Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-23T03:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349540.pdf: 2247438 bytes, checksum: d1fc4dcd43f3b526415aceed49c016fc (MD5) Previous issue date: 2017 / Este trabalho apresenta diferentes estruturas de um compensador de atraso de transporte, denominado preditor de Smith filtrado, com base no controlador preditivo generalizado, em conjunto de técnicas para evitar o windup do controlador, causado, na maioria das vezes, pela saturação do atuador. Essa proposta tem como objetivo tratar restrições de amplitude de sinal de controle e obter um desempenho subótimo, sem a necessidade de um processo de otimização para tratar a não linearidade imposta pela restrição, como tipicamente ocorre no controlador preditivo generalizado. Foram realizadas simulações de processos abordados na literatura e o desempenho da técnica proposta foi comparado ao desempenho do controlador preditivo generalizado. Também foi realizado um estudo de caso experimental em uma bancada de ensaios que permitiu comparar os resultados da sintonia proposta e do controlador preditivo generalizado para o controle de temperatura da água de uma ducha eletrônica. Tanto os resultados de simulação quanto os experimentais demonstram que no caso de restrições de saturação da amplitude de controle a técnica proposta é capaz de alcançar desempenho de controle muito próximo do ótimo com um esforço computacional muitas ordens de grandeza menor que o demandado pelo controle preditivo generalizado. / Abstract : This work presents different structures of a dead time compensator, known as filtered Smith predictor, based on the generalized predictive controller, with a set of techniques to avoid the windup of the controller, caused, in most cases, by saturation of the actuator. This proposal aims to handle control signal amplitude constraints and achieve suboptimal performance without the need of an optimization process to handle the nonlinearity imposed by the constraint, as typically occurs in the generalized predictive controller. Simulations of processes presented in the literature were performed and the performance of the proposed technique was compared to the performance of generalized predictive controller. An experimental case study was also carried out on a test rig, which was used to compare the results of the proposed tuning and the generalized predictive controller for the control of the water temperature in an electronic shower. Both the simulation results and the experimental results demonstrate that in the case of control amplitude saturation constraints the proposed technique is able to achieve control performance close to the optimum, with a computational effort many orders of magnitude smaller than that required by generalized predictive control.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6290_.pdf: 1963533 bytes, checksum: 825e88a44b0de01e707649f7d8f07ca9 (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / BRITO, Flávia Maria Silva. Efeito da termorretificação nas propriedades tecnológicas do bambu. 2013. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) Universidade Federal do Espírito Santo, Jerônimo Monteiro - ES, Orientador: Prof. Dr. Juarez Benigno Paes. Coorientadores: Prof. Dr. José Tarcísio da Silva Oliveira e Profa. Dra. Marina Donária Chaves Arantes. Este trabalho teve como objetivos avaliar as características anatômicas e físicas do bambu in natura, analisar os efeitos da termorretificação nas propriedades tecnológicas do bambu laminado colado termorretificado (BLCTR) e na sua durabilidade natural. Foram coletados quatro colmos em idade adulta e cortados a cada 2,0 m, divididos em quatro secções no sentido longitudinal sendo imersas em água durante 10 dias e secas ao ar. As secções foram transformadas em taliscas com dimensões de 0,5 x 3,5 x 45 cm (espessura x largura x comprimento) e tratadas termicamente a 100, 140, 160, 180 e 200°C, durante uma hora para cada temperatura. Os adesivos utilizados foram o Cascophen RS-216-M, à base de resorcinol - formaldeído, Cascamite PL-2030, à base de uréia - formaldeído, ambos termofixos e um termoplástico à base de acetato de polivinila, Cascorez 2500. As taliscas termorretificadas foram dimensionadas conforme cada ensaio realizado. Observou-se que os colmos de bambu possuem uma frequência de vasos de 0 a 4 vasos.mm-2 com média de 2 vasos.mm-², fibras longas e estreitas com comprimento médio de 2,72 mm. A massa específica básica de 0,66 g.cm-3 e a retratibilidade volumétrica de 15,41%. Os teores de extrativos e lignina total aumentaram, conforme o incremento da temperatura, e o teor de holocelulose foi reduzido. A partir da temperatura de 160 °C ocorreu um ganho na durabilidade natural do bambu e na estabilidade dimensional do BLCTR aderido com RF, porém houve uma queda nos valores da massa específica básica e na resistência mecânica do material. Palavras-chave: Tratamento térmico, Dendrocalamus giganteus, Adesivos, Laminado colado, Ensaios biológicos.

