ISEP - Dissertações de Mestrado
Permanent URI for this community
Browse
Browsing ISEP - Dissertações de Mestrado by Sustainable Development Goals (SDG) "04:Educação de Qualidade"
Now showing 1 - 10 of 23
Results Per Page
Sort Options
- Algoritmo de heurística para o carregamento de veículos elétricos em ambiente residencialPublication . JONY, ARICLINE GEOVANI CARDOSO; Barbosa, Ramiro De SousaNesta dissertação é proposto e validado um algoritmo heurístico para o carregamento de veículos elétricos (VE) em ambiente residencial, integrando produção fotovoltaica (PV) e sistema de armazenamento (ESS). A motivação surge da necessidade de explorar metodologias de maximização do autoconsumo de energia solar para o carregamento de VE, onde se procura minimizar a dependência da rede pública, e em simultâneo, assegurar o cumprimento dos requisitos de autonomia definidos pelos utilizadores. O algoritmo de controlo foi desenvolvido e validado experimentalmente no laboratório x-Energy do INESC TEC. O algoritmo de controlo, implementado em Python sobre uma Raspberry Pi, recolhe ciclicamente medições de potência do PV, estado de carga do ESS e parâmetros do VE (SOC inicial e hora prevista de saída), definidos via dashboard em Node-RED. Com base na energia necessária e na janela temporal disponível, o algoritmo aplica uma hierarquia de decisão que prioriza o uso de energia solar, seguindo-se a utilização do ESS quando necessário e, em último recurso, recorrer à rede pública. As ordens de potência são transmitidas ao carregador de VE através de uma API. A monitorização em tempo real é assegurada por dashboards desenvolvidos em Node-RED. A solução foi avaliada em múltiplos cenários de operação, desde carregamento convencional até condições de baixa produção no sistema de PV.
- Aplicação computacional para dimensionamento de canalizações elétricas em baixa tensãoPublication . MENESES, ADRIANO DA ROCHA; Carvalho, José António BelezaO dimensionamento de canalizações elétricas em baixa tensão exige elevado conhecimento de normas, regulamentos e demais legislação em vigor, que especificam as condições que deverão ser verificadas para realizar o dimensionamento e proteção das instalações de modo a garantir o bom funcionamento e exploração das instalações elétricas. O dimensionamento de canalizações elétricas necessita de consulta de um elevado número de tabelas e cálculos associados que, por consequência, requer grande dedicação e tempo necessário para realizar a função. Esta dissertação tem como objetivo desenvolver uma ferramenta computacional interativa de auxílio ao cálculo de canalizações elétricas em baixa tensão, tendo em conta os critérios de natureza técnica e económica, assim como o dimensionamento dos respetivos dispositivos de proteção, de modo a minimizar o tempo de execução dos projetos de instalações elétricas recorrendo a um programa simples e de fácil de utilização. O programa será desenvolvido em ambiente gráfico interativo de forma que a sua utilização seja intuitiva, simples e de fácil utilização.
- Application of model checking in the formal verification of requirements for a speed control system in railwayPublication . COELHO, CRISTIANO MANUEL GARCÊS; Pinho, Luís Miguel Rosário da SilvaRailway speed control systems are essential for the safety and efficiency of railway transportation systems, as they ensure compliance with regulations and prevent accidents. As the demand for rail transport grows, rigorous verification of these systems is becomes increasingly critical. In such projects, errors are sometimes only detected during the testing phase, leading to costs that could have been avoided if these errors were identified in the early stages of the project. This thesis focuses on the topic of the formal verification of speed control system, specifically using model checking, to ensure that these systems meet safety requirements as well as performance standards. As the basis for the work presented in this thesis, we will adopt the EBICAB 700 architecture, and for which a small, yet representative, set of safety, operational, or regulatory requirements will be rigorously specified using well-known temporal logic languages, and verified against the system models using the model checking tools NuSMV and UPPAAL. This thesis work aims at contributing to the effort of demonstrating the feasibility and benefits of applying formal verification to railway systems, not only in terms of safety assurance but also as a strategy for reducing late-stage development risks and increased costs. It highlights the value of incorporating formal methods into the requirements and design phases of critical system engineering.
