Esta pesquisa analisa o efeito de dois sistemas de restrição de atividade física - imobilização gessada e suspensão pela cauda sobre o osso longo e a vértebra, e compara esses dois modelos com a utilização de algumas propriedades mecânicas que refletem a resistência óssea. Foram utilizadas 36 ratas que, aos 90 dias de idade, foram divididas em três grupos: 10 constituíram o controle (sem tratamento), nove tiveram todo o membro inferior direito imobilizado por três semanas e 12 animais ficaram suspensos pela cauda por três semanas. Cinco animais foram descartados. Ao fim do tempo de observação foram retirados o fêmur e a tíbia do membro posterior direito e a última vértebra lombar. A tíbia foi submetida a ensaio mecânico em três pontos até a fratura. Do fêmur foram retirados corpos de prova retangulares da face anterior do terço médio da diáfise que também foram submetidos a ensaios de flexão em três pontos. Da última vértebra lombar foi obtida uma secção transversal da região média do seu corpo e ensaiada em compressão. Os parâmetros analizados foram carga máxima e tenacidade. Os resultados mostraram que ambos os métodos causaram enfraquecimento do osso longo, embora não tenha sido possível uma comparação precisa entre eles. Entretanto, para o corpo vertebral, a imobilização gessada causou enfraquecimento do osso, enquanto que a suspensão pela cauda causou seu fortalecimento, provavelmente em decorrência de maiores esforços mecânicos aplicados na região ao se manter o animal suspenso. / The effect of two systems of physical restriction - cast immobilization and tail suspension were studied on the rat long bones and vertebra through mechanical tests. Thirty-six 90 days old female rats were used and divided into three groups: ten were allocated to control and did not receive any treatment. Nine rats had the right posterior limb immobilized in a plaster cast and 12 animals were suspended by the tail. The observation period was three weeks for all the animals. After being killed, the right femur, right tibia and the last lombar vertebra were harvested. Three point mechanical compression tests were performed for the entire tibia whereas for the femur samples from the mid-diaphysis were collected and tested in flexion. The vertebrae were tested in compression at the cancellous bone region. The overall results showed that both methods caused a weakening of the long bones although it was not possible to establish a close comparison between them. For the vertebrae, the cast caused their weakening and, conversely, the tail suspension strengthened the cancellous bone. This result was seen as a biological response to an increased mechanical demand that possibly occur in the lombar region in the suspended position.

O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um algoritmo de controle para um sistema de suspensão ativa para elevadores de alto desempenho. Esses dispositivos são muito usados no caso de suspensões veículos automotivos, mas não tanto em elevadores. Visando compreender os fenômenos envolvidos e executar testes do controle proposto através de simulações, é realizado um estudo da modelagem matemática desse sistema. O elevador estudado é de cabine com duplo andar (double-deck) e será usado em uma guia de 200 [m] de curso em um edifício de aproximadamente 500 [m] de altura. A velocidade de estado estacionário do elevador é 40 km/h. Buscando situar este trabalho no campo de pesquisa proposto, é apresentada uma introdução aos critérios e técnicas de controle linear utilizadas. O desenvolvimento do controlador é baseado no uso de um modelo matemático linear em espaço de estados que representa a dinâmica do sistema em um dos planos ortogonais. A síntese do controlador por realimentação no espaço de estados foi feita usando o método da alocação de pólos, com ajuda do regulador quadrático linear, realimentando os estados com um observador de ordem total. Um modelo computacional foi construído e utilizado para a realização de simulações computacionais com o controlador proposto. Os resultados de simulações do sistema passivo e ativo são apresentados e discutidos. / The present work proposes the development of an algorithm to control active suspension systems for high performance elevators. These devices are used in suspensions for automotive vehicles, but not in such a way in elevators. Aiming at the understanding of the involved phenomena and making tests of the controller considered through simulations, a mathematical model of this system is developed. The studied elevator is a double-deck one and will be used in a 200 [m] guide in an approximately 500 [m] height skyscraper. The steady state speed of the elevator is 40 km/h. Trying to contextualize this work, it is presented an introduction to the criteria and techniques of linear control applied in this work. The development of the controller is based on the use of a linear mathematical model in the states space that represents the dynamics of the system in one of the two orthogonals planes. The synthesis of the feedback controller in the states space was made using the pole placement method with the aid of the linear quadratic regulator, and the feedback of the states with a full order observer. A computational model was constructed. The results of passive and active simulations of the system are presented and discussed.

