Este trabalho apresenta um estudo de sistemas de comunicação que utilizam a técnica de espalhamento espectral de saltos em frequência visando a segurança na transmissão, com foco nos esquemas empregados para sincronização da sequência de saltos. Uma revisão cobrindo diversos esquemas de sincronização encontrados na literatura e em sistemas em operação é conduzida, levando à distinção de dois grupos, em que a sincronização é obtida: sem e com a transmissão de informação de relógio, respectivamente. Considera-se também a adequação dos esquemas analisados para o emprego em redes de comunicação, e a suas vulnerabilidades no quesito segurança. A partir dos esquemas estudados, um protocolo de saltos simplificado para uma rede de comunicação que opera com salto em frequência é projetado, considerando a necessidade de haver meios para alcançar e manter o sincronismo de saltos em todos os elementos da rede. Como forma de demonstrar o funcionamento do protocolo projetado desenvolve-se um ambiente de simulação. A idéia utilizada na criação da simulação está embasada no modelo vetorial para o canal de comunicação FHSS que também é apresentado. A simulação permite a definição de diversas redes com vários elementos transmissores e receptores utilizando o mesmo canal, podendo interferir entre si, além de serem considerados os efeitos de ruído e jamming intencional. Este trabalho traz sua contribuição na medida em que compila o funcionamento de diversos esquemas de sincronização, dentro do contexto do estudo geral da técnica FHSS. Além disso, o modelo de simulação desenvolvido mostrou-se interessante para testar o protocolo projetado, uma vez que diversas falhas na concepção puderam ser corrigidas a partir de resultados obtidos na simulação. Um aprimoramento do ambiente de simulação pode tornar viável sua utilização no teste de outros protocolos que venham a ser desenvolvidos.

Este trabalho apresenta o estudo, a utilização e a comparação de diferentes técnicas para a identificação operacional dos parâmetros modais da estrutura da Carga Útil do veículo de sondagem suborbital VSB-30. Para isso, são abordados os conceitos básicos envolvidos na Análise Modal Experimental Clássica e Operacional e os métodos de identificação dos parâmetros modais. A utilização da Análise Modal Operacional permite a identificação dos parâmetros modais de uma estrutura a partir de suas condições reais de funcionamento. Uma vez estudados os conceitos básicos necessários e de posse das principais características da Carga Útil é montado o setup para a aquisição dos dados experimentais da estrutura da Carga Útil, a aquisição e identificação dos parâmetros modais da estrutura são realizadas com o auxilio dos softwares Pulse Labshop, OMA, Pulse Reflex e MATLAB respectivamente. A identificação dos parâmetros modais operacionais do sistema é realizada no domínio do tempo utilizando os algoritmos de Identificação no Subespaço Estocástico (SSI): SSI-UPC (Principal Componente não Ponderado); SSI-PC (Componentes Principais) e SSI-CVA - Algoritmo de Variáveis Canônicas) e no domínio da frequência utilizando os algoritmos: FDD (Decomposição no Domínio da Frequência); EFDD (Decomposição Avançada no Domínio da Frequência) e CFDD (Decomposição no Domínio da Frequência por Ajuste de Curva). Os resultados são validados utilizando a ferramenta de validação MAC (Critério de Confiança Modal) e mostram que as técnicas de identificação operacional apresentadas - tanto no domínio do tempo como no domínio da frequência - são capazes de estimar os parâmetros modais da estrutura da Carga Útil utilizando apenas as respostas.