- Assessing the effectiveness of Large Language Models in automated threat modelingPublication . BATISTA, ANA ISABEL MOURA; Pereira, Nuno Alexandre MagalhãesAs cyberattacks become more frequent, Threat Modeling has emerged as an essential component of software security practices. Traditionally, Threat Modeling is an intensive process, relying on experts to identify and evaluate risks within a system, which limits its adoption. The advent of Large Language Models (LLMs) presents an opportunity to automate this process. However, the successful application of these models in Threat Modeling requires careful prompt engineering and a rigorous strategy to assess the generated threat scenarios. The project investigates this applicability, centering on a case study involving the Institute of Science and Innovation in Mechanical and Industrial Engineering (INEGI) SUNDIAL application. Using STRIDE GPT as the tool for threat models generation, four prompting techniques were studied and applied: STRIDE GPT’s Initial Prompt, Chain of Thought (CoT), Negative-Only Few-Shot, and the combined NO-Few-Shot-CoT, across three LLMs. A Threat Model Evaluation Tool, TMEval, is proposed to enable focused comparison of identified STRIDE threats by LLMs against those in the ground truth for a specific application, employing four metrics: BLEU, ROUGE, BERTScore, and LLM-as-a-Judge. The emphasis is on the LLM-as-a-Judge approach across five dimensions: consistency, plausibility, and coverage of targets, weaknesses, and attack vectors. The results show that any LLM with a specific prompting strategy does not produce scenarios consistent with the ground truth across all threat categories, suggesting that performance depends on the category and the application context provided. For the case study, the NOFew- Shot-CoT prompting approach demonstrated the highest effectiveness across most categories.
- Avaliação de ativos imobiliáriosPublication . CASTRO, CASSANDRA RAQUEL MOREIRA DE; Oliveira, Maria Do Rosário SantosO presente documento visa apresentar os trabalhos desenvolvidos durante o estágio curricular realizado na VPM Real Estate., empresa especializada na prestação de serviços nos setores do imobiliário e da engenharia. Num contexto económico cada vez mais exigente e competitivo, a avaliação imobiliária assume um papel fundamental na tomada de decisões de investimento, financiamento, gestão patrimonial e planeamento urbano. Por isso, exige-se que o avaliador imobiliário domine os principais conhecimentos sobre as boas práticas da avaliação imobiliária, além de adotar um comportamento ético exemplar. Ao longo do estágio foram acompanhadas e desenvolvidas diversas atividades relacionadas com a avaliação de imóveis, com especial destaque para a realização de avaliações em diferentes tipos de imóveis, como moradias, apartamentos, escritórios, armazéns e terrenos. O estágio permitiu um contacto direto com a prática da avaliação imobiliária, contribuindo para a consolidação dos conhecimentos adquiridos ao longo do curso. Foi possível acompanhar várias fases dos processos de avaliação, desde a prospeção de mercado até à aplicação das metodologias mais adequadas a cada tipo de imóvel. Para além da componente prática, foi realizada também uma pesquisa bibliográfica de forma a enquadrar melhor o tema e a reforçar a base técnica do relatório. Este trabalho representa assim, a ligação entre a formação académica e a experiência prática vivida durante o estágio curricular.