O texto aqui apresentado tem como ponto de partida o meu trabalho artístico executado a partir de 2007, momento em que algumas características que impulsionariam a atual produção já eram perceptíveis. Entre essas características havia o uso da linha de costura sobre suportes planos, e também o desejo de expandir o desenho para o espaço, explorando uma possível tridimensionalidade dessa linguagem. Os desdobramentos desses desejos iniciais configuram o foco desta dissertação, sob um ponto de vista poético e conceitual. / The text presented here has, as a starting point, my artistic work carried out from 2007 on, when some aspects that propelled my current production were already noticeable. Among these aspects, there were the use of sewing thread over plain supports and the intention to expand the drawing into space - explore a possible tridimensionality of this language. The unfolding of these initial intentions make up the focus of this dissertation from a poetic and conceptual standpoint.

O presente trabalho implementa a otimização dos ganhos de um controle ativo com regulador linear quadrático (LQR), em um modelo veicular completo sujeito a um perfil de estrada proposto pela ISO 8608, para atenuação das acelerações RMS transmitidas para a carroceria e o assento do motorista. Dado que o ganho do controle LQR é formulado a partir das matrizes Q e R, o procedimento determina as matrizes ótimas do controle para a minimização das acelerações RMS transmitidas. O modelo é analisado no domínio do tempo por meio da formulação de espaço-estado, e o procedimento de otimização é avaliado pelo método dos algoritmos genéticos. Os parâmetros Q e R, que fornecem o melhor ganho para minimização do problema de otimização, reduzem em até 1000 vezes as acelerações RMS quando comparadas à situação sem atuação do controle. Após otimizar Q e R, são analisadas a influência nos demais graus de liberdade e as forças necessárias para os resultados obtidos. / This work aims to optimize the gains of an active control with linear quadratic regulator (LQR), applied in a full vehicle model subject to a random road surface profile proposed by ISO 8608, for reduction of RMS accelerations transmitted to the driver’s seat and the vehicle body. Since the gain of LQR control is formulated from the matrices Q and R, the procedure determines the optimal control matrices that minimize the RMS accelerations transmitted. The model is analyzed in the time domain through state-space formulation, and the optimization process evaluated by the method of genetic algorithms. The parameters Q and R, which provide the best gain for minimizing the optimization problem, reduce by up to 1000 times the RMS accelerations when compared to the situation without active control. Finally, after optimizing Q e R, are analyzed the influence to the other degrees of freedom and the forces necessary for the results obtained.

As aplicações da mecânica vibratória vêm crescendo significativamente na análise de sistemas de suspensões e estruturas de veículos, dentre outras. Desta forma, o presente trabalho desenvolve técnicas para a simulação e o controle de uma suspensão de automóvel utilizando modelos dinâmicos com um, dois e três graus de liberdade. Na obtenção das equações do movimento para o sistema massa-mola-amortecedor, o modelo matemático utilizado tem como base a equação de Lagrange e a segunda lei de Newton, com condições iniciais apropriadas. A solução numérica destas equações é obtida através do método de Runge-Kutta de 4ª ordem, utilizando o software MATLAB. Para controlar as vibrações do sistema utilizou-se três métodos diferentes de controle: clássico, LQR e alocação de pólos. O sistema assim obtido satisfaz as condições de estabilidade e de desempenho e é factível para aplicações práticas, pois os resultados obtidos comparam adequadamente com dados analíticos, numéricos ou experimentais encontrados na literatura, indicando que técnicas de controle como o clássico podem ser simples e eficientes.

Orientador: Douglas Eduardo Zampieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T06:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Motta_DanieldaSilva_M.pdf: 1219534 bytes, checksum: 63a8c2a0d7734b3fc5ba39e3e5386e99 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho analisa e compara sistemas semi-ativos de controle de suspensões veiculares com um sistema passivo não-linear. O modelo matemático do sistema de suspensão, detalhado nesta dissertação, tem sete graus de liberdade, de modo a representar um veículo completo com suas quatro rodas. As duas leis de controle semi-ativas utilizadas foram baseadas na teoria do skyhook, sendo que em uma destas leis, o coeficiente de amortecimento varia continuamente (semi-ativa CVD) e, na outra, este coeficiente pode assumir um valor máximo ou um valor mínimo (semi-ativa ON-OFF). Para a análise dos sistemas foi desenvolvido um programa usando a ferramenta computacional SIMULINK, programa que permite a avaliação de diversas situações de sistemas veiculares. Os resultados evidenciam uma alternância de melhor desempenho entre os sistemas passivo não linear, semi-ativo ON-OFF e semi-ativo CVD, sendo que para uma avaliação mais detalhada do desempenho dos sistemas semi-ativos se faz necessária uma otimização dos parâmetros utilizados nas leis de controle. Neste trabalho fica bastante evidente a importância de se considerar o comportamento não linear do conjunto amortecedor e mola no sistema passivo / Abstract: This work describes the analysis and comparison of a vehicle suspension semi-active controlled to a non linear passive system. The mathematic model of a suspension system, detailed in this work, has seven degrees of freedom in order to represent a full vehicle system. The two semi-active control laws used in this work are based on the skyhook theory. In the first one the damping coefficient is continuously variable (semi-active CVD) and, in the second one the damping coefficient can assume a maximum or a minimum value (semi-active ON-OFF). To analyze the systems, it was developed a program using the SIMULINK computational tool. This program can evaluate different situations of vehicle suspension systems. The results show that the non linear passive system, semi-active ON-OFF and semi-active CVD alternate the better performance. To have a better understanding of semi-active performance, an optimization of the parameters used in the control laws is needed. This work also explains the importance of considering the non linear behavior of passive systems elements / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Pablo Siqueira Meirelles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T01:26:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sa_RobertoLuisde_M.pdf: 2111156 bytes, checksum: 0673c52c0192cecc5142208203b6adfb (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle para um modelo de suspensão hidropneumática concebido para carretas agrícolas. A partir de um modelo não­ linear de um quarto de veículo com dois graus de liberdade foram implementados dois sis­temas de controle, um ativo e outro semi-ativo, ambos baseados na estratégia de controle Skyhook. Considerando-se duas excitações, uma do tipo degrau com amplitude de 40[mm]e outra do tipo variável com amplitudes contidas numa faixa de variação de +/- 30[mm], foram realizadas simulações para três situações diferentes: Com a massa suspensa na condição de carga mínima, na condição de carga média e na condição de carga máxima. Com desempenho próximo ao obtido para o sistema ativo no quesito isolação de vibrações, quando comparado com o caso passivo, o sistema semi-ativo não apresentou deteriorações significativas no mo­ vimento da massa não-suspensa. Foi mostrado que para a aplicação considerada o sistema semi-ativo mostrou ser a melhor opção, uma vez que é mais confiável e apresenta um custo de implementação mais baixo do que um sistema ativo / Abstract: This study deals with the development of a control system suited for a Hydropneumatic Suspension System designed for use in Agricultural Devices. Using the Skyhook Control methodology, two control systems are designed for a quarter car non-linear model, an active and a semi-active one. For performance measurement, two kinds of road excitation sources are considered: a 40[mm] amplitude bump and a variable road profile with amplitude range from -30 to +30[mm]. The simulations take into account three different situations: maximum sprung mass loading, minimum sprung mass loading and medium sprung mass loading. The resulting performance of the semi-active system was almost as good as the performance achieved by the active system and much better than the performance of the passive one. Since the semi-active system is more reliable and has a smaller implementation cost than the active one, for the application concerned it resulted to be the best solution / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Euripedes G. D. Nobrega / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:59:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Donadon_LazaroValentim_M.pdf: 8286836 bytes, checksum: 608beec49a2ddbe28ec42713ecfc75c5 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho são analisados alguns dos principais métodos recursivos de estimação de parâmetros da família dos mínimos quadrados aplicados ao controle adaptativo auto-sintonizado. Para isto foi necessário um estudo do método de controle polinomial, utilizado corno compensador do controle adaptativo para a alocação de pólos e zeros desejados. Os métodos analisados para a estimação recursiva de parâmetros foram três: método ordinário; com esquecimento exponencial; e de reinicializarão da matriz de covariância. O controle adaptativo auto-sintonizável foi utilizado através da união dos métodos de estimação ao controle polinomial. A configuração assim obtida foi aplicada a três exemplos: no controle acústico de urna sala para supressão de ruído, em urna suspensão ativa com parâmetros variantes no tempo e na identificação experimental de um motor de corrente contínua. Os resultados foram usados para classificar e propor alternativas aos métodos de estimação recursiva estudados / Abstract: The aim of this work is to analyze some recursive methods of parameter estimation using least squares applied to self-tuning adaptive control. The pole-zero placement method is used as a compensator for the self-tuning adaptive control. The chosen recursive estimation methods are three: ordinary; with exponential forgetting; and covariance resetting. The estimation and pole-zero placement methods were applied to three examples: acoustic control for noise suppression, active suspension with time-varying parameters and experimental identification of a DC motor. The obtained results were used to classify and propose some altematives to the recursive estimation methods investigated. / Mestrado / Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Douglas Eduardo Zampieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:56:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_AntonioFernandoAbreude_M.pdf: 6486639 bytes, checksum: ea64712e5372f01de1b05096730bac2f (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho, é feito um estudo sobre a aplicação de redes neurais artificiais na identificação e no controle de suspensões ativas não lineares. Considerando um modelo de um quarto de veículo, a modelagem matemática de sistemas passivos e ativos é detalhada. Noções básicas da aplicação das redes neurais, arquitetura, tipos de aprendizado, algoritmos de treinamento, etc., é apresentado, assim como, sua aplicação atual na identificação e controle de sistemas dinâmicos não lineares. O neuro-controlador proposto é do tipo "baseado em um modelo de referência", e seus pesos são ajustados utilizando um novo conceito de mapeamento inverso através do emprego de um neuro-modelo (neuro-veículo) para a retropropagação do sinal de erro (diferença entre a saída de referência desejada e a saída da rede neural). Simulações computacionais são realizadas com a finalidade de testar o modelo proposto, através da análise do espaço de trabalho da suspensão, da aceleração da massa suspensa e da força de contato do pneu com o solo, principais parâmetros utilizados no projeto de suspensões automotivas. Os resultados demonstram o poder das redes neurais na identificação e no controle de sistemas dinâmicos com características não lineares / Abstract: This work presents a study about applications of artificial neural networks in the identification and control of nonlinear active suspensions. Considering an one-quarter vehic1e model, the mathematical modeling of passive and active systems is detailed. Basic concepts of neural networks application, architecture, type of learning, training algorithms, etc., are presented as well as the application in identification and control of nonlinear dynamic systems which is used in this work. The proposed neuro-contoller is of type "model reference neuro-controller", and their weights are set using a new concept of inverse mapping trough the use of a neuro-model (neuro-vehicle) to a backpropagation of the error signal (difference between the output of the desired reference and the output ofthe neural network). Computational simulations are performed in order to test the proposed model, trough the analysis of the suspensions work space, acceleration of the sprung mass and contact force of the tire with the ground, which are the main arameters used in the design of automotive suspensions. The results show the suitability of neural network in the identification and control of dynamic systems with nonlinear characteristics / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Este trabalho investiga o espaço da cena onde há a presença de elementos aéreos do circo e ilustra, por meio da trajetória e das criações de uma das primeiras companhias cênicas circenses na cidade de São Paulo, o que é um espaço em movimento. Um breve resgate da história das artes do circo, com ênfase na suspensão dos corpos e nas acrobacias aéreas, é desenvolvido para abordar as questões sobre os desenhos e formas específicas e circenses de habitar o espaço da cena. Uma escritura no espaço tridimensional, que é constantemente modificada pela relação do movimento dos corpos no ar, é exemplificada através do histórico da Companhia Cênica Nau de Ícaros. Um olhar íntimo da pesquisadora, a imersão em diversos espetáculos dessa Companhia e a gênese do espetáculo Tirando os pés do chão descrevem uma forma peculiar de ocupar a cena e desvendam os caminhos de um espaço da cena que sofre influência direta do movimento gerado pelos atores-performers e pela cenografia específica circense. / This work investigates the space of the scene where there is the presence of aerial elements of the circus and illustrates, through the trajectory and creations of one of the first circus performing companies in the city of São Paulo, what is a space in movement. A brief rescue of the circus arts history, with emphasis on body suspension and aerial acrobatics, is developed to address questions about the specific circus designs and ways of inhabiting the scene space. A writing in three-dimensional space, which is constantly modified by the relation of the motion of bodies in the air, is exemplified through the history of the Scenic Company Nau de Ícaros. An intimate look of the researcher, the immersion in several spectacles of this Company and the genesis of the spectacle Taking the feet off the floor describes a peculiar way of occupying the scene and unveils the paths of a space of the scene that undergoes direct influence of the movement generated by the actors-performers and the specific circus scenography.