A proposta deste trabalho é contribuir com a construção de uma plataforma de veículo autônomo para viabilizar as pesquisas na área pelo Departamento de Engenharia de Transportes da USP. Até o momento o departamento dispõe de uma plataforma que, a partir de sua posição conhecida, consegue navegar autonomamente até um ponto de destino utilizando apenas uma solução GNSS, no caso, GPS. Para ampliar a mobilidade da plataforma, está sendo sugerida aqui, a adição de sensores inerciais ao veículo, para que ele consiga obter uma solução de posição mesmo em áreas sem cobertura GNSS. Um Sistema de Navegação Inercial não depende de infraestrutura externa, exceto para inicializar suas variáveis, o que neste caso pode ser feito com auxílio de um receptor GPS. Sensores inerciais de alto desempenho são caros, tem alta complexidade mecânica e em geral são de grande porte. A alternativa é o uso de sensores do tipo MEMS que são pequenos, fáceis de serem manipulados e apresentam baixo consumo de energia. A contrapartida é que a solução é mais susceptível a ruído do que seus pares que custam na faixa de centena de milhões de dólares. / The proposal of this paper is to build an autonomous vehicle platform to enable the researches in this area by the Transport Engineering Department of the USP. Until now the Department has a platform that, once its initial position is known, it can navigate autonomously to a destination point using only the GNSS, in this case, GPS. To expand the mobility resources of the platform, it is being suggested here the addition of inertial sensors to the vehicle, enabling it to acquire a position solution even in areas where there is no coverage of the GNSS. An Inertial Navigation System does not depend on an external infra-structure, with the exception on the initial setup, where the GPS can be used to provide this kind of initialization. High performance inertial sensors are expensive, have high mechanical complexity and in general are big. The alternative is the usage of MEMS sensors, which are small, easy to handle and has low power consumption. In the opposite side this solution is more susceptible to noises in comparison to those High performance sensors that cost hundreds of thousands of dollars.

Esse trabalho fornece uma descrição detalhada sobre os fenômenos da dinâmica veicular que influenciam no ride, desde os modos de vibrar de massa suspensa até os modos de vibrar com a presença de flexibilidade do chassi. Alguns itens desta descrição servem como esclarecimento de aspectos raramente encontrados na literatura. O potencial de representação dos modelos simplificados, com poucos graus de liberdade, foi explorado exaustivamente. O entendimento obtido com esses modelos, em conjunto com os procedimentos atuais de avaliação de conforto, possibilitou a análise das métricas atuais relativas ao ride e a definição de novas métricas mais adequadas para esse tipo de avaliação. A teoria apresentada nesse trabalho foi ilustrada através de exemplos reais com medições experimentais e simulações computacionais de veículos de produção da Ford Motor Company. / Using simplified mathematical models this work presents a detailed description of vehicle characteristics that significantly influence ride evaluation. These simple modes were used in order to describe basic vehicle modes of vibration, such as bounce, pitch and unsprung mass ones. The influence of modes of vibration with frame flexibility was also presented by means of a full vehicle model. These models were used in order to evaluate current ride metrics and to propose new ones. These new metrics seemed to better correlate with subjective evaluation and with the standards used for comfort evaluation. The theory described in this work was illustrated by experimental results of Ford Motor Company vehicles.