- Desenvolvimento de ferramentas digitais para a gestão da qualidade no ISAG: integração de power apps e power BIPublication . GONÇALVES, ANA BEATRIZ MARTINS; Cardoso, Mónica GlóriaO presente projeto foi desenvolvido no âmbito da Unidade Curricular “Projeto/ Dissertação/ Estágio”, do Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial, do Departamento de Engenharia Mecânica do Instituto Superior de Engenharia do Porto. O projeto tem como objetivo analisar e melhorar o Sistema de Gestão da Qualidade (SGQ) para o Instituto Superior de Administração e Gestão (ISAG), focando-se na melhoria da monitorização, avaliação e eficiência dos processos operacionais através da criação e implementação de uma aplicação integrada com diferentes dashboards. O estudo aborda as principais dificuldades enfrentadas pela instituição, como a fragmentação de informações, a dependência de registo manuais e a falta de uma solução integrada para a análise de dados em tempo real. O desenvolvimento deste projeto seguiu uma abordagem mista, combinando a revisão bibliográfica e o levantamento de dados sobre os processos atuais do SGQ, além de reuniões com os colaboradores-chave. Deste modo, a solução proposta inclui a criação de uma aplicação em Power Apps, combinada com dashboards dinâmicos e interativos desenvolvidos em Power BI, com o objetivo de centralizar os dados e melhorar a visibilidade e a tomada de decisões estratégicas. Em síntese, a implementação da solução melhorará significativamente a eficiência operacional, a agilidade na gestão da qualidade e a capacidade de monitorização dos indicadores-chave de desempenho (KPIs). O projeto também sugere que a solução proposta pode ser escalada para outros processos da instituição, proporcionando uma melhoria contínua no desempenho académico e administrativo.
- Desenvolvimento de um Voltage Source Converter de interface à rede para sistemas de armazenamento de energia a bateriasPublication . AMORIM, ANDRÉ FILIPE DIAS DE; Brito, Rui Miguel Monteiro deO presente documento contempla um estudo dos principais fatores inerentes à operação e desenvolvimento dos conversores de potência bidirecionais Voltage Source Converters (VSCs). Estes conversores desempenham um papel fundamental no âmbito da integração das energias renováveis, nomeadamente a solar fotovoltaica e a eólica, e de baterias estacionárias, atuando como interface entre estes recursos e a rede. Numa fase inicial, são apresentadas as características mais preponderantes dos VSCs, bem como os princípios genéricos que sustentam o seu funcionamento. As transformadas de Clarke e Park surgem como ferramentas matemáticas que permitem simplificar a análise e o controlo destes conversores. O sincronismo com a rede, a técnica de modulação adotada e o método de controlo são aspetos de particular relevância no âmbito do desempenho destes conversores. Posteriormente, através de uma etapa de modelação, é caracterizado matematicamente o comportamento do VSC, o que permite desenvolver um modelo de controlo adequado. Toda a fundamentação teórica é validada em ambiente de simulação. Partindo das simulações nos domínios de tempo contínuo e discreto, é avaliado o desempenho do VSC sob diferentes condições de operação. Com base no suporte fornecido pela etapa de simulação, é desenvolvido um protótipo laboratorial de um VSC de interface à rede, considerando um sistema de armazenamento de energia a baterias. Após uma breve caracterização do hardware utilizado e da montagem efetuada, são abordados os aspetos fundamentais da implementação prática, incluindo as malhas de controlo e a geração dos sinais associados à modulação, os mecanismos de proteção e o tempo de execução do código desenvolvido. No final, através de um conjunto de ensaios laboratoriais, é validado o desempenho do protótipo concebido. Os resultados obtidos evidenciam a possibilidade de operação do VSC sob os quatro quadrantes de potência, sendo possível carregar ou descarregar as baterias e, simultaneamente, alterar o fator de potência imposto pelo conversor à rede. O controlo desacoplado das potências ativa e reativa, bem como a rápida resposta do conversor perante diferentes referências destas potências, elevam o valor do VSC enquanto solução de suporte à rede e de prestação de serviços de sistema, nomeadamente regulação de frequência e controlo de tensão.
- Enhancing supervised learning robustness investigating the impact of label noise on algorithm performancePublication . RUA, ANA CATARINA FARIA; Rodrigues, Maria de Fátima CoutinhoSupervised learning serves as the foundation for many AI systems because it enables models to learn from labelled examples. However, label noise resulting from human annotation errors or systematic biases can diminish model performance and limit generalization capabilities. This challenge is particularly significant in critical domains such as healthcare, finance, and autonomous systems. This thesis focuses on studying the impact of label noise on supervised learning algorithms in order to evaluate its influence across different datasets and to propose robust strategies for mitigation. This project includes methods of loss correction, data augmentation, and advanced noise detection frameworks as examples and demonstrates their prospective advantages through empirical experiments. The provided noise-robust algorithms in the research can be used with any real-world scenarios to improve the resilience of the algorithm. The findings are meant to be a connection between academic research and practical implementation by offering guidelines for handling noisy datasets effectively while ensuring model reliability and fairness. The proposed approach raised the average F1-Score from 0.647 under baseline conditions to 0.757 after full optimization.
