Departamento de Informática, Comunicações e Ciências Fundamentais (DICCF)
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- Active Flux Based Finite Control Set Model Predictive Control of Synchronous Reluctance Motor DrivesPublication . Hadla, Hazem; Cruz, SérgioThis paper presents two new finite control set model predictive control (FCS-MPC) strategies for synchronous reluctance motor (SynRM) drives, using the active flux concept. Both control strategies guarantee a fast and independent control of the torque and active flux of the SynRM, in order to obtain a high performance drive. The first strategy relies on a more conventional implementation of a FCS-MPC algorithm, which requires some effort to tune the weighting factors used in the cost function. The second control approach corresponds to a simplification of the first one, and allows a reduction of the calculation time associated to the predictions stage of the algorithm and, at the same time, avoids the use of weighting factors in the cost function. This allows to simplify the implementation of the control system, obtaining the same dynamic performance as with the first strategy. Experimental and simulation results verify the validity and effectiveness of the two proposed control schemes for SynRM drives. Furthermore, a state-of-the-art control technique like direct torque control is also considered in the paper, for performance comparison purposes.
- An Application for Studying Tandem Repeats in Orthologous GenesPublication . Lousado, José; Oliveira, José; Moura, Gabriela; Santos, ManuelSeveral authors have being suggesting that the occurrence of amino acids repeats in some genes are implied in human diseases. We aim to investigate if these repetitions, which one can observe in humans, also exist in orthologous genes of several organisms, and how they have evolved along time. However, for this kind of study, it is necessary to use different databases and computation methods that are not integrated in any specific tool. In this paper, we present a bioinformatics application, supported by Web Services, that allows to conduct comparative analysis studies for various organisms, along the evolutionary chain.
- An encoderless high-performance synchronous reluctance motor drivePublication . Hadla, Hazem; Cruz, Sérgio; Oliveira, Álvaro; Cavaleiro, Diogo; Branco, RicardoThis paper presents an encoderless high-performance synchronous reluctance motor drive for traction applications. The control system is based on the active flux concept and a hybrid rotor position estimation algorithm is used, being this algorithm based on the injection of high-frequency signals at low speeds and on the position of the active flux vector for medium and high-speeds. A smooth transition algorithm between the two rotor position estimation methods is provided. Moreover, in order to improve the efficiency of the overall drive system, a loss minimization algorithm is proposed in order to reduce the motor copper losses when operating in steady-state. Experimental results obtained in the laboratory confirm the validity and adequacy of the proposed algorithms for the developed drive system.
- Análise de repetições em dados biológicosPublication . Lousado, José; Oliveira, JoséThe decoding of the genomes has created new challenges on the scientific community linked to the area of computation and information technologies. Daily, new data is added to numerous databases with billions of records, coming from more advanced equipment, helping in decoding the genomes. Determine how important and relevant are these data in order to find value-added information and obviously turn them into knowledge,is the main challenge for the bioinformatics research community. The analysis of genomes and proteomes of several organisms allow us to observe the behaviour at the evolution of species. In this study, our focus goes to a particular aspect of this analysis: the repetition of some codons and their amino acids inside several orthologous genes in eukaryotic organisms. Belonging to different stages of evolution, the main objective focuses on achieving results on the evolution of these repetitions over millions of years. We now know that these repetitions in humans are the source of several neurodegenerative diseases among others. This analysis will verify the conservation or repression, of these repetitions throughout the process of speciation as well at the level of relationship that may exist between these repetitions and those diseases. For this study we have developed an algorithm for A descodificação dos genomas veio criar novos desafios na comunidade científica ligada à área da computação e da informática. Diariamente são alimentadas inúmeras bases de dados com biliões de registos provenientes de equipamentos cada vez mais evoluídos, que auxiliam na descodificação dos genomas. Determinar o quão importante e relevante são esses dados, de forma a retirar valor acrescentado – informação, e obviamente transformá-los em conhecimento, é o grande desafio actual para a comunidade de investigadores de bioinformática. A análise de genomas, bem como dos proteomas dos vários organismos permitem-nos observar o comportamento ao nível da evolução das espécies. Neste estudo focamos a atenção num aspecto particular dessa análise: as repetições de determinados codões e dos respectivos aminoácidos nos vários organismos eucariotas, especificamente em genes ortólogos. Pertencente a várias fases da evolução das espécies, o objectivo principal centra-se na obtenção de resultados quanto à evolução dessas repetições ao longo de milhões de anos. Sabemos hoje que essas repetições no ser humano são a causa de diversas doenças neuro-degenerativas, entre outras, pelo que esta análise permitirá verificar o estado de conservação ou repressão, dessas repetições ao longo do processo de especiação, bem como ao nível do relacionamento que poderá existir entre essas repetições e as doenças nos seres superiormente evoluídos. Para este estudo foi desenvolvido um algoritmo de detecção de padrões de repetição, que possibilita uma análise detalhada da localização de uma determinada sequência, bem como das sequências que melhor se ajustam ao padrão de repetição inicial.