Orientador: Jose Antonio Siqueira Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T10:43:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_SilviaElisabethSauaia_M.pdf: 6529088 bytes, checksum: 94361c93b2fa30ab34622f13f5d2b5f3 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Tanques para banho à temperatura constante necessitam de um sistema de controle para monitoração e controle de sua temperatura de operação e demais funções. O controle da temperatura deve ser rígido e preciso; condições de alarme e desligamento automático devem ser previstos. O presente trabalho pretende estudar, implementar e testar um protótipo de um sistema de controle microprocessado para tais tanques. Este trabalho apresenta um controlador digital do tipo PID, baseado na arquitetura do microcontrolador 8051 da Intel, com aIto desempenho, robusto, eficiente e simples, características estas comprovadas através de testes práticos realizados no final do projeto / Abstract: Tanks for constant temperature bath need a temperature and related functions moni toring and control system. Temperature control must be constant and precise; alarm and automatic switching off conditions must be provided. This work is to study, implement and test a microprocessor controller's prototype for such tanks. This work presents a digital controller with a PID control scheme, based in the architecture of the Intel' s 8051 microcontroller, with high performance, strong, efficient and simple, characteristics verified through practical tests made at the end of the project / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Ademar Martins Leal / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-26T21:19:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarmoJunior_RuyRobertodo_M.pdf: 3644858 bytes, checksum: 8f9f1fe2acdf345ed93118c011e81132 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Na busca de melhores resultados de produtividade no cultivo hidropõnicoda alfaceemambienteprotegido,avaliou-seos resultados da ação do enriquecimento atmosférico com dióxido de carbono (C02) e da redução da temperatura interior de casas de vegetação com o uso de sistema de resfriamento evaporativo. A partir de um tratamento testemunha fez-se a comparação com um ambiente enriquecido com C02, buscando níveis superiores a 1.000~11I. Procurando aumentar a eficiência do uso do gás pelas plantas, criou-se o terceiro tratamento onde o enriquecimentofoi feito sob condições mais controladas de temperaturae umidade. O sistema de enriquecimento utilizou-se de gás industrial engarrafado, e distribuição localizada, próxima a cada planta. O sistema de controle de temperatura utilizou-se do princípio do resfriamento evaporativo, com o processo ocorrendo em meio poroso de celulose e a movimentação do ar provocada por exaustores. A partir dos resultados obtidos na presente pesquisa, concluiu-se que: nas condiçõesclimáticas ocorridase para os sistemas adotados, as plantas, quando cultivadas em ambiente enriquecido com C02 apresentaram um acúmulo de massa fresca 10% maior que aquelas cultivadas sob concentrações naturais. E que o enriquecimento com C02 associado ao controle de temperatura e umidade, proporcionaram um aumento de 21% no valor de massa fresca das plantas, em relação ao ambiente não controlado e sem enriquecimento / Abstract: In the searching for better results for greenhouse hydroponically grown lettuce, it was evaluated the influence of C02 enriched atmosphere and temperature reduction, by using evaporative cooling, on crop productivity. A standard treatment in natural air was first compared to 1000~11Ior more C02 enriched atmosphere. Secondly, in order to improve the C02 absorption efficiency by the plant, it was established a third treatment where temperature and relative humidity were controlled. The C02 enrichment system used commerciaJgas bottle. The gas was distribuited closely each lettuce plant. Temperature and relative humidity were controlledby an evaporativecollingsystemcomposedot a pad and a tan. It was concluded that the fresh weight trom the third treatment (C02 and evaporative cooling) was 21% heavier