Este trabalho traz um estudo de veículos rodoviários articulados pesados durante o processo de freagem incluindo uma revisão bibliográfica sobre aspectos humanos, ambientais, legais, veiculares e operacionais relacionados com o desempenho, a estabilidade e a segurança veicular e uma descrição da técnica dos mapas de desempenho. Tal técnica é original e inovadora e foi desenvolvida através de modelo matemático e respectivo programa computacional para analisar o desempenho e a estabilidade de veículo-trator-semi-reboque durante a freagem em trecho retilíneo. Com esta técnica é possível obter o desempenho e a estabilidade direcional de veículos articulados pesados na freagem, obedecendo as restrições geométricas do veículo-trator-semi-reboque e de peso estabelecidas pelo fabricante e pela legislação, para todas as condições de carregamento e qualquer condição operacional. Os resultados teórico-experimentais que validaram o modelo matemático adotado também são mostrados neste trabalho. Este trabalho foi desenvolvido com o apolo da Mercedes-Benz do Brasil, resultando numa integração entre Empresa e Universidade que trouxe uma contribuição efetiva para o uso do veículo-trator-semi-reboque com maior eficiência, e segurança, unindo esforços da Empresa e da Universidade em prol da segurança veicular e do desenvolvimento tecnológico do Brasil. / This work describes a study of articulated heavy vehicles during braking process including the state-of-the-art of human, environmental, legal, vehicular and operational aspects related with performance, stability and vehicular safety and a description of performance charts technique. This technique is original and innovative and was developed with mathematical model and related computer program to analize the tractor-semi-trailer performance and stability during the braking process in a straight line path. With this technique is possible to obtain the performance and directional stability of articulated heavy vehicles during braking process, obeying the geometrical restrictions of the tractor-semi-trailer and the legal and maker\'s weight restrictions, for all states of loading and any operational conditions. The theoretical-experimental results that validated the mathematical model adopted are also shown in this work. This work was developed with the support of Mercedes-Benz of Brazil, resulting in a Company and University integration that brought an effective contribution for the more efficient and safe use of tractor-semi-trailer, enlarging the Company and University efforts to the benefit of vehicular safety and technological development in Brazil.

Esta tese apresenta um procedimento de identificação experimental de coeficientes hidrodinâmicos de veículos submarinos não tripulados. Apresenta-se o desenvolvimento de uma plataforma experimental para pesquisas em dinâmica, controle e navegação de veículos submarinos. A plataforma experimental inclui: 1) um veículo submarino não tripulado semi-autônomo do tipo estrutura-aberta chamado de LAURS, 2) um sistema multissensorial e multipropulsores para o controle de movimento, e 3) software e arquitetura de controle para a aquisição de dados dos sensores e o controle de movimento. A fim de deduzir as equações do movimento dinâmico do LAURS, apresenta-se a formulação geral das equações hidrodinâmicas não lineares de um veículo submarino com seis graus de liberdade. A partir destas equações gerais acopladas, são deduzidos modelos mais simples para um grau de liberdade (movimento unidirecional) e três graus de liberdade (movimento planar) do veículo. O método de estimação de parâmetros utilizado neste trabalho não requer medidas de aceleração e é baseado na aplicação da técnica dos mínimos quadrados à forma integral das equações dinâmicas do sistema. O procedimento de identificação proposto é baseado na informação dos sensores embarcados. Primeiramente, os coeficientes de arrasto são obtidos a partir de testes de velocidade constante e depois, fixando os coeficientes de arrasto do modelo matemático com estes valores obtidos, são identificados a inércia virtual e os coeficientes de acoplamento a partir de testes de velocidade variável. Nos testes de velocidade variável são aplicadas entradas de força do tipo senoidal. Apresentam-se os valores dos coeficientes hidrodinâmicos para os movimentos de avanço, deriva, arfagem, guinada e caturro do veículo, os quais foram obtidos usando o procedimento de identificação proposto. O desempenho dos modelos dinâmicos identificados é quantitativamente comparado ao movimento do veículo observado experimentalmente. Para o caso dos testes de velocidade constante em avanço e arfagem, foi feita uma comparação dos valores dos coeficientes obtidos usando a abordagem de identificação de sistemas com os dados obtidos a partir dos ensaios de reboque em tanque de provas. Os resultados obtidos validam o procedimento de identificação proposto. Além disso, são apresentados os resultados experimentais obtidos a partir de manobras do tipo zig-zag e é feita uma discussão da identificabilidade de coeficientes de modelos acoplados. Conclui-se que o procedimento de identificação proposto é eficaz na obtenção de valores reais (consistentes com a concepção física do veículo) para os coeficientes hidrodinâmicos de veículos submarinos. A fim de modelar a força hidrodinâmica que atua no veículo em avanço com movimento oscilatório e amplitudes menores do que um comprimento característico, são apresentados os resultados dos ensaios de oscilação forçada usando um mecanismo de movimento planar (MMP). Apresentam-se os valores dos coeficientes de arrasto e de inércia obtidos a partir dos ensaios em avanço no MMP para diferentes números de Keulegan-Carpenter. Os resultados mostram que os coeficientes de arrasto e de inércia para a faixa de velocidades de 0,1 até 0,8m/s dependem fortemente do número de Keulegan-Carpenter e não do número de Reynolds. A partir destes resultados, conclui-se que a amplitude da oscilação do veículo é o principal fator que causa a variação dos coeficientes hidrodinâmicos e não a velocidade do veículo. / In this work, a procedure for experimental identification of hydrodynamic coefficients of unmanned underwater vehicles is presented. At first, the development of a testbed for research on dynamics, control, and navigation of underwater vehicles is presented. This experimental platform includes: 1) a open-frame semi-autonomous unmanned underwater vehicle named LAURS, 2) a multi-sensorial and multi-thruster system for motion control, and 3) software and control architecture for sensor data logging and motion control. In order to derive the LAURS dynamic motion equations, the general formulation of the nonlinear hydrodynamic equations of motion of an underwater vehicle with six degree of freedom is initially presented. From these general coupled equations, simpler formulations with one (unidirectional movement) and three degrees of freedom (planar movement) are derived. The parameter estimation method does not require acceleration measurements and is based on the application of the least squares technique to the integral form of the system dynamic equations. The identification procedure is based on on-board sensor data. First the drag coefficients are obtained from constant velocity tests and afterwards, fixing the drag coefficients in the mathematical model with the obtained values, virtual inertia and coupling coefficients of the vehicle are identified from variable velocity tests. In the tests of variable velocity, sinusoidal force inputs are applied. Values of hydrodynamic coefficients for surge, sway, heave, yaw, and pitch motions are estimated using the proposed identification procedure. Performance of the identified dynamic models is quantitatively compared to the experimentally observed vehicle motion. In the case of constant velocity tests, for the surge and heave motions, comparisons of the hydrodynamic drag coefficient values obtained using the system identification method with data obtained from towing tank tests are presented. Obtained results corroborate for the feasibility of the proposed identification method. Moreover, experimental results obtained from zig-zag maneuvers are presented and the identifiability of coupled dynamic models is discussed. It is possible to conclude that using the proposed method actual hydrodynamic parameters might be estimated. In order to model the hydrodynamic force that acts on the vehicle, in surge motion, with oscillatory movements and with amplitudes that are smaller than or equal to the characteristic length of the LAURS, results of forced oscillation tests in a planar motion mechanism (PMM) are presented. The drag and inertia coefficient values obtained from surge motion tests in the PMM for different Keulegan-Carpenter numbers are presented and discussed. Results illustrates that drag and inertia coefficients, when the vehicle velocity is in the range of 0,1 and 0,8m/s, do not strongly depend on the Reynolds number, however, they are strongly dependent on the Keulegan-Carpenter number. In this context, we can conclude that the oscillation amplitude is the main factor that causes the variation of hydrodynamic coefficients and not the vehicle velocity.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-01-10T10:46:25Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 410638 bytes, checksum: ed5d9e4a6b492aa4480a1c0d392e8903 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-10T10:46:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 410638 bytes, checksum: ed5d9e4a6b492aa4480a1c0d392e8903 (MD5) Previous issue date: 2003-07-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho teve como objetivo apresentar dois estudos: um relacionado com a transformação de um veículo transportador de madeira e o outro com a substituição de equipamentos e máquinas. No primeiro foi utilizado um modelo matemático constituído por equações diferenciais para a determinação do momento ótimo de transformação de um veículo transportador florestal que pas- saria por duas transformações durante sua vida útil. A importância deste estudo deve-se a uma situação que vem sendo verificada no setor de transporte rodo- viário, em que veículos estão sendo transformados e continuam trabalhando em outro ramo de atividade, porém a decisão quanto ao momento ótimo de se fazer tais transformação tem sido tomada de forma arbitrária, sem preocupação com a viabilidade econômica. Para tanto desenvolveu-se um modelo utilizando equa- ções diferenciais que possibilitou a definição dos momentos ótimos das transfor- mações de uma carreta (cavalo mecânico + semi-reboque de três eixos), em caminhão truck (6x4) e posteriormente em caminhão toco (4x2), que seria retirado do processo. Os resultados obtidos foram satisfatórios, visto que, ao se comparar o método do ciclo terminal com o método proposto, observou-se um valor anual equivalente de R$4.084,06 para uma carreta que seria utilizada por nove anos e seria substituída e um valor anual equivalente de R$10.555,04 para o sistema de transformação com duração de 31 anos. A metodologia proposta se mostrou eficiente para dar suporte à tomada de decisão no que se refere aos veículos de transporte pesado, que representam um importante ativo nas empre- sas do ramo florestal. É possível maximizar o lucro do conjunto de versões utilizadas: carreta, truck e toco. No segundo estudo utilizou-se um modelo de programação dinâmica para avaliar a substituição de equipamentos. O problema foi avaliado através de um estudo de caso, com um horizonte de planejamento de dez anos. Foram considerados dois modelos utilizando programação dinâmica: em um deles a função objetivo foi de minimização dos custos e, no outro, de maximização dos lucros, no qual foi inserida a receita gerada pelo equipamento. Desse modo, foi possível definir o momento ótimo de substituição do equipa- mento e a decisão mais lucrativa dentro do horizonte de planejamento, o que foi observado por meio de uma “árvore de decisão” confeccionada a partir dos resultados obtidos na resolução. O modelo com receita utilizado no segundo trabalho é mais indicado para situações em que o equipamento gera receitas diretas, como no caso de aluguel ou frete do equipamento; outrossim, aquele que inclui apenas os custos é mais indicado para situações em que o equipamento é utilizado sem se preocupar com a geração de receitas anuais. Por meio de uma análise de sensibilidade, notou-se que, na situação em que não se inclui a receita, a decisão é mais afetada pela variação da taxa de juros utilizada. Portanto, cha- ma-se a atenção nesses modelos para a escolha da taxa de juros, que deve ser criteriosa, pois ela afeta a rentabilidade do investimento, e também para o fato de processo de substituição apresente coerência com a realidade do problema. / The objective of this work was to present two studies: one related to the transformation of a wood transport vehicle and the other related to the replacement of equipment and machines. In the first study a mathematic model composed by differential equations was used to determine the optimal time of transportation of a forest transport vehicle which would go through two transformations during its useful lifetime. The importance of this study is based on the circumstances observed in the road transport sector, in which vehicles are transformed into other uses but the decision of the optimal time to make the transformation has been done under arbitrary conditions, with no concern as to the economic feasibility. To overcome this a model using differential equations was developed to enable the definition of optimal times for the transformations of a cart (mechanic horse + semitrailer with three axes), into a truck (6x4), and later into a two-wheeled cart without springs (4x2) which would be removed of the process. The results obtained were satisfactory because by comparing the terminal cycle method, with the proposed method an annual value equivalent to R$4,084.06 was observed for a cart used during mine years and then replaced and an annual value equivalent to R$10,555.04 for the transformation system for a 31 year duration. The proposed methodology showed to be efficient to support the decision making related to heavy transport vehicles, which are important assets in forest enterprises. It is possible to maximize the profit of the set of versions if they are cart, truck and two-wheeled cart without springs. In the second study a dynamic programming model was used to evaluate the equipment replacement. The problem was evaluated through a case study for a tem years plan. Two models using dynamic programming were evaluated and in one of the models the objective was to minimize costs and in the other one the objective was to maximize profits, in which the incomes generated by the equipment were used. Through these models it was possible to define the optimal time for the equipment replacement and the most profitable decision within the tem years plan. This was observed through a “decision tree” based on the results obtained from the decision. The model with incomes used in the second work is best recommended for situations where the equipment generates direct incomes, as is the case of equipment rent or freight. The other one which includes only the costs is but recommended where the equipment is used without concern of generating annual income. Through a sensibility analysis, it was observed that in the situation where the income is not included, the decision is most affected by the variation of the interest rates used. Therefore, in this models attention must be paid to a very careful interest rate choice, because it affects investment rentability and also so that the replacement process shows coherence with reality of the problem.

O projeto de mestrado, denominado de forma abreviada como GPUServices, se insere no contexto da pesquisa e do desenvolvimento de métodos de processamento de dados de sensores tridimensionais aplicados a robótica móvel. Tais métodos serão chamados de serviços neste projeto e incluem algoritmos de pré-processamento de nuvens de pontos 3D com segmentação dos dados, a separação e identificação de zonas planares (chão, vias), e detecção de elementos de interesse (bordas, obstáculos). Devido à grande quantidade de dados a serem tratados em um curto espaço de tempo, esses serviços utilizam processamento paralelo por GPU para realizar o processamento parcial ou completo destes dados. A área de aplicação em foco neste projeto visa prover serviços para um sistema ADAS: veículos autônomos e inteligentes, forçando-os a se aproximarem de um sistema de processamento em tempo real devido ao contexto de direção autônoma. Os serviços são divididos em etapas de acordo com a metodologia do projeto, mas sempre buscando a aceleração com o uso de paralelismo inerente: O pré-projeto consiste de organizar um ambiente que seja capaz de coordenar todas as tecnologias utilizadas e que explore o paralelismo; O primeiro serviço tem a responsabilidade de extrair inteligentemente os dados do sensor que foi usado pelo projeto (Sensor laser Velodyne de múltiplos feixes), que se mostra necessário devido à diversos erros de leitura e ao formato de recebimento, fornecendo os dados em uma estrutura matricial; O segundo serviço em cooperação com o anterior corrige a desestabilidade espacial do sensor devido à base de fixação não estar perfeitamente paralela ao chão e devido aos amortecimentos do veículo; O terceiro serviço separa as zonas semânticas do ambiente, como plano do chão, regiões abaixo e acima do chão; O quarto serviço, similar ao anterior, realiza uma pré-segmentação das guias da rua; O quinto serviço realiza uma segmentação de objetos do ambiente, separando-os em blobs; E o sexto serviço utiliza de todos os anteriores para a detecção e segmentação das guias da rua. Os dados recebidos pelo sensor são na forma de uma nuvem de pontos 3D com grande potencial de exploração do paralelismo baseado na localidade das informações. Porém, sua grande dificuldade é a grande taxa de dados recebidos do sensor (em torno de 700.000 pontos/seg.), sendo esta a motivação deste projeto: usar todo o potencial do sensor de forma eficiente ao usar o paralelismo de programação GPU, disponibilizando assim ao usuário serviços de tratamento destes dados. / The master\'s project, abbreviated hence forth as GPUServices, fits in the context of research and development of three-dimensional sensor data processing methods applied to mobile robotics. Such methods will be called services in this project, which include a 3D point cloud preprocessing algorithms with data segmentation, separation and identification of planar areas (ground track), and also detecting elements of interest (borders, barriers). Due to the large amount of data to be processed in a short time, these services should use parallel processing, using the GPU to perform partial or complete processing of these data. The application area in focus in this project aims to provide services for an ADAS system: autonomous and intelligent vehicles, forcing them to get close to a real-time processing system due to the autonomous direction of context.The services are divided into stages according to the project methodology, but always striving for acceleration using inherent parallelism: The pre-project consists of organizing an environment for development that is able to coordinate all used technologies, to exploit parallelism and to be integrated to the system already used by the autonomous car; The first service has a responsibility to intelligently extract sensor data that will be used by the project (Laser sensor Velodyne multi-beam), it appears necessary because of the many reading errors and the receiving data format, hence providing data in a matrix structure; The second service, in cooperation with the above, corrects the spatial destabilization due to the sensor fixing base not perfectly parallel to the ground and due to the damping of the vehicle; The third service separates the environment into semantics areas such as ground plane and regions below and above the ground; The fourth service, similar to the above, performs a pre-segmentation of street cruds; The fifth service performs an environmental objects segmentation, separating them into blobs; The sixth service uses all prior to detection and segmentation of street guides.The received sensor data is structured in the form of a cloud of points. They allow processing with great potential for exploitation of parallelism based on the location of the information. However, its major difficulty is the high rate of data received from the sensor (around 700,000 points/sec), and this gives the motivation of this project: to use the full potential of sensor to efficiently use the parallelism of GPU programming, therefore providing data processing services to the user, providing services that helps and make the implementation of ADAS systems easier and/or faster.