- Análise de tripletos e de repetições em estruturas primárias de DNAPublication . Lousado, JoséO desenvolvimento de equipamentos de descodificação massiva de genomas veio aumentar de uma forma brutal os dados disponíveis. No entanto, para desvendarmos informação relevante a partir da análise desses dados é necessário software cada vez mais específico, orientado para determinadas tarefas que auxiliem o investigador a obter conclusões o mais rápido possível. É nesse campo que a bioinformática surge, como aliado fundamental da biologia, uma vez que tira partido de métodos e infra-estruturas computacionais para desenvolver algoritmos e aplicações informáticas. Por outro lado, na maior parte das vezes, face a novas questões biológicas é necessário responder com novas soluções específicas, pelo que o desenvolvimento de aplicações se torna um desafio permanente para os engenheiros de software. Foi nesse contexto que surgiram os principais objectivos deste trabalho, centrados na análise de tripletos e de repetições em estruturas primárias de DNA. Para esse efeito, foram propostos novos métodos e novos algoritmos que permitirem o processamento e a obtenção de resultados sobre grandes volumes de dados. Ao nível da análise de tripletos de codões e de aminoácidos foi proposto um sistema concebido para duas vertentes: por um lado o processamento dos dados, por outro a disponibilização na Web dos dados processados, através de um mecanismo visual de composição de consultas. Relativamente à análise de repetições, foi proposto e desenvolvido um sistema para identificar padrões de nucleótidos e aminoácidos repetidos em sequências específicas, com particular aplicação em genes ortólogos. As soluções propostas foram posteriormente validadas através de casos de estudo que atestam a mais-valia do trabalho desenvolvido.
- Analysing the Evolution of Repetitive Strands in GenomesPublication . Lousado, José; Oliveira, José; Moura, Gabriela; Santos, ManuelThe analysis of genomes and proteomes of the various organisms allow us to observe its behaviour in the evolution of species. In this study, we focus our attention on a particular aspect of this analysis: the conservation of specific codon and amino acid repetitions in orthologous genes belonging to eukaryotic organisms that are representative of different stages of species evolution. Since it is known that these repeats in humans are the cause of various neurodegenerative diseases, among others, this study help explaining if there is conservation or repression of such repetitions in the specialization process, and if there is any relationship between these repetitions and diseases in advanced live beings.