than the standard treatment, and the second treatment (only C02) was 10% heavier than the standard treatment / Mestrado / Construções Rurais e Ambiencia / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Alberto Adade Filho / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:11:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iskandar_MarcoAntonio_M.pdf: 4356371 bytes, checksum: 8b89db3b0ba0eb163732c9073c792ae9 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A tecnologia de motores diesel tem sido guiada por legislações cada vez mais severas. Para cumprir com estas legislações os sistemas de controle de emissões estão se desenvolvendo rapidamente visando à disponibilização no mercado de produtos que atendam às normas de emissões, mas com economia no consumo de combustível e maior durabilidade e competitividade nos mercados internacionais, em suma melhoria na relação custo x benefício. Neste contexto, é colocada a análise e projeto de um sistema de controle de arrefecimento do motor Diesel, que objetiva controlar a temperatura de água do motor visando à economia de combustível e redução dos níveis de emissões. Assim, o presente trabalho tem como objetivo a análise e projeto de um sistema substituto ao tradicional sistema de arrefecimento (cooling) do motor Diesel disponível e comumente utilizado no mercado atualmente. O sistema mecatrônico em estudo é composto por uma bomba elétrica de água, um ventilador acionado eletricamente, uma válvula termostática eletronicamente controlada e um algoritmo de controle. Este conjunto visa propiciar um controle preciso da temperatura de água do motor Diesel, dessa forma reduzindo as emissões de poluentes e o consumo de combustível, permitindo, ainda, uma resposta rápida no aquecimento em partida a frio e maior durabilidade do motor. Os ajustes do controlador foram calculados por meio de algoritmos de otimização e co-simulação computacional utilizando dois softwares distintos: GT-Cool (GT-SUITE é marca registrada da Gamma Technologies) e Matlab / Simulink (MATLAB/Simulink é marca registrada da Mathworks) / Abstract: The diesel engine technology has been driven by increasingly stringent laws. To comply with these laws the emissions control systems are rapidly developing in the market aimed at providing products that meet future emissions standards, but savings in fuel consumption and greater durability and competitiveness in international markets, improving cost-benefit ratio. In this context, design and analysis of a control system for cooling the diesel engine, aiming to control the engine water temperature accurately, to save fuel and reduce emissions. The present work has as objective to design a mechatronic system as a substitute to the traditional cooling system of the diesel engine commonly used in the market today. The system under study consists of an electric water pump, an electrically driven fan, an electronically controlled thermostatic valve and a control algorithm. This system is intended to provide a control in water temperature of the diesel engine, thereby reducing pollutant emissions and fuel consumption, allowing also a rapid response to heating in cold start. Controller tuning was calculated by algorithmic through optimization and co-simulation using two distinct computational software GT-Cool (GT-SUITE is a registered trademark of Gamma Technologies) and Matlab / Simulink (MATLAB / Simulink is a registered trademark of Mathworks) / Mestrado / Eletrônica / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Amauri Garcia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T09:41:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SpimJunior_JaimeAlvares_M.pdf: 5304992 bytes, checksum: 564f6d863d1a9b4ebbdad0569ffcb83e (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Desenvolveu-se um modelo numérico baseado no método de diferenças finitas bidimensional que permite prever o comportamento térmico da solidificação de ligas no processo de lingotamento. Na elaboração do modelo trabalhou-se com uma analogia entre circuitos térmicos e circuitos elétricos de capacitores e resistores, resultando em simplificações matemáticas e computacionais, além da maior compreensão física do método de diferenças finitas, permitindo maleabilidade das malhas nodais sem a perda de precisão. Analisou-se o sistema de lingotamento contínuo de aços em função das principais regiões de troca térmica que ocorrem ao longo do processo, mapeando-se os pontos críticos sob ponto de vista de um sistema de controle. O modelo desenvolvido foi aplicado a diferentes situações do processo de lingotamento contínuo, comparando-se alguns resultados com resultados experimentais e outros modelos já avaliados da literatura. As boas concordâncias observadas demonstraram a confiabilidade do modelo. Finalmente mostram-se os passos da utilização do modelo para a aplicação em um sistema de controle, analisando-se os diversos pontos críticos de sensoriamento do equipamento e os segmentos que devem ser controlados ou ser submetidos a ajustes continuos, para estabelecer-se as condições básicas essenciais ao desenvolvimento de um sistema de controle automático no equipamento de Lingotamento Contínuo de placas de aço / Abstract: A numerical model based on the finite difference technique was developed, permitting the description of the thermal behaviour during solidification of binary alloys in casting processes. The analysis incorporates an analogy between thermal circuits and electrical circuits resulting on mathematical and computation simplifications and giving a better physical comprehension of the finile difference approach. An increase of flexibility in mesh size was observed preserving the accuracy of results. The continuous casting equipment was analysed in terms of the different heat exchange regions, with a view of identification of the critical points for a control system. The developed model applied to different operating situations of cotinuous casting of steel, and the theoretical predictions were compared to experimental and theoretical results from the literature, giving a good agreement in all cases examined. Finally, the steps of model application to a control system is presented. These includes the analysis of critical points for detectors location. The machine parts which must be submitted to control or continuous adjustment, in order to permit the development of an automatic control system for a slab continuous casting equipment / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

In this work, initially the radioluminescence (RL) and thermoluminescence (TL) techniques are presented. The radioluminescence is the prompt luminescence emitted by a material under ionizing radiation exposure. The thermoluminescence is the luminescence emitted by a material previously exposed to ionizing radiation when excited by heat. Enegy bands concepts, defects in crystals and the different processes of ionization that take place in matter when exposed to ionizing radiation are briefly discussed in order to present the mechanisms involved in RL and TL processes. The usage of the techniques in characterization of materials and dosimetry is reported, legitimating the importance of the instrument developed. Mechanical and structural parts as well as a description of each component of the instrument are fairly described. The implemented algorithm for controlling the instrument and acquiring data is also discussed. The development of the instrument enabled us to generate temperature ramps with a quite good performance, reaching temperatures up to 500 °C with deviations up to 2 °C, having used heating rates between 0.5 °C/s and 5 °C/s. Calibrations of optical spectrometer used in light collection and irradiation system were carried out. Lastly, TL and RL spectra tests were performed. The RL tests were carried out using several materials which emission spectra are well known by literature, namely, carbon-doped aluminium oxide Al2O3:C, terbium-doped gadolinium oxysulphide Gd2O2S:Tb, europium-doped yttrium oxide Y2O3:Eu and dysprosium-doped calcium borate CaB6O10:Dy. For the TL spectra test, the aluminium oxide doped with carbon Al2O3:C was used. The results of RL and TL spectra tests showed a good agreement with the