O presente trabalho propõe e avalia, através de simulação, um Sistema de Controle de Atitude (SCA) autônomo, para satélites estabilizados por rotação (spin), utilizando como atuadores apenas magnetotorqueadores (MTQ), sem utilizar dispositivos passivos para amortecimento de nutação, e como sensores apenas magnetômetro e sensor de Sol. São utilizados três MTQ, formando um ângulo de 90 entre si, sendo apenas um ativo a cada instante e podendo apresentar os seguintes estados de funcionamento: ligado "positivamente", ligado "negativamente" ou desligado. O SCA ativa o magnetotorqueador que minimiza a condição de estabilidade assintótica, sendo controlados simultaneamente a magnitude e a direção do eixo de spin. Os estados do satélite, utilizados pelo SCA para avaliar a condição de estabilidade assintótica e chavear o magnetotorqueador mais adequado, são sua atitude e velocidade angular, que são estimadas pelo Sistema de Determinação de Atitude (SDA) a partir das medidas dos sensores citados anteriormente. Este SDA emprega estimadores de bias, atitude e velocidades angulares, sendo as estimativas geradas por um filtro de Kalman estendido (EKF). O eixo de spin deve se manter apontando ortogonalmente ao plano da eclíptica com velocidade de aproximadamente 40 rpm durante a fase operacional. O SCA é avaliado para o satélite universitário ITASAT, o qual é modelado como um corpo rígido, com massa de 73,6 kg, dimensões de 700x700x650 mm e momentos principais de inércia em torno de 6,5 kgom2, nos eixos perpendiculares à direção de spin, e 8,0 kgom2, na direção do eixo de spin. A missão do referido satélite é desempenhada em uma órbita circular, com altitude de 750 km e inclinação de 25. Os torques de perturbação avaliados são os devido ao gradiente de gravidade e devido às correntes induzidas. A parametrização da atitude do satélite é realizada através de quatérnio. Utiliza-se como modelo de campo geomagnético o World Magnetic Model (WMM-2005) e como modelo de mecânica celeste o Simplified General Perturbations Satellite Orbit Model 4 (SGP4), juntamente com um modelo embarcado de órbita Kepleriana, considerando apenas a perturbação J2. São consideradas incertezas no tensor de inércia, no valor dos atuadores e nas medidas dos sensores, bem como erros provenientes do SDA. Como condições iniciais, são avaliados dois cenários, ambos com erro de apontamento inicial de 15, e apresentando, respectivamente, spin inicial de 120 rpm e 0 (zero) rpm. A partir das simulações, verifica-se que o satélite atinge a atitude desejada após 10 dias para o spin inicial de 120 rpm e 5 dias para a outra condição avaliada. Finalmente, o SCA mostra-se bem-sucedido em regime, após uma fase inicial de manobras, mantendo o eixo de spin nominalmente perpendicular à eclíptica com velocidade de spin de 40 rpm, apresentando apontamento com erro inferior a 2,5 e erro de velocidade de spin com magnitude inferior a 1 rpm, e sendo o movimento de nutação amortecido e mantido com valor inferior a 1,5.

