoise a signal. Some experimental results show that SSA can be used as trajectory filter, by successfully generating bounded derivatives from discontinuous input signals. Moreover, empirical adjustment of the fixed filter parameters resulted in similar responses as those obtained for a parametric trajectory filter. These findings provide a potential mechanism for further researches regarding complex and non-stationary signals.

ABSTRACT. This paper presents the modeling and control of a spherical inverted pendulum actuated by reaction wheels. As it is an under-actuated, non-linear, and unstable system, this device becomes a good candidate to analyze the particularities of the applied technique. The proposed approach utilizes the Discrete Linear Quadratic Regulator (DLQR) to stabilize the ideal system -when the center of mass is aligned with the pivot point and the pendulum's rod-. Then an online optimization solution utilizing the gradient descent is proposed for the non-ideal case, allowing the system to find the optimal equilibrium point, minimizing the control effort necessary to balance the pendulum. Finally, the performance of the solution is evaluated in a simulated environment.

ABSTRACT. As microrredes de missão crítica se apresentam como uma oportunidade para agregar resiliência e confiabilidade aos processos críticos, que se caracterizam por rigorosas exigências de continuidade de energia, alcançando uma conotação estratégica para diferentes setores civis e militares. Nesse contexto, este artigo apresenta uma revisão dos conceitos, classificações, modos de operação e gerenciamento de uma microrrede com ênfase em microrredes críticas. O trabalho também contempla casos voltados para essa aplicação, incluindo o escopo conceitual do circuito e estratégias de gerenciamento de uma microrrede em fase de implementação em um centro de lançamento aeroespacial brasileiro. Com base nessa experiência e no que já vem sendo reportado sobre outras microrredes já implantadas, se abordam os principais desafios e particularidades envolvidos na instalação e operação de microrredes, especialmente aqueles relacionados com os aspectos de seletividade, coordenação e resiliência do sistema de proteção elétrica da microrrede, observando também critérios de otimalidade econômica e energética.

ABSTRACT. Power plants operating in a combined cycle have higher thermal efficiency (up to 80% INEE, 2022) and greater generating power when compared to traditional single cycles, such as gas or steam turbines operating alone. Gas turbines have unique characteristics in the steel making process, being able to operate with gases of low calorific value from steel plants, such as blast furnace gases (BFG), and with conventional fuels, such as natural gas, and even with a mixture of these gases enriched with the steel plant gas (BOF). This study aims to dynamically model and simulate the behavior of gas turbines and propose solutions for the optimization of the distribution of fuel gases in gas turbines operating in a combined gas/steam cycle, finding the ideal solution in terms of cost reduction and maximization of net income. The plant has a combined cycle block formed by two gas turbines of 90 MW each and a steam turbine of 320 MW, totaling 500 MW. The model was simulated with the GT operating in parallel with the power grid and the combined cycle with compressor inlet guide vane (IGV) control. The model was developed in MatLab's Simulink®.

ABSTRACT. Neste trabalho é proposto aprimorar utilizando a internet das coisas, um sistema de monitoramento baseado em um gêmeo digital de um transformador de baixa potência. Para isso, desenvolvimento de um novo sistema de aquisição e envio de dados para comunicação com um banco de dados online, além de adicionar as condições ambiente como novas entradas nas simulações e medidas de proteção executadas remotamente. Para realização dos ensaios foi desenvolvido um módulo sensor/atuador para enviar os dados de umidade ambiente, temperatura ambiente, corrente e tensão no transformador. Todos esses dados foram digitalizados, pré-processados e encaminhados ao simulador, por meio da internet das coisas. Assim, mesmo separados fisicamente, trocam informações pela internet de dados que foram utilizados pelo módulo de simulações, na qual executa a simulação do gêmeo digital. Dessa forma, as simulações térmicas foram realizadas e, a partir da interpretação dos resultados, comandos de ação podem ser executados para proteger o equipamento de superaquecimento. A fim de validar os resultados, uma câmera termográfica foi empregada, medindo a temperatura do transformador em funcionamento. Foram escolhidos dois pontos no equipamento para análise da temperatura, um no enrolamento e um no núcleo. No melhor experimento, a diferença entre o que foi medido e o que foi calculado chegou há 6,18% no primeiro ponto, e 3,93% no segundo ponto de erro absoluto médio. O aprimoramento da técnica para estimar a temperatura do transformador com o uso da Internet das coisas, mostrou a viabilidade desta tecnologia com os ensaios de temperatura e com o tempo de execução do sistema. As medidas de proteção com o uso do relé, mostrou-se uma solução eficiente para proteger o equipamento.