literature, pointing out that the instrument developed in this work is comparable to others instruments in operation from others research groups, making our results reliable. / Nesse trabalho, inicialmente as técnicas de radioluminescência (RL) e termolumi- nescência (TL) são apresentadas. A radioluminescência é a luminescência imediata emitida por um material quando exposto à radiaçao ionizante. A termoluminescência é a luminescência emitida por um material previamente exposto à radiação quando este é aquecido. Conceitos de bandas de energia, defeitos em cristais e os diferentes processos de ionização que ocorrem na matéria quando exposta à radiação ionizante são brevemente discutidos a fim de apresentar os mecanismos envolvidos na RL e TL. A utilização das técnicas na caracterização de materiais e na dosimetria é reportada, justificando a importância do instrumento desenvolvido. As partes mecânicas/estruturais e uma descrição de cada componente do instrumento são descritos. O algoritmo implementado para controle do instrumento e aquisição de dados é também descrito. O desenvolvimento do instrumento possibilitou a geração de rampas de temperatura com uma boa performance, atingindo até 500 °C com variações de até 2 °C ao utilizar taxas de aquecimento entre 0.5 °C/s e 5 °C/s. Calibrações do espectrômetro óptico utilizado na aquisição da luminescência e do sistema de irradiação foram executadas. Por fim, testes de aquisição de espectros de RL e TL foram realizados. Os testes de RL foram realizados utilizando vários materiais cujos espectros de emissão são bem conhecidos pela literatura, a saber, óxido de alumínio dopado com carbono Al2O3:C , oxisulfeto de gadolínio dopado com térbio Gd2O2S:Tb , óxido de ítrio dopado com európio Y2O3:Eu e borato de cálcio dopado com disprósio CaB6O10:Dy. Para o teste dos espectros de TL, o Al2O3:C foi utilizado. Os resultados dos espectros de RL e TL mostraram concordância com a literatura, indicando que o instrumento desenvolvido é comparável a outros instrumentos em operação de outros grupos, tornando os nossos resultados confiáveis.

O objetivo desta tese de mestrado é apresentar e analisar os resultados de cargas térmicas e distribuição de temperatura obtidos a partir da simulação numérica do comportamento térmico do satélite ITASAT (satélite universitário) para os casos críticos de vôo. O ITASAT será o primeiro satélite brasileiro de serviços desenvolvido por universidades. O programa está sendo coordenado pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) em conjunto com outras universidades do país, com apoio do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e financiado pela Agência Espacial Brasileira (AEB). Para cumprir esse objetivo, foi utilizada a ferramenta computacional SINDA (System Improved Numerical Differencing Analyser), um software comercial de análise térmica que possui facilidade para aplicações espaciais. Durante a órbita, o satélite sofrerá a influência de cargas térmicas externas (radiação solar, albedo e radiação terrestre), e parâmetros como o tipo de órbita e atitude tem influência direta sobre a intensidade dessas cargas. Associando as cargas térmicas externas às dissipações internas dos equipamentos que compõem o satélite, foi possível obter a distribuição de temperatura prevista para vôo. A geometria utilizada partiu de uma proposta inicial do modelo de satélite, a qual estará sujeita a alterações com o desenvolvimento do projeto. Como os equipamentos que irão compor o ITASAT ainda não foram definidos, neste trabalho o modelo foi implementado com equipamentos de características térmicas, e de potências dissipadas idênticas aos utilizados no satélite de coleta de dados SCD-1 do INPE, lançado em 1993. Este estudo é parte do projeto de controle térmico do satélite ITASAT, e garantirá que as temperaturas limites aceitáveis, máximas e mínimas, para todos os equipamentos possam ser obedecidas, fornecendo assim informações iniciais para a fase de testes que o modelo de vôo do ITASAT será submetido posteriormente. Os resultados apresentados são fisicamente coerentes para satélites em baixa órbita (LEO).

