ABSTRACT. Blood glucose control poses a significant challenge for individuals living with Type 1 Diabetes Mellitus (T1DM). Maintaining blood glucose levels within the normal range is a complex task that requires lifelong commitment and management. Fortunately, advancements in technology such as continuous glucose monitoring, insulin pumps, and mobile applications have enabled the close monitoring of various indicators related to diabetes management. This has led to an increased utilization of machine learning algorithms to gain insights into blood glucose behavior. In this study, we investigate the effectiveness of two machine learning techniques, namely Multilayer Perceptron and Gradient Boosting, for predicting blood glucose levels. The evaluation is conducted using a dataset collected over a period of approximately eight weeks, involving real-life conditions and data from twelve different T1DM patients. The numerical results demonstrate the capability of both methods to provide patients with information regarding their future blood glucose levels, highlighting their potential in assisting individuals with T1DM in managing their condition.

ABSTRACT. The diagnosis of sleep disorders is mostly performed by polysomnography. In this exam, the patient needs to spend a night in the clinic connected to numerous sensors. Seeking to improve the conditions of this exam, and having an exclusive application for bruxism, this article focuses on the development of an environment for data collection, processing and identification of possible events that characterize bruxism. The system created is a form of pre-diagnosis that helps the analyst to confirm the pathology. Initially, hardware was created that employs the use of an arduino microcontroller and piezoelectric devices for measurement. For processing, a feature extraction process is performed. The diagnosis uses a multilayer perceptron neural network. Finally, using the classifier, an accuracy of 100\% was achieved in identifying some events that characterize bruxism. The results found show the initial efficiency of the proposed system, allowing new test steps aimed at the commercial development of the device.

ABSTRACT. Um dos indicadores de possíveis ocorrências de doenças cardiovasculares é a quantidade de cálcio nas artérias coronárias. Recentemente, abordagens utilizando novas tecnologias, como o aprendizado profundo, têm sido utilizadas para auxiliar na identificação desses indicadores. Este trabalho propõe um método de segmentação para calcificação das artérias coronárias que possui 3 etapas: extração da região de interesse (ROI) utilizando U-Net com batch normalization após camadas de convolução, segmentação das calcificações e remoção de falsos positivos utilizando U-Net modificada com EfficientNetB0. O método utiliza a técnica de histogram matching como pré-processamento, a fim de aumentar o contraste entre tecido e calcificação e normalizar os diferentes tipos de exames. Essa abordagem alcançou uma pontuação F1 de 96,8% e recall de 98,3% no conjunto de dados OrcaScore.

ABSTRACT. Atualmente os profissionais de saúde utilizam uma série de equipamentos que coletam informações sobre o status corporal de seus pacientes. Porém, a informação fornecida por esses dispositivos pode dar uma visão parcial do problema monitorado do paciente e impedir uma melhor intervenção. A Internet das Coisas (IoT) tem apresentado alternativas para coletar, analisar e agregar informações de múltiplos sensores, e fornecer resultados consistentes. A metodologia deste trabalho é a de agregação de valores de múltiplos sensores por normalização do tipo Min-Max para fornecer indicadores de sinais vitais aos responsáveis pelo paciente. A implementação do projeto implica em criar uma arquitetura mista de IoT para processar dados locais e remotos e fornecer informações visuais em dashboard. Os resultados observados indicam que a arquitetura mista e a combinação de dados de múltiplos sensores permitem um diagnóstico mais completo sobre os parâmetros monitorados.

ABSTRACT. This paper presents the use of high-order spectral analysis in the time domain for identifying changes in the mesencephalic neural network after an associative learning task in rats. It has been demonstrated that during auditory fear conditioning tasks, the evoked potentials in the inferior colliculus exhibit an oscillation at the same frequency as the modulating frequency of the sound stimulus used. Upon auditory fear conditioned memory consolidation, the power at this frequency increased significantly compared to the stimulus applied before the task, among other changes. The paper discusses the advantages and disadvantages of using high-order spectral analysis in the time domain compared to traditional techniques for identifying attributes related to neural plasticity, such as increases in phase synchrony and power. Additionally, it highlights that high-order spectral analysis in the time domain can provide useful information on possible nonlinearities and frequency coupling during the analysis. The article provides an overview of the mathematical fundamentals of each technique and emphasizes the potential of high-order spectral analysis in the time domain as a valuable tool for analyzing electrophysiological recordings. This information can be valuable for understanding the complex dynamics of neural networks and identifying the underlying mechanisms of neural plasticity.

ABSTRACT. Precision agriculture brought technological advances that allowed increasing food production. However, its technologies are expensive and inaccessible to small producers, causing them to lose competitiveness, have lower production yields, in addition to health risks for producers and consumers. This work presents a model for solenoid valves for application to the variable rate of spray nozzles by pulse width modulation. The estimation of physical parameters and model validation are performed through experiments. Results indicate that normally open solenoid valves exhibit better performance than normally closed valves in applications that require faster response times.

ABSTRACT. O processo de cromatografia gasosa tem sido amplamente utilizado em operações de perfuração de poços. A precisão e confiabilidade na leitura de dados cromatográficos se faz necessária para que as análise feitas estejam corretas e de acordo com a realidade do poço. Este trabalho propõe um sistema embarcado para automatizar o processo de cromatografia gasosa com o objetivo de aplicá-lo em operações mud logging. O sistema proposto foi implementado e testado em um ambiente simulado e em situação real de campo.

ABSTRACT. The accurate prediction of GOR (Gas-Oil Ratio) in oil production operations is crucial for optimizing production and ensuring the longevity of oil wells. In this study, we compare the performance of SVR and Neural Networks for predicting GOR in oil wells operating with gas lift elevation production. Our results show that neural networks outperform SVRs in terms of accuracy and speed, making them a more suitable approach for these predictions. To validate our findings, we collected and analyzed data from real-world oil wells, using both SVR and neural networks to make predictions. We found that the neural network approach was able to accurately predict GOR within a reasonable timeframe, whereas the SVR approach was slower and produced less accurate results. Our study provides valuable insights for oil well operators and engineers seeking to optimize their GOR predictions

ABSTRACT. Among the different stages involved in agricultural production processes, agricultural spraying used for phytosanitary control encompasses a significant portion of the total production cost, and its incorrect execution can increase human and biological risks. Therefore, research is necessary to ensure the proper use of agricultural pesticides, ensuring the quality of their application. Among the quality indicators provided by the droplet spectrum, the volumetric median diameter (VMD) is one of the most commonly used. However, its analysis is based on post-application tests, thus preventing action during pesticide spraying. This research aims to implement an artificial neural network (ANN) architecture in an agricultural sprayer with direct injection technology, in order to perform real-time classification of droplet sizes based on measurements of flow rate, pressure, and fluidic resistance from the instruments on the sprayer, as well as historical operational characteristics of the machinery. Therefore, training and testing are performed based on experimental results and tables from manufacturers' technical manuals of the nozzles. The obtained results allow us to characterize that the utilized methodology provides accurate estimations of droplet sizes, thereby enhancing the quality of the application.

ABSTRACT. Este artigo descreve o desenvolvimento de uma plataforma para monitoramento da qualidade da água na piscicultura a partir dos conceitos de IoT e computação em nuvem. A ferramenta coleta dados em tempo real por meio de sensores sobre os principais parâmetros físicos e químicos da água, como temperatura, pH, turbidez, e oxigênio dissolvido. Estes dados são tratados e disponibilizados na nuvem para que o piscicultor possa ter acesso. Além disso, para validar o contexto dos dados da plataforma, um modelo de aprendizado de máquina foi desenvolvido usando o Orange Data Mining com o intuito de prever o percentual de alimentação a ser dado para os peixes com base nos dados coletados. Os resultados alcançados mostraram que a plataforma fornece um meio eficiente e eficaz para os piscicultores monitorarem a qualidade da água e preverem a alimentação em suas operações de piscicultura.

ABSTRACT. The digital era has come, the use of data analytics, cloud applications and environments is growing faster than years ago in oil and gas subject. The industry own a huge quantity of data storage from Instrumentation, logging and sensors. In the other side reservoir simulation has a vital role in petroleum engineering due it application to fluids flow rates forecasting specially for exploitation strategic definition. The complexity of using sophisticated mathematical models can define a specific simulation study scenario and even with simplifications it needs the domain knowledge in different areas such as reservoir, production, engineering and geosciences. Some ideal assumptions can simplify the differential equations making not representative of the complex behavior of the underground fluid and without these assumptions the reservoir complexity increase greatly. In this paper, we use a public data from Volve field corresponding to the production years 2008 to 2018. We build an assemble model based on system identification, with a Non Linear Auto-Regressive (NARX) model and Artificial Neural Network (ANN) architecture to simulate reservoir model and forecast real time the downhole pressure for short-term decisions. The ensemble method did not provide better prediction compared to standalone short-term simulations techniques. We use the initial dynamic data to build a consistency model able to downhole pressure forecasting helping the oil production optimization with significant error decrease.

ABSTRACT. Auctions have been used as a concession method for the transmission of power lines, aiming to stimulate competitiveness and ensure lower costs for the sector. This study aims to carry out an exploratory analysis of the variables that may be related to the Allowed Annual Revenue (RAP) value proposed by bidders in the auctions and to estimate the value of this revenue. Data from auctions held between 2003 and 2021 were collected, and multiple linear regression was used as the analytical method. The results showed that the variables present in the bidding documents can explain approximately 45.5% of the variability in the bid value. Additionally, it was identified that the number of competitors per lot, the number of projects per lot, the length of transmission lines, and the project execution deadline are the most influential variables in this context.

ABSTRACT. As perdas não técnicas, em sistemas elétricos de distribuição, são caracterizadas pela parcela de energia consumida sem que tenha ocorrido faturamento, principalmente devido a furtos e fraudes. Essas perdas influenciam toda a cadeia econômica da concessionária, impactando até mesmo o montante de perda técnica observado. Assim, ações como inspeções em campo são importantes para mitigar o problema. Analisando as perdas não-técnicas em consumidores de baixa tensão, majoritariamente residenciais, relações entre aspectos socioeconômicos e resultados de perdas são observadas, devido a heterogeneidade de condições de vida da população, em países como o Brasil. Devido aos avanços em técnicas de processamento de dados e o volume atual de informações, a influência desses aspectos exógenos podem ser incluídas em modelos de estimativa de perdas, melhorando a assertividade do planejamento de inspeções, por exemplo. Dessa forma, o presente artigo busca apresentar as relações entre os resultados de perdas não técnicas e informações socioeconômicos, através de análises estatísticas e do uso de Mutual Information, para seleção de atributos em variáveis de relação não linear. O estudo será direcionado a unidades demográficas que compõem uma capital do sul do Brasil, sendo um modelo passível de aplicação para outras regiões. Os resultados apresentaram maiores relações entre perdas não técnicas e aspectos de renda e alfabetização.

ABSTRACT. No Brasil e no mundo, as agências reguladoras e as concessionárias de energia estabelecem limites máximos admissíveis para perdas no fornecimento da energia elétrica. No universo de estudo das perdas de energia, destacam-se as perdas não técnicas como importantes indicadores do uso eficiente da energia, especialmente em países subdesenvolvidos e em desenvolvimento. Atualmente, o procedimento de inspeção na medição do consumidor é a técnica mais utilizada para identificação e localização de pontos em que há perdas não técnicas. Esta abordagem, todavia, além de baixa assertividade, são bastante limitadas em termos de disponibilidade de recursos humanos, financeiros, técnicos, jurídicos e sociais. É de interesse, portanto, que sejam investigadas novas abordagens que contornem as limitações atuais e forneçam maior assertividade às inspeções. Este trabalho propõe uma abordagem baseada no cálculo de injeções líquidas de fluxos de potência e de alocação de medidores de energia elétrica (para zoneamento) a fim de identificar e localizar perdas não técnicas no sistema. Um estudo de caso no IEEE37 barras é realizado a fim de validar a abordagem proposta. Os resultados mostram que foi possível identificar e localizar fraudes por meio da alocação de medidores de energia no início de cada ramal lateral da topologia da rede de distribuição analisada. Neste estudo reduziu-se a localização de fraudes das 37 barras possíveis, para somente 6, o que permite concluir a viabilidade da abordagem proposta.

ABSTRACT. Este artigo tem como objetivo apresentar uma proposta de gestão de microrredes desbalanceadas com o uso de contratos inteligentes. A metodologia proposta busca promover a eficiente gestão de microrredes com redes monofásicas, bifásicas e trifásicas, operando em cinco estados distintos, com ou sem armazenamento de energia. Para validar os modelos propostos, serão realizadas análises computacionais com o auxílio do software Python em conjunto com o OPENDSS. Acredita-se que os resultados obtidos contribuirão para o avanço do conhecimento em gestão de microrredes desbalanceadas e para a melhoria da eficiência energética em diferentes contextos.