ABSTRACT. A alta inserção de Geração Distribuída (GD) nas redes de distribuição pode causar sobretensão nos alimentadores, na condição de baixo carregamento e quando há maior produção de energia pelas usinas Fotovoltaicas (FV), resultando na transgressão dos limites de tensão impostos pelo agente regulador, outro efeito respectivo a qualidade de energia a ser analisado são as distorções harmônicas, geradas pelos inversores de frequência. O presente trabalho realizou um estudo de caso em uma rede de baixa tensão onde há usinas fotovoltaica do tipo auto consumo remoto, com o objetivo de verificar os níveis de qualidade da energia, no ponto de conexão. Constatou-se que em se tratando da qualidade de tensão, houveram transgressões nos períodos de maior geração. Sobre as distorções harmônicas na tensão não foi verificado violação de acordo com os índices da norma. No entanto verificou-se níveis de harmônicos de corrente.

ABSTRACT. O trabalho apresenta o desenvolvimento de um módulo didático de máquina de Comando Numérico Computadorizado (CNC) de baixo custo para auxílio nos métodos de ensino e aprendizagem na engenharia. Isto decorre da necessidade de formação de um egresso com capacidade técnica competente e socialmente responsável, vinculado as propostas de ensino estipuladas pelas novas Diretrizes Curriculares Nacionais (DCNs) a serem implementadas nos cursos de engenharia. Desenvolveu-se um maquinário de gravação CNC Laser, de baixo custo, com o intuito de se aplicar métodos e estratégias de metodologias ativas para ativação do aprendizado do conteúdo proposto na disciplina de Comando Numérico e Ferramentas do Instituto Federal de Rondônia. Para o desenvolvimento, utilizou-se de pesquisas na plataforma Google Acadêmico e metodologia de desenvolvimento de produtos mecatrônicos, o Modelo V. Os resultados da pesquisa mostram o desfecho da montagem da máquina e a possibilidade de utilização na referida disciplina como auxílio no emprego dos métodos e estratégias de metodologias ativas para uma aprendizagem centrada no aluno. Em trabalhos futuros, pretende-se realizar a montagem de uma matriz de competências e habilidades possíveis de serem aplicado na disciplina como forma de promover uma aprendizagem ativa.

ABSTRACT. The three-phase four-wire voltage source converters used are equipment for connecting alternative sources to the distribution system where the loads are mainly single-phase. The neutral unbalanced three-phase distribution system has unwanted negative and zero sequence components. Under these conditions, the synchronization between the VSC and the electrical grid that is done using the PLL (Phase Locked Loop) is changed. Traditional PLL such as SRF-PLL (Synchronous Reference Frame-PLL) is commonly used, but does not guarantee synchronism under unbalanced conditions. The DSOGI-PLL (Dual Second Order Generalized Integrator-PLL) and DTOGI-PLL (Dual Third Order Generalized Integrator-PLL) PLLs ensure accurate synchronization between the VSC and the power grid in non-ideal conditions. This article objective is to evaluate the effect of the harmonics of the present article and safety on the VSC currents using DSOGI-PLL and DTOGI-PLL.

ABSTRACT. Neste trabalho, é proposta uma nova abordagem de projeto de controladores robustos H∞ por realimentação de estado para controle de um conversor CC-CC elevador boost sujeito a restrições nos estados e no controle, na presença de incertezas paramétricas do tipo politopo. A resistência presente no indutor e no capacitor são levadas em consideração na modelagem do conversor. Os resultados das simulações numéricas demonstram a viabilidade do método proposto.

ABSTRACT. This article proposes a new method for assessing the impact of an event, such as epidemics and natural disasters, in a given set of places. The proposed method uses machine learning techniques and statistical tools to investigate effects of the event, in one or more variables, through different angles. Four distinct analyses are performed, three monovariate (descriptive analysis; Resultant Vectors Graph; and statistical comparison through paired t tests) and one multivariate analysis through Fuzzy c-means clustering algorithm. The proposed method is applied in a case study: the Fundão dam failure in Mariana -- MG. This event is investigated with respect to "Number of dengue fever cases" and "GDP" variables.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta a análise dos circuitos de leitura do Calorímetro Hadrônico do ATLAS, no LHC, para fornecer um ajuste apropriado dos dados utilizados para parametrizar os filtros de estimação de energia. Os conjuntos de dados utilizados até então não consideravam propriedades que alteravam o padrão dos sinais, por isso espera-se maior eficiência na estimação de energia, ao adequar os modelos dos dados. Especificamente propõe-se a utilização do filtro de Wiener, que já tem se apresentado como o método candidato ideal para a tarefa de estimação de energia no Calorímetro Hadrônico do ATLAS.

ABSTRACT. Esse trabalho apresenta uma proposta de uma arquitetura para sistemas de monitoramento de segurança de barragens. Inclui módulos de coleta, tratamento, armazenamento, análise e disponibilização de dados. Busca diminuir os desafios de concepção, desenvolvimento e aplicação de sistemas de monitoramento de segurança de barragens. Um sistema de monitoramento foi desenvolvido a partir desta proposta e aplicado na UHE Dona Francisca.

ABSTRACT. The prospect of the potential application of the myoelectric prosthesis for the replacement of an amputated upper limb led to its wide investigation in the last two centuries. However, its practical use still faces several challenges, highlighting the high cost of available commercial models and unsatisfactory functionality. Thus, considering these aspects, the present work proposes the development of an upper limb prosthesis, focusing on the development of the myoelectric signal measurement system. The electromyography system developed is formed by an adjustable bracelet with three measurement channels made with traditional disposable Ag/AgCl passive electrodes readapted as active dry electrodes. For performance evaluation and formation of a database, myoelectric signals were collected from 12 healthy volunteers performing daily activities using a bottle. The feasibility of using the electromyographic bracelet was verified. Measurements were highly influenced by the physical characteristics of each volunteer, especially those relating to physical fitness, amount of forearm skin or adipose tissue, and sweating. Furthermore, the electrodes also showed high sensitivity to positioning and movement artifacts at the electrode-skin interface. A database of myoelectric signals was created for future characterization and identification of patterns. The functioning of the electromyographic bracelet was demonstrated by triggering the opening/closing of a claw-type prosthesis using direct control by voltage thresholds.

ABSTRACT. In this paper, a sliding mode control using a periodic search function strategy is used to drive a robot to the origin of a stationary sound source in an industrial inspection scenario. The robotic system is composed of a mobile base with a manipulator arm mounted on top of it. A extremum-seeking controller is proposed to drive the cartesian position of the manipulator to the maximum of an unknown field that represents the source of the sound emitted by a damaged roller of a belt conveyor idler. Simulation results considering the robot ROSI are presented.

ABSTRACT. Este trabalho aborda um problema de otimização econômica diária em tempo real, sua proposta consiste em usar uma rede neural artificial (RNA) para substituir o modelo fenomenológico que representa um sistema de produção de poços de petróleo assistido por gás. Devido a indisponibilidade dos dados para fazer o treinamento da RNA, então o uso de um estimador de horizonte móvel (MHE) apresentou-se como uma solução adequada para estimar essas variáveis de difícil medição, tais quais as vazões de óleo e gás produzidas. Desta maneira, foi possível viabilizar o treinamento da RNA com arquitetura Nonlinear Autoregressive with Exogenous Input. Os resultados apontam um bom desempenho da rede neural em fazer previsão temporal, assim com, apresenta um melhor tempo computacional na solução do problema de otimização quando comparado com o modelo fenomenológico padrão. A abordagem da presente solução abre possibilidades para implementações em problemas de larga escala, tal qual a otimização da produção diária do campo de petróleo (vários poços integrados pelo reservatório e manifold.

ABSTRACT. Machine Learning techniques for fault location and diagnosis in phase shift power transformers have been proposed in the literature. However, mostly of them adopt loss functions that consider few moments of the error distribution, not adequately extracting the information stored in data available for diagnosis. Information theoretic criteria can overcome this limitation, resulting in better training and inference, and consequently, enhancing the fault analysis. This work presents an information theoretic learning approach to fault analysis in indirect symmetrical phase-shift transformers. The methodology consists of training an artificial neural network for fault detection using information theoretic cost functions. A comparative study with the traditional mean square error cost function will also be present.

ABSTRACT. A agricultura aliada a robótica e automação utiliza de métodos e ferramentas da quarta revolução industrial para realizar processos que antes fora de forma manual. Visa-se através deste, a construção de um protótipo para a irrigação. O sistema tem mobilidade através dos eixos coordenados de um robô cartesiano, XYZ, sendo capaz de localizar cada planta, verificar a necessidade de irrigação de acordo com seus dados e efetuar a ação, se ver a necessidade, de forma eficiente e eficaz.

ABSTRACT. The deployment of DGs, especially micro and mini distributed photovoltaic (PV) power system on large scale in the low-voltage distribution power system is currently a concern for utilities, in terms of Power Quality (PQ) in their grids. This paper proposes a computational tool using MATLAB/Simulink platform capable of estimating the hosting capacity in low-voltage electrical grid. In other words, the platform estimates the maximum amount of distributed generation that the electrical grid can support without deteriorating the performance of its operation and PQ criteria. To estimate the grid hosting capacity, the computational tool performs iterative simulation and analyses. It runs several simulations changing the location of DGs into the grid and increases the DGs power capacity. Furthermore, it is also quantified the improvement in term of hosting capacity considering the DGs using ancillary service, like volt-var.