- Estratégias de controlo Maximum Power Point Tracking (MPPT) para painéis fotovoltaicosPublication . SILVA, BERNARDO BAPTISTA VIEIRA; Chibante, Rui Filipe MarquesO aumento da preocupação da população com as questões ambientais tem impulsionado a produção de energia através de fontes de energia renováveis, com principal destaque para a produção por via de painéis fotovoltaicos. A potência extraída de um painel tem relação direta com a temperatura e com a irradiância solar, rápidas variações nestas condições alteram o Maximum Power Point (MPP). Com a implementação das técnicas Maximum Power Point Tracking (MPPT), o controlador ajusta‐se continuamente a estas mudanças visando garantir a melhor extração de potência possível. No caso de o painel estar sob condições Partial Shading Condition (PSC) o rastreamento do MPP torna‐se mais desafiador, devido à existência de Local Maximum Power Point (LMPP), o que exige técnicas mais complexas. Na presente dissertação, são abordados os conceitos teóricos que fundamentam o funcionamento dos painéis fotovoltaicos, designados na literatura inglesa como Photovoltaic (PV). As técnicas MPPT são classificadas em quatro categorias: clássicas, inteligentes, baseadas em otimização e híbridas. As clássicas são as mais simples e económicas, apresentam eficiência limitada em condições de rápidas mudanças ambientais e sob condições de PSC. As técnicas inteligentes destacam‐se pela alta adaptabilidade e pela capacidade de rastreamento em PSC, contudo apresentam uma elevada complexidade de controlo. As técnicas de otimização, baseadas no comportamento animal, conseguem identificar de forma muito precisa o Global Maximum Power Point (GMPP) sob PSC. Por fim, as técnicas híbridas representam uma evolução, ao combinarem diferentes técnicas, com o objetivo de aumentar a eficiência do sistema. No seguimento do estudo das principais técnicas MPPT, é realizada uma análise comparativa, em meio de simulação, de três destas. As duas primeiras são baseadas no método tradicional Perturb and Observe (P&O), distinguindo‐se pela forma como é aplicada a perturbação. Uma atua diretamente no duty cycle do conversor CC/CC Buck utilizado, a outra abordagem altera a tensão de referência sendo o controlador Proporcional Integral (PI) responsável por ajustar o sistema para responder a esta alteração. A terceira técnica é baseada no Gorilla Troops Optimizer (GTO), um método de otimização recente que, no âmbito do MPPT, opera com maior capacidade de resposta em condições de PSC. Devido à não utilização de um modelo matemático para avaliar o impacto de cada indivíduo, o tempo de convergência do GTO aumentou. A nível prático, foram implementadas as duas técnicas baseadas no P&O, com e sem o controlador PI, sendo ambas comparadas com um sistema sem qualquer tipo de técnica MPPT. Os resultados evidenciaram uma clara vantagem na utilização destas técnicas, derivado ao aumento da potência extraída. Observou‐se, ainda, uma maior estabilidade de operação e um ligeiro incremento da potência extraída na abordagem que utiliza o controlador PI, comportamento esperado face aos resultados obtido em simulação.
- Estudo de um sistema de compactacao para reciclagem de embalagensPublication . MEIRELES, DIOGO FILIPE NUNES; Santos, Adriano Manuel de AlmeidaA concessão de um ecoponto com sistema de compactação de resíduos urbanos tem como objetivo a otimização dos ecopontos existentes de modo a reduzir fatores económicos e ambientais, mais nomeadamente, na fase de recolha e processamento dos resíduos. Para o desenvolvimento deste projeto foi fundamental abordar temas como a gestão de resíduos urbanos em Portugal, com especial ênfase na sua evolução, na transição para a economia circular e na otimização dos processos de recolha e transporte. Desde 2014, que se verifica um aumento da produção de resíduos, que em 2023 atingiu cerca de 5,06 milhões de toneladas, com uma média per capita de 1,40 kg/dia. Apesar de uma estabilização recente, a recolha indiferenciada continua a representar a maior parte dos resíduos, dificultando o cumprimento das metas de reciclagem [2]. A gestão eficiente dos resíduos implica também o estudo dos principais modelos de ecopontos (Cyclea e Iglo), considerando as suas características dimensionais e capacidade de armazenamento. É ainda abordada a importância da compactação dos resíduos como estratégia para aumentar a eficiência do transporte e reduzir o número de viagens, com impacto positivo na redução de emissões e custos operacionais. Para finalizar a revisão bibliográfica, são analisadas as propriedades dos principais materiais recicláveis – plásticos e metais – e a sua resposta à compressão, essencial para o desenvolvimento de soluções técnicas eficazes. A revisão conclui que a integração de sistemas de compactação nos ecopontos pode representar um avanço significativo na gestão sustentável dos resíduos urbanos. De seguida o objetivo foi o desenvolvimento da prensa de compactação que se iniciou com a seleção do seu material, sendo escolhido o alumínio 6061 devido à sua leveza, resistência à corrosão e facilidade de fabrico. Posteriormente, os componentes principais da prensa foram modelados utilizando o software SolidWorks, permitindo simular e verificar a funcionalidade mecânica da estrutura. A prensa foi composta por uma estrutura tubular, êmbolo, alavancas, porta de segurança, tampa e parede de fixação e, o seu dimensionamento foi feito com base nas dimensões dos resíduos a serem compactados. Para terminar a modelação, todas as ligações entre os componentes foram detalhadas, e o uso do SolidWorks foi fundamental para otimizar o projeto e garantir a viabilidade do sistema. Para simular o comportamento estrutural da prensa de compactação e, analisar a aplicabilidade da estrutura foi utilizada a ferramenta SolidWorks Simulation. Inicialmente, foram analisadas as forças aplicadas durante a compressão de garrafas plásticas e latas de conserva, com base em gráficos de força-deslocamento. Dois cenários críticos foram considerados: compressão de garrafas plásticas (300 N) e latas de conserva (5000 N). A partir dessas forças, foram desenvolvidos diagramas de corpo livre para calcular as forças nos componentes da estrutura, incluindo o manípulo de forma a verificar se um humano conseguiria executar o movimento e se o sistema se mostraria funcional. Para terminar a sua validação, foram realizadas simulações no SolidWorks Simulation para avaliar o comportamento estrutural da prensa nos dois cenários apresentados. O estudo permitiu identificar as zonas de maior concentração de tensões e verificar as deformações resultantes. Nos dois casos estudados, as tensões permaneceram abaixo do limite admissível do material, indicando segurança estrutural. No entanto, no segundo caso, a força necessária no manípulo (1705,6 N) revelou-se excessiva para operação manual, apontando limitações ergonômicas. Assim, o desenvolvimento de um ecoponto com sistema de compactação representa uma solução inovadora e sustentável para a gestão de resíduos urbanos, respondendo aos desafios atuais de eficiência operacional e cumprimento das metas ambientais. Através da análise do contexto nacional, da seleção criteriosa de materiais e da modelação detalhada em SolidWorks, foi possível conceber uma estrutura funcional e estruturalmente segura para a compactação de resíduos recicláveis. No entanto, os resultados obtidos evidenciam também a necessidade de ajustes no sistema de operação manual, especialmente em cenários de maior resistência, reforçando a importância da ergonomia e da possível integração de mecanismos de assistência. Deste modo, este projeto demonstra não só a viabilidade técnica da proposta, como também o seu potencial contributo para uma gestão de resíduos mais eficiente e alinhada com os princípios da economia circular.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »