Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 2006.

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2007. / Title from first page of PDF file. Includes bibliographical references (p. 145-153).

Thesis (Ph. D.)--University of British Columbia, 2000. / Description based on contents viewed Aug. 16, 2007; title from title screen. Includes bibliographical references (p. 153-157).

Digital predistortion is a signal processing technique used to remove undesired distortions caused by nonlinear system effects. This method is predominately used to linearize power amplifiers in communication systems in order to achieve efficient transmitter circuits. However, the technique can readily be applied to cancel undesired nonlinear behavior in other types of systems. This thesis investigates the effectiveness of digital predistortion in the context of a wideband arbitrary waveform generator. A theoretical foundation discussing nonlinear system models, predistortion architectures and system identification methods is complemented with a simulation study and followed by verification on a real system. The best predistorter is able to fully suppress the undesired distortions for any fixed two-tone sinusoidal signal. Furthermore, the results indicate the existence of a wideband predistorter which yield acceptable suppression over a frequency range of several hundred MHz. / Digital predistorsion är en signalbehandlingsteknik som används för att undertrycka oönskade distorsioner orsakade av icke-linjära effekter i elektriska system. Denna metod används i huvudsak för att linjärisera effektförstärkare i kommunikationssystem för att erhålla effektiva sändarkedjor men tekniken kan utan större problem även tillämpas på andra typer av icke-linjära system. Denna uppsats undersöker i vilken utsräckning digital predistorsion kan användas för att undertrycka oönskade signaldistorsioner i en bredbandig signalgenerator. Uppsatsen presenterar en bakgrund som utgår ifrån teorin om icke-linjära systemmodeller, arkiteturer för predistorsion och systemidentifieringsmetoder. En kvantitativ studie i en simuleringsmiljö åtföjs av en utvärdering på ett verkligt system. Det bästa predistorsionssystemet åstadkommer en fullständig linjärisering i testfallet med en fix tvåtonssignal. Resultaten indikerar även att det existerar ett system som linjäriserar signaler i ett frekvensområde som uppgår till hundratals MHz.

Orientador: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Banca: Marcio Antonio Bazani / Banca: Marcos Silveira / Resumo: Essa dissertação trata da dinâmica de um sistema com não-linearidade na rigidez devido à geometria do mecanismo articulado de duas barras, identificado como NLGS ao longo do texto. Na Introdução do trabalho são mostrados exemplos de sistema com rigidez não-linear devido á geometria, destacando a aplicação desse tipo de sistema como isolador de vibração e também discute-se sobre a exposição humana à vibração como motivação e justificativa para o trabalho, ressaltando-se as frequências de ressonância das diversas partes do corpo humano. Na sequência faz-se a revisão bibliográfica sobre o assunto de vibrações para auxiliar na compreensão do trabalho. Após esses capítulos introdutórios é feita a apresentação e a modelagem matemática dos sistemas dinâmicos estudados: sistema NLGS ideal, sistema com rigidez não-linear e sistema não ideal. As equações de movimento são deduzidas pelo método de Lagrange. Após a dedução das equações de movimento faz-se a integração numérica utilizando o método de Runge-Kutta de quarta e quinta ordem e obtém-se a resposta dos sistemas (deslocamento, velocidade e aceleração). Como resultado da integração numérica são construídas algumas curvas, tais como: histórico de deslocamento, histórico de frequência, plano de fase, FFT, resposta em frequência e diagrama de bifurcação para ajudar na compreensão do comportamento dinâmico dos sistemas. Com base nos resultados obtidos percebe-se que os sistemas NLGS não ideal, NLGS ideal e com rigidez não linear apresentam um comportamento complexo devido à rigidez não-linear. Nesses três sistemas tem-se indicação de regime de movimento caótico inclusive. No sistema não ideal observa-se o efeito Sommerfeld, o qual deixa evidente a captura da rotação do motor pela frequência natural do sistema e o salto na curva da amplitude de deslocamento em função da frequência do motor. Fazendo um comparativo entre o... / Abstract: This dissertation concerns with the dynamics of a system with nonlinearity in the stiffness due to geometry of a pivot mechanism of two bars, called NLGS in the text. In the Introduction are shown examples of system with nonlinear stiffness due to geometry, emphasizing the application of this kind of system as vibration isolator and is also discussed about the human exposure to vibration as motivation and justification in the research, emphaizing the different resonance frequencies of the human body. In the sequence is carried out the literature review about vibrations to help on understanding the research. After these introductory chapters is done the presentation and mathematical modeling of the studied dynamic systems: non-ideal NLGS system, ideal NLGS system, nonlinear stiffness system and non-ideal system. The equations of motion are deduced by Langrange's method. After the deduction of the equations of motion is carried out the numerical integration using the fourth and fifth order Runger-Kutta's method and it is gotten the response of the systems (displacement, velocity and acceleration). As result of the numerical integration some curves are plotted, such as: displacement history, frequency history, phase portrait, FFT, frequency response and bifurcation diagram to help on understanding the dynamic behavior of the systems. Based on the results is noticed that the following systems have a complex behavior due to nonlinear stiffness: non-ideal NLGS, ideal NLGS and nonlinear stiffness system. In these three systems there are indications of chaotic motion. In the non-ideal system the Sommerfeld effect is observed, evidencing the capture of the frequency of motor by the natural frequency of the system and the jump in the curve of frequency response. Comparing the non-ideal NLGS system and the non-ideal system conludes that the Sommerfeld effect is eliminated and the maximum amplitude of displacement is reduced by 27% in the non-ideal... / Mestre

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-16Bitstream added on 2015-03-03T12:07:10Z : No. of bitstreams: 1 000800632.pdf: 2649005 bytes, checksum: 0e6f6ee2cc449b2d9d89392080c49c79 (MD5) / Essa dissertação trata da dinâmica de um sistema com não-linearidade na rigidez devido à geometria do mecanismo articulado de duas barras, identificado como NLGS ao longo do texto. Na Introdução do trabalho são mostrados exemplos de sistema com rigidez não-linear devido á geometria, destacando a aplicação desse tipo de sistema como isolador de vibração e também discute-se sobre a exposição humana à vibração como motivação e justificativa para o trabalho, ressaltando-se as frequências de ressonância das diversas partes do corpo humano. Na sequência faz-se a revisão bibliográfica sobre o assunto de vibrações para auxiliar na compreensão do trabalho. Após esses capítulos introdutórios é feita a apresentação e a modelagem matemática dos sistemas dinâmicos estudados: sistema NLGS ideal, sistema com rigidez não-linear e sistema não ideal. As equações de movimento são deduzidas pelo método de Lagrange. Após a dedução das equações de movimento faz-se a integração numérica utilizando o método de Runge-Kutta de quarta e quinta ordem e obtém-se a resposta dos sistemas (deslocamento, velocidade e aceleração). Como resultado da integração numérica são construídas algumas curvas, tais como: histórico de deslocamento, histórico de frequência, plano de fase, FFT, resposta em frequência e diagrama de bifurcação para ajudar na compreensão do comportamento dinâmico dos sistemas. Com base nos resultados obtidos percebe-se que os sistemas NLGS não ideal, NLGS ideal e com rigidez não linear apresentam um comportamento complexo devido à rigidez não-linear. Nesses três sistemas tem-se indicação de regime de movimento caótico inclusive. No sistema não ideal observa-se o efeito Sommerfeld, o qual deixa evidente a captura da rotação do motor pela frequência natural do sistema e o salto na curva da amplitude de deslocamento em função da frequência do motor. Fazendo um comparativo entre o... / This dissertation concerns with the dynamics of a system with nonlinearity in the stiffness due to geometry of a pivot mechanism of two bars, called NLGS in the text. In the Introduction are shown examples of system with nonlinear stiffness due to geometry, emphasizing the application of this kind of system as vibration isolator and is also discussed about the human exposure to vibration as motivation and justification in the research, emphaizing the different resonance frequencies of the human body. In the sequence is carried out the literature review about vibrations to help on understanding the research. After these introductory chapters is done the presentation and mathematical modeling of the studied dynamic systems: non-ideal NLGS system, ideal NLGS system, nonlinear stiffness system and non-ideal system. The equations of motion are deduced by Langrange's method. After the deduction of the equations of motion is carried out the numerical integration using the fourth and fifth order Runger-Kutta's method and it is gotten the response of the systems (displacement, velocity and acceleration). As result of the numerical integration some curves are plotted, such as: displacement history, frequency history, phase portrait, FFT, frequency response and bifurcation diagram to help on understanding the dynamic behavior of the systems. Based on the results is noticed that the following systems have a complex behavior due to nonlinear stiffness: non-ideal NLGS, ideal NLGS and nonlinear stiffness system. In these three systems there are indications of chaotic motion. In the non-ideal system the Sommerfeld effect is observed, evidencing the capture of the frequency of motor by the natural frequency of the system and the jump in the curve of frequency response. Comparing the non-ideal NLGS system and the non-ideal system conludes that the Sommerfeld effect is eliminated and the maximum amplitude of displacement is reduced by 27% in the non-ideal...

Orientador: Marcos Silveira / Banca: Paulo José Paupitz Gonçalves / Banca: Samuel da Silva / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar o comportamento dinâmico de sistemas de suspensão veicular que empregam amortecimento viscoso assimétrico, com foco na melhoria do conforto para os passageiros, considerando não linearidade geométricas presentes no sistema. Estudos anteriores comprovam que o uso de amortecedores assimétricos nestes tipos de sistema pode ser vantajoso com relação ao conforto dos passageiros. Porém, nota-se que há uma deficiência no entendimento do comportamento dinâmico deste tipo de sistema. Portanto, análises mais aprofundadas deste problema devem ser realizadas. A modelagem e o comportamento de duas configurações de suspensões, uma com amortecimento viscoso simétrico e outra com amortecimento viscoso assimétrico são apresentados e comparados. As simulações são feitas usando um modelo de quarto de carro para analisar a dinâmica vertical. A configuração geométrica de um sistema de suspensão é levada em consideração na modelagem da força de amortecimento e da força da mola, de forma a incluir não linearidade geométricas no modelo. O perfil de pavimento é introduzido no sistema através de uma excitação harmônica. Diversos valores de frequência de excitação são utilizados para descrever as diferentes irregularidades de diferentes tipos de pavimento. Os modelos matemáticos referentes aos sistemas de suspensão descritos são analisados através de simulação numérica. Através da análise computacional e métodos usuais em dinâmica não linear, incluindo históricos de deslocamento, plano de fase e resposta em frequencia é possível identificar regiões nas quais fenômenos indesejados ocorrem. Para esta análise, foram variados os valores do coeficiente de amortecimento tanto para a compressão quanto para a extensão do amortecedor e estabelecida uma razão de assimetria. Através da modelagem e simulações computacionais deste estudo é possível verificar que a escolha da... / Abstract: The objective of this work is to study the dynamical behaviour of vehicle supension system employing asynmetrical viscous damping, with a focus on improving passenger comfort, considering geometric nonlinearities which are present in the system. Previous studies have shown that the use of asymmetrical dampers in these types of systems can be advantageous with regard to the comfort of the passengers. However, there is a deficiency in understanding the dynamic behaviour of such systems. Therefore, further analysis of this problem should be conducted. The modeling and the behaviour of suspensions of two configurations, one with symmetrical viscous damping and another with asymmetrical viscous damping are presented and compared. The simulations are performed using a quarter-car model to analyze the vertical dynamics. The geometric configuration of a suspension system is taken into account in modeling the damping force and spring force, to include geometrical nonlinearities in the model. The road profile is introduced into the system through a harmonic excitation. Several values of excitation frequency are used to describe the various irregularities of different types of road. Mathematical models of the described suspension systems are analyzed by numerical simulation. Through computational analysis and usual methods in nonlinear dynamics, including time history, phase plane and frequency response, it is possible to identify regions where unwanted phenomena occur. For this analysis, the values of the damping coefficient for the compression and extension of the damper were varied, establishing an asymmetry ratio. Through modeling and computer simulations in this study, the choice of the asymmetry ratio diminishes the effects that the unever road causes on the displacement and acceleration of the sprung mass. This decrease can also improve the comfort for the passengers / Mestre

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:26:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-24. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:11Z : No. of bitstreams: 1 000852137.pdf: 2643913 bytes, checksum: 095f34948be7c9f12b30f5dac4abbc41 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho é estudar o comportamento dinâmico de sistemas de suspensão veicular que empregam amortecimento viscoso assimétrico, com foco na melhoria do conforto para os passageiros, considerando não linearidade geométricas presentes no sistema. Estudos anteriores comprovam que o uso de amortecedores assimétricos nestes tipos de sistema pode ser vantajoso com relação ao conforto dos passageiros. Porém, nota-se que há uma deficiência no entendimento do comportamento dinâmico deste tipo de sistema. Portanto, análises mais aprofundadas deste problema devem ser realizadas. A modelagem e o comportamento de duas configurações de suspensões, uma com amortecimento viscoso simétrico e outra com amortecimento viscoso assimétrico são apresentados e comparados. As simulações são feitas usando um modelo de quarto de carro para analisar a dinâmica vertical. A configuração geométrica de um sistema de suspensão é levada em consideração na modelagem da força de amortecimento e da força da mola, de forma a incluir não linearidade geométricas no modelo. O perfil de pavimento é introduzido no sistema através de uma excitação harmônica. Diversos valores de frequência de excitação são utilizados para descrever as diferentes irregularidades de diferentes tipos de pavimento. Os modelos matemáticos referentes aos sistemas de suspensão descritos são analisados através de simulação numérica. Através da análise computacional e métodos usuais em dinâmica não linear, incluindo históricos de deslocamento, plano de fase e resposta em frequencia é possível identificar regiões nas quais fenômenos indesejados ocorrem. Para esta análise, foram variados os valores do coeficiente de amortecimento tanto para a compressão quanto para a extensão do amortecedor e estabelecida uma razão de assimetria. Através da modelagem e simulações computacionais deste estudo é possível verificar que a escolha da... / The objective of this work is to study the dynamical behaviour of vehicle supension system employing asynmetrical viscous damping, with a focus on improving passenger comfort, considering geometric nonlinearities which are present in the system. Previous studies have shown that the use of asymmetrical dampers in these types of systems can be advantageous with regard to the comfort of the passengers. However, there is a deficiency in understanding the dynamic behaviour of such systems. Therefore, further analysis of this problem should be conducted. The modeling and the behaviour of suspensions of two configurations, one with symmetrical viscous damping and another with asymmetrical viscous damping are presented and compared. The simulations are performed using a quarter-car model to analyze the vertical dynamics. The geometric configuration of a suspension system is taken into account in modeling the damping force and spring force, to include geometrical nonlinearities in the model. The road profile is introduced into the system through a harmonic excitation. Several values of excitation frequency are used to describe the various irregularities of different types of road. Mathematical models of the described suspension systems are analyzed by numerical simulation. Through computational analysis and usual methods in nonlinear dynamics, including time history, phase plane and frequency response, it is possible to identify regions where unwanted phenomena occur. For this analysis, the values of the damping coefficient for the compression and extension of the damper were varied, establishing an asymmetry ratio. Through modeling and computer simulations in this study, the choice of the asymmetry ratio diminishes the effects that the unever road causes on the displacement and acceleration of the sprung mass. This decrease can also improve the comfort for the passengers

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-20. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:46Z : No. of bitstreams: 1 000857604.pdf: 4861820 bytes, checksum: d707905c8e1aebd6ae0cc81adaea7e12 (MD5) / Grande parte dos projetos estruturais atuais buscam por concepções mais econômicas, o que leva à estruturas mais leves e flexíveis. Estruturas assim podem apresentar comporta- mento não-linear devido às grandes deformações. Se faz então necessário o uso de modelos que incluam o comportamento não-linear, a maioria destes modelos buscam incluir uma função matemática que represente os mecanismos não-lineares presentes. Estruturas vi- brando em regime não-linear de movimento podem ter efeitos diversos como saltos, ciclos limites, interação modal, existência de múltiplas harmônicas etc. As séries de Volterra são apresentadas e utilizadas como ferramenta na identificação de sistemas não-lineares. Posteriormente, os modelos de Volterra são empregados na detecção de variação estrutu- ral em sistemas mecânicos que apresentam comportamento não-linear inerente (no estado saudável). Esta técnica baseia-se na identificação dos núcleos de Volterra expandidos na uma base ortonormal de Kautz. Os núcleos de Volterra são usados para filtrar as contri- buições lineares e não-lineares. Para ilustrar a aplicabilidade da técnica diversos testes experimentais são realizados em três bancadas experimentais que simulam estruturas com não-linearidades do tipo hardening e softening. Os sinais de excitação são aplicados com diferentes níveis de amplitude para observar o comportamento de vibração não-linear. Variações estruturais são simuladas nas estruturas, a partir de cargas ou alteração do acoplamento magnético. Os resultados obtidos permitem-nos mostrar a eficácia das séries de Volterra para a detecção de variação estrutural e quantificação de comportamento não-linear em sistemas mecânicos não-lineares / A large number of structural engineering designs are seeking for more economic concepts, which leads to lightweight and flexible structures. These structures have nonlinear beha- vior caused by large deformations. In that case, it is need to use models that include a mathematical function to represent the possible nonlinear behavior. The first step to find a model to describe the nonlinearities is to identify the presence of some nonlinear mechanisms, as for instance, jump, multi-harmonics, modal interactions etc. The Vol- terra series are introduced and used as tool on identification of nonlinear systems. After that, Volterra models are used on detection of structural changes on mechanical systems with inherent nonlinear behavior (in the healthy condition). This technique is based on identification of the Volterra kernels expanded in an orthonormal Kautz basis. The Volterra kernels are used to filter the linear and nonlinear contributions. To illustrate the results, several experimental tests are performed in three test rigs which simulate nonlinear behavior, both, hardening and softening. The excitations signals are applied with different amplitude levels to observe the non-linear vibration behavior. Structural changes are simulated in the systems by loads or magnetic coupling. The results obtained allow us to show the effectiveness of Volterra series for detection of structural changes and quantification of nonlinear behavior on nonlinear mechanical systems

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:33:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-17. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:48:16Z : No. of bitstreams: 1 000821554.pdf: 2943196 bytes, checksum: 38851f1933afedb2c255d93fb221cb21 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / Em um problema de despacho econômico, objetiva-se determinar a geração de potência ativa das umidades geradoras, de modo que a demanda seja atendida e os custos dos combustíveis utilizados na geração sejam minimiados, ao mesmo tempo que as restrições de operação do sistema sejam atendidas. A função objetivo de custo deste problema pode ser modelada de diversas maneiras, porém uma forma mais realista da mesma inclui os efeitos dos pontos de carregamento de válvula. Quando os pontos de carregamento de válvula são considerados, a função objetivo se torna não-diferenciável, o que impossibilita a aplicação direta de métodos clássicos de otimização na resolução do problema. Por este motivo, a maioria dos trabalhos disponíveis na literatura para a resolução do Problema de Despacho Econômico com Ponto de Carregamento de Válvula (PDE-PV) são baseados em heurísticas. Neste trabalho, apresenta-se um método Primal-Dual Previsor-Corretor Barreira Logarítmica Modificada (PDPCBLM) associado a uma estratégia de correção de inércia de suavização hiperbólica para a resolução de problemas de despacho econômico com ponto de carregamento de válvula. A estratégia de correção de inércia visa garantir a convergência do método para mínimos locais do problema. A técnica de suavização hiperbólica, quando aplicada ao PDE-PV e suas variantes - o Problema de Despacho Econômico com representação das Perdas e Ponto de Carregamento de Válvula (PDE-PPV) e o Problema de Despacho Econômico com Ponto de Carregamento de Válvula e Representação da Transmissão (PDE-PV-RT) -, possibilita a utilização do método PDPCBLM para sua resolução. Uma implementação desses métodos realizada em Matlab, mostra que tais métodos são eficientes na resolução do PDE-PV e suas variantes, obtendo resultados de boa qualidade, quando comparados aos disponíveis na literatura / In the economic dispatch problem, the objective is to determine the active power output of the generating units in order to supply the demand and minimize the fuel costs associated with power generation, while talking into account system operational constraints. The cost objective function of this problem can be defined in many different ways, but a more realistic form of representation includes valve-point load effects. When valve-point load effects are considered, the objective function becomes non-differentiable, which precludes the direct application of classical optimization methods to solve the problem. For this reason, most proposals to solve the Economic Dispatch Problem with Valve-Point Load Effects (EDP-VPE) available in the literature are based on heuristics. In this work, we present a Primal-Dual Predictor-Corrector Modified Logarithmic Barrier method (PDPCMLB) associated with an inertia correction strategy and a hyperbolic smoothing technique to solve economic dispatch problems with valve-point load effects. The purpose of the inertia correction is to ensure that the proposed method converges to a local minimum of the problem. The hyperbolic smoothing technique, when applied to the EDP-VPE and its variations - the Economic Dispatch Problem with Loss Representation and Valve-Point Load Effects (EDP-LVPE) and the Network Constrained Economic Dispach with Valve-Point Load Effects (NC-EDP-VPE) -, allows the use of the PDPCMLB method to solve it. An implementation of these methods, performed in Matlab, shows that they are efficient to solve the EDP-VPE and its variations, obtaining good results whem compared to athers available in the literature