ABSTRACT. A energia eólica, no Brasil, vem crescendo rapidamente nos últimos anos e atingiu 21,57 GW de potência instalada e uma participação de 11,3% na nossa matriz energética. Apesar de não haver nenhuma instalação eólica offshore no Brasil, pesquisas têm mostrado um grande e inexplorado potencial energético no país. Nesse cenário, o objetivo desse estudo é calcular o custo nivelado de energia (LCOE) de um parque eólico offshore localizado no litoral do estado do Ceará, região com grande potencial para a geração de hidrogênio verde. Os parâmetros econômicos custo de capital (CAPEX), produção anual de energia (AEP) e Fator de Capacidade (CF) também foram calculados. O parque eólico proposto tem uma potência instalada de 300 MW, consistindo de 30 aerogeradores de 10 MW, e a localidade selecionada para o parque se encontra a 27 quilômetros da costa, apresentando uma batimetria de 26 metros. Os resultados apresentaram um LCOE de US$ 106,5/MWh, um CAPEX de aproximadamente 911,8 milhões de dólares, um AEP de 1136 GWh e um CF de 43%.

ABSTRACT. Este artigo apresenta uma proposta de ferramenta para auxiliar o combate às perdas não técnicas em sistemas de distribuição de energia elétrica, baseada em técnicas de Aprendizado de Máquina e dados de consumidores de uma distribuidora de energia brasileira. Uma análise exploratória dos dados foi realizada para se identificar as variáveis a serem utilizadas no treinamento nos modelos, com o objetivo de selecionar instalações a serem inspecionadas em campo. O modelo com melhor resultado teórico foi utilizado para testes em campo.

ABSTRACT. Permanent faults in Distribution Systems (DSs) cause economic problems for customers and electrical power distribution companies. To ensure that the DSs operate within certain standards of quality and continuity of power supply, companies have invested in solutions for automating the operation through the service restoration process. Distributed Generation (DG) has been used to improve the quality and reliability of service in DSs. It can be used to reduce faults impact by allowing larger loads to be reconnected to the system. This paper proposed a Multi-Objective Evolutionary Algorithm with subpopulation tables considering the existence of DG with the possibility of intentional islanding, whenever out-of-service areas can be supplied by their distributed generators. Simulations were performed on a DS presented in the literature with 70 buses to evaluate the proposed methodology.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta um modelo de despacho para sistemas integrados de geração de energia. Assume-se que o operador do sistema de energia, localizado na região norte de Minas Gerais gerencia um sistema com unidades geradoras despacháveis, uma usina hidrelétrica e três usinas térmicas, e com unidades não despacháveis, um parque eólico e um fotovoltaico. Os resultados da simulação do modelo de despacho econômico, com a utilização da técnica de pontos interiores, dão conta da importância das unidades geradoras não despacháveis, que permitem que as usinas hidrelétricas funcionem como unidades armazenadoras de energia para o sistema que garantem a diminuição de custos do sistema integrado em cenários hidrológicos não favoráveis.

ABSTRACT. The objective of this work is to use a recently developed meta-heuristic and not very widespread in the field of electrical power systems, whose name is Arithmetic Optimization Algorithm (AOA), to correct bad data in the state estimation (SE) process. Thus, a SE algorithm is proposed based on the weighted least squares method and, after its convergence, bad data detection and identification procedures are performed by statistical methods based on the maximum normalized residual. Finally, an optimization problem is formulatedwith the purpose of calculating calibration factors for the suspicious measurements, ensuring a correct estimate of the electrical quantities with low estimation errors when compared with the actual values. Simulations were performed in the IEEE 30 bus transmission system and the results show the applicability and efficiency of the Arithmetic Optimization Algorithm in solving the problem in terms of the optimality of the solution and the computational effort allowing its use for decision making in real time in control centers.

ABSTRACT. Veículos elétricos (VEs) estão sendo cada vez mais adotados para realizar entrega de mercadorias, manutenções técnicas periódicas e visitas médicas; entretanto, seu emprego é escasso em comunidades remotas que possuem instabilidade no fornecimento de recursos devido a sua limitada autonomia e necessidade constante de visitas as estações de carregamento. Este trabalho busca explorar a lacuna de comunidades remotas e propõe um método de otimização baseado na meta-heurística Busca Local Iterada para o dimensionamento de uma microrrede híbrida com energia fotovoltaica e baterias para a alimentação de uma estação de carregamento autônoma de VEs que prestam serviços nestas comunidades. O algoritmo desenvolvido aplica operações sucessivas de busca local e perturbações para encontrar uma solução que, além do dimensionamento ótimo da microrrede, define a rota ótima do VE. O método foi testado em comunidades remotas com 9 clientes, encontrando uma solução eficiente com um reduzido esforço computacional.

ABSTRACT. A operação de usinas hidrelétricas está diretamente ligada a dados provenientes de vários sistemas. Esses sistemas são classificados como Tecnologias Operacionais (TA) quando focados no controle em nível de campo, e Tecnologias da Informação (TI) quando voltados para aplicações em nível empresarial. A integração eficiente desses sistemas é um desafio para as indústrias, pois cada tipo de sistema possui perspectivas e objetivos diferentes. No entanto, essa integração é crucial para alcançar o melhor desempenho operacional possível. No mercado de geração de energia hidrelétrica, é comum a falta de aplicativos que possam integrar e analisar com sucesso os dados provenientes dos sistemas de TI e TA, transformando-os em informações úteis para a operação. Isso muitas vezes resulta em atividades manuais para coletar e analisar dados, reduzindo sua eficácia. Este artigo apresenta uma arquitetura para integração de sistemas de TI/TA, focada no mercado de geração hidrelétrica, e discute sua implementação e resultados na Usina Hidrelétrica de Jirau.

ABSTRACT. A energia elétrica produzida por fontes eólicas e solares tem aumentado a participação nas matrizes elétricas dos países. Segundo a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), no Brasil, em 2014 apenas 2,0% da matriz elétrica Brasileira é suprida por fontes primárias. Em 2021 essa participação passou para13,1%. Considerando que nos sistemas de energia elétrica existem diversos tipos de geração, este trabalho tem como objetivo apresentar uma metodologia para determinar a potência nominal ótima das unidades geradoras em um sistema de energia elétrica, durante um dia, por estas fontes, para cada condição de carga, de modo que as perdas no sistema sejam mínimas. Para resolver o problema será adotada como função objetivo a energia de perdas totais do sistema e a solução será obtida por meio da aplicação das condições de primeira ordem para encontrar a potência gerada por cada unidade considerando a condição de carregamento e potência gerada, durante todo o dia.

ABSTRACT. O aumento da integração de sistemas fotovoltaicos (SF) a redes de distribuição pode causar diversos problemas ao operador do sistema. Se a capacidade de acomodação de geradores distribuídos (CAGD) da rede for excedida, limites relacionados à Qualidade da Energia Elétrica (QEE), como inversão do fluxo de potência na subestação, subtensão e sobretensão, serão também excedidos. O controle de reativos dos inversores dos SF pode ser uma solução para este problema por permitir a maximização da CAGD do sistema. Neste artigo, é apresentada uma análise dos impactos da potência reativa dos inversores na CAGD do sistema teste de 33 barras do IEEE. São testados quatro casos: todos os inversores com fator de potência unitário; todos os inversores com fator de potência mínimo indutivo; todos os inversores com fator de potência mínimo capacitivo e inversores com fatores de potência variáveis e ajustados pelo controle Volt-Var. Os limites de fatores de potência são baseados na norma IEEE 1547-2018. A Simulação de Monte Carlo (SMC) foi adotada para levar em consideração as incertezas associadas às localizações dos SF e ao perfil de irradiância e carga da rede. A partir dos resultados, conclui-se que o uso do controle Volt-Var como uma função programada nos inversores permite a minimização dos problemas de regulação de tensão e inversão do fluxo de potência.

ABSTRACT. Este artigo tem como objetivo geral apresentar um relato de experiência de campo através da análise de dados técnicos e operacionais de uma unidade de microgeração de energia solar on-grid 6 kWp de potência instalada, homologada e em operacional desde 11/10/2022. Objetiva-se através deste relato de campo contribuir de forma específica com as boas práticas de instalação em todas as fases: do projeto, instalação, comissionamento e acompanhamento operacional. A análise técnica e as medições efetuadas em campo demostram de forma inequívoca que as decisões de projeto e cálculos (estimativas de perdas, dimensionamento do inversor e de arranjos fotovoltaicos, etc) e a correta aplicação das normas técnicas vigentes foram feitas de forma assertiva. Consequentemente, a unidade de microgeração apresenta um excelente desempenho operacional e de retorno de investimento em seu primeiro semestre de operação.

ABSTRACT. Avaliam-se neste estudo dois métodos para estimativa da energia gerada por sistemas fotovoltaicos. Foram analisados dados de geração de energia de três sistemas fotovoltaicos instalados em diferentes cidades da Paraíba, Brasil. O cálculo inicial foi realizado com base em uma equação, largamente usada por empresas que projetam e instalam esse tipo de sistema, que considera dados de potência das placas e de irradiação solar. Em seguida, os sistemas foram simulados no software OpenDSS para obter os resultados da energia gerada. Os resultados revelaram diferenças significativas entre os valores estimados pelos integradores, os resultados do OpenDSS e os dados reais de geração de energia. O OpenDSS apresentou uma maior precisão na estimativa da energia gerada, levando em consideração uma variedade de parâmetros e condições de operação.

ABSTRACT. A recente instalação de três geradores fotovoltaicos na rede elétrica interna de distribuição do Campus Central da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) pode afetar negativamente a confiança do sistema de proteção atual por ser convencionalmente parametrizado para uma rede com fluxo unidirecional de potência. Neste artigo, serão simulados os valores de corrente injetada pelo gerador fotovoltaico da Biblioteca Central Zila Mamede (BCZM) para diversos tipos de falta no lado primário e secundário da subestação da biblioteca, bem como serão expostos os valores de níveis de curto-circuito com e sem a geração distribuída.

ABSTRACT. A geração distribuída (GD) vem crescendo ano após ano, com o desenvolvimento tecnológico e barateamento dos custos de painéis solares e aerogeradores. Para acompanhar o crescimento da GD, ´e proposto o desenvolvendo um software para gerar um relatório mensal descritivo sobre o sistema de geração distribuída do Brasil, com dados fornecidos pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e desenvolvido utilizando a linguagem de programação Python. As principais análises realizadas são em relação ao número de empreendimentos de GD, a quantidade de unidades consumidoras atendidas e a potência instalada, e o usuário poderá personalizar os resultados das análises, selecionando os agentes de distribuição, estados e municípios que deseja receber relatórios.

ABSTRACT. A crescente participaçãoo da geração fotovoltaica (GFV) nas redes de distribuição brasileiras, tem trazido um conjunto de desafios operacionais, de segurança e de atendimento às normas. Nesse cenário, estudos de avaliação de máxima capacidade de hospedagem (MCH) são necessários para avaliar os impactos desses sistemas nos estados operativos das redes elétricas. Atualmente, atesta-se na literatura científica um crescente aumento do interesse por este assunto, porém, dadas as complexidades e intermitências envolvidas, o tema ainda carece de lições aprendidas e de definições de boas práticas. Esse artigo busca avaliar a MCH em redes de distribuição por meio de simulações série-temporal quase-estática, e de métodos heurísticos, de modo que as parametrizações dos controles Volt/VAr, para cada condição de hospedagem, sejam reajustadas. Um conceito de centro de geração FV (CGFV) é adotado. Um estudo de caso realístico é realizado em um sistema de 70 barras, avaliando o estado da rede em intervalos de tempo de 10-min ao longo de um dia, e em em dois cenários distintos: (i) com CGFV mais próximo da SE primária; e (ii) com CGFV mais distante. Os resultados mostram que há um crescimento mais acentuado das tensões e das perdas ôhmicas quando o centro de geração é mais próximo da SE. Ademais, observou-se que a MCH pode ser restringida mais pelo limite de carregamento dos ramos do que pelo limite de tensão, sendo essa 45% menor quando o CGFV encontra-se próximo da SE e 60% quando distante.

ABSTRACT. This paper presents a methodology for distributed generation planning in distribution systems with the aim of maximizing the hosting capacity of renewable distributed resources in the power grid. The methodology is based on the application of a genetic algorithm combined with a nonlinear programming model that maximizes the hosting capacity given a decision on distributed generation allocation. To do so, scenarios with equipment called soft open points in the network are considered, as distributed resources that impact the hosting capacity. Therefore, evaluating the influence of these resources on hosting capacity is also the objective of this article. Results are presented for the well-known in the literature 33-bus system, which demonstrate the advantages of the soft open point and the applicability of the presented planning methodology.

ABSTRACT. As perdas não técnicas ocasionadas por furtos de energia (ligações clandestinas) e fraudes no medidor de energia ocasionam vultosos prejuízos financeiros às distribuidoras de energia e diversos outros prejuízos à sociedade: redução na arrecadação de impostos, deterioração da qualidade da energia com apagões frequentes, aumento da tarifa de energia entre outros. Nesse sentido, os estudos da literatura especializada, em sua maioria, apresentam metodologias para combate às perdas com foco em técnicas para extração automática de conhecimento. Ocorre que essas técnicas não permitem a incorporação do conhecimento do especialista em perdas de maneira trivial. Assim, este estudo apresenta uma metodologia para detecção de unidades consumidoras irregulares via sistema de inferência fuzzy, onde o conhecimento do especialista em perdas é incorporado de forma intuitiva através de um conjunto de regras fuzzy. A metodologia proposta é desenvolvida no ambiente MATLAB® e apresenta valores elevados para métricas extraídas da matriz de confusão: taxa de sucesso (TS=95,2%), confiabilidade negativa (CN=78,9%) e especificidade (ESP=71,0%). Assim, a metodologia apresenta boa cobertura na identificação de unidades consumidoras irregulares e é eficaz na prevenção de visitas desnecessárias em unidades consumidoras regulares.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta a metodologia de valor locacional de capacitores em sistemas de distribuição radiais considerando o índice de alívio de perdas no sistema. Destaca-se que o grande volume de pesquisas para alocação de capacitores se dá no âmbito de otimização para minimização de perdas de energia, resultando na apresentação da barra ótima para alocação da potência reativa capacitiva. A proposta diferenciada deste artigo está em apresentar índices para todas as barras do sistema, não apenas para a barra ótima, oferecendo assim maior liberdade para tomada de decisão pelos administradores do sistema de distribuição, podendo considerar outros fatores não relacionados nas pesquisas tradicionais. A metodologia foi aplicada para o sistema IEEE 13-Barras e foram considerados 7 cenários de banco de capacitores com potências reativas distintas. Os resultados foram comparados com soluções encontradas em outro trabalho que empregou otimização para minimizar perdas no mesmo sistema IEEE e houve proximidade de resultados, com o diferencial de que neste trabalho o índice de valor locacional é apresentado para todas as barras do sistema e não somente para o nó ótimo.

ABSTRACT. The vulnerability of the distribution systems due to the faults caused by lightning, direct tree contact, and equipment failure, coupled with the increase of distributed generation, has been growing the short-circuit levels and overstress problems in the reclosers and transformers of the substations. In this context, this work presents the tests of a developed Solid-State Fault Current Limiter (SS-FCL) for installation in a medium voltage distribution substation. The developed equipment is composed of the solid-state switch cubicle (IGBTs), the maneuver and protection cubicle, and air core reactors. As it is equipment that involves software and hardware, it is necessary to extenuate all possible errors in the coordination of the equipment for safe operation. Before testing the equipment at medium voltage, it is relevant to thoroughly evaluate the characteristics of the equipment at low voltage (220 V) so that if there is a problem, it can be repaired. The following tests were carried out at the equipment manufacturer's facilities: hardware tests (Intermittent test and Open switch test) and software tests or detection tests (Load switching test, single-phase and three-phase short-circuit test with and without downstream impedance). The goals of these tests are to analyze the performance of the computational algorithm in detecting the short circuit and evaluate the supportability of the solid-state switches in terms of voltage and current. These tests validate the equipment for the medium voltage test stage, which will be the next step of this work.

ABSTRACT. Acoustic inspection of distribution networks is seen as one of the main tools for finding problems in electrical equipment at an early stage. As is often the case with predictive methods, the analysis of the detected phenomena may reveal valuable information about the integrity of the equipment. Therefore, this article aims to evaluate the phenomena detected in a distribution network, focusing mainly on the occurrence of partial discharges through ultrasonic inspection. A digital ultrasonic testing device was used to detect acoustic signals emitted from an overhead distribution system, thus allowing to acquire more experience in electrical equipment inspection, as well as in identification of partial discharges.

ABSTRACT. Este artigo apresenta um modelo computacional utilizado para análise, no domínio do tempo, da conexão de recursos energéticos que se conectam através de conversores eletrônicos de potência em redes de distribuição de energia elétrica. O modelo considera um conversor trifásico do tipo VSC (do inglês, voltage-source converter) com controles de potência e corrente em referencial síncrono. É usado um SRF-PLL (Synchronous Reference Frame Phase Locked Loop) como estrutura de sincronismo. A rede de distribuição é modelada por parâmetros concentrados a partir da capacidade de curto-circuito do ponto de conexão. Para exemplificar as possibilidades, são apresentados resultados de simulações com parâmetros de um sistema real de armazenamento por baterias que se encontra em fase de comissionamento na rede de distribuição da Cemig Distribuição. São avaliados aspectos como a elevação de tensão do ponto de conexão em condições de atendimento a cargas equilibradas e contribuições a faltas trifásicas. O modelo é implementado no ambiente de simulação OpenModelica, que é uma plataforma gratuita e flexível, e garante ao modelo estas mesmas características.

ABSTRACT. This paper presents the development of a sensor system prototype designed to monitor the oscillating frequency and pressure levels in the Acapella Choice airway clearance device. The sensor system consists of a differential pressure sensor and a linear Hall-Effect sensor, which enable the measurement of the pressure exerted during exhalation and the detection of airflow oscillations, respectively. The Fast Fourier Transform is applied to analyze the acquired data and extract relevant frequency information. Filtering techniques are implemented to mitigate aliasing and unwanted interference. The proposed sensor system provides information on frequency and pressure parameters during airway clearance therapy, facilitating the improvement of treatment outcomes. The results demonstrate the successful monitoring of oscillating frequency and pressure levels, validating the feasibility and potential utility of the developed sensor system prototype.

ABSTRACT. This work presents a numerical study, accompanied by experimental validation, on the feasibility of using the capacitance measured between internal mechanisms and the enclosure of a hermetic pressure vessel to estimate the volume of oil inside it. To accomplish this, a study is conducted on the phenomenological model that represents the relationship between the variation in capacitance measured between the core and the enclosure of these equipment and the corresponding variation in the volume of oil. Based on the phenomenological model, a simulation model was built that numerically solves the equations for the geometric model of the pressure vessel in order to estimate the equivalent capacitance corresponding to different oil volumes. Finally, an experimental apparatus was developed to assess the quality of the model. The experimental results allowed the validation of the numerical model and showed that the proposed method can be employed for oil volume estimation without the need for physical modification of the equipment. The estimation confidence interval for the oil volume was 40 mL when considering a general model for a family of pressure vessels, and 4 mL when considering a specific pressure vessel unit.

ABSTRACT. This paper proposes the development of a qualification system for polyurea grease degraded by thermal effects. The grease qualification system by color analysis was developed using a camera and a handcrafted lens. This system was integrated with image acquisition and analysis software, using an algorithm designed for this type of treatment. With the concept of the proposed system, a methodology was developed in which images were acquired over a process of controlled thermal degradation of the polyurea grease, and later the data were processed to correlate the levels of grease degradation over time. The results obtained were compared with standardized FTIR tests (infrared by Fourier transform) which confirmed the degradation. To validate the developed methodology, the concept was applied on a bench that simulates the characteristics of grease-lubricated bearings used on electric motors. Finally, this system obtained a satisfactory result, meeting the necessary requirements for identifying the thermal degradation of the polyurea grease through the analysis of color change.

ABSTRACT. Por ser robusto, confiável e ter relativo baixo custo o Moto de Indução Trifásico (MIT) é o principal meio de força motriz utilizado nas indústrias, sendo empregado em uma ampla variedade de aplicações industriais, desde esteiras de transporte até máquinas-ferramenta. Para aumentar a eficiência e consequentemente a vida útil dos motores de indução trifásicos é fundamental empregar algum nível de controle, sendo imprescindível a capacidade de medir a sua velocidade de rotação, embora, em muitos casos está ação seja impraticável devido ao elevado custo da instalação de sensores físicos na ponta do eixo do motor ou devido ao local de difícil acesso que eles se encontram. Este trabalho propõe um método simples e eficiente para estimar a velocidade de rotação dos MITs analisando o espectro do sinal da corrente de armadura. A coleta dos sinais de corrente sob diferentes condições de carga e sua posterior análise pelo método proposto, resultaram em um erro relativo percentual médio de apenas 0,041% em comparação com a velocidade medida diretamente no eixo do motor. O método proposto é uma alternativa eficiente e viável para a estimação da velocidade de rotação em MITs de forma não invasiva, que pode reduzir custos e ser empregado, inclusive, de forma online.

ABSTRACT. Os sensores capacitivos são dispositivos eletrônicos que podem ser utilizados como instrumentos de monitoramento em sistemas de armazenamento de emergia elétrica. Para tanto, esse trabalho tem como objetivo avaliar a composição do etanol anidro combustível. O sensor é composto por eletrodos coplanares com 40 dígitos e espaçamento de 10 μm e 20 μm, entre os pentes. Quando o teor de álcool na mistura AEAC/H2O é aumentado, a capacitância aumenta, o que indica uma capacidade maior de armazenamento de carga elétrica. A medida que a frequência do sensor aumenta, a capacitância diminui devido à resposta limitada das moléculas do analito em frequências mais altas.

ABSTRACT. One of the main environmental concerns lies in greenhouse gas emissions originating from vehicles, particularly carbon dioxide (CO2). The transition to cleaner vehicles and the consequent reduction of these emissions are emerging as global trends. In this context, the Internet of Things (IoT) and the OBD-II (On-Board Diagnostic) protocol play a crucial role in real-time monitoring and analysis of vehicle emissions. This study proposes a methodology that utilizes online unsupervised learning algorithms, applicable to the context of TinyML (Machine Learning on low-power devices), to estimate CO2 emissions and perform a comparative analysis between a vehicle fueled by ethanol and gasoline. The results showed that CO2 emissions from ethanol were significantly lower compared to gasoline. The study also analyzed the evolution of these emissions over time and at different speed ranges, as well as their variations along the route.

ABSTRACT. This work proposes a dual-layer control strategy for managing the pose of a quadrotor unmanned aerial vehicles in repetitive tasks. The first layer uses iterative learning control to reduce the error between the desired reference trajectory signal and the system output. This layer generates the desired flight trajectories and transmits them to the second control layer. The second control layer uses a dual-feedback proportional derivative strategy to achieve trajectory tracking accuracy. We conducted experiments using a lemniscate trajectory mission to verify the efficiency of the proposed method.

ABSTRACT. The use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), may be subject to external disturbances, such as wind gusts, aerodynamic forces, and parametric uncertainties, depending on the environment in which it flies. Therefore, the automatic control must be robust enough to perform a pre-established task. This work proposes a robust control strategy based on the dynamic model to mitigate external disturbances and parametric uncertainties. The H Infinity criterion has been used for other types of robots and will be applied to quadrotor aircraft in this work. In addition to this robust character of the adopted control criterion, this work uses Gaussian processes to complement the mathematical model of the quadrotor, estimating the uncertainties not modeled by the nominal model. We analyze the trajectory tracking of all controllers considering different levels of parametric uncertainty and external disturbances. We finish the experiment with a comparative study between all controllers, checking for performance and energy consumption.

ABSTRACT. O Sistema MobiLysa tem como proposta integrar o cão-guia robô Lysa em um ambiente inteligente para ajudar na locomoção de pessoas com deficiência visual ou subvisão em espaços internos. Este artigo apresenta o módulo de localização do robô, que utiliza a fusão sensorial de duas fontes de dados de posição e orientação: reconstrução tridimensional multicâmera por visão computacional e estimativa baseada em mapas usando o algoritmo de Monte Carlo. A fusão de dados é realizada pelo Filtro de Kalman Estendido, aumentando a precisão e acurácia das estimativas. O artigo descreve a fusão de dados e apresenta experimentos de erro de localização para validar a abordagem proposta.

ABSTRACT. Considering the difficulties in treating children with Autism Spectrum Disorder (ASD) and the high cost of assistive technology robots, this study addresses functional alternatives for the development of an affordable robot to assist in therapeutic treatment. The Otto robot assists in the verbalization, learning, and social interaction of children with neurodevelopmental disorders, through carefully designed functionalities for use in therapeutic sessions. The attractive design of Otto aptures the focused attention of children, and the integrated internal modules of the robot enable the reproduction of short phrases, gestures, and dancing, providing new solutions for the planning of therapeutic sessions and consequently facilitating rehabilitation, with improvements in communication, motor skills, and social interaction for children with ASD.

ABSTRACT. In recent years, the rapid advancement of robotics and autonomous systems has revolutionized various fields, including search and rescue operations, environmental monitoring, and industrial automation. One crucial challenge in these applications is the exploration and mapping of unknown environments using multiple robots. Multi-robot exploration holds immense potential for efficient and thorough coverage of vast and complex areas, enabling enhanced situational awareness and improved decision-making capabilities. The objective of this work was to propose a solution to the map merging of multi-robot systems when in rendezvous via inter-robot communications. The robot measurements are in the form of pose estimation of fiducial markers and refinement by Iterative Closest Point. Experiments to validate the methodology were conducted with results of successful merging of octree-based maps generated by two robots.

ABSTRACT. As buchas são uma das principais causas de falhas em transformadores de potência, e é por isso que várias técnicas de manutenção preditiva offline e online foram desenvolvidas para avaliar o estado e a condição das buchas. Este artigo demonstrará a capacidade de uma rede Autoencoder de atuar como detector de anomalias, atuando na indicação de falhas iminentes em buchas capacitivas de alta tensão, de maneira online, utilizando como entrada para o modelo parâmetros estatísticos dos vetores das correntes de fuga. Os resultados obtidos por este estudo mostram que as técnicas de detecção de anomalias são promissoras para o diagnóstico online de buchas condensivas.

ABSTRACT. Wind turbines (WT) are one of the main sources of renewable energy, being vital to meet sustainable goals and to increase the share of clean energy in the world energy matrix. However, during their operation, WTs are subject to adverse conditions, such as pollution, atmospheric discharges, among others, that can jeopardize their proper operation. This extreme operation environment, accelerates WTs aging, increasing the number of critical failures, adding to maintenance costs and diminishing wind farms' reliability. To prevent critical failures, predictive approaches to estimate the occurrence of these events are essential. However, most of the papers in literature focus on predicting critical failures based on diagnosing incipient ones. The main drawback of this method is the lack of information regarding when the critical failure will occur after the identification of an incipient fault. In this paper, a methodology to indicate the time remaining until the critical failure of WTs is developed. This method applies simple machine learning algorithms and SCADA data, being of easy implementation and low-deployment costs. It is expected that the method helps energy companies in operation and maintenance (O$\&$M) planning, optimizing theses processes.

ABSTRACT. In the digital transformation context for industry, we aim to develop a Wireless Sensor Network (WSN) leveraging Delay Tolerant Networks and Bluetooth Low Energy. This approach benefits from the use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) as mobile hubs in industrial environments. The adopted WSN protocol has proven effective, delivering satisfactory energy consumption results for terminal nodes.

ABSTRACT. Este trabalho é dedicado à análise e implementação de um controlador PID via abordagem polinomial para uma planta didática de um sistema Helicóptero com um grau de liberdade (1GDL). Assim, identificou-se o sinal de controle referente ao ponto de operação da posição angular pré-determinada da haste móvel. Então, obteve-se o modelo linear da planta em malha aberta, em que se realizou as aproximações para o modelo através do método de Padé. Através da aproximação de primeira ordem com atraso, fez-se a síntese e implementação em malha fechada do controlador PID. Por fim, foram realizadas avaliações comparativas quantitativas e qualitativas das respostas obtidas.

ABSTRACT. In the pursuit of ensuring sustainability in technological processes, safety is a key consideration. This can be split into two main areas: passive diagnosis and active prognosis. Recent research has concentrated on safety strategies and the active prediction of the remaining useful life of technical processes or components. This research can be divided further into three methods: those based on a model, those driven by data, and a combination of the two. Model-based methods are recognized for their strong theoretical underpinnings and their high interpretability. In contrast, data-driven methods can be useful when a system model is unavailable. However, they come with challenges, such as a lack of sufficient information, robustness or sensitivity issues, and the need for effective information integration. To this end, we will also feature a case study demonstrating a method to predict the remaining useful life using a combined data-model approach. The presentation aims to offer a multifaceted view of active safety in technical processes.

ABSTRACT. Maximizing oil production from gas-lifted oil wells entails solving Mixed-Integer Linear Programs (MILPs). As the parameters of the wells, such as the basic-sediment-to-water ratio and the gas-oil ratio, are updated, the problems must be solved repeatedly. Instead of relying on costly exact methods or the accuracy of approximate methods, in this paper, we train deep-learning-based heuristics that provide values for all integer variables based on the parameters of the wells, early fixing their values in the original problem, which becomes a linear program. We propose two approaches for developing such a heuristic: a supervised learning approach, which requires the optimal integer values for several instances of the original problem to train a deep learning model, and a weakly-supervised learning approach, which requires only solutions for the early-fixed linear problem with random integer values. Our results show that our early-fixing heuristics reduce the runtime in 71.11%, and that the supervised learning model can correctly guess the optimal integer values 99.78% of the time. Furthermore, the weakly-supervised learning model can provide significant values for early fixing, despite never seeing the optimal values during training.

ABSTRACT. In the advent of Industry 4.0, marked by the integration of Artificial Intelligence, the value of autonomous systems such as chatbots, capable of responding to inquiries based on PDF files, is highlighted. In the automotive sphere, these chatbots carry the potential to reshape customer support and post-sale services, bringing optimization and conservation of time and assets. This research aimed to inspect and gauge three chatbots solutions in this scenario, focusing on questions and answers arising from vehicle manuals. Three criteria were applied: accuracy of responses, expense, and user experience. The findings revealed that the choice of approach depends on the criteria adopted, with Approach 2, "Ask your PDF", being the most equitable, effectively harmonizing cost, user experience, and accuracy of responses. Therefore, it is inferred that it is feasible to provide insights about the effectiveness and applicability of these chatbots in the automotive industry, facilitating the implementation of productive generative AI strategies that satisfy the sector's demands.

ABSTRACT. This paper deals with the pricing of American options by solving an optimal stopping problem. We tested two methods for the optimal stop decision, one based on numerical approximations and the other on a neural network, and compared these methods with the binomial pricing, which is the most common method for pricing American options. In the simulations, assets from the Brazilian market were used, divided into 3 asset classes according to their volatility (low, medium and high). It was observed that the options priced with the use of neural networks present lower RMSE for assets classified with medium volatility, higher RMSE for the high volatility case and lower RMSE in the tails (deep in the money and deep out of the money regions) for the low volatility case.

ABSTRACT. To aid the crane operators this work proposes the integration of Reinforcement Learning (RL), using Deep Determinism Police Gradient (DDPG) based on the concepts used in autonomous cars, to generate collision-free paths. The proposed work uses a digital twin, which is a virtual replica of the physical system to perform agent training, the reward function used in this study allow the network to learn from its mistakes and optimize its behavior to reach the target position efficiently. Punishments and rewards are given to the agent in the form of positive or negative scores, and when the laser does not identify any object, the agent will not receive any score. The success of the network’s performance on the Gazebo simulator environment demonstrates its potential to solve complex problems in the real world. With further development and fine-tuning, this approach could have practical applications in industries such as manufacturing and logistics. Additionally, the use of virtual environments to test and validate the network’s performance can lead to significant cost savings and reduced risk compared to physical testing.

ABSTRACT. Capacitores eletrolíticos do barramento de corrente contínua (CC) são uma das principais fontes de falhas em conversores eletrônicos de potência. Métodos tradicionais de monitoração desses capacitores requerem componentes adicionais, que aumentam o custo total do projeto. O presente trabalho propõe e valida experimentalmente um método alternativo que requer apenas implementações de software e utiliza rede neural artificial (RNA) para realizar a estimação da capacitância do barramento CC em inversores de frequência trifásicos com retificador a diodos. Utilizando como dados de entrada grandezas no domínio do tempo, a RNA é treinada com dados obtidos de uma jiga de capacitores desenvolvida e avaliada com amostras de capacitores degradadas por sobretemperatura. Os experimentos foram realizados em diversas condições de operação e em todas elas o erro absoluto de predição foi menor que 2,4%, mostrando que o método proposto é capaz de monitorar o nível de degradação do banco de capacitores do barramento CC de inversores de frequência.

ABSTRACT. A predição da demanda de energia em cenários adversos, como a pandemia da COVID-19, é fundamental para assegurar o fornecimento de eletricidade e o funcionamento de serviços básicos de uma região metropolitana. Neste trabalho, é proposto um modelo de aprendizado profundo para predizer a demanda para o próximo dia, utilizando a base de dados da competição “IEEE DataPort Competition Day-Ahead Electricity Demand Forecasting: Post-COVID Paradigm”. Duas arquiteturas de redes neurais profundas são propostas, sendo uma rede convolutiva e uma recorrente. O desempenho dos modelos propostos foi comparado com os modelos desenvolvidos na competição, por meio de uma análise benchmark. O melhor resultado alcançado foi utilizando a rede recorrente, obtendo um erro médio absoluto de 2530,15 kW, superando o primeiro colocado da competição.

ABSTRACT. O controlador Proporcional-Integral-Derivativo, devido a sua simplicidade tanto no projeto, implementação e compreensão, é a técnica de controle mais utilizada em processos industriais. Porém, a mesma apresenta degradação diante de vários dos cenários cotidianos destes processos, tais como o conhecimento incerto e variações dos parâmetros, mudanças de referência, perturbações e ruídos existentes no processo. Tudo isso compromete a robustez do controlador e exige novos ajustes corriqueiramente. Para superar essas limitações, diversas propostas foram apresentadas, geralmente aumentando a complexidade do controlador. Assim, neste trabalho é proposta uma técnica de controle que une o controlador Proporcional-Integral, baseado no erro entre a saída da planta e a saída de um dado modelo de referência, a uma função não linear para garantir que a saída da planta rastreie uma dinâmica desejada. Com isso, busca-se aumentar a robustez do controlador Proporcional-Integral, mantendo a simplicidade do projeto e preservando a característica de um ajuste intuitivo dos parâmetros do controlador. O trabalho, além da proposta do controlador, apresenta resultados de análise de estabilidade para diversos cenários e simulações.

ABSTRACT. Em aplicações industriais é comum o uso de controlador do tipo Proporcional-Integral-Derivativo, embora os mesmos apresentem degradação em seu desempenho devido às não linearidades existentes em plantas reais. A ampla adesão a estes controladores se dá devido a sua simplicidade tanto no projeto, na implementação bem como em sua compreensão. Assim, neste trabalho é proposta uma técnica de controle que une o controlador Proporcional-Integral, baseado no erro entre a saída da planta e a saída de um dado modelo de referência, a uma função não linear para garantir que a saída da planta rastreie uma dinâmica desejada. Com isso, busca-se reduzir a degradação no desempenho devido a não linearidades, mantendo a simplicidade dos controladores Proporcional-Integral. Ao final do trabalho se encontra um conjunto de simulações para diversos cenários, todos considerando plantas não lineares de processos industriais.

ABSTRACT. Nonlinear polynomial systems can present complex behavior and high sensitivity with the variation of its initial condition. These issues can make it difficult to design a controller with the objective of stabilizing the system around an equilibrium point. This work aims to apply an iterative strategy known in literature to the problem closed-loop stabilization of a nonlinear polynomial system around the origin and to other equilibrium points using the notion of Equilibrium-Independent Dissipativity (EID) and Sum of Squares (SOS) decomposition concepts. The controller design is performed computationally, using the SOSTOOLS Toolbox. The results obtained for the open-loop and closed-loop system are compared in order to validate the performance of the controller designed by the proposed method. The analysis shows the effectiveness of the iterative method for polynomial systems, resulting in a great simplification in the controller design for a nonlinear system.

ABSTRACT. O sistema barra-bola consiste em uma barra e uma bola a qual pode rolar ao longo da barra de acordo com a sua inclinação, apresentando um comportamento não linear. O torque na barra decorrente do peso da bola representa um percentual significativo das componentes não lineares do sistema barra-bola. Diante disso, este artigo tem como objetivo reduzir a influência dos termos não lineares sobre o sistema por meio do projeto e simulação de um sistema barra-bola com compensação em malha direta do peso da bola. Por meio de modelos linearizados, foi projetado um sistema de controle em cascata linear sintonizado por alocação de polos via protótipo de filtro passa-baixa de Bessel, que resultou em um processo de controle simplificado e em expressões matemáticas para os parâmetros dos controladores do sistema a partir de seus parâmetros construtivos. A simulação das respostas ao degrau do sistema barra-bola não linear mostrou que o peso da bola afetou significativamente a resposta temporal do sistema, com os demais termos não lineares não tendo influência significativa. A compensação do peso da bola por meio de um sinal de tensão adicional no motor elétrico fez seu comportamento ser praticamente idêntico ao modelo linearizado. Dessa forma, é possível concluir que a compensação em malha direta do peso da bola foi suficiente para atender aos requisitos de desempenho e aumentar a confiabilidade do método de controle linear aplicado no sistema barra-bola.

ABSTRACT. This study presents a novel approach for guiding robots through cluttered and unknown environments. The approach utilizes multi-phase non-linear model predictive control (NMPC) and polynomial zonotopes (PZs) to describe collision-free areas (CFAs). Laser sensor data is processed to obtain the CFA, which is divided into convex subregions. These subregions are then transformed into PZs, which provide constraints for the optimal control problem (OCP) of the NMPC. Compared to conventional half-space representations, PZs require fewer constraints, resulting in a more efficient method for describing the same polytopes. The proposed approach employs a multi-phase method that divides the trajectory into segments and applies individual subregion convex constraints to each segment. This result is a reduction in the number of constraints per segment. Numerical experiments with a wheeled mobile robot are conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.

ABSTRACT. O controlador granular robusto -- CGR é uma topologia de controle não linear que tem como característica principal agregar robustez à técnica de Linearização por Realimentação. Apesar de demonstrar bastante eficiência no que se propõe, o uso do CGR uso está sujeito a escolha de parâmetros relacionados à aprendizagem que afetam diretamente a dinâmica do controlador. Isso pode tornar sua aplicação em sistemas reais um procedimento complexo, especialmente para sistemas multivariáveis. Neste trabalho, é proposta uma metodologia baseada no algoritmo de evolução diferencial (DE) para sintonizar os parâmetros do CGR. Além disso, no processo otimização da sintonia é utilizado um modelo de referência, fazendo com que o comportamento da malha fechada com incertezas se aproxime do comportamento desejado para o sistema nominal. A abordagem proposta é aplicada a um sistema de tanques acoplados para o controle de níveis. Os resultados alcançados sugerem que o método de sintonia via DE proporciona significativa melhora de desempenho à malha fechada.

ABSTRACT. This paper proposes a control strategy consisting of a robust controller and an Echo State Network (ESN) based control law for stabilizing a class of uncertain nonlinear discrete-time systems subject to persistent disturbances. Firstly, the robust controller is designed to ensure that the closed-loop system is Input-to-State Stable (ISS) with a guaranteed stability region regardless of the ESN control action and exogenous disturbances. Then, the ESN based controller is trained in order to mitigate the effects of disturbances on the system output. The proposed approach is applied to an Electric Submersible Pump (ESP) to mitigate the effects of exogenous disturbances.

ABSTRACT. Currently, Proportional Integral and Derivative (PID) controllers are widely used in educational and industrial settings due to their robustness and ease of implementation. However, classical tuning methods like Ziegler-Nichols or Root Locus do not guarantee optimal tuning for the PID controller and require previous skills in control systems. Bioinspired optimization strategies can be employed to obtain suboptimal solutions for specific applications, without requiring extensive knowledge of control system design. In this study, a PID controller applied to mobile robot obstacle following/avoidance was tuned using four bioinspired algorithms, namely Particle Swarm Optimization, Differential Evolution, Grasshopper Optimization Algorithm, and Moth Flame Optimization. The effectiveness of these algorithms was evaluated on a single-input single-output mobile robot platform through six different scenarios. Furthermore, statistical tests were conducted to determine the best-tuned bioinspired PID controller based on criteria such as overshoot, settling time, and steady-state error. Results showed that the MFO-PID (MFPID) was the best controller in five scenarios. Furthermore, a comparison between MFPID and classical PID was conducted to determine the best PID controller. The MFPID showed better success rates with a shorter settling time in all scenarios (100%), a lower steady-state error in four scenarios (66.67%), and less overshot in three scenarios (50%). Finally, the MFPID was the only one that stabilized in the most challenging scenarios.

ABSTRACT. Este texto discute como veículos autônomos podem ajudar no desenvolvimento de cidades inteligentes, com foco no estacionamento autônomo de carros. Três métodos de geração de caminhos são implementados para evitar obstáculos ao longo do caminho, baseados em formas geométricas, parametrização polinomial de curvas viáveis e algoritmo genético. O rastreamento é realizado usando um algoritmo de perseguição pura, e os resultados obtidos em um ambiente 3D simulado demonstram a eficácia dos algoritmos de planejamento e fornecem uma base para investigações futuras.

ABSTRACT. In the context of indoor localization there is a massive use of LiDAR-based approaches due to their real-time performance and high accuracy, and it was perceived that these methods present difficulties in symmetrical environments and environments with lack of longitudinal reference. This paper deals with the proposition of a localization problem approach for a mobile robot in indoor environments using scanning and image sensory. Considering the existence of a map of the environment containing fiducial markers, it brings the image sensor to overcome LiDAR exteroceptive perception limitations. The results obtained indicated gains of up to 19.35% in the accuracy of determining the location of the system in relation to LiDAR-based methods in scenarios with low range LiDAR.

ABSTRACT. This paper proposes the use of a behavior-based control strategy for collision-free navigation of a two-wheel differential drive mobile robot in partially unknown environments. The proposed strategy is hierarchical, and the design of the high-level control layer (behavioral space) is based on Mamdani fuzzy logic inference, while the design of the low-level control layer (joint space) is based on Lyapunov stability theory. The collision and deadlock avoidance technique is based on subgoals that are evaluated in the behavioral space and supplied as references to the joint space controller. The in silico test study was executed by using the CoppeliaSim which is a simulation framework used for the prototyping, development and verification of robot systems and algorithms that is widely used by the robotics community. Several (robot initial and final poses, walls and loose objects placement) test scenarios, and a comparative study with previous and related work were performed. The test results show the proposed strategy provided a smooth and shorter path in all cases. This improvement is basically related with the combined use of the subgoal technique and a Lyapunov based controller. In summary, the results corroborate the correctness of the methodology adopted in the design of collision-free navigation for differential drive mobile robots.

ABSTRACT. This article consists of a review of technologies applied to robots for cleaning ship hulls. A scenario of cleaning impacts is presented, as well as several methods, applied dry and underwater, presented in detail. Applying technologies to underwater robots in ship cleaning can significantly reduce downtime and increase vessel availability. In addition, with the application of robots, it is possible to minimize damage to the ship's coating, caused by the cleaning process, and optimize underwater work. On adhesion technology an overview of recent developments in magnet and electromagnetic, negative pressure adhesion and buoyant force is provided. Through the survey of technologies, this article suggests that there will be major changes in the use of robots, in particular with the application of ultrasound and laser in underwater cleaning robots that can lead to relevant advances for underwater cleaning.

ABSTRACT. Este trabalho propõe uma abordagem de controle a ser aplicada numa tarefa de entrega de pacotes por drones, a qual envolve dois veículos, um terrestre e um aéreo. O veículo terrestre seria um caminhão de entrega, e o veículo aéreo seria o drone entregador que cumpriria a etapa final da entrega, decolando do caminhão e a ele retornando, após completar a entrega. É proposto um sistema de controle baseado no paradigma líder-seguidor para controle de um sistema multirrobôs, onde um controlador de seguimento de caminho é usado para guiar o veículo terrestre, enquanto um controlador de seguimento de trajetória guia o drone entregador. Na etapa de entrega o líder é o próprio ponto de entrega (um líder estático), enquanto no retorno do drone o líder é o veículo terrestre (um líder em movimento). No caso do controlador projetado para o drone, é incluída a possibilidade de desvio de obstáculo, para dar ao drone a capacidade de desviar de edifícios, postes de energia elétrica, etc., através do contorno do obstáculo pelos lados. Um experimento em escala de laboratório é mostrado, cujos resultados validam a estratégia de controle proposta.

ABSTRACT. Unmanned aerial vehicles, or UAVs, used in collaborative missions, are commonly supervised in flight by a master guidance, navigation and control system that must verify that every flight vehicle is performing the mission as prescribed. Within this scenario, the control system may be separated from the controlled UAVs by great distances, leading to data loss, increased transport time delays and reduced control stability margins. In this work this scenario is reproduced experimentally using a single UAV quadcopter and a remote master control unit connected by a wireless network. By indoor laboratory flight measurements a considerable time delay was verified and embedded in the UAV thrust to altitude estimated model. Then, a long-range prediction horizon control solution, based on the Generalized Minimum Variance Control in the State-Space, was investigated and its results compared to a benchmark controller. The predictive controller outperformed the benchmark one with respect to reference tracking dispersion minimization and control signal chattering reduction in the task of controlling the altitude of a quadcopter over a wireless network in real flight experiments. This work also discusses further insights on predictive minimum variance control from the perspective of the so-called general Bolza optimal control problem in order to remark the differences from most common model predictive control techniques.

ABSTRACT. No processo de fabricação de módulos de televisores de uma empresa de eletroeletrônicos do Polo Industrial de Manaus, o polarizador frontal, que fica voltado para o usuário, é atualmente montado sobre a unidade de transmissão de luz usando uma máquina. Entretanto, a confirmação e verificação da fixação desses dois componentes é realizada de forma manual por meio de um dispositivo composto por um peso de 2 kg e um dispositivo auxiliar composto por ventosas para puxar o polarizador e verificar se há espaçamento entre ele e o painel LCD, respectivamente. Essa operação manual é repetida em vários pontos do painel LCD para garantir que a colagem esteja em condições adequadas. Nesse sentido, esse artigo tem o objetivo de apresentar um protótipo para automação da inspeção de presença da película da unidade de transmissão de luz e processo de fixação de filtros polarizadores para painéis de televisores. O protótipo foi dividido em dois módulos principais: Inspeção e Pressionamento. O módulo de Inspeção foi equipado com um sistema de visão computacional e iluminação externa em LED. O módulo de Pressionamento é composto por um conjunto composto por um sistema cartesiano com três eixos de movimentação e uma ferramenta para conformação do filtro polarizador. O intuito principal da automação é melhorar a qualidade do produto e reduzir erros, sem impactar a velocidade da produção.

ABSTRACT. Esse projeto tem como objetivo propor uma melhoria na fixação da folha reflexiva no chassi dos televisores LCD de 65" e 75" de uma fábrica no polo industrial de Manaus. Para tanto, criou-se uma solução envolvendo um pantógrafo e uma garra de deslizar a fim de garantir a qualidade da fixação, algo que no processo manual não podia ser garantido devido à força aplicada na folha reflexiva do lado do operador ser diferente da força aplicada do lado oposto. Dessa forma, visou-se reduzir os potenciais problemas de imagem no produto final (TV) ocasionados por defeitos manuais, além de melhorar a eficiência. Para validação do protótipo da garra, com custo e tempo menores de produção, e otimização dos componentes, desenvolveu-se e desenhou-se um pantógrafo e uma garra de deslizar utilizando o método de fabricação baseada na Manufatura Aditiva (Aditive Manufacturing – AM) por meio da modelagem 3D como ferramenta de prova de conceitos, ou seja, os testes de validação. Pode-se concluir que a manufatura aditiva vem enxugando o processo manual das operações automatizadas, o que garante maior precisão no desenvolvimento de equipamentos e diminui a intervenção do operador no ato do processo.

ABSTRACT. Atualmente tem crescido o interesse na exploração da Internet das Coisas (IoT) nas instalações prediais e na gestão de contextos, como temperatura, iluminação, etc. Entretanto, os dados gerados pelos agentes IoT são apresentados como elementos sem atração a um público menos técnico, como os supervisores prediais. Assim, este artigo propõe o desenvolvimento de uma camada de manipulação e visualização dos dados de sensores térmicos de um ambiente indoor em uma representação virtual. A metodologia aplicada nesta pesquisa é a de construção de modelos BIM (Building Information Modeling) para serem representados em um ambiente 3D de realidade virtual. Os resultados mostraram que o sistema pode auxiliar os usuários no monitoramento em tempo real das condições de conforto térmico das instalações de ambientes indoor

ABSTRACT. This paper addresses the advanced integration and use of communication networks in the automated process of PCB (Printed Circuit Board) labeling, allowing for the exchange of information and commands among system components. It discusses how the application of industrial automation technologies such as PLCs (Programmable Logic Controllers), industrial robots, industrial protocols, artificial intelligence, and computer vision can enhance the labeling process. This approach improves productivity, reduces errors, and enhances the quality of PCB labeling. The interoperability of system elements and the success in labeling the boards are emphasized. This demonstrates how advanced integration and communication networks benefit the industry.

ABSTRACT. O potencial de geração de uma usina fotovoltaica é fortemente influenciado por questões climatológicas, logo obter informações desses dados em uma região e realizar estimações futuras do potencial de geração fotovoltaica se torna fundamental para fins de planejamento da operação dos sistemas fotovoltaicos na região. Um dos maiores desafios de um sistema fotovoltaico é o monitoramento confiável das variáveis climatológica em que está submetido. Para atender a essa necessidade, são utilizadas as estações meteorológicas, equipamentos dotados de sensores de medição para registro das variáveis meteorológicas/climáticas. Tais estações foram aprimoradas ao longo dos anos, resultando em estações meteorológicas automáticas, não necessitando do deslocamento humano até o equipamento para coletar os dados. Devido muitas vezes ao difícil acesso às usinas fotovoltaicas, as estações meteorológicas automáticas são consideradas as mais recomendadas para esta aplicação. O problema típico das estações meteorológicas automáticas é o seu alto custo, que dificulta o uso destas em diversas aplicações. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo a construção de uma estação meteorológica de baixo custo, portátil e com sensores autossuficientes visando o seu uso em áreas longínquas e/ou de difícil acesso, para aplicação em usinas fotovoltaicas e em propriedades rurais. Para validação da proposta, foi utilizado dados de medição de uma estação meteorológica comercial instalada no Campus das Auroras na Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira (UNILAB). Os testes em campo e os resultados demonstraram que a estação proposta apresentou respostas satisfatórias quando comparadas com as medições da estação meteorológica comercial.

ABSTRACT. This article describes an autonomous system for an Unmanned Aerial Vehicle capable of landing on static and mobile platforms. A high-level landing control strategy called Velocity Control Field Shaping is proposed, which is responsible for the vertical control of the hexacopter. Furthermore, a PID controller is used for horizontal regulation, ensuring accurate performance during landing. To robustly estimate the position during landing, an approach based on computer vision is used that combines advanced image processing techniques with the use of binary fiducial markers. This approach makes it possible to perform safe and precise landing maneuvers, even in challenging environments. Finally, a case study is presented that validates the proposed system, demonstrating its real application in the landing of a hexacopter in an autonomous vessel at sea.

ABSTRACT. Este artigo aborda o controle distribuído com acionamento por eventos para sistemas não lineares interconectados cujos subsistemas são representados por modelos nebulosos Takagi-Sugeno com consequentes não lineares. Na abordagem proposta, mecanismos locais de acionamento por eventos (ETMs) são projetados para lidar com os efeitos do assincronismo nas variáveis de premissa. Com base na nova estrutura distribuída, que é livre do comportamento de Zenão, uma condição para o projeto por emulação é proposta. Além disso, um procedimento de otimização multi-objetivo é proposto para ampliar a estimativa do domínio de atração do sistema em malha fechada, e minimizar o número de transmissões realizadas pelos ETMs. Por fim, a abordagem proposta é validada via simulações numéricas.

ABSTRACT. This paper proposes a more accurate characterization for the global stability of positive linear systems subject to saturation in the actuators. Exploring the description of saturation by means of the ramp function, that is positive in the non-negative octant, and the copositivity of quadratic forms, sufficient conditions for the global stability are given in terms of linear matrix inequalities for continuous- and discrete-time systems. Numerical comparisons with other techniques from the literature based on section conditions are made to illustrate the effectiveness of the new proposed conditions.

ABSTRACT. This paper proposes a state-feedback stabilization strategy for discrete-time switched linear systems, where the switching rule and the feedback gains are designed simultaneously. The synthesis conditions are based on Lyapunov-Metzler (LM) inequalities and, contrarily to the LM or convex combination based strategies from the literature that use exhaustive search on the scalar parameters, relaxations on the stability conditions and an iterative procedure based on linear matrix inequalities are proposed to search for the scalar parameters and the matrices that solve the LM inequalities. Numerical experiments illustrate the better results obtained with the proposed approach when confronted with convex combination or LM based techniques (at the price of increasing the computational costs), being also competitive when compared with periodic switching approaches.

ABSTRACT. Este trabalho propõe condições suficientes baseadas em LMIs para o projeto de controle robusto de sistemas lineares incertos usando realimentação estática da saída. É proposto um controle chaveado, livre de chattering, para garantir a estabilização com restrições na taxa de decaimento. O projeto é desenvolvido considerando uma função de Lyapunov dependente de parâmetros. A eficiência do método proposto é ilustrada através de um exemplo numérico.

ABSTRACT. Este artigo apresenta a extenção da desigualdade de Lyapunov-Metzler para sistemas chaveados linear parameter-variating (LPV). A metodologia proposta é aplicada no controle de um sistema caótico de Van der Pol aproximado via síntese LPV. Simulações numéricas são realizadas na generalização apresentada com intuito de analisar o comportamento do sistema tanto em malha aberta como em malha fechada. Nas simulações realizadas, foram verificadas as respostas no tempo com parâmetros variantes para o cenário de estabilidade e estabilização em malha fechada. Do exposto, foi possível verificar que o sistema de Van der Pol obteve a estabilidade tanto em malha aberta, quanto em malha fechada para a abordagem proposta, o que credencia a viabilidade deste estudo em modelos caóticos LPV com comutação.

ABSTRACT. Neste artigo, propomos condições para análise de estabilidade e estabilização poliquadrática para sistemas nebulosos tipo-2 intervalares chaveados no tempo discreto. Os subsistemas do sistema chaveado são definidos em regiões nebulosas tipo-2 intervalares, chaveados de acordo com uma sequência de chaveamento arbitrária. Além da positividade do sistema, consideramos nas formulações dos problemas a restrição de desempenho H-infinito. Desenvolvemos as formulações para os problemas considerados utilizando uma classe de funções de Lyapunov nebulosas chaveadas. Avaliamos as condições propostas, que são necessárias e suficientes para os problemas considerados, em exemplos acadêmicos onde notamos a eficácia dessas condições.

ABSTRACT. Um dos desafios atuais é motivar os estudantes e, ao mesmo tempo, atualizar metodologias de ensino de forma a tirar proveito dos recursos disponíveis nas ferramentas computacionais. Neste artigo são apresentadas metodologias de ensino de controle baseadas no uso de documentos interativos, que reúnem conteúdos, código, resultados da execução de códigos, elementos gráficos, links para conteúdos externos ao documento. São apresentadas propostas que motivam e desafiam o aprendizado, explorando ao máximo os recursos já existentes em tais ambientes que tornam obsoletos alguns métodos tradicionais. Discutem-se propostas para apoio ao ensino presencial de teoria e práticas de controle, bem como a proposta de atividades de estudo e avaliação individual usando tais ambientes. Resultam da execução de tais atividades documentos que podem ser utilizados para estudo, geração de relatórios, ou servir de texto base para escrita de artigos científicos. Uma pesquisa feita com os alunos confirma que tais propostas podem contribuir muito para o ensino de controle.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta um modelo virtual equivalente de um Sistema Flexível de Manufatura – SFM, através de um simulador 3D dinâmico em conjunto com um software de programação para Controlador Lógico Programável - CLP. Uma abordagem que surge como instrumento de apoio no ensino de automação industrial, permitindo que estudantes realizem testes nos diversos elementos presentes na indústria, bem como na programação do CLP, configuração da tecnologia de comunicação e aplicação de teorias associadas à automação industrial estudadas em sala de aula, como a Teoria de Controle Supervisório - TCS. Para validação do modelo, é utilizada a TCS Modular Local para sintetizar os supervisores que controlam a planta, implementados através de uma arquitetura em três níveis, descrita pela linguagem Ladder Diagram (LD) em CLP virtual. Como resultado, um vídeo com uma simulação do modelo virtual é apresentado.

ABSTRACT. O mercado de trabalho tem buscado por profissionais qualificados, com isso surge nas instituições de ensino o desafio de preparar e qualificar tecnicamente seus estudantes. Os laboratórios equipados com bancadas didáticas e softwares de simulação são bons meios de preparar e qualificar estes estudantes. Desse modo, este trabalho visa detalhar a confecção de uma plataforma didática de baixo custo para o desenvolvimento de práticas interdisciplinares. A plataforma é constituída de ambiente físico e virtual, possibilitando ao estudante práticas em diversas áreas da engenharia como: eletrônica básica, sistemas supervisórios, eletrônica digital, programação e etc.

ABSTRACT. O presente artigo referente a pesquisa de iniciação científica apresenta a construção de uma interface de comunicação e controle de recarga de veículos elétricos residenciais visando a coordenação justa de conexão e desconexão para minimizar os problemas de tensão da rede elétrica. A metodologia proposta num conjunto tecnologias conectadas. Inicialmente, há uma aplicação em Android para envio das informações sobre os interesses de recarga do usuário e recepção dos dados em tempo real. Esta ação utiliza o \textit{broker} \textit{Message Queuing Telemetry Transport} (MQTT) como interface para comunicação com a ESP32. Este tem por objetivo realizar os acionamentos e desconexões necessárias no ponto de recarga residencial. A metodologia proposta é avaliada sob 12 testes distintos e os resultados são significativos.

ABSTRACT. A sobrecarga de atividades acadêmicas e seus efeitos deletérios tem comprometido o desempenho acadêmico dos discentes resultando em evasão no ensino superior, o que gera prejuízos sociais e econômicos. Este trabalho apresenta uma proposta para um novo sistema de avaliação de aprendizagem no ensino superior, no qual o discente passa a ter um papel mais central em seu processo formativo. Por meio desta proposta, é possível obter uma redução da sobrecarga de atividades acadêmicas e uma inovação de como e quando essas avaliações serão realizadas. Uma discussão sobre os possíveis impactos gerados pela proposta são discutidos ao final do texto.

ABSTRACT. This teaching testimony will share some experiences developing and designing an engineering control problem to assist our learning outcomes in the Mechatronics and Automatic Control curricula. The primary motivation is to bring a contextualized problem suitable to generate a learning environment where students can link the importance of abstracting a problem, solving it, and concretizing the real-world implications of their solutions. Its context is oriented to the automatic supply of propofol in children. Via simulation, the dynamics of different patients and their response to propofol infusion are analyzed to induce a state of unconsciousness. The general objective is to tune a minimum set of controllers to deal with inter-patient variability and build a regression model to identify control parameters for a new child. Preliminary results with a pilot group showed the viability of using this benchmark for control engineering and machine learning education.

ABSTRACT. Small-scale, didactic process plants are important tools for the training and teaching of disciplines such as control theory, system identification, and fluid dynamics. One example, on which we focus the present work, is a flow and level control plant equipped with two independent proportional-integral-derivative (PID) controllers. This work aimed to boost the usability of that plant by making it accessible via an IP network. Additionally, the upgraded system ought to serve as a tool for the study of networked control systems (NCS) and related topics. The core task was the development of a control and communication module (CCM) for the plant. The CCM was based on a Raspberry Pi 3B single-board computer and programmed on Python 3 language. Two modes of operation were made available: (i) remotely configurable local controller and (ii) NCS. A simple, fast UDP-based communication protocol was implemented, as well as a Modbus-TCP interface.

ABSTRACT. As demandas do mercado a cada dia requerem sistemas inteligentes que possam operar com flexibilidade, velocidade, precisão e repetitividade e, a robótica apresenta-se como a solução mais procurada na automatização de processos. Dentre as diversificadas atividades para robôs em aplicações industriais predomina a operação de manuseio de produtos. Com base nessa predominância a paletização está enquadrada como uma operação que facilita e melhora o desempenho do processo. Este artigo tem o objetivo e desafio de apresentar um protótipo para a paletização simultânea de dois papelões e dois evaporadores usando mecanismos mecânicos e de servo acionamentos para capturar evaporadores, além da garra de sistema a vácuo, por ser usado de forma eficaz com robôs industriais, para agarrar os papelões. Esse processo era realizado manualmente por uma linha de montagem delicada onde os operadores sofriam com desgaste, fadiga e LER (Lesão por Esforço Repetitivo).

ABSTRACT. O retrofit de um sistema legado é um processo de atualização ou modernização de um sistema antigo, com o objetivo de melhorar seu desempenho, segurança e funcionalidade. A proposta de metodologia busca alinhar o retrofit aos princípios e requisitos da Indústria 4.0. Essa metodologia fornece um guia passo-a-passo para a implementação do retrofit, permitindo uma atualização eficiente e econômica dos sistemas legados. Dessa forma, é possível aproveitar as vantagens oferecidas pela Indústria 4.0, tais como maior eficiência, flexibilidade e confiabilidade. Essa abordagem visa aprimorar a capacidade dos sistemas atualizados, possibilitando a coleta e interpretação de dados, melhorando suas operações e fornecendo suporte à tomada de decisões.

ABSTRACT. This paper discusses the load frequency control (LFC) of a hydro-wind power system comparing the inclusion of wind generation in the LFC through the virtual synchronous generator (VSG) technique combined with the de-loaded operation of wind turbines with the use of batteries that perform primary frequency control (PFC). As well as the inclusion of wind generation in the LFC via VSG, the use of batteries to perform the PFC reduces frequency deviations, tie-line power deviations and the inverse response of the hydraulic plant, proving that both techniques have similar effectiveness. The advantage of using the battery technique is that the wind power plant can operate in maximum power mode instead of the de-loaded mode.

ABSTRACT. Este trabalho tem por objetivo apresentar uma análise da comparação de dois sistemas de aquisição de dados, a Unidade de Medição Fasorial Sincronizada – PMU (do inglês Phasor Measurement Unit) e o Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados – SCADA (do inglês Supervisory Control and Data Acquisition), na operação do controle secundário de tensão (CST) em um sistema teste de 11 barras, verificando como este responde ao tempo de processamento das unidades, observando os parâmetros de rede e sua influência na estabilidade de tensão. Os ajustes em relação ao tempo de atraso e a forma de aquisição do SCADA e da PMU para as devidas simulações foram submetidas a eventos para a visualização do comportamento diante de contextos como abertura de linha e aumento de carga. Contribuições ao estudo que permitiram melhores observações do comportamento do sistema.

ABSTRACT. The stability of an electrical system guarantees the quality in which electrical energy will be supplied to the final consumer in an uninterrupted manner. Stability studies and analyzes must be carried out on a steady-state and transient-state basis in order to promote mitigating solutions for existing risks. This article aims to analyze the stability of the isolated electrical system in Roraima, which since 2019 has started an energy transition process from a diesel-fuel generation matrix to a diversified generator park using biomass and natural gas. Several transient stability studies were carried out to perform comparisons between the current and former generation facilities. The results obtained have shown that the frequency stability of the isolated electrical system in Roraima, after the energy transition, is now much more stable and reliable.

ABSTRACT. With the massive integration of variable renewable energy sources into current electricity systems, uncertainties and variability in their planning and operation are also increased. Due to their stochastic generation characteristic, these sources directly impact the dynamic behavior of the system, especially in the spatial characteristics of system frequency. In this study, the impacts of the location of stochastic generation variations from renewable sources are investigated. Two metrics are used to assess which system locations are more robust to variations from stochastic generation: (i) nodal inertia and (ii) disturbance propagation. Based on Monte Carlo simulations conducted on the IEEE 68-bus system and the evaluation of the proposed metrics, it is possible to identify the operational characteristics of the system that are beneficial for mitigating local frequency variations and their impacts throughout the system.

ABSTRACT. With the modernization of power grids, there is a growing tendency to utilize Flexible Alternating Current Transmission Systems (FACTS) devices, including Thyristor Controlled Series Compensators (TCSCs), to enhance transmission system capabilities. Such components must be included in real-time monitoring tools like the State Estimator (SE), allowing it to describe the network behaviour properly. While previous works have successfully performed state estimation incorporating TCSCs, they have focused on a single operational point and lacked proper stochastic analysis. This study explores the challenges of implementing TCSCS in SE and shows the performance of such applications facing random measurement noise. It explores the dependence on the initial guess and the possibility of numerical instability. Proposed solutions aim to improve such aspects. Simulation results on the IEEE 14 bus and IEEE 118 bus test systems validate the efficacy of the proposed approaches.

ABSTRACT. This paper shows the design of data-driven secondary voltage control (SVC) using synchrophasor measurements to eliminate voltage violations in electric power systems. A closed-loop strategy is carried out with the participation of the available generators, to increase the utilization of their reactive power capability and decrease the need for additional reactive power sources. A Model-Free Adaptive Control (MFAC) algorithm is used to perform the closed-loop control, and their initial parameters are tuned by the Virtual Reference Feedback Tuning (VRFT) approach using only I/O data (without any system model information). The proposed MFAC-VRFT-SVC strategy was applied to the benchmark IEEE 39 bus system, which was modeled using MATLAB/Simulink software, and robust performance was achieved under disturbances.

ABSTRACT. As microrredes são normalmente compostas por fontes renováveis distribuídas, geradores movidos a combustíveis fósseis e sistemas de armazenamento de energia. Há varias topologias voltadas para aplicações militares, universitárias, empresarias e residenciais. Independente da topologia, as microrredes devem possuir capacidade de gerenciamento e operação em regime permanente, bem como em transição de on-grid para off-grid e vice-versa em situações programadas e não-programadas. Neste trabalho e apresentado um recorde de operação de cargas críticas em microrredes residenciais, bem como funções e ações que devem ser implementadas via EMS.

ABSTRACT. Microrredes de condomínios residenciais são caracterizadas por aglomerações de consumidores com cargas tipicamente residenciais, que podem possuir unidades de geração distribuída individualizadas ou centralizada, bem como sistemas de armazenamento. Associados aos espaços de uso comum em microrredes condominiais, pode haver sistemas de geração próprios, para atendimento da demanda destas áreas e/ou do sistema de iluminação pública do condomínio, assim como um sistema de armazenamento de energia comum. As microrredes residenciais oferecem várias vantagens, incluindo maior resiliência energética, redução da dependência da rede principal e potenciais economias de custo. Neste artigo, são apresentadas a modelagem e os resultados da análise de cenários de operação da rede elétrica que faz parte de uma microrrede condominial, através de uma representação no software PSCAD/EMTDC. Resultados de simulação considerando cenários de operação ilhada e conectada à rede são apresentados e discutidos.

ABSTRACT. Este trabalho propõe uma formulação para os cortes mínimos de carga e geração, bem como o uso de sistema de armazenamento de energia (SAE) em redes de energia elétrica, de forma a possibilitar a manutenção da frequência em limites seguros. Para tal, foi formulado um problema de otimização que contempla as particularidades dos geradores eólicos bem como as características de droop dos geradores despacháveis. Além disso, foi modelado o acionamento de carga/descarga de baterias. A abordagem é aplicada a uma microrrede operando de forma isolada para um horizonte temporal de 24 horas e perfil de carga residencial. Para a identificação ótima dos cortes optou-se por utilizar o algoritmo meta-heurístico Enxame de Partículas.

ABSTRACT. As preocupações com a disponibilidade dos recursos ambientais, juntamente com a crescente degradação do meio ambiente têm estimulado a sociedade a buscar/desenvolver novas alternativas nos setores de energia e transportes. Dessa forma, vultuosos investimentos têm sido empregados no aproveitamento energético a partir de fontes renováveis, bem como na transição para a mobilidade sem emissões de CO2. Portanto, seguindo esse viés, o artigo propõe uma metodologia para estimar a viabilidade econômica da implantação de estação de recarga rápida de veículos elétricos (VEs) em rodovias. O estudo considera uma estrutura de microrrede, composta por gerações, carregador rápido e armazenamento de energia. Cenários de geração e consumo (recargas de VEs) são estimados para os anos seguintes na microrrede. Considerando os investimentos realizados para a implantação da infraestrutura e as estimativas de receitas e custos, é avaliado o tempo de retorno do investimento inicial. No estudo de caso realizado, para zerar os investimentos iniciais seriam necessários ao menos 8/9 anos. Caso a estrutura tivesse apenas os elementos de geração, o período seria reduzido para 6/7 anos. Outras análises podem ser realizadas considerando tarifa marginal a ser cobrada, para que o capital investido retorne em até determinado período.

ABSTRACT. As microrredes surgem como uma solução prática, sustentável e confiável para atender à demanda de usuários que, por diversos motivos, não têm acesso à energia elétrica. Entretanto, a flexibilidade das microrredes, exige um considerável esforço criativo de engenharia, especialmente no processo de design. Para aliar a adaptabilidade aos usuários ao bom desempenho, a análise de requisitos tem um papel fundamental para caracterizar, entender e especificar o domínio de aplicação e o problema que as microrredes devem resolver, para em seguida fazer o embodiment e identificação das soluções que resolvem o problema delineado pelos requisitos. Este trabalho busca contribuir para o método proposto em (Orellana, 2021), que propõe uma abordagem de Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos (MBSE), utilizando a norma IEC 61850 como arquitetura de referência para o design preliminar das microrredes. Os requisitos serão apresentados em uma abordagem de Engenharia de Requisitos Orientada a Objetivos (GORE), usando diagramas visuais baseados no método KAOS (Keep All Objectives Satisfied), verificados formalmente usando Redes de Petri. Após o processo de design preliminar é feito um processo de transferência entre goals e sub-goals, algoritmos validados em Redes de Petri, para fazer a configurável em um Field Programmable Gate Array (FPGA), fechando assim o ciclo de design proposto.

ABSTRACT. O surgimento e crescente adoção de novas tecnologias para a geração e consumo de energia têm aumentado a intermitência das redes elétricas, tornando mais complexa a atuação de dispositivos de controle e proteção. Dentre os desafios está o sincronismo entre os recursos energéticos distribuídos, tal como arranjos fotovoltaicos, e a rede. Dessa maneira, estruturas de sincronismo robustas são demandadas para garantir a qualidade da energia elétrica nessas redes. Os algoritmos de PLL (Phase Locked Loop) são métodos de sincronismo aplicados, a exemplo, em inversores fotovoltaicos on-grid garantindo o sincronismo do sistema de geração com a tensão da rede. Devido ao grande número de estruturas de PLL e derivações encontradas na literatura, este trabalho tem por objetivo realizar uma análise de duas estruturas de implementação monofásicas, o SRF-PLL (Synchronous Reference Frame-PLL) e o NRF-PLL (Natural Reference Frame-PLL), visando mensurar os parâmetros de desempenho frente a condições adversas da rede de conexão. Os resultados mostraram que o método SRF-PLL produz oscilações menores sob distorções, bem como as oscilações produzidas pelo método NRF-PLL são sanadas com a presença do filtro de média móvel (FMM). Contudo, ambos os métodos estudados convergiram para um sinal de sincronismo em fase com o sinal de referência da rede. Assim, mostra-se necessária a avaliação do desempenho de algoritmos PLL frente a condições adversas na rede, especialmente em cenários de subtensões, de maneira a garantir a qualidade da energia injetada na rede apesar das distorções.

ABSTRACT. Currently, researchers and engineers have been dedicated to the development of more efficient and cost-effective implementation strategies to minimize the technical impacts caused by the connection of Electric Vehicle (EV) and Photovoltaic Distributed Generation (DGPV) in a Low-Voltage Distribution Network (LVDN). Although the embedded controls in DGPV inverters and EV chargers stand out for the aforementioned requirements, the costs incurred by national utilities are not evident during the joint operation of DGPV and EV under Volt-VAr control. This article presents an evaluation of the costs to utilities due to technical losses and compensations paid to consumers given the violation of voltage limits in steady-state conditions for LVDNs subjected to the joint connection of DGPV and EV with Volt-Var control. In this study, the networks are defined, along with the curves of EV chargers and PVDG, and residences with the joint connection of DGPV and EV. The simulations are based on a gradual increase in the combined penetration level in steps of 20%. The results obtained for two real networks demonstrate the high costs of compensation compared to technical losses and the effectiveness of local Volt-Var control in reducing overall operational costs for the utility.

ABSTRACT. A gestão de energia elétrica possibilita a detecção e ações preventivas diante de ultrapassagens de demanda no cenário brasileiro, visando melhorar a competitividade, sustentabilidade e reduzir custos para o consumidor final. A evolução da Internet das Coisas (IoT) abre caminho para soluções de detecção remota de demanda energética, permitindo estratégias eficientes nesse tipo de gestão. No entanto, muitas dessas soluções propõem a substituição ou descarte de equipamentos desatualizados, ainda necessários. Portanto, é necessário adotar uma estratégia de retrofit que permita a implementação de recursos de detecção em infraestruturas elétricas legadas, facilitando a gestão energética. Nesse contexto, este trabalho apresenta uma estratégia para detecção de ultrapassagens de demanda em infraestruturas prediais existentes, por meio de técnicas de retrofit. Para validar essa proposta, desenvolvemos plataformas embarcadas para monitoramento de circuitos elétricos em quadros de distribuição de energia e criamos um software que integra esses dispositivos e visualiza os dados coletados. A partir disso, realizamos um estudo de caso com o sistema proposto para mitigar as ultrapassagens de demanda da instalação utilizada para validação do sistema. Os resultados mostram uma alternativa para aprimorar a gestão energética aproveitando ao máximo os recursos pré-existentes.

ABSTRACT. Veículos elétricos são uma importante ferramenta na transição elétrica. Sua implementação recente gera também oportunidades de desenvolvimento de tecnologias auxiliares que podem suplantar suas deficiências inerentes, como baixa autonomia quando comparado a veículos de combustão interna e alto preço inicial. Vehicle to Building é uma dessas estratégias, que envolve o retorno da energia das baterias dos veículos às edificações. Este trabalho investiga a possibilidade dessa estratégia de redução no custo de energia elétrica através de uma revisão da literatura dos últimos quatro anos de pesquisa. Os resultados implicam de V2B consegue reduzir o custo da energia elétrica, mas tem limitações relacionadas ao controle rigoroso de cargas e descargas da bateria, além necessitar de serviços auxiliares e preços de tarifa de energia flexíveis.

ABSTRACT. Neste estudo, se aborda os sistemas elétricos isolados (SEI) no estado do Amazonas, cujo objetivo é analisar os desafios que as comunidades rurais do Baixo Amazonas, que estão na rota do Linhão de Tucuruí enfrentam com relação ao fornecimento de energia elétrica. Pelas características e formas de vida do cidadão ribeirinho da Amazônia, a energia elétrica foi, de forma imediata uma conquista, e no decorrer dos anos passou a ser um problema pelos altos custos praticados. Neste estudo foi aplicada uma busca na literatura para o entendimento do sistema elétrico isolado na Amazônia e as relações com o sistema interligado Nacional (SIN). Trata-se de um estudo de natureza exploratória -descritiva e enfoque qualitativo, trazendo para a discussão a realidade do caboclo frente a oferta de energia de fontes onerosas. Como resultado se tem uma percepção da visão do cidadão e do cenário energético ofertado e operante na região.

ABSTRACT. This study addresses the importance of image assessment of photovoltaic generators, be it centralized or distributed generation, emphasizing the relevance of the electroluminescence (EL) technique for supporting the quality control of photovoltaic installations. The paper provides examples of occurrences that required product quality evaluations using EL technique to identify detectable and evaluable defects, thus demonstrating the efficacy of EL image analysis in characterizing defects in photovoltaic modules. The technique allows for the identification of regions with low efficiency or susceptible to future failures, contributing to enhance the quality and performance of photovoltaic systems.

ABSTRACT. There are different methodologies applied to simulate the inrush phenomenon in power transformers. Generally, these differ from each other with regard to the technique used to model the saturation curve, the numerical method used to discretize the system and the technique used to solve the problem. Depending on the techniques and methods employed in these processes, the solution to the problem may or may not present problems regarding accuracy, numerical stability, and computational efficiency. In this work, a methodology is proposed so that it eliminates or at least reduces the three previously mentioned problems. This methodology is described step-by-step. The proposal consists in modeling the saturation curve by true nonlinear equations, discretizing the system using the second-order BDF method and obtaining the solution using the Newton-Raphson method. This proposal proved to be effective with regard to the three parameters mentioned. In addition, examples of limitations arising from known methodologies were presented, in order to elucidate the advantages of the proposal.

ABSTRACT. O algoritmo de realocação de polos conhecido como Vector Fitting (VF) provou ser uma abordagem confiável e precisa para o domínio da frequência realização. No entanto, existem algumas limitações como a necessidade de uma segunda etapa para impor a passividade, garantindo, assim, respostas estáveis no domínio do tempo. Neste trabalho avalia-se caso a suposição de pares conjugados complexos for desconsiderada, há uma melhoria na aproximação racional de admitâncias (escalares ou matriciais). Esta formulação, conhecido como Complex Vector Fitting (CVF) foi previamente considerada na síntese de parâmetros de espalhamento de sistemas fotônicos.

Quatro casos testes são considerados. Dois envolvendo equivalentes de rede variantes na frequência, e dois relacionados a síntese da admitância terminal de transformadores de potência. Os resultados indicam que o CVF leva a resultados mais precisos e a menores violações de passividade. De fato, apenas dois dos casos testes apresentaram violações.

ABSTRACT. Two versions of numerical routines are applied in order to minimize numerical oscillations in simulations of transient electromagnetic phenomena in systems modeled as transmission lines. These systems are considered as cascading connections of a large number of infinitesimal units of electrical circuits. One of the alternatives is to introduce damping resistors in parallel with the longitudinal branches of the π circuits. Another alternative is to apply damping resistors in series with the transverse branch of the infinitesimal units of the model used. The accuracy of numerical simulations of transient electromagnetic phenomena using the aforementioned alternatives is based on three parameters: the proportionality factor used to determine the damping resistance, the number of infinitesimal units and the simulation time step. The developed model is applied in simulations considering a rural distribution power line. Numerical simulations of lightning and faults are carried out in an example of a rural power line.

ABSTRACT. Lightning Protection System (LPS) must be properly designed to guarantee safe levels of transient voltages for people in the surrounding of the hit building and avoid damage to equipment. LPS comprises an upper grid, down conductors, and a grounding system (GS) in this context. The latter comprises an arrangement of vertical and horizontal electrodes whose precise representation must consider the frequency-dependent impedance and that these conductors are buried into a frequency-dependent soil. Additionally, the upper grid and down conductor can be represented by many transmission line models available. This paper investigates transient currents and voltages for an LPS subjected to lightning strikes, whose grounding system is buried in homogeneous frequency-constant (FC) and frequency-dependent (FD) soils. Results show that transient responses are considerably affected by the frequency dependence of the soil parameters, which are more pronounced in soils of high resistivity.

ABSTRACT. Este trabalho apresenta a implementação de um método alternado implícito à solução do problema de estabilidade transitória para um sistema elétrico de grande porte. Para isso, as unidades geradoras são modeladas através de Functional Mock-up Units (FMU) e o sistema de transmissão é solucionado em Python. Dessa forma, o sistema elétrico de potência é resolvido através de subsistemas menores, preservando a precisão de uma simulação monolítica.

ABSTRACT. This paper investigates the effect of frequency-dependent (FD) soil parameters on the performance of an overhead transmission line (OHTL) subjected to slow- and fast-front perturbations. For this purpose, the FD soils are included in the traditional Lumped Parameter Model (LPM), resulting in an improved model named FDLPM. This model incorporates both FD Skin and ground-return effects on the longitudinal impedance. For this purpose, the ground-return impedance is computed using Carson's approach, assuming frequency-constant (FC) soil parameters, and Nakagawa's approach considering FD soil parameters. This analysis considers a single-phase 100-km OHTL on low-conductive soils modeled by its FC and FD electrical parameters. The longitudinal parameters are fitted with ten branches of $RL$ circuits for a frequency range from 0.01 Hz to 1 MHz. Voltages at the open-receiving end are calculated for an energization maneuver and two lightning strikes. The results demonstrated that ten branches of RL-circuit provide a good fitting in the longitudinal impedance in FDLPM. Results indicated that FD soils notably impact fast-front disturbances (lightning strikes) where the voltage peaks are lower than those calculated using FC soils. The difference between the voltage peaks increases as the soil becomes less conductive soils where the frequency effect is more pronounced.

ABSTRACT. The paper proposes a methodology that combines the OpenDSS simulator with a Mixed Integer Linear Programming (MILP) model to determine the optimal microgrid operation at a University Campus. The microgrid is a distributed energy system integrating generation sources, energy storage, and loads. The proposed model considers the control of the Battery Energy Storage System (BESS) and demands balancing as variables. The objective of the MILP is to optimize the microgrid operation by minimizing operational costs, maximizing the utilization of renewable energy, and ensuring the quality of energy supply. The proposed model is applied using data from the CampusGRID microgrid being implemented at UNICAMP in Campinas - SP, Brazil. The results demonstrate its effectiveness in achieving optimal microgrid operation, contributing to decision-making and efficient planning of distributed energy systems.

ABSTRACT. Este artigo aborda o desenvolvimento de um sistema de smart metering para o Grupo B, que utiliza comunicação pelo protocolo LoRaWAN. São apresentados conceitos sobre Advanced Metering Infrastructure, medidores inteligentes e os protocolos de comunicação empregados. O trabalho envolveu o desenvolvimento de um protótipo capaz de se comunicar com medidores inteligentes, transmitindo informações através de uma rede LoRa. Além disso, o sistema desenvolvido prevê a funcionalidade de corte e religamento remotos, especialmente em casos de inadimplência ou de manutenção de rede. Também foi realizada uma análise de cobertura da rede LoRa nas cidades onde a aplicação foi desenvolvida, envolvendo aproximadamente 170 dispositivos. Os resultados obtidos contribuem para o campo de smart metering, evidenciando a viabilidade do uso do protocolo LoRaWAN para comunicação eficiente com medidores inteligentes.

ABSTRACT. O modo de compartilhamento de energia com múltiplas usinas virtuais de energia (MVPP) é proposto neste trabalho, e o modelo de tomada de decisão de negociação distribuída de MVPP é estabelecido. Foi utilizado uma estratégia para minimizar o uso da energia da rede elétrica com o uso do sistema de armazenamento de energia e em seguida avalia-se a viabilidade econômica na compra de uma bateria. A bateria selecionada para o sistema de armazenamento na MVPP foi a BYD Box Premium LVS 16, com o retorno do investimento em dez anos. Ainda como resultado, o armazenamento compartilhado de energia levou a MVPP a vender energia para rede elétrica, sendo este valor R\$ 265,44 diário.

ABSTRACT. A aplicação de ferramentas de monitoramento do consumo energético é muito importante para entendimento dos padrões de comportamento, problemas e ineficiências do sistema monitorado. Considerando o eixo de emissões de carbono, consumo de energia e água, definido nos modelos de smart campus de maior destaque na literatura, especificamente os que envolvem aspectos relacionados à geração, distribuição e consumo de energia, envolvendo informações de: uso de energia renovável; processo de geração de energia; desempenho das redes de distribuição (eletricidade, água, gás), etc., o monitoramento de energia é um componente vital deste pilar estrutural de um smart campus. Apesar da sua importância, esse tema ainda é pouco abordado na literatura, principalmente no cenário brasileiro e com uso conjuntamente a estruturas de IoT, um conceito relativamente novo na área. Levando-se isso em conta, este artigo detalha o sistema de monitoramento da qualidade de energia elétrica desenvolvido para aplicação em conjunto com a arquitetura IoT aplicada no conceito de smart campus desenvolvido no Instituto de Ciências e Tecnologia de Sorocaba (ICTS) - UNESP. Sua construção foi realizada utilizando uma estrutura pré-existente de medição e produção de energia do campus, aliada ao uso de softwares open source que permitiram uma implementação do monitoramento com baixo custo. O sistema apresentado se provou robusto, de fácil uso e entendimento, permitindo um maior monitoramento e controle da qualidade de energia elétrica (QEE) do campus.

ABSTRACT. One of the main problems in the legacy low-voltage (LV), is the load imbalance that implies the phases’ load stability and the energy quality supplied to the end consumers. The load phase balance by the dynamic switch through local controllers based on the energy management consumption is an interesting overview to establish lasting load balance. This article presents the load-phase balance system results based on combined algorithms, called Transformer Management Intelligence (TMI) which evaluates the load consumption, forecasting, and generation from consumption and ”prosumers” units and generates a switching matrix that effectively attenuates, the unbalance load average (ULA) and the neutral current. Thus ensuring, the load balance phase over a long period of time, in the grid.

ABSTRACT. This article addresses the challenge of identifying linear systems for mathematical modeling of a quadcopter drone, with the purpose of utilizing them in predictive and stochastic control algorithms. The approach involves the application of two identification methods, namely the Ordinary Least Squares for ARX systems and the Extended Least Squares for ARMAX systems. The findings indicate that the ARMAX models exhibit superior performance indices and are deemed more appropriate for controller projects.

ABSTRACT. Pose estimation from high-dimensional inputs, such as video input is a challenging system identification problem. In robotics an accurate model can provide better performance in model-predictive control (MPC). In this work, the identification input is the video of an original robotic manipulator link with a flexible joint and the position of the link the output. The methodology is implemented using deep convolutional neural networks (ConvNet). Transfer Learning (TL) approach is used, in order to optimize the training. Five known ConvNets classification models are used. The estimation made by the deep TL ConvNets and the measured angular position from the original assembly. The TL method shows an important ability to estimate the angular position of the link from the frames of the video, with every model obtaining over 0.98 determinant coefficient score. The VGG19 model shows the best accuracy at estimating the link’s position from the frames of the video, decreasing the Mean Absolute Error (MAE) by 25.71% compared to the second-best model.

ABSTRACT. In this work, we propose a refinement of the aeropendulum platform model, specifically focusing on the modeling of thrust force. We have derived a mathematical model, proposed acquisition schemes for data collection, and conducted experiments to describe the previously overlooked dynamics of the actuator. By utilizing electrical and mechanical information, we have developed a simulation model that comprehensively captures the electrical, mechanical, and aerodynamic behaviors of the system. The results obtained from the simulation data demonstrate the effectiveness of the WSINDy algorithm in accurately determining the thrust coefficient and predicting the dynamics of other variables during the testing phase.