Orientadores: Janito Vaqueiro Ferreira, Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T11:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_PauloAugustodeOliveira_M.pdf: 56662402 bytes, checksum: d0d469664498e80bed0d21cef0f7f7ac (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar a aplicação do método "arc-length" em funções de resposta em frequência não-lineares (RFs), para se obter principalmente regiões instáveis do caminho de equilíbrio da curva de receptância ?(?). Para isto, é necessário conhecer os vários procedimentos de continuação existentes com o intuito de se escolher o melhor método que executasse este objetivo. O procedimento "arc-length" tem que ser usado em conjunto com algum algoritmo para solução de sistema de equações não-lineares. Logo, é utilizado o procedimento de Newton-Raphson, devido a sua razão de convergência e confiabilidade. A não-linearidade assumida neste trabalho é obtida através de funções descritivas, sendo que, no modelo matemático, a não-linearidade pode ser acrescentada tanto na matriz rigidez quanto na matriz de amortecimento, e sua posição irá depender do tipo de função descritiva que se está utilizando. Para verificar a funcionalidade do método, implementou-se um procedimento gráfico mostrando em cada passo de iteração até sua convergência. Na equação do resíduo para o caso de impedância ou receptância, o parâmetro de frequência (?) é modificado para (??), pois (?) é o fator que relaxa a frequência. Já, os resultados deste trabalho obtidos com o método "arc-length" são apresentados graficamente, utilizando vários modelos, os quais são mostrados os casos lineares e não-lineares. Estes gráficos são comentados e analisados, e são mostradas as dificuldades encontradas. Os resultados deste trabalho são de grande importância para a validação do método proposto e também para trabalhos futuros, no qual este método pode ser empregado junto a outros que determinam soluções periódicas, no qual o "arc-length" pode ser utilizado para obter a estabilidade da resposta sistema / Abstract: The objective of this work is to study the applicability of the arc-length method in nonlinear frequency response (RF), mainly to obtain unstable regions of the receptance curve ?(?) following the equilibrium way. To do this, it is necessary to know the several path-following procedures with the intuit of choosing the best method to do this task. The arc-length procedure must be used together with some optimization algorithm, so that this solves the nonlinear system of equations. Therefore, the procedure used is Newton-Raphson, due to its convergence ratio and reliability, although others Newton methods can be used with this purpose. The nonlinearity assumed in this work is obtained through describing functions, this nonlinearity is increased in the stiffness matrix and damping matrix of the mathematical model. To verify the functionality of the method, a graphic procedure was implemented to show the convergence at each iteration step. In the equation of residue, for the case of impedance or receptance, the parameter of frequency (?) is modified for (??), because (?) is the factor that relaxes the frequency. The results obtained with the method are represented graphically using several models, which are treated for linear and nonlinear cases. These graphs are commented properly, analyzed and the difficulties are showed presented. The results of this work are of great importance to validate the proposed method and also for future works, in which this method can be used in conjunction to others that determine periodic solutions, in which the arc-length can be used to obtain the stability of the system / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

O trabalho apresentado tem como objetivo principal propor uma metodologia para obtenção dos parâmetros da máquina síncrona, baseada em ensaio de resposta em frequência, utilizando-se de um inversor e da aplicação de técnicas numéricas de ajuste de curvas. Dedicam-se tópicos à consolidação de aspectos físicos resultantes das características construtivas das máquinas que devem ser considerados na modelagem. Também se analisam as derivações matemáticas dos modelos. Posteriormente se estudam os vários tipos de ensaios praticados para determinação dos parâmetros dos modelos apresentados. Particular ênfase é dada ao Ensaio Estático de Resposta em Frequência. São levantadas as vantagens e desvantagens da aplicação desse tipo de ensaio, suas dificuldades e limitações bem como é apresentada uma metodologia para sua execução. Por fim, o trabalho compila os resultados conseguidos com uma aplicação em bancada, onde foram utilizados equipamentos disponíveis em laboratórios didáticos de máquinas elétricas. É outro objetivo desse estudo a comparação de ensaios de resposta em frequência com ensaios tradicionais (saturação em vazio e curto-circuito permanente, curto-circuito abrupto, etc...). / The presented work has as main objective to propose a methodology for obtaining the synchronous machines parameters, based on frequency response test, by means of a frequency converter and the application of numerical curve fitting routines. Topics are dedicated to the consolidation of physical aspects resulting of the machines constructive characteristics which must be considered in the modeling. Mathematical developments of the models are also studied. Thereafter, the tests that are usually performed for the determination of the synchronous machines parameters are analyzed. Particular emphasis is given to the Standstill Frequency Response Test. Positive and negative points for this specific type of test are raised. Difficulties and limitations are also defined, and a methodology for its implementation is presented. Finally, this work compiles the results achieved in a bench application, where equipment available in didactic laboratories of electric machines was used. The comparison of the Standstill Frequency Response Test with traditional tests (no-load saturation, permanent short-circuit, sudden short-circuit, etc) is also scope of this work.

O projeto de estruturas adaptativas deve contemplar um estudo cuidadoso das características passivas de dissipação de energia, com o intuito de manter o sistema resistente a eventuais falhas nas redes de sensores e atuadores ou do controle como um todo. Além disso, conhecendo-se as regiões em que o desempenho puramente passivo é ótimo, pode-se minimizar os requisitos de potência de controle. O presente trabalho visa analisar o comportamento dinâmico de vigas submetidas a tratamentos dissipativos com camada restritora (PCLD - Passive Constrained Layer Damping), segundo a variação dos parâmetros geométricos das camadas constituintes. A teoria de Timoshenko com acoplamento flexão-extensão foi empregada na derivação do modelo matemático do sistema eletromecânico, não havendo restrição quanto ao número, tipo ou propriedades mecânicas das camadas. A forma fraca das equações do movimento e equilíbrio de cargas elétricas foi a base para a construção de um algoritmo de obtenção de uma solução aproximada pelo método de elementos finitos, tendo os deslocamentos axial e transversal do eixo neutro da viga base e as rotações de todas as camadas como graus de liberdade mecânicos e as diferenças de potencial de cada camada piezoelétrica como graus de liberdade elétricos. A implementação computacional do algoritmo de solução foi testada e validada, simulando-se casos publicados na literatura científica. Um modelo viscoelástico, baseado na teoria do módulo complexo (CMA - Complex Modulus Approach), foi utilizado nas simulações pelo método da resposta direta em frequência (DFR - Direct Requency Response) e também na obtenção de modelos modais truncados, via método da energia modal de deformação (IMSE - Iterative Modal Strain Energy) e solução complexa de autovetores (ICE - Iterative Complex Eigensolution). Os resultados obtidos por intermédio três métodos foram comparados, comprovando a acurácia das respostas aproximadas, mesmo para sistemas truncados em poucos modos normais. Uma metodologia de análise e projeto de estruturas PCLD por ábacos compostos por curvas de níveis sobrepostas, obtidas com apoio dos métodos interativos, foi proposta e discutida, demonstrando a possibilidade de se monitorar e controlar diversas grandezas dinâmicas, a fim de obter um determinado desempenho do sistema passivo. As conclusões do trabalho comprovam que o comportamento dinâmico de uma estrutura com tratamento PCLD pode ser não linear frente à variação dos parâmetros geométricos do tratamento, o que impõe a necessidade de uma metodologia de projeto em que seja possível acompanhar o desempenho global do sistema frente a mudanças locais nas características de seus componentes.

Neste trabalho foi estudado o comportamento dinâmico de um painel de carbono/epoxi sujeito a vários níveis de cargas de cisalhamento. O estudo foi feito através da análise modal experimental do painel. Com o estudo de técnicas de medição de vibração, foram obtidas funções de resposta em frequência de boa qualidade. Com os dados das funções de resposta em frequência, os parâmetros modais foram calculados utilizando o software LMS Test.LabTM. As análises foram feitas considerando as variações das frequências naturais e dos modos de vibrar para vários níveis de carregamento. Foram feitos três experimentos principais. No primeiro o painel foi excitado em uma região afastada dos reforçadores. No segundo experimento o painel foi excitado próximo aos reforçadores. E no último experimento o painel foi dividido em seções delimitadas pelos reforçadores e cada uma foi analisada independentemente. Com a análise modal experimental para várias condições de carregamento foi possível observar a variação do comportamento dinâmico com o aumento da carga de cisalhamento. Frequências naturais e modos de vibrar pré e pós flambagem foram obtidos. Foi observada a perda de efetividade dos reforçadores com o aumento da carga de cisalhamento e também o campo de tração diagonal no painel.

Este trabalho aplica o método da resposta em freqüência para a identificação de parâmetros do modelo no espaço de estados da dinâmica longitudinal de uma aeronave. Inicialmente, considerações a respeito de uma manobra apropriada para a excitação da aeronave são discutidas e a manobra de varredura em freqüência é descrita. Uma breve explicação da teoria de análise espectral utilizada para o cálculo das funções de resposta em freqüência é apresentada, incluindo o cálculo dos intervalos de confiança e os impactos dos ruídos aleatórios e de erros sistemáticos sobre os resultados. O método da resposta em freqüência de identificação de parâmetros, implementado em ambiente MatLab, utiliza a função custo de máxima verossimilhança. Dados simulados são utilizados para a identificação de parâmetros. Em geral, os modelos identificados apresentam boa concordância com a dinâmica da aeronave. Dentre os resultados bem sucedidos, o modelo identificado que melhor representou a dinâmica da aeronave foi dado pela identificação paramétrica D. Os resultados também sugerem que o sucesso na identificação de um sistema usando técnicas do domínio da freqüência depende grandemente do apropriado planejamento e execução da manobra.

O trabalho apresentado tem como objetivo principal propor uma metodologia para obtenção dos parâmetros da máquina síncrona, baseada em ensaio de resposta em frequência, utilizando-se de um inversor e da aplicação de técnicas numéricas de ajuste de curvas. Dedicam-se tópicos à consolidação de aspectos físicos resultantes das características construtivas das máquinas que devem ser considerados na modelagem. Também se analisam as derivações matemáticas dos modelos. Posteriormente se estudam os vários tipos de ensaios praticados para determinação dos parâmetros dos modelos apresentados. Particular ênfase é dada ao Ensaio Estático de Resposta em Frequência. São levantadas as vantagens e desvantagens da aplicação desse tipo de ensaio, suas dificuldades e limitações bem como é apresentada uma metodologia para sua execução. Por fim, o trabalho compila os resultados conseguidos com uma aplicação em bancada, onde foram utilizados equipamentos disponíveis em laboratórios didáticos de máquinas elétricas. É outro objetivo desse estudo a comparação de ensaios de resposta em frequência com ensaios tradicionais (saturação em vazio e curto-circuito permanente, curto-circuito abrupto, etc...). / The presented work has as main objective to propose a methodology for obtaining the synchronous machines parameters, based on frequency response test, by means of a frequency converter and the application of numerical curve fitting routines. Topics are dedicated to the consolidation of physical aspects resulting of the machines constructive characteristics which must be considered in the modeling. Mathematical developments of the models are also studied. Thereafter, the tests that are usually performed for the determination of the synchronous machines parameters are analyzed. Particular emphasis is given to the Standstill Frequency Response Test. Positive and negative points for this specific type of test are raised. Difficulties and limitations are also defined, and a methodology for its implementation is presented. Finally, this work compiles the results achieved in a bench application, where equipment available in didactic laboratories of electric machines was used. The comparison of the Standstill Frequency Response Test with traditional tests (no-load saturation, permanent short-circuit, sudden short-circuit, etc) is also scope of this work.

Orientador: José Maria Campos dos Santos / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T06:05:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sica_MauricioRoselli_M.pdf: 6187406 bytes, checksum: eb76c3ee4e60cfc7e2fbff17dbb0b05b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As simulações físicas em laboratórios da indústria automotiva são realizadas utilizando informações colhidas de veículos que são submetidos a ciclos de testes em rotas urbanas. Medir as respostas em pontos específicos durante uma rota de teste, não significa conhecer as excitações a que o veículo esta sendo submetido, visto que este normalmente é composto por sistemas mecânicos não lineares. O objetivo deste trabalho é desenvolver um algoritmo que possibilite através dos dados de resposta medidos em campo, conhecer as excitações de entrada, contribuindo para a reprodução da rota de teste. A metodologia utilizada está baseada na obtenção de funções de resposta em freqüência, de modelos lineares simples e no desenvolvimento de sinais de entrada, capazes de reproduzir as mesmas respostas medidas nas rotas nos sistemas não lineares. O algoritmo desenvolvido foi avaliado com simulações em sistemas lineares e não lineares de um, dois e quatro graus de liberdade. Através dos sinais de resposta medidos em um sistema e, utilizando sinal de identificação tipo Schroeder, foi possível estimar as forças de excitação, com um erro menor do que 1,0% para sistemas de dois graus de liberdade lineares e não lineares. No caso de sistemas com quatro graus de liberdade este valor foi menor do que 1,5%, utilizando sinais de identificação do tipo multisseno. Discute-se a metodologia utilizada para a obtenção das funções de resposta em freqüência comparando-a com outras empregadas em equipamentos comerciais, bem como a influência de fatores no processo de convergência do algoritmo, como o grau de não linearidade, a qualidade do sinal medido e a importância da escolha do sinal para a identificação dos sistemas / Abstract: Laboratory simulation testing in the automotive industry is carried out considering information acquired from vehicle urban routes testing. Due to the non-linearity of the vehicle mechanical systems, the output measuring collected from routes on specific points, does not mean the knowledge of the input signal excitation which it is submitted. The present study focuses on the development of an iterative algorithm that knowing the output signals measured, it is able to search for the input excitations, so given subsidies to reproduce events of the urban route, with its load amplitude and its frequencies. The methodology is based on the frequency response function of simple linear models and on the development of input signal, which is capable to reproduce the same measured responses of non-linear system. The developed algorithm was validated with simulations on linear and non linear system with one, two and four degrees of freedom. Making use of the Schroeder identification signal, it was possible to estimate input forces with an error lower than 1,0%, for linear and non-linear systems with two degrees of freedom. In the case of four degrees of freedom the algorithm converges to estimate input force with a tolerance of error lower than 1,5%, using multissine identification signal. A discussion about the methodology used to obtain the frequency function response is carried out, comparing it with others found in commercial test equipments, as well the influence of some factors on the algorithm process of convergence, as the level of the non-linearity of the system, the quality of the acquisition of signal response and the importance of the correct choice of the input signal for the system identification / Mestrado / Dinâmica / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Ernesto Ruppert Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MendozaLlerena_MariaTeresa_D.pdf: 1988992 bytes, checksum: 5dd20f521a3399d8647dd84af1564344 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O conhecimento dos valores dos parâmetros do modelo matemático dinâmico de geradores síncronos é de fundamental importância para a análise e controle de sistemas de energia elétrica. Os parâmetros elétricos do modelo matemático dinâmico do gerador síncrono, objetos deste trabalho, são as reatâncias síncronas de eixo d e q, as reatâncias transitórias e subtransitórias de eixos d e q e as constantes de tempo transitórias e subtransitórias de circuito aberto e de curto circuito de eixos d e q. Neste trabalho, apresentam-se metodologias de estimação dos parâmetros do modelo dinâmico de um gerador síncrono, no domínio do tempo e da frequência, usando métodos de otimização como o método de Levy, Gauss-Newton, Levenberg-Marquardt e o método Híbrido. Discute-se, particularmente, a metodologia de estimação dos parâmetros elétricos de um gerador síncrono de polos salientes, através dos dados obtidos dos ensaios de resposta em freqüência com rotor em repouso. Os resultados foram obtidos em laboratório, usando um gerador síncrono de 2 kVA, 230 V, 1800 rpm, 60 Hz. Compararam-se estes resultados com os valores dos parâmetros obtidos em ensaios de curto circuito trifásico brusco e de rejeição de carga / Abstract: The knowledge of the parameter values of synchronous generator dynamic mathematical model has fundamental importance for the analysis and control of power systems. The electrical parameters of synchronous generator dynamic mathematical model, that are the object of this work, are the synchronous reactances in the axis d and q, the transient and subtransient time constants in the axis d and q in open circuit and short circuit. In this work, it is presented methodologies for parameters estimation of a dynamic model of synchronous generator, in the time domain and frequency domain, using optimization methods like the method of Levy, Gauss-Newton, Levenberg-Marquardt, and Hybrid method. It is discussed, particularly, the methodology for estimating the electrical parameters of a salient pole synchronous generator, using data obtained by the frequency response test. The results were obtained in the laboratory using a, 2 kVA, 230 V, 1800 rpm, 60 Hz synchronous generator and compared with the parameter values obtained in tests of short-circuit and load rejection / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica