Identification of thermoacoustic dynamics that exhibit limit cycle behavior is needed to gain a better intuitive feel of the system, to design complex control strategies, and to validate modeling efforts. Limit cycle oscillations arise in thermoacoustic systems due to the coupling between a nonlinear heat release process and the acoustic dynamics of the combustor. This response arises in lean premixed gaseous power generating turbines and is a concern due to the detrimental effect of the pressure oscillations on the structural integrity of the combustor. Due to the volatile environment intrinsic in the combustor, multiple sensing apparatuses are not available. Therefore, in the current study, an identification approach is assessed considering only a single output from the thermoacoustic system. As a means to further investigate the thermoacoustic limit cycle behavior, a scaled version of the industry-based turbine was constructed. By anchoring a flame halfway from end-to-end of a closed-open tube, a similar nonlinear response is achieved. A harmonic balance technique that linearly incorporates the nonlinearity is developed which uses frequency entrainment to offer sufficient information for the identification. Its validity is assessed on a model, which is based on known dynamics of the thermoacoustic system. The structure of the identification algorithm is based on a two-mode acoustic model with both dynamics and nonlinearity in the feedback loop. The limitations of using only a two-mode identification structure for a system with more than two modes is discussed as well as future efforts that may alleviate this problem. / Master of Science

The problem of this study was to determine to what extent industry was making use of closed circuit television as an implement of industrial security. The data for this study were provided by a group of thirty-two security chiefs of industry, and by another group of fifteen law enforcement officials in the Dallas and Fort Worth Metropolitan area. Of those industrial concerns making use of closed circuit television as an aid to security, a majority use the medium for surveillance of controlled access areas, with theft control and control of plant access following closely behind. For the most part, all surveyed thought that closed circuit television was very efficient.

Dentre os fatores limitantes dos sistemas de controle, o tempo morto está entre os mais críticos e de difícil detecção sem testes intrusivos. O conhecimento do seu valor é essencial para a identificação de modelos e na auditoria de desempenho de sistemas de controle. Em virtude disto, o presente trabalho propõe uma metodologia eficaz para estimá-lo utilizando apenas dados históricos de processo em malha fechada. A principal vantagem frente a técnicas disponíveis na literatura é a não necessidade de testes intrusivos. A metodologia é baseada em um tratamento de sinal para remoção dos efeitos do distúrbio não medido e dos erros de modelo. O tratamento de sinal consiste na minimização das oscilações do sinal erro em malha aberta suavizado como função do tempo morto. Diversas formulações de função objetivo e procedimentos de suavização foram estudados visando facilitar a estimação do parâmetro. A qualidade da metodologia é ilustrada através de simulações em uma série de cenários, os quais simulam processos lineares de diferentes características sob o efeito de distúrbios distintos. A metodologia também é testada frente a estudo de casos com dados reais de processo industrial em malhas de nível e temperatura. Os resultados são comparados com métodos da literatura e demonstram que o método proposto foi eficaz na estimação do tempo morto para a maioria dos casos. / Among the limiting factors of control systems, the pure time delay is one of the most critical and difficult to estimate without an intrusive perturbation. The knowledge of its value is essential for model identification and control loop performance assessment. This work proposes a methodology to determine dead time using ordinary closed loop operating data. The main advantage over available techniques is the non-necessity of intrusive plant tests. The proposed approach is based on a signal processing for removing the effects of the unmeasured disturbances and the model-plant mismatches. The signal processing consists of the minimization of the oscillations of the smoothing open loop error as a function of the pure time delay. Several objective function formulations and smoothing procedures were studied in order to facilitate parameter estimation. The quality of the methodology is illustrated by simulations in a series of scenarios, which simulate linear processes of different characteristics under the effect of different disturbances. The methodology is also tested in case studies with real industrial process data. Results are compared to literature approaches and show the method was effective to estimate the pure time delay for most cases.

Rigid multibody systems have been studied extensivley due to its direct application in design and analysis of various mechanical systems such as robots and spacecraft structures. The dynamics of multibody system is governed by its equations of motion and various terms associated with it, such as the mass matrix, the generalized force vector, are well known..Forward dynamics algorithms play an important role in the simulation of multibody systems and the recursive forward dynamics algorithm for branched multibody systems is very popular. The recursive forward dynamic algorithm is highly efficient algorithm with O(n) computational complexity and scores over other algorithms when number of rigid bodies n in the system is very large. The algorithm involves finding an important mass matrix, which has been popularly termed as articulated body inertia (AB inertia). To find ijth term of any general mass matrix, we separately give virtual change to ