Les procédés chromatographiques multicolonnes continus se sont imposés comme technique séparative dans l’industrie pharmaceutique en raison de leur productivité élevée et de leur développement rapide. De nos jours, la modélisation, le dimensionnement et l’optimisation des procédés LMS et Varicol sont considérés comme établis. Le fonctionnement automatique optimisé et robuste de ces procédés reste cependant un sujet de recherche. Le plus souvent, les paramètres opératoires sont choisis en deçà du réglage optimal afin d’inclure une marge de robustesse. Ils sont ajustés manuellement par un opérateur expérimenté pour maintenir les produits à leurs spécifications de pureté. Le nombre élevé de séparations chromatographiques rend crucial le développement d’une application d’un contrôle avancé de ces procédés. Récemment, plusieurs méthodes de contrôle des procédés LMS ont été proposées. Ce travail de thèse présente une nouvelle approche de contrôle avancé. Cette commande ajuste les paramètres opératoires d’une séparation grâce à deux types de mesure : une mesure en ligne et une mesure hors ligne. Une validation expérimentale du schéma de contrôle a été effectuée sur un procédé Varicol. Les résultats présentés démontrent que la commande permet d’amener la pureté des produits à leurs spécifications, d’optimiser les performances du procédé et de répondre aux perturbations, tout en sécurisant la pureté du produit cible / Multicolumn continuous chromatographic processes became a key separation technology in the areas of pharmaceutical industry thanks to high productivity and short process development times. Today, modeling, design, and optimization of SMB and Varicol, are well established. However a robust and optimized operation of processes is still an open issue. The common practice is to operate processes under suboptimal operating conditions in order to gain the necessary robustness. The operating parameters are tuned manually by experienced operators in order to maintain the product specifications. Therefore, as chromatographic applications spread, process control problem becomes increasingly important. Recently, several control methodologies of SMB process have been proposed. This thesis work introduces a new advanced control system approach. This system adjusts operating parameters thanks to two kinds of measurements : an in-line measurement and an at-line measurement. The performance of this control scheme is demonstrated through several experiments on Varicol. The reported results aim to demonstrate that the controller is able to deliver the products within the specifications, to optimize the process performance and to answer to disturbances while protecting the key product

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06442.pdf: 6689802 bytes, checksum: 46ba1e2b896e77a4288d24e80ac804ff (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06442.pdf: 6689802 bytes, checksum: 46ba1e2b896e77a4288d24e80ac804ff (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

The study is about Nitrogen removal from the low concentrated mainstream wastewater after Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor process (UASB) by single-stage Partial Nitritation/Anammox process in a pilot scale reactor at Hammarby Sjöstad in Stockholm. A mixture of various concentrations of dissolved oxygen and different aeration methods have been tested in the pilot scale reactor in five months divided into five periods where the temperature was set at 15° C throughout the study. The best result was in period 4, the average nitrogen removal efficiency was 52% varying between 40 and 60 % with aeration method of the ratio R = 1/3 (R = 20 minutes with aeration to 40 minutes without aeration) and a dissolved oxygen concentration of 1.3 mg/L. Partial nitritation/Anammox is considered more environmentally friendly due to reduced energy requirements for aeration, no need for an external carbon source. The process also allows for a more cost-effective nitrogen removal from wastewater. / Vatten är nödvändigt för existensen av allt liv på jorden och spelar en avgörande roll i alla mänskliga aktiviteter. Antropogena aktiviteter förorenar denna viktiga resurs och medför stor risk för människors och djurs hälsa samt växter. Kvävebelastning från jordbruket och avloppsvatten i mark- eller vattenmiljön har resulterat till övergödning, vilket är ett miljö- och ekonomiskt problem på grund av en obalans mellan ekosystemtillförseln och den naturliga näringsförbrukningen. I denna studie behandlades avloppsvatten i en pilotskala reaktor med en integrerad fastfilm aktiverat slam (IFAS) som drivs med ett enstegs partial nitritation/Anammox-process. Kväverening från den lågkoncentrerade huvudström avloppsvatten efter