Nos últimos anos tem-se observado um grande crescimento em tecnologia para modificação de superfícies de implantes que reduza ou elimine o tempo de espera pela cicatrização óssea. A textura da superfície é uma característica fundamental na promoção da osseointegração. Os estudos da topografia de superfície implantada e no comportamento celular mostram que a estrutura óssea deposita-se indistintamente em superfícies porosas ou lisas, seja em implantes de cerâmica, titânio ou em ampla variedade de superfícies. A porosidade, portanto, não é condição necessária para que ocorra a aposição óssea, entretanto, desempenha um papel preponderante no percentual de aposição óssea sobre a superfície do implante, assim como na velocidade em que essa deposição ocorre. O objetivo deste trabalho é investigar a influência da rugosidade superficial obtida com a tecnologia de jateamento abrasivo mecânico e a do laser Nd-YAG na osseointegração, através de ensaio de torque de extração de corpos-de-prova de titânio, implantados em tíbias de coelhos. Os resultados demonstram que a rugosidade superficial dos corpos-de-prova tratados proporciona uma osseointegração mais rápida e de melhor qualidade, no período de quatro semanas, quando comparados com corpos-de-prova do grupo controle, sem tratamento superficial, sendo possível evidenciá-los pelos dados de torque de extração. Esta característica da superfície do titânio é fundamental para otimizar o procedimento.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo - Rogerio Pinho Dias.pdf: 124846 bytes, checksum: 695e36f2af2139d1d4a624a0e573473f (MD5) Previous issue date: 2008-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a study for implementation of the control of limitation of electromagnetic torque develops for three-phase induction motor in soft-starters applications. The proposed method is based on the electromagnetic torque estimation from the measurement of stator currents and the stator voltages. The related problems to the stator flux estimation by pure integration of the equation of the stator voltages are minimized with use of low pass filters in the place of pure integrators and high pass filter at the analogical input to eliminate the measurement offset error. The amplitude and phase errors resultant of the filtering process are reduced with the use of a factor of correction in the final stage of integration. Gotten experimental results validate the proposed method showing its viability in applications where the objective is to control only the start or stop process of three-phase induction motors and possibility the applications with soft-starter - to any type of load that does not need speed variation in permanent regimen. / Este trabalho apresenta um estudo para implementação de um controle de limitação do torque eletromagnético produzido pelo motor de indução trifásico para aplicação em chaves eletrônicas de partida suave. O método proposto é baseado na estimação do torque eletromagnético através da medição das correntes e tensões estatóricas. Os problemas relacionados à estimação do fluxo estatórico através da integração da força contra eletromotriz são minimizados com a utilização de filtros passa baixa no lugar dos integradores puros e de filtros passa alta nas leituras analógicas das tensões e correntes estatóricas. Os erros de amplitude e fase devidos aos processos de filtragem são reduzidos com a utilização de um fator de correção na etapa final de integração. Resultados experimentais validam o método proposto mostrando a viabilidade de sua aplicação no controle dos processos de partida e parada do motor de indução trifásico, possibilitando assim, a aplicação das chaves eletrônicas de partida suave - a qualquer tipo de carga - que não necessite da variação de velocidade em regime permanente

Orientador: Prof. Dr. Luis Alberto Martinez Riascos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2017.

[pt] Este trabalho apresenta uma estratégia de distribuição de torque para a locomoção de robôs móveis em terrenos desafiadores. O principal objetivo é promover a conversão eficaz de torque em movimento. Utilizando uma abordagem adaptativa de otimização multiobjetivo, equações correlacionando torques nas rodas com trajetórias estáveis dentro do espaço de trabalho do robô são obtidas por meio de algoritmos genéticos baseados em modelo. O controle reativo de torque, com base em feedback de sensor de medição inercial e sensor de corrente, permite o controle automático da distribuição de torque com base na orientação do chassi. Esta metodologia acomoda diversas funções objetivo individuais, permitindo que o robô navegue em obstáculos como degraus e inclinações com comportamentos adaptáveis. A validação experimental utilizando diversas plataformas e configurações de robôs móveis demonstra a eficácia da abordagem em diversos terrenos, superando técnicas convencionais em termos de robustez e eficácia. Uma heurística é empregada para permitir o controle reativo em tempo real, correlacionando o estado do robô com a distribuição de torque. Esta metodologia permite a aplicação de robôs móveis com rodas em condições menos exploradas, facilitando a navegação em terrenos desafiadores, como subir rampas íngremes e transpor pequenos degraus. Ao integrar metodologias de otimização, a pesquisa contribui para o avanço da mobilidade de robôs móveis, oferecendo perspectivas promissoras para aplicações em diversas indústrias. / [en] This thesis proposes a torque distribution strategy for skid-steering drive mobile robot locomotion in challenging terrains. The main objective is to promote effective torque conversion into motion. Employing an adaptive multi-objective optimization approach, the methodology derives equations correlating wheel torques to stable trajectories within the robot s workspace through a model-based genetic algorithm. Reactive torque control, facilitated by inertial sensors and torque feedback, enables automatic torque distribution control based on chassis orientation. This approach accommodates various individual objective functions, enabling adaptable behaviors for navigating beyond various obstacles. Experimental validation across diverse mobile robot platforms and configurations underscores the approach s efficacy, surpassing conventional techniques in terms of robustness and effectiveness. Real-time control implementation using a heuristic, correlating the robot s state with torque distribution, further enhances the maneuverability of skid-steer configurations in less-explored conditions, facilitating navigation through challenging terrains such as climbing steep slopes and negotiating small steps. By integrating optimization methodologies, the research contributes to advancing wheeled robot mobility, offering promising prospects for applications across industries.