- Armazenamento de energia associado à produção com origem em fontes renováveisPublication . Santos, Fernando Miguel Soares Mamede dos; Jorge, Humberto; Cruz, SérgioNos últimos anos, o setor elétrico tem vindo a passar por profundas transformações. Estas são devidas aos avanços tecnológicos e alterações do tipo de cargas, maiores exigências ao nível da qualidade de energia, liberalização do mercado em curso, grandes preocupações com as questões ambientais sobretudo ao nível da produção, proliferação da geração distribuída, os clientes passaram a adotar uma postura exigente ao nível dos produtos e serviços, crescimento da procura da energia elétrica. Na tese desenvolve-se uma abordagem baseada na geração distribuída com armazenamento de energia, tendo em consideração as oportunidades que a evolução do setor elétrico pode vir a contemplar. As oportunidades ao nível do consumidor com capacidade de produção que poderá contribuir de forma ativa para o funcionamento mais eficiente de todo o sistema elétrico. Esta contribuição estará ao nível de uma gestão de carga mais flexível que permitirá evitar ou adiar novos investimentos ao nível da produção, transmissão e distribuição de energia. Acrescentando-se o armazenamento de energia nas instalações finais, o sistema energético do cliente vai poder gerir as trocas com a rede, estando disponível para prestar serviços auxiliares à gestão da rede através da resposta a pedidos de auxílio por parte do gestor da rede, no sentido do fornecimento de energia/deslastre de cargas ou para aumento das carga/armazenamento de energia. Passa a atuar aproveitando as oportunidades de negócio em troca do auxílio à rede, ou seja, de uma prestação de serviço. Neste sentido foi desenvolvido nesta tese um modelo de gestão do fluxo de energia entre produção, carga na habitação, armazenamento e rede pública permitindo ao consumidor tirar benefícios económicos do seu sistema produção com armazenamento. Por outro lado, a rede elétrica beneficia com a diminuição das perdas ao nível da transmissão e distribuição, mas sobretudo com a flexibilidade da carga que lhe resolve problema nos períodos de ponta até em períodos em que há excesso de energia para distribuir. Além disso, com a existência deste tipo consumidor com sistema inteligente de gestão de energia, conseguem-se evitar ou adiar investimentos na atualização das redes para satisfazerem a procura. O modelo de gestão de energia que é aqui apresentado permite gerir as correntes das diferentes fontes num barramento DC nas instalações finais de clientes residenciais ou comerciais. A gestão é feita através de conversores DC/DC aplicados entre as diferentes fontes DC e o barramento DC, sendo controlada a corrente que está disponível na saída de cada uma delas em especial dos elementos de armazenamento. A utilização da rede DC permite uma gestão mais eficiente da produção com base em fontes de energia renováveis, evitando-se perdas nas conversões AC/DC e DC/AC nas trocas com a rede AC, além disso facilita a gestão dos fluxos de energia entre os diversos elementos do sistema. Entre o barramento DC e a rede AC existe um inversor que é responsável por promover as trocas nos dois sentidos através da leitura da tensão existente no barramento DC. Assim se a tensão no barramento DC descer um pouco, vai trazer a energia de AC para DC e no caso da tensão no barramento DC subir um pouco, a energia passa do barramento DC para a rede AC. Atualmente no regime português de auto consumidor a injeção de energia para a rede é pouco compensador, ou perde-se a energia quado não há contagem ou existindo contagem é vendida a um preço baixo muito inferior ao da compra de energia. Mas espera-se que constantes mudanças regulatórias e de mercado da energia elétrica, levarão certamente no sentido dos atuais consumidores/produtores poderem vir a prestar serviços à rede elétrica pública e obterem com eles novas formas de remuneração, que contribuirão para reduzir a sua fatura energética. In recent years, the electricity sector has been undergoing profound changes. These are due to technological advances and changes in the type of loads, greater demands on power quality level, the ongoing market liberalization, major concerns with environmental issues particularly in terms of production, proliferation of distributed generation, customers have adopted a demanding posture in terms of products and services, growth in demand for electricity. The thesis develops an approach based on distributed generation with energy storage, taking into account the opportunities that the evolution of the electricity sector can come to contemplate. The opportunities at the consumer level with a production capacity which can contribute actively to the more efficient operation of the entire electrical system. This contribution will be the level of a more flexible load management that will avoid or postpone new investments in the production, transmission and distribution of energy. Adding energy storage in the final installation, the energy system of the customer will be able to manage exchanges with the network and is available to provide ancillary services to the management of the network by responding to requests for assistance from the network manager, the sense of power supply / shedding loads or increase in load / energy storage. Now operates taking advantage of business opportunities in exchange for aid to the network, ie the provision of service. In this sense it was developed in this thesis a model of management of energy flow between production, load housing, storage and public network, enabling customers to get economic benefits from its production system with storage. On the other hand, the power grid benefits from the reduction in losses in terms of transmission and distribution, but above all with the flexibility of the load that solve problem during peak periods even in periods when there is excess energy to distribute. Moreover, the existence of this consumer type with intelligent power management system, can be avoided or postpone investments in upgrading networks to meet demand. The power management model that is presented here allows manage the currents of different sources in a DC bus in the final installations of residential or commercial customers. The management is via DC/DC converters applied between different DC source and the DC bus and is controlled current which is available at the output of each especially of storage elements. The use of the DC bus allows more efficient management of production based on renewable energy sources, avoiding losses in conversion AC/DC and DC/AC in trade with the AC grid also facilitates the management of energy flows between the various elements of the system. Between the DC bus and the AC grid, there is an inverter that is responsible for promoting the exchange in both directions through the reading of the tension on the DC bus. So if the voltage on the DC bus down a little, will bring the power of AC to DC and in the case of DC bus voltage rise slightly, the energy passes from the DC bus to the AC grid. Currently the Portuguese system auto consumer injection into the grid is unrewarding or energy is lost there is no count or count there is sold at a low price much lower than buying energy. But it is expected to constant regulatory changes and the electricity market, will certainly lead towards the current consumers / producers can come to provide services to the public power grid and achieve with them new forms of remuneration, which will help reduce energy bill .
- Aspetos de Programação Modular em CPublication . Costa, C. J.O tema desta lição incide sobre os aspetos de específicos da programação modular na linguagem C. Insere-se no tópico de funções e estruturação de programas em C. Naturalmente que numa lição, não é possível cobrir todos os aspetos respeitantes ao tópico na sua totalidade. É condição, para a apresentação da lição, que os estudantes já tenham conhecimentos de fundamentos de funções em C. De qualquer, forma, no que concerne a esta publicação, para poder ser considerada compreensiva, aborda os aspetos necessários ao efetivo ensino/aprendizagem de programação modular na linguagem C.
- Audio folios management system for foreign language learningPublication . Lousado, José; Oliveira, Isabel; Costa, Carlos M.; Roberto, Maria T.Teaching and learning using technology has, for some years, been the focus of various researchers. From vocational schools, through basic education to higher education, the use of teaching aids based on information technologies is now a common practice. Today, more than making large computing solutions to support the activities of e-learning, it is important to focus on software specific solutions whose cost of production/implementation has a quick return. In this context the need emerged to move forward with a system to support teaching and learning of foreign languages to facilitate communication between teachers and students. It is on this issue that we present a proposal to develop a computing solution that enables students to develop the skills of reading and speaking foreign languages within the classroom context or outside the classroom. In this specific case we address the English language. We also present a working prototype, which is available as freeware for the educational and the scientific community and can be used without restriction. Experimentally, tests were made with 20 volunteer students from ESTGL. They used the prototype, in order to validate the usability tests. Finally, we present some results that show the progression of learning in those students who used the system
- Células de combustívelPublication . Santos, Fernando António Castilho Mamede dos; Santos, Fernando Miguel Soares Mamede dosNa actualidade o consumo global de energia eléctrica é de 14 triliões de quilowathora, no ano 2020 prevê-se que deverá ser de 22. Os combustíveis fósseis são um bem escasso, na posse de apenas alguns países, que cada vez se vão tornando mais caros e cuja utilização liberta poluentes. Neste contexto, ter-se-á de encontrar uma forma alternativa e competitiva de produzir energia (eléctrica) que possa vir a substituir os combustíveis fósseis gradualmente. Esta pode estar nas células de combustível.