Uppflöde Anaerob Slam Blankett reaktor process (UASB) undersöktes. En blandning av olika koncentrationer av upplöst syre och olika luftningsmetoder har testats i pilotskala reaktorn i fem månader uppdelad i fem perioder där temperaturen sattes vid 15° C under hela studien. De bästa resultaten i kväve reningseffektivitet var 52 % i genomsnitt i period 4 varierande mellan 40 och 60 %, luftningsmetod med ett förhållande av R = 1/3 (R = 20 minuter med luftning till 40 minuter utan luftning) och ett upplöst syre Koncentration av 1,3 mg/l. Jämförelsen tog hänsyn till alla former av utsläpp av kväve- och energikostnader för luftning. Under de senaste decennierna har vattenbehandlingsprocesserna haft många positiva utvecklingar, vilket har lett till en kvalitetsförbättring av vatten samtidigt som kostnaden för kväveavlägsnande från avloppsvatten har minskat. För närvarande flyttar kvävereningsteknik från konventionell nitrifikations/denitrifikationsprocessen till partiell nitritation/Anammox (PN/A) -processen kallad deammonification. Det verkar som om den största svårigheten är att upprätthålla en stabil ackumulation av nitrit medan man försöker delvis med nitritation av ammonium. Partiell nitritation/Anammox (PN/A) anses vara mer kostnadseffektivt avlägsnande av kväve från avloppsvatten, mer miljövänligt än konventionella nitrifikations-denitrifikationsprocesser på grund av minskat energibehov för luftning och inget behov av en yttre källa av kol.

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:28:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LenilsonPS_DISSERT.pdf: 421189 bytes, checksum: 22f993fe2b8033189672f2dec900232c (MD5) Previous issue date: 2010-06-15 / In production lines, the entire process is bound to unexpected happenings which may cost losing the production quality. Thus, it means losses to the manufacturer. Identify such causes and remove them is the task of the processing management. The on-line control system consists of periodic inspection of every month produced item. Once any of those items is quali ed as not t, it is admitted that a change in the fraction of the items occurred, and then the process is stopped for adjustments. This work is an extension of Quinino & Ho (2010) and has as objective main to make the monitoramento in a process through the control on-line of quality for the number of non-conformities about the inspected item. The strategy of decision to verify if the process is under control, is directly associated to the limits of the graphic control of non-conformities of the process. A policy of preventive adjustments is incorporated in order to enlarge the conforming fraction of the process. With the help of the R software, a sensibility analysis of the proposed model is done showing in which situations it is most interesting to execute the preventive adjustment / Numa linha de produ??o, todo processo est? sujeito a ocorr?ncias de causas que venham a aparecer causando perdas na qualidade do produto e consequentemente preju?zos ao fabricante. Identificar essas causas e remov?-las ? tarefa do respons?vel pelo monitoramento do processo. Este trabalho tem como objetivo principal fazer o monitoramento num processo atrav?s do controle on-line de qualidade por atributos, considerando o n?mero de n?o-conformidades no item inspecionado. A estrat?gia de decis?o para verificar se o processo est? sob controle, est? diretamente associado aos limites de controle do gr?fico de n?o-conformidades do processo. Uma pol?tica de ajustes preventivos ? incorporada com o objetivo de aumentar a fra??o conforme do processo. Com o aux?lio do software R, ? feita uma an?lise de sensibilidade do modelo proposto mostrando em que situa??es ? mais interessante fazer o ajuste preventivo

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:53:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreLSR_DISSERT.pdf: 1376512 bytes, checksum: 77587a4d46a8d965b17b7df02200c5a6 (MD5) Previous issue date: 2010-12-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This paper proposes a procedure to control on-line processes for attributes, using an Shewhart control chart with two control limits (warning limit and control limit) and will be based on a sequence of inspection (h). The inspection procedure is based on Taguchi et al. (1989), in which to inspect the item, if the number of non-conformities is higher than an upper control limit, the process needs to be stopped and some adjustment is required; and, if the last inspection h, from all items inspected present a number of non-conformities between the control limit and warning limit. The items inspected will suffer destructive inspection, being discarded after inspection. Properties of an ergodic Markov chain are used to get the expression of average cost per item and the aim was the determination of four optimized parameters: the sampling interval of the inspections (m); the constant W to draw the warning limit (W); the constant C to draw the control limit (C), where W ? C, and the length of sequence of inspections (h). Numerical examples illustrate the proposed procedure / Este trabalho prop?e um procedimento de controle on-line de processos por atributos, utilizando um gr?fico de Shewhart com dois Limites de Controle (Limite de Advert?ncia e Limite de Controle) e ser? baseado numa sequ?ncia de inspe??o (h). O procedimento de inspe??o ? baseado em Taguchi et al. (1989). Assim, ao inspecionar o item, o processo ? parado para ajuste se o n?mero de n?o conformidades for superior ao Limite de Controle; como tamb?m se nas ?ltimas h inspe??es, todos os h itens inspecionados apresentarem um n?mero de n?o-conformidades entre os Limites de Advert?ncia e de Controle. Utilizando-se de propriedades de uma Cadeia de Markov Erg?dica, foi obtida uma express?o do custo m?dio do sistema de controle, que pode ser minimizada por quatro par?metros: Intervalo entre inspe??es (m), Limite de Advert?ncia (W), Limite de controle (C, em que W ≤ C) e o tamanho da sequ?ncia de inspe??o (h). Um exemplo num?rico ilustra o procedimento proposto

Les principaux défis pour le déploiement de systèmes de conversion de l'énergie éolienne est de maximiser la puissance électrique produite, malgré les variations des conditions météorologiques, tout en minimisant les coûts de fabrication et de maintenance du système. L'efficacité de la turbine éolienne est fortement dépendante des perturbations de l'environnement et des paramètres variables du système, tels que la vitesse du vent et l'angle de tangage. Les incertitudes sur le système sont difficiles à modéliser avec précision alors qu'ils affectent sa stabilité.Afin d'assurer un état de fonctionnement optimal, malgré les perturbations, le commande adaptative peut jouer un rôle déterminant. D'autre part, la synthèse de commandes tolérantes aux défauts, capables de maintenir les éoliennes connectées au réseau après la survenance de certains défauts est indispensable pour le bon fonctionnement du réseau. Le travail de cette thèse porte sur la mise en place de lois de commande adaptatives et tolérantes aux défauts appliqués aux systèmes de conversion de l'énergie éolienne. Après un état de l'art, les contributions de la thèse sont :Dans la première partie de la thèse, un modèle incertain non linéaire du système de conversion d'énergie éolienne avec un générateur à induction à double alimentation est proposé. Une nouvelles approches de commande adaptative par mode glissant est synthétisée et ensuite appliquée pour optimiser l'énergie issue de l'éolienne.Dans la deuxième partie, une nouvelle commande par modes glissants tolérante aux défauts et basée sur les modes glissants intégrales est présentée. Puis, cette méthode est appliquée afin de forcer la vitesse de la turbine éolienne à sa valeur optimale en prenant en compte des défauts qui surviennent sur l'actionneur. / The main challenges for the deployment of wind energy conversion systems (WECS) are to maximize the amount of good quality electrical power extracted from wind energy over a significantly wide range of weather conditions and minimize both manufacturing and maintenance costs. Wind turbine's efficiency is highly dependent on environmental disturbances and varying parameters for operating conditions, such as wind speed, pitch angle, tip-speed ratio, sensitive resistor and inductance. Uncertainties on the system are hard to model exactly while it affects the stability of the system. In order to ensure an optimal operating condition, with unknown perturbations, adaptive control can play an important role. On the other hand, a Fault Tolerant Control (FTC) with control allocation that is able to maintain the WECS connected after the occurrence of certain faults can avoid major economic losses. The thesis work concerns the establishment of an adaptive control and fault diagnosis and tolerant control of WECS. After a literature review, the contributions of the thesis are:In the first part of the thesis, a nonlinear uncertain model of the wind energy conversion system with a doubly fed induction generator (DFIG) is proposed. A novel Lyapunov-based adaptive Sliding Mode (HOSM) controller is designed to optimize the generated power.In the second part, a new output integral sliding mode methodology for fault tolerant control with control allocation of linear time varying systems is presented. Then, this methodology has been applied in order to force the wind turbine speed to its optimal value the presence of faults in the actuator.

L'hadronthérapie est une modalité de radiothérapie innovante dans laquelle des ions légers -tels des protons ou des ions carbone- sont accélérés à une vitesse relativiste, puis focalisés afin d'irradier la zone tumorale du patient. Cette technique se démarque de la radiothérapie dite conventionnelle utilisant des photons- par l'existence d'un pic de dépôt d'énergie, appelé pic de Bragg, qui se situe à la fin du parcours des ions. L'existence de différents phénomènes qui aboutissent à une incertitude sur le parcours des ions représente toutefois une limite à la précision intrinsèque de cette modalité. Cela justifie la nécessité d'une assurance qualité des traitements et motive le développement de techniques de suivi en ligne et en temps réel du parcours des ions. Ces travaux de thèse ont pour objet la caractérisation d'une technique de suivi du parcours des ions, appelée imagerie des vertex d'interaction. Il a en effet été observé que lors du parcours des ions dans le patient, une fraction importante de ceux-ci subit des réactions nucléaires, à l'origine d'un rayonnement de particules promptes secondaires chargées. Un télescope constitué de capteurs pixélisés est proposé pour localiser les vertex d'interaction de ces particules et mesurer leur corrélation avec le parcours des ions, corrélation prédite par des travaux in-silico précédents. La réalisation de plusieurs expériences durant lesquelles des cibles homogènes et hétérogènes ont été irradiées dans des conditions réalistes a permis d'obtenir les premiers résultats expérimentaux relatifs à cette technique, confrontés à des simulations qui ont également été réalisées. Avant de discuter l'ensemble des résultats obtenus, ce manuscrit détaille les aspects matériels et logiciels des importants développements mis en oeuvre et qui ont abouti à un prototype complet et fonctionnel d'imageur, accompagné de simulations Monte Carlo basées sur le logiciel Geant4 / Hadrontherapy is an innovative radiotherapy modality in which light ions -such as protons or carbon ionsare accelerated to a relativistic speed and focused to irradiate a tumoral area. This technique differs from the conventional radiotherapy -which uses photons- by the existence of an energy deposition peak, called Bragg peak, which stands at the end of the ions path. However, different phenomena that lead to uncertainty in the real ion range exist, and limit the intrinsic accuracy of this modality. This justifies the need for a treatments quality assurance and motivates the development of in-line and real-time monitoring techniques to follow the real ions range. This PhD thesis work aims the characterization of an ion range monitoring technic, called interaction vertex imaging. It has been observed that during the ion path in the patient, a significant part of incoming ions undergoes nuclear reactions, causing a prompt secondary charged particles radiation. A telescope made up of pixelated sensors is proposed to locate these particles interaction vertex and to measure their correlation with the ions range, correlation predicted by a previous in-silico work. The first experimental results for this technique has been obtained with the realization of several experiments during which homogeneous and heterogeneous targets were irradiated under realistic conditions. Simulations were also performed to compare with experimental results. Before discussing the overall results, this manuscript details the hardware and software aspects of important developments that was made and that resulted in a complete and working prototype imager, with Monte Carlo simulations based on the Geant4 software

H διατριβή διερευνά προβλήματα αποδοτικής οργάνωσης χωροταξικών δεδομένων, προτείνει συγκεκριμένες δενδρικές δομές για τη διαχείρισή τους και, τέλος, δίνει παραδείγματα χρήσης τους σε ειδικές περιοχές εφαρμογών. Το πρώτο κεφάλαιο ασχολείται με το γεωμετρικό πρόβλημα της εύρεσης των ισo-προσανατολισμένων ορθογωνίων που περικλείουν ένα query αντικείμενο που μπορεί να είναι ένα ισο-προσανατολισμένο ορθογώνιο είτε σημείο ή κάθετο / οριζόντιο ευθύγραμμο τμήμα. Για την επίλυσή του προτείνεται μια πολυεπίπεδη δενδρική δομή που βελτιώνει τις πολυπλοκότητες των προηγούμενων καλύτερων λύσεων. Το δεύτερο κεφάλαιο εξετάζει το πρόβλημα της ανάκτησης σημείων σε πολύγωνα. H προτεινόμενη γεωμετρική δομή είναι επίσης πολυεπίπεδη και αποδοτική όταν το query πολύγωνο έχει συγκεκριμένες ιδιότητες. Το τρίτο κεφάλαιο ασχολείται με την εφαρμογή δενδρικών δομών σε δύο βιομηχανικά προβλήματα. Το πρώτο αφορά στη μείωση της πολυπλοκότητας ανίχνευσης συγκρούσεων κατά την κίνηση ενός ρομποτικού βραχίονα σε μια επίπεδη σκηνή με εμπόδια. Ο αλγόριθμος επίλυσης κάνει χρήση μιας ουράς προτεραιότητας και μιας UNION-FIND δομής ενώ αξιοποιεί γνωστές δομές και αλγόριθμους της Υπολογιστικής Γεωμετρίας όπως υπολογισμός κυρτών καλυμμάτων, έλεγχος polygon inclusion, κλπ. Το δεύτερο πρόβλημα ασχολείται με το σχεδιασμό απαιτήσεων υλικών (MRP) σε ένα βιομηχανικό σύστημα παραγωγής. Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκε ένας MRP επεξεργαστής που χρησιμοποιεί διασυνδεμένες λίστες και εκτελείται στην κύρια μνήμη για να είναι αποδοτικός. Το τελευταίο κεφάλαιο εξετάζει το πρόβλημα του ελέγχου της παραγωγής και συγκεκριμένα της δρομολόγησης εργασιών. Στο πλαίσιο αυτό σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένα ευφυές σύστημα δρομολόγησης σε περιβάλλον ροής που συνδυάζει γνωσιακή τεχνολογία και προσομοίωση με on-line έλεγχο προκειμένου να υποστηρίξει το διευθυντή παραγωγής στη λήψη αποφάσεων. / Τhe dissertation examines problems of efficient organization of spatial data, proposes specific tree structures for their management, and finally, gives examples of their use in specific application areas. The first chapter is about the problem of finding the iso-oriented rectangles that enclose a query object which can be an iso-oriented rectangle either a point or a vertical / horizontal line segment. A multilevel tree structure is proposed to solve the problem which improves the complexities of the best previous known solutions. The second chapter examines the problem of point retrieval on polygons. The proposed geometric structure is also multileveled and efficient when the query polygon has specific properties. The third chapter is about the application of tree structures in two manufacturing problems. The first one concerns the reduction in the complexity of collision detection as a robotic arm moves on a planar scene with obstacles. For the solution a priority queue and a UNION-FIND structure are used, whereas known data structures and algorithms of Computational Geometry such as construction of convex hulls, polygon inclusion testing, etc. are applied. The second problem is about material requirements planning (MRP) in a manufacturing production system. To this end an MRP processor was developed, which uses linked lists and runs in main memory to retain efficiency. The last chapter examines the production control problem, and more specifically the job scheduling problem. In this context, an intelligent scheduling system was designed and developed for flow shop production control which combines knowledge-based technology and simulation with on-line control in order to support the production manager in decision making.