ABSTRACT. Social robotics is an increasing area that has boosted the integration of robots and people in common environments. Thus, new human-robot interaction (HRI) techniques have emerged to make robots behave in acceptable and social ways. Proxemic interaction is one of these new techniques, that dictates the interaction between people and devices based on distance, which in turn defines proxemic zones. In this sense, robots must respect the proxemic zones of people around them, while navigating in the shared spaces. In this work, we propose a social aware navigation system based on proxemic that responds to voice commands to move around a crowded environment. This social navigation system is integrated into GProxemic Navigation, a system that automatically provides the robot location and decides the proxemic zones of people that robots must not transverse during their navigation, according to the environment characteristics. To demonstrate the functionality and suitability of the proposed proxemic navigation system, we implement it in an autonomous wheelchair. With this implementation, the wheelchair could be drive to make the most efficient path, respecting the social constraints of the environment.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta uma compilação dos mecanismos de falha no dielétrico de cabos de média e alta tensão e dos diversos métodos de diagnóstico encontrados na literatura e utilizados em campo, evidenciando suas vantagens e limitações. São enfatizados os métodos que utilizam as descargas parciais como forma de avaliação da condição do isolamento, sendo o principal parâmetro de análise a magnitude da carga aparente. Nesse contexto, são discutidas a eficácia e a limitação que tais métodos apresentam, além de mencionadas outras características que podem ser extraídas das medições das descargas parciais para complementar e, consequentemente, aprimorar a qualidade do resultado das técnicas de diagnósticos existentes. No tocante a essas características complementares, seu comportamento ao longo do tempo é apresentado, sugerindo-se sua inclusão para se obter metodologias de avaliação da degradação da isolação mais consubstanciadas e eficazes. Como benefícios diretos de se utilizar técnicas mais efetivas para o monitoramento da condição do cabo, pode-se citar o melhor planejamento das manutenções preditiva e preventiva, o que eleva o nível de confiabilidade do sistema e favorece a proposição de políticas de gerenciamento deste importante ativo, largamente presente tanto em indústrias quanto em empresas concessionárias de energia.

ABSTRACT. O uso de Algoritmos Genéticos como ferramenta para a solução de problemas de otimização em engenharia tem se mostrado efetivo e de fácil implementação. Este artigo apresenta a otimização para os ângulos de chaveamento de um Motor de Relutância Chaveada 8/6 de 2,2 kW baseada na aplicação de Algoritmo Genético. O objetivo principal é reduzir uma conhecida desvantagem do MRC: o ripple de torque. Inicialmente, a máquina foi modelada em ambiente Matlab/Simulink a partir de lookup tables geradas por meio de simulação em elementos finitos. Dessa forma, baseado em um sistema de cossimulação, também implementado em Matlab/Simulink, o algoritmo retornou os ângulos de comutação otimizados que minimizaram o ripple do torque para o ponto de operação testado. Os resultados confirmaram que a performance de torque é sensível aos ângulos de comutação e, dessa forma, foi possível definir comandos de chaveamento que garantiram uma melhoria no desempenho de torque de até 53% quando comparados os resultados de ângulos não otimizados e otimizados para quatro pontos de operação diferentes.

ABSTRACT. O início da primeira revolução industrial foi promovida pela introdução da máquina a vapor. A segunda revolução foi originada pela introdução da eletricidade como energia motriz. A terceira revolução é caracterizada pelo emprego efetivo da eletrônica e informática na automação fabril. Atualmente, o início da quarta revolução industrial, denominada Indústria 4.0, promove a integração dos sistemas de automação com os sistemas de informação e de gestão em busca da eficácia e eficiência da produção. A indústria 4;0 possibilita uma maior flexibilidade nas linhas de produção, otimização das estruturas organizacionais e, principalmente, atendimento à demanda da disposição de produtos e processos customizados com um tempo reduzido de disponibilização no mercado e de forma sustentável. Estas características permitem a concepção do conceito de fábrica inteligente. Neste contexto, as metodologias de planejamento estratégico de curto, médio e longo prazo estabelecidas nas últimas 3 décadas, seja de produtos ou de serviços, tem que ser revistas para que sejam adaptadas à nova realidade imposta pelo conceito de Indústria 4.0. O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma proposta de uma arquitetura baseada na norma RAMI 4.0 que integra o produto inteligente e os pilares da Indústria 4.0 para otimizar a tomada de decisão estratégica e permitir um novo modelo de planejamento estratégico considerando toda a cadeia de valor e do ciclo de vida do produto.

ABSTRACT. A ausência do membro superior (mão) causa ao paciente dificuldades para realizar tarefas simples do dia-a-dia. No entanto, próteses de mão antropomórficas podem ajudar os usuários a recuperar a manipulação de objetos e as funções de agarrar. Para próteses subatuadas, que são geralmente mais leves e têm menor custo de produção, a precisão no controle dos movimentos é um fator crucial. Neste contexto, este trabalho propõe e valida computacionalmente a estratégia de controle com vetor de comando completo para o movimento de flexão e extensão do dedo indicador de uma prótese de mão subatuada. Comparado aos controladores PI e PID convencionais, esta topologia de controle permitiu melhores respostas do sistema, produzindo erros de posição consideravelmente menores do que os controladores clássicos.

ABSTRACT. Abstract: In this article, strategies to control knee flexion and hip flexion are presented based on the excitation of the muscles responsible for such movements, in view of the widespread use of functional electrical stimulation (FES) to treatment of neurological diseases, accidents etc. The application of the stimulus does not guarantee a desired response in relation to the intended excitation, since the technique applied to the muscle characterizes a system of a non-linear nature. For this, step applications and pseudo-random binary signals were used to identify ARX (Autoregressive Model with Exogenous inputs) models. The integration between OpenSim© and MATLAB© software was also explored for the visualization of a three-dimensional model of a human leg under the chosen conditions. The answers were obtained through the application of RST controllers, designed by allocation of auxiliary poles, acting separately and simultaneously. Finally, in order to denote a region of stability of the controllers, movement for hip flexion above 40° was explored, where unstable regions were reached.

Resumo: Tendo em vista a utilização difundida de estimulação elétrica funcional, do inglês Functional Electrical Stimulation (FES), para tratamento de doenças psicomotoras, acidentes e afins, neste artigo, são avaliadas estratégias de controle de flexão de joelho e flexão de quadril a partir da excitação dos músculos responsáveis por tais movimentos. A aplicação do estímulo não garante uma resposta desejada com relação à excitação pretendida, visto que a técnica aplicada ao músculo caracteriza um sistema de natureza não-linear. Para isso, utilizaram-se aplicações degrau e sinais binários pseudo-aleatórios para identificação e modelagem ARX dos sistemas. Explorou-se, ainda, a integração entre os softwares OpenSim© e MATLAB© para a visualização do modelo tridimensional de uma perna humana sob as condições escolhidas. As respostas foram obtidas através da aplicação de controladores RST, projetados por alocação de polos auxiliares, atuando separadamente e simultaneamente. Por fim, a fim de denotar uma região de estabilidade dos controladores, explorarou-se movimento para flexão de quadril acima de 40°, onde atingiu-se regiões instáveis.

ABSTRACT. Os recentes avanços em algoritmos e sistemas embarcados abrem possibilidades para se atender a demanda por controladores avançados em processos com dinâmicas rápidas. Em geral, os controladores avançados são bastante custosos do ponto de vista computacional e acabam sendo utilizados em processos com dinâmicas mais lentas ou em computadores mais sofisticados. A implementação de controladores avançados em sistemas embarcados de baixo custo, como microcontroladores, podem contribuir para a utilização dessas técnicas em uma maior quantidade de processos. O presente trabalho consiste na proposta de implementação de um algoritmo de controle preditivo generalizado de cômputo rápido com restrições em uma plataforma microcontrolada. São avaliadas questões da geração automática de código e estratégias para a melhoria no tempo de cômputo do sinal de controle e espaço de memória requerida. O controlador implementado foi simulado e testado experimentalmente em um estudo de caso de uma planta MIMO (2 entradas, 2 saídas) com funções de transferência de primeira ordem, e um circuito elétrico análogo para a análise dos resultados. O tempo de cômputo obtido foi da ordem de 1181 us. Quanto ao consumo de memória RAM, para uma faixa significativa de ampliação nos horizontes, o mesmo se manteve abaixo de 15%.

ABSTRACT. Identificar perdas não técnicas é um dos desafios em redes de distribuição de energia elétrica. Em se tratando de redes de distribuição rural, o desafio é ainda maior pelas grandes extensões da rede e custos de inspeção local. Consumidores rurais de lavouras de arroz apresentam características particulares quanto ao consumo, devido a sazonalidade da cultura, diferentes modos e processos de irrigação, e de características climáticas. Além dos dados de consumo registrado pelas concessionárias, este artigo apresenta uma metodologia que agrega mais informações relevantes para analisar quanto um determinado consumidor, e seus vizinhos, apresentam riscos de perdas não técnicas (PNT). O método utiliza o emprego de Inteligência Artificial na identificação de PNT e considera sub-metodologias robustas, as quais avaliam: dados meteorológicos, imagens de satélite da região, mapeamento tecnológico das lavouras e o cálculo do balanço energético para a estimativa de perda não técnica por alimentador de distribuição. A metodologia foi aplicada em unidades consumidoras localizadas na fronteira oeste do Rio Grande do Sul, as quais utilizam o sistema de irrigação por inundação para o plantio do arroz e, consequentemente, apresentam um consumo mensal elevado que, na ocorrência de PNT, impactam significativamente a concessionária de energia. Os resultados foram obtidos e validados com informações reais de safras de arroz entre 2018 e 2021.

ABSTRACT. Na rotina de trabalho, os acidentes acarretam diversos prejuízos, tanto para o contratante quanto para o contratado, enquanto lucro e os materiais são perdidos nas empresas, a capacidade de trabalho e, nos piores casos, a vida do trabalhador é afetada. De 2002 a 2020, foi registrada uma taxa de 6 óbitos para cada 100 mil empregos formais no Brasil. O presente trabalho resultou na avaliação de um modelo computacional usando aprendizado de máquina para prevenção de acidentes graves. Através do uso de algoritmos de janela deslizante para padronização dos dados, foram alcançados resultados satisfatórios, em que se conseguiu prever a ocorrência de acidentes graves por períodos de até sete dias. Adicionalmente, foi proposto um protótipo de um sistema web inteligente,usando microsserviços de cloud, utilizando o modelo de predição criado.

ABSTRACT. A challenge in computer vision is the aid to medical diagnosis; a standard process in these systems is the segmentation of diseases in medical images, such as computed tomography (CT) scans. Stroke stands out in several countries, being one of the leading causes of death globally. The creation of artificial intelligence systems can aid in diagnosing diseases using CT scans to segment and extract useful information. In this work, we propose a solution for the segmentation of CT images using Convolutional Neural Networks and techniques of Digital Image Processing called Geodesic Active Contour Method, aiming to improve the aid in medical diagnosis. We use Detectron2 as a neural network to perform the primary segmentation of the stroke. Then, a post-processing of the network outputs is performed using the Geodesic Active Contour method. We obtained outstanding results in segmentation with this methodology, such as accuracy reaching above 99\%. Our method aims to bring a refined solution for the segmentation of medical exam images using deep learning and computer vision techniques.

ABSTRACT. Acidentes de transito envolvendo o transporte de rochas ornamentais são em grande parte devidos ao não cumprimento da legislação. Além disso, a fiscalização é pouca o que colabora para o aumento da desobediência. Por outro lado, houve um grande avanço nos últimos anos nas técnicas de visão computacional, em destaque para a área de análise semântica de objetos. Nesse sentido, este trabalho propõe uma abordagem alternativa para a fiscalização do carregamento de caminhões transportando rochas ornamentais. A abordagem envolve um pipeline de reconstrução 3D a partir de imagens, uma rede de segmentação semântica, e um algorítimo de ajuste de cuboide. Para diminuir o tempo de processamento, é proposto um algorítimo seletor de Keyframes. O pipeline exposto mostrou possuir potencial prático, embora ainda seja necessário alterações para torná-lo mais próximo de uma operação em tempo real.

ABSTRACT. O pé diabético é uma condição causada pela diabetes mellitus (DM) e que pode causar danos irreversíveis, como amputação e outras complicações. Este artigo tem por objetivo classificar pacientes diagnosticados com DM em alto ou baixo risco de desenvolver pé diabético utilizando o método Confident Learning (CL). O CL possibilita a remoção dos dados ruidosos e, por consequência, fornece uma classificação mais confiável. A base de dados disponível possui 54 fatores de risco conhecidos de 250 pacientes diagnosticados com DM. O desenvolvimento do método proposto foi dividido em: (i) seleção de características e (ii) aplicação da técnica Confident Learning. Os resultados mostraram que há um ganho de 6% na sensibilidade, 14% na especificidade e 9% na acurácia ao remover o ruído do banco de dados do classificador de risco de desenvolvimento da úlcera do pé diabético. E ao comparar o método proposto com o método baseado em Competitive neural layer tem-se que o método proposto possui uma sensibilidade 26% e acurácia 4% superior ao Competitive neural layer, porém apresenta especificidade 13% menor.

ABSTRACT. O objetivo desta pesquisa é identificar o nível de eficiência de gestão energética das escolas públicas estaduais do estado do Ceará e utilizando como parâmetros dados de infraestrutura, características de funcionamento e consumo de energia elétrica. Para tanto, utilizou-se análise envoltória de dados com modelo de retornos variáveis orientados à inputs. Os resultados indicam que escolas com um maior nível de infraestrutura apresentam um nível de gestão energética mais elevado e que a Secretaria de Educação do Ceará pode economizar cerca de 5,1 milhões de reais fazendo com que todas as suas unidades atinjam o referencial máximo de eficiência.

ABSTRACT. The arc flash is a dangerous electrical hazard event to workers and equipment, due to the high incident energy associated with it. Yet, there are few laboratories in the world that perform experimental tests related to it, due to the complexities and high costs involved in their composition. Thereby, the Smart Grid Institute (UFSM) together with CPFL Energy developed a high-current laboratory for arc flash tests with the goal to investigate conditions of arc flash related to the national electrical context, that are not approached in the international standards, such as the guide IEEE Std 1584-2018. But, for laboratory’s validation, it is necessary that the tests produce analogue results in relation to the mathematical model of the guide IEEE Std 1584-2018, so in the future will be possible to explore situations that are not in standard’s scope. Thus, this paper presents the main details related to the construction of the arc flash laboratory, as well as demonstrates the results obtained through an initial test. From the experiment carried out, it is possible to realize that the laboratory has a structure capable of generating a safe and high-current arc flash, but there are still several matters to explore and improve in the laboratory.

ABSTRACT. O arco elétrico é um perigo elétrico com possibilidade de ocorrência, em maior ou menor grau, em sistemas energizados, convertendo-se assim em um risco elétrico. Esse fenômeno causa a liberação de uma grande quantidade de energia, sendo seus efeitos térmicos bastante expressivos. A partir da quantificação dessa energia, são escolhidas as estratégias de proteção individual aplicáveis ao trabalhador que irá intervir nesse tipo de cenário. O presente trabalho expõe a definição dessas estratégias para uma situação hipotética de intervenção em uma rede de distribuição aérea com a ocorrência de arco elétrico originado por uma falta trifásica. Essa escolha é feita a partir da estimativa de energia incidente, utilizando o método da IEEE Std 1584-2018, e do uso da norma NFPA 70E-2021 para direcionar as estratégias de proteção individual aplicáveis.

ABSTRACT. This paper evaluates the Volt-Var and Volt-Watt controls applied to a photovoltaic generator in order to raise the hosting Capacity of a distribution grid. The simulations compare the independent and joint performance of both volt-var and volt-watt controls using OpenDSS. Finally, their behavior is compared and the low voltage distribution network hosting capacity estimation tool is validated.

ABSTRACT. O presente artigo realiza o estudo eletromagnético de um protótipo de transformador, através da aplicação de simulações computacionais com o Método dos Elementos Finitos (FEM), usando o programa ANSYS Maxwell ©. O estudo visa analisar as correntes transitórias de energização em transformadores e as consequentes forças eletromagnéticas de Lorentz nos enrolamentos do equipamento. Para isso, a geometria dos enrolamentos do transformador é desenhada com divisões, permitindo mensurar as forças de Lorentz radiais e axiais em diferentes locais dos enrolamentos. Quatro casos foram simulados, cada caso refere-se a um instante de religamento no ângulo da onda de tensão. Dois casos, são recorrentes na bibliografia, como situações de corrente de Inrush máximo e mínimo. Os outros dois casos são intermediários e mostraram-se relevantes para o compreendimento da operação e projeto de transformadores.

ABSTRACT. This article analyzes the influence of the tilt angle of phase conductors in three-phase transmission lines (TLs). In this study, ground-return impedance and admittance are calculated by the Nakagawa's approach, considering soils with conductivity of 0.01 and 0.001 S/m. The modal attenuation constant and the modal propagation velocity are calculated between 100 Hz to 10 MHz, for 5 different angles (0°, 30°, 45°, 60° and 90°). The transient voltages were calculated for two disturbances (energization and lightning strike) applied to one of the phases while the receiving terminal is left open. The results show that the voltages generated in the excited phases are not significantly affected by the tilt angle. However, the induced voltages in the non excited phases show significant variation as a function of this angle.

ABSTRACT. This study seeks to assess and mitigate the installation impact of electric vehicle charging stations in distributed systems in terms of voltage level. The methodology applies the Monte Carlo simulation to obtain the possible critical cases of the system, given the installation of the recharging station, during a year of operation. A meta heuristic method, called Evolutionary Particle Swarm Optimization (EPSO), is used to schedule the electric vehicles recharges at the recharging station. The EPSO method uses as the objective function the ratio between the peak power and the mean power of the system (PAPR) in order to reduce the peak load seen by the grid. The case study was developed in a 33-bus test system. The load curves of the system are related to a distributed system from Canada and the electric vehicles recharge data used came from a UK project. The results showed that the insertion of the recharge station can lead to the appearance of critical cases in the system. However, with the use of the scheduling process it is possible to mitigate them, thus emphasizing the importance of this study.

ABSTRACT. A eletrificação veicular tem sido bastante discutida e aplicada em todo o mundo. Além da vantagem de reduzir as emissões de gases poluentes na atmosfera, a hibridização de veículos pesados pode trazer redução de custos operacionais, focando numa estratégia de redução do consumo de combustível. Este trabalho aborda o projeto do sistema de acionamento elétrico para hibridização de uma retroescavadeira. São apresentados os dimensionamentos de componentes, respeitando normas acerca do tema e, por fim, o projeto 3D inicial de uma bancada protótipo para posterior validação das estratégias de hibridização.

ABSTRACT. Ainda hoje, máquinas de corrente contínua (cc) de grande porte são muito utilizadas, porém, a operação dessas apresenta como principal gargalo coleta de corrente; suas condições ditam a vida útil, a frequência e a gravidade das falhas, assim como o número e o custo das manutenções. Este trabalho pretende investigar o desempenho da comutação em função da alteração do material da escova, da pressão de molas implementada, da corrente de operação e de outras variáveis relevantes; em todos os casos, propõe-se conduzir o estudo sob a perspectiva da formação e conservação do filme de carbono, buscando reduzir o coeficiente de atrito e, consequentemente, o desgaste das escovas e do comutador. Ao final, visando a previsão do desempenho da comutação antes de testes operacionais, apresenta-se um procedimento experimental para a medição do atrito e da temperatura no contato seco de uma máquina cc do metrô de Belo Horizonte com histórico de desgaste anormal no coletor e elevado consumo de escovas.

ABSTRACT. É apresentado o projeto e simulação de um controlador fuzzy para um compensador estático (STATCOM) multinível conectado à rede de baixa tensão, atuando na manutenção do fator de potência sempre próximo da unidade. Uma ponte monofásica com célula T em uma das pernas é utilizada como conversor CC-CA no compensador. São descritos o princípio de operação do STATCOM e detalhes do projeto do controlador, como os conjuntos fuzzy e regras criadas. Operações com cargas de diversas intensidades e naturezas foram simuladas e em todas elas o controlador apresentou bom desempenho, confirmando sua aplicabilidade junto ao STATCOM no controle de fator de potência.

ABSTRACT. Os riscos que envolvem as operações de exploração de ambientes desconhecidos tem atraído interesse para o uso de robôs móveis nessas atividades. Além disso, o uso coordenado e cooperativo de múltiplos robôs para execução dessas tarefas pode proporcionar uma maior eficiência na exploração. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de exploração com múltiplos robôs para mapeamento, utilizando um método de seleção de fronteiras baseado na troca de informação entre os robôs. Além disso, um planejador baseado no RRT* determina o caminho até o ponto de fronteira escolhido, realizando replanejamentos sempre que necessário durante o percurso, visando seguir sempre para pontos de fronteira estratégicos e evitando obstáculos que venham a surgir durante o percurso. Experimentos em simulador são apresentados comparando o uso de apenas um robô para exploração e para o caso com mais de um.

ABSTRACT. This work describes a multiplatform system for testing and validating attitude determination systems based on magnetic and inertial sensors (MARG). The platform concept involves a simulation system and an electronic system. The first simulates body dynamics, MARG sensors data, and tests attitude determination algorithms. The electronic system, in turn, is modular and allows Software- and Hardware-in-the-loop simulations together with the simulation model. Thus, it allows algorithm testing with real sensor data and the analysis of these sensors. The work presents the ideal concept of the multiplatform and the implementation of a prototype built with development boards. Results demonstrates the sensor calibration and attitude determination using two sets of MARG sensor data available at the prototype.

ABSTRACT. The transport of object by groups of robots can be advantageous when an object is too large or too heavy to be effectively handled by a single robot alone. It requires the coordination and synchronization of pushing forces to be exercised by the robots. In this paper, we propose a new algorithm called Cooperative Transport of Object (CTO). The algorithm has four stages. The first one implements the search for object. The second stage of the algorithm start when a robot finds the object. It then recruits the other robots. During the third stage each robot first computes then goes to the position it must be located at to execute the pushing actions. When the positioning of all robots around the circular object is completed, the fourth stage commences. Therein, the robots start alternating between pushing and positioning actions to maintain the object within the expected transport trajectory. This is performed until the object is homed. The algorithm is implemented in GRITSBot swarm robots, using Robotarium. The algorithm is effective and the corresponding performance is promising.

ABSTRACT. An intelligent PID (iPID) model-free controller is applied for longitudinal control of a simulated vehicle, acting as a substitute for the driver. An efficient discrete implementation for an intelligent proportional (iP) controller is presented and discussed, especially its ability to attenuate noise. The robustness of the controller used is verified by means of a statistical analysis, focusing on vehicle braking for safety reasons. Comparisons with an equivalent Proportional Integral (PI) controller are performed to verify the advantages and disadvantages of the iP controller.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta o projeto e a análise da busca extremal para mapas estáticos do problema de Stefan de fase única, no qual a dinâmica de atuação é governada por um sistema de equação diferencial parcial (EDP) de difusão definida em um domínio variante no tempo descrito por uma equação diferencial ordinária (EDO). Essa classe de EDPs para busca extremal ainda não foi estudada. Nós compensamos a dinâmica de atuação baseado na média por um controlador através de uma transformação backstepping para fronteira móvel, que é utilizado para transformar o acoplamento EDP-EDO original em um sistema alvo no qual a estabilidade exponencial é provada. A convergência exponencial local para uma pequena vizinhança do ponto ótimo é provada utilizando a metodologia de backstepping, função de Lyapunov e o método da média em dimensões infinitas.

ABSTRACT. Generalized predictive control (GPC) has become one of the most studied and popular control approaches. The GPC control law requires the estimation of the Hessian matrix, which requires a matrix inversion procedure. However, depending on the plant model and the GPC parameters, the aforementioned procedure may be ill-conditioned: a slight variation in the parameters may generate a more significant variation in the Hessian matrix value. In that case, the noise or quantization effect reduces the GPC robustness. The process of solving ill-conditioned problems is called regularization. This paper proposes the Singular Value Decomposition (SVD) application to regularize the matrix inversion procedure used to get the Hessian matrix. SVD decomposes a matrix based on the concept of singular values. Only the most significant singular values are used in the SVD regularization technique to calculate a matrix inverse, as the smallest singular values produce ill-conditioned problems. A methodology to define the singular values used in matrix inversion is explained in this work. The proposed approach was used in a GPC-based resonant controller, using 16 bits fixed-point numbers. Simulation tests using show that the proposed approach allows getting an accurate and robust GPC response for the tracking of sinusoidal references. Experimental results will be added to the final version of the paper.