Made available in DSpace on 2016-04-26T20:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cassiano Inserra Bernini.pdf: 720433 bytes, checksum: d298dd79462719292c50326ec106424b (MD5) Previous issue date: 2010-10-26 / This work constructs the source rule for the Tax on Property of Automotive Vehicles (IPVA) levy. The competence to establish and collect this tax was given to the States and the Federal District by article 155, item III, of the 1988 Federal Constitution of Brazil. The methodology conceived by the Logical and Semantic Constructivism was used to study the theme. According to said methodology, the Law is taken as a cultural object expressed in language and based on the categories of the Philosophy of Language. Initially, the object is submitted to an analytical analysis and following it is reconstructed with emphasis on the syntactic, semantic and pragmatic aspects of the terms. The work starts with some brief considerations on the legal rule and the source rule for the tax levy. Following, the work focuses on the historical aspects involving the IPVA and the possible requirement for the prior enactment of a nationwide supplementary law providing for the elements of the source rule for this tax levy enabling the competent political entities to establish it. This work also addresses the constitutional principles applicable to the IPVA. Finally, the source rule for the IPVA levy is constructed through a detailed analysis of all its constituent criteria / O trabalho constrói a regra matriz de incidência do Imposto sobre a Propriedade de Veículos Automotores IPVA , cuja competência para instituição e cobrança foi outorgada aos Estados e ao Distrito Federal pelo artigo 155, inciso III, da Constituição Federal do Brasil de 1988. Para o estudo do tema foi utilizada a metodologia idealizada pelo Construtivismo Lógico-Semântico, que toma o Direito positivo como objeto cultural expresso em linguagem e que parte de categorias da Filosofia da Linguagem para, inicialmente, realizar uma análise analítica do objeto, para em seguida reconstruí-lo, dando-se ênfase aos aspectos sintático, semântico e pragmático dos termos. O trabalho inicia-se com breves considerações a respeito da norma jurídica e da regra matriz de incidência tributária. Em seguida, foram examinados os aspectos históricos envolvendo o IPVA e a eventual necessidade da prévia edição de lei complementar nacional dispondo sobre elementos da regra matriz de incidência deste imposto para que as pessoas políticas competentes possam instituí-lo. Foram estudados, também, os princípios constitucionais aplicáveis ao IPVA. Por fim, é construída a regra matriz de incidência do IPVA, com o desenvolvimento de todos os seus critérios constitutivos

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-24T18:25:05Z No. of bitstreams: 1 rodolfolacerdavalle.pdf: 17326163 bytes, checksum: b5bfc03806c064bdf98c9890ed322936 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-25T12:14:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodolfolacerdavalle.pdf: 17326163 bytes, checksum: b5bfc03806c064bdf98c9890ed322936 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T12:14:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodolfolacerdavalle.pdf: 17326163 bytes, checksum: b5bfc03806c064bdf98c9890ed322936 (MD5) Previous issue date: 2013-03-07 / Esta dissertação apresenta as etapas de desenvolvimento de um sistema de acionamento de um motor CC de ímãs permanentes sem escovas para aplicação em veículos elétricos de pequeno porte. O motor é acionado por um inversor fonte de tensão trifásico (VSI, Voltage Source Inverter) baseado em interruptores IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Os sinais de comutação dos interruptores são gerados por uma estratégia de modulação vetorial. Sinais gerados por três sensores de efeito Hall são usados para detectar a posição angular do rotor. O motor é controlado a partir de duas malhas. Uma malha externa controla a velocidade enquanto a malha interna controla as correntes de fase do motor. O desempenho de dois tipos de controladores foram investigados para o controle das correntes sintetizadas pelo VSI: (i) controlador proporcional– integral no sistema de coordenadas síncrono e (ii) controlador proporcional–integral com integradores em múltiplos sistemas de coordenadas rotativas. Além das malhas de controle, o sistema de acionamento foi projetado com uma estratégia de desacoplamento das correntes de controle e uma ação preditiva para compensar o efeito das tensões contra–eletromotriz trapezoidais geradas por fase pelo motor. Um protótipo experimental do sistema de 5 kW foi montado em laboratório. Os algoritmos de controle do motor e do VSI, juntamente com o algoritmo de deteção de posição do rotor foi implementado em um controlador digital de sinais TMS320F28335. Resultados experimentais são apresentados, discutidos e utilizados para validar as estratégias de controle. / This dissertation presents the development of a permanent magnet brushless DC motor drive (PMBLDC) for small electric vehicles applications. A three–phase voltage source inverter (VSI) based on IGBT (insulated gate bipolar transistor) is used to drive the electric motor. The semiconductor switches are controlled by space vector modulation (SVM). Signals from three Hall effect sensors are used to detect the rotor angular position. Two closed–loops are used to control the PMBLDC motor. The outer loop controls the rotor velocity while the inner loop controls the motor phase currents. Two types of controllers were investigated to synthesize the currents: (i) proportional– integral controller in synchronous reference frame and (ii) proportional–integral controller with multiple rotating synchronous reference frame integrators. Besides the current control loops, the drive system was designed considering the decoupling of the synthesized phase currents and a feed-forward electromotive force waveform compensation. An experimental prototype of 5 kW was built in laboratory. The motor and VSI control algorithms and the algorithm used to detect the rotor position were implemented in a TMS320F28335, digital signal controller. Experimental results are presented, discussed along with the validation of the control strategy.

A proposição desta tese consiste na aplicação da técnica de Sistemas Multicorpos, na dinâmica de veículos guiados em trajetória variável. Foi apresentada uma visão geral do formalismo matemático, baseado nos métodos de Lagrange e Kane, utilizados nos programas de multicorpos, para geração automática das equações de movimento. A teoria de mecânica de contato, fundamental para o cálculo das forças de contato, entre o veículo e a guia, foi exposta detalhadamente. Sua validação, foi realizada, através de ensaios de laboratório, realizados no INRETS (França). A técnica de modelagem de Sistemas Multicorpos, foi aplicada, na previsão do comportamento dinâmico de veículos guiados. Neste sentido, a elaboração do modelo, através da descrição topológica, obtenção das equações de movimentos, análise e simulação do comportamento, foram realizadas. Foram selecionados na literatura internacional, os estudos de caso propostos pela International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD), para avaliação de veículos guiados. Foram modelados, o rodeiro ferroviário, submetido a força lateral, truque trafegando por um desvio e um veículo completo inscrevendo uma curva. O veículo modelado com 35 graus de liberdade, produziu mais de 1100 equações algébrico/diferenciais (DAE). As simulações do comportamento dinâmico dos sistemas, foram realizadas e os resultados apresentados em gráficos temporais. Os modos de movimento foram quantificados, através da analise modal, realizada no sistema linearização em torno de um ponto de operação. Os valores obtidos, foram comparados com números publicados e algumas discrepâncias, foram encontradas e justificadas. Pode-se observar nitidamente, o movimento de lacet, a partir dos auto-vetores complexos da matriz dinâmica do sistema. De forma geral, os resultados obtidos tanto na análise temporal, como no domínio da freqüência, apresentaram boa concordância, com os resultados publicados por outros autores. Estes resultados encorajadores, promovem a confiança na aplicação da técnica de Multicorpos em veículos guiados, sendo estímulo, para aplicação no desenvolvimento de novos projetos. / The subject of this thesis is the application of multibody system modelling techniques for dynamic behaviour investigation on guided vehicle on variable track trajectories. Analysis of existing techniques for generating vehicle motion equations, using multibody systems (MBS), is also carried out. Rolling contact theory, fundamental for vehicle/track forces calculations, are extensively reviewed. Validation have been carried out with laboratorial experiments. Multibody system modelling techniques have been used to predict, guided vehicle behaviour. Topological model description, have been used to generate equation of motion for simulation purposes. It has been chosen the railway vehicle, proposed by the International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD), as evaluation benchmark. The solution of wheelset benchmark proposition is presented. A two wheelset bogie model in a deviation, is also solved. A complete railway vehicle, with 35 degrees of freedom model, producing more than 1100 differential/algebraic equations (DAE), is performed and analysed. Time result simulation have been presented. Modal analysis have been performed around an operation point. Results have been compare with numbers published and discrepancy founded have been justified. Hunting movement have been obtained with the complex eigen-vector from system dynamic matrix. In general, results obtained from time and frequency domain, agreed with available results published from other authors. This encouraging results, promote credibility to Multibody System technique application to guided vehicle, stimulating new developing applications.