Com o objetivo de especificar o Teste experimental de Balanço Térmico (TBT) para a Maquete Térmica, ou Termoestrutural (STM) do ITASAT-1 esse trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo para verificação, validação e refinamento do projeto de controle térmico deste programa de satélite. Os itens abordados são: aquisições de cargas térmicas preditas pelo do modelo numérico anteriormente concebido (onde, para sua utilização, é necessária uma seleção de casos críticos), a escolha de um circuito elétrico para ligação dos aquecedores, a especificação destes que cobrirão a superfície do STM, a distribuição de potencia por aquecedor sobre os painéis, a aplicações das cargas orbitais médias e transitórias, e a validação do modelo baseado na comparação das temperaturas previstas para o ambiente laboratorial (de TBT) por simulações com as temperaturas previstas para voo. Para que todas essas tarefas fossem possíveis, o modelo numérico do projeto térmico para voo foi aproveitado em grande parte. Foram excluídos alguns elementos do modelo original cujos itens físicos não farão parte do teste, previsto para ser realizado numa câmara de termovácuo, e foram adicionados os aquecedores. Essas modificações não trouxeram distorções significativas quanto à simulação dos casos críticos previstos para voo. Referindo-se à câmara, suas paredes negras e criogênicas simulam o espaço como sumidouro de calor e foram modeladas considerando-as como um cilindro com medidas internas de Ø1 x 1m e fechadas com duas tampas nas extremidades (topo e fundo). A condição de contorno foi ajustada inicialmente com uma temperatura fixa de 100K. Posteriormente foram introduzidos estudos comparativos para outra câmara com um tamanho de Ø3 x 3m. Uma variação na temperatura foi aplicada numa taxa de resfriamento das paredes de 1,0 e 1,2C por minuto para diminuição do tempo previsto para o teste. Os resultados com a câmara maior (Ø3 x 3m) ofereceram maior fidelidade ao modelo. Outras mudanças foram inseridas nas análises: nas propriedades termoópticas para oferecer outra opção para o teste, e no ajuste de valor para a condutância de contato dos aquecedores que apresentaram pouca diferença em comparação com o valor utilizado na simulação orbital para células solares. Também é apresentada no trabalho, uma sugestão de disposição física do satélite dentro da câmara e suporte para içamento. Finalmente é apresentado um perfil de teste com tempo de teste previsto para 34,7 horas, e as programações dos aquecedores as quais são apresentadas no Apêndice 2. Então, com todos esses pontos discutidos, foi possível ter uma boa visualização de previsão do arranjo para futura simulação experimental e validação do subsistema de controle térmico do projeto ITASAT-1.

Foi desenvolvido um modelo para projetos de controle térmico de satélites, onde se busca a acurácia nas predições de temperaturas e demais parâmetros inerentes ao projeto térmico. Tal modelo abrange análises experimentais e processos de otimização, sendo estes baseados no desenvolvimento de uma nova plataforma. A aplicação do modelo foi realizada em um satélite com controle de atitude estabilizado em três eixos e, no caso em estudo, o satélite Amazonia-1 foi tomado como referência. Em relação às análises experimentais, a determinação das propriedades efetivas de mantas térmicas compostas por isolantes de múltiplas camadas (MLI) e, também, a determinação da condutância térmica transversal de painéis estruturais compostos do tipo honeycomb foram realizadas. Com base nos resultados do teste do honeycomb, avaliou-se qual modelo analítico melhor se ajusta aos resultados experimentais, assim como qual a melhor estratégia de se modelar um painel deste tipo. Os resultados experimentais serviram como dados de entrada na elaboração do modelo térmico matemático do satélite, modelo este em que a configuração do projeto térmico do satélite foi avaliada e definida. Após a definição do projeto térmico, trabalhou-se na otimização do mesmo, visando reduzir, ou até mesmo eliminar, o consumo de potência elétrica por parte dos aquecedores, sendo que este recurso é extremamente valioso em missões espaciais. O processo de otimização foi fundamentado na utilização do algoritmo M-GEO, integrado com os softwares de análise térmica ThermalDesktopTM, RadCAD e SINDA/FLUINT através da interface de controle estabelecida no aplicativo MS Excel. Nas análises visando à otimização, a utilização de aletas como coletores solares foi considerada, assim como a determinação dos melhores revestimentos e áreas para os radiadores. Com base nos resultados obtidos, demonstrou-se que o consumo de potência elétrica pode reduzir-se consideravelmente ou, até mesmo, ser eliminado em alguns casos, tendo como ferramenta de trabalho a nova plataforma.