No Brasil, estudos apontam aumento de quase 30% no número de acidentes de trânsito em rodovias federais de 2008 a 2010 sendo que, no último ano, os veículos de carga, especificamente, estiveram envolvidos em 88.963 acidentes. Relata-se que muitos motoristas profissionais têm estreitos prazos de entrega a serem cumpridos e, portanto, se veem obrigados a dirigir por longo período de tempo e/ou sem paradas para descanso. A fim de atingir tal objetivo, alguns motoristas acabam recorrendo ao uso de anfetaminas, estimulantes do SNC, popularmente conhecidas como \"rebite\". Análises toxicológicas utilizadas para verificar o uso de drogas por motoristas de caminhão em estudos epidemiológicos, por exemplo, baseiam-se em testes de triagem utilizando imunoensaios, cujos resultados positivos são confirmados por técnicas de espectrometria de massas. Os testes disponíveis no mercado para a triagem detectam a presença de anfetamina, que pode ser proveniente da biotransformação de alguns medicamentos. Entretanto, motoristas de caminhão relatam também o uso dos anorexígenos Dualid® S, Inibex® S e Hipofagin® S, cujo princípio ativo é a dietilpropiona, que se biotransforma diretamente em fenilpropanolamina e, portanto, não é detectada pelos testes de triagem convencionais, o que pode gerar resultados falso-negativos e, assim, subestimar o número de casos positivos em uma pesquisa. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e validação de um método para detecção de anfetamina, dietilpropiona e femproporex, por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC-DAD) e a posterior aplicação deste método em amostras de urina coletadas de caminhoneiros. A extração líquido-líquido da urina (2,0 mL) foi realizada com éter etílico (4,0 mL) e a validação seguiu o guia do United Nations Office on Drugs and Crime. Os limites de detecção e quantificação encontrados foram 120 e 150 ng/mL respectivamente. O método mostrou-se preciso, com coeficientes de variação inferiores a 15% e a recuperação para os três analitos foi superior a 50%. A linearidade abrangeu a faixa de 150 ng/mL a 1000 ng/mL (r2 > 0,99) e para a dietilpropiona e anfetamina foi utilizado o coeficiente de ponderação 1/y devido à heteroscedasticidade apresentada. Entre as amostras analisadas (n=385), nove foram positivas para anfetamina e uma, para femproporex e anfetamina. Através da aplicação de questionário, foi traçado também o perfil sociodemográfico dos entrevistados. O método desenvolvido se mostrou preciso e sensível, podendo assim ser utilizado em estudos epidemiológicos e testes em ambientes de trabalho para a análise de anfetamina, dietilpropiona e femproporex em urina / In Brazil, studies indicate an increase of approximately 30% in the number of traffic accidents on federal highways, from 2008 to 2010 and, in 2010, cargo vehicles, specifically, were involved in 88,963 accidents. In fact, many professional drivers have tight deadlines to be met and, therefore, are forced to drive for long periods of time and/or without rest stops. In order to achieve this goal, some drivers end up resorting to the use of amphetamines, CNS stimulants, popularly known in Brazil as \"rebite\". Toxicological analyses used to verify the use of drugs by truck drivers in epidemiological studies are based on immunoassays screening tests and positive results are confirmed by mass spectrometry techniques. The commercially available screening tests detect the presence of amphetamine, which can be derived from the biotransformation of some drugs. However, truck drivers also report the use of anorectic Dualid® S, Hipofagin® S and Inibex® S, whose active compound is diethylpropion, which metabolizes directly to phenylpropanolamine. Therefore it is not detected by conventional screening tests, which can generate false-negative results and underestimate the number of positive cases. Thus, the aim of this study was the development and validation of a method for the detection of amphetamine, diethylpropion and fenproporex by high performance liquid chromatography (HPLC-DAD) and the subsequent application of this method in urine samples collected from truck drivers. The liquid-liquid extraction of urine (2.0 mL) was carried out with diethyl ether (4.0 mL) and the validation was performed according to United Nations Office on Drugs and Crime guidelines. The limits of detection and quantification were 120 and 150 ng/mL, respectively. The method was precise, with coefficients of variation less than 15% and the recovery for the three analytes was greater than 50%. The linearity covered the range of 150 ng/mL to 1000 ng/ml (r2 > 0.99) and for diethylpropion and amphetamine it was applied the weighting factor 1/y due to heteroscedasticity. Among the analyzed samples (n=385), nine were positive for amphetamine and one tested positive for femproporex and amphetamine. Sociodemographic profile of the interviewees was obtained through the application of questionnaires. The developed method proved to be accurate and sensitive, and thus can be used in epidemiological studies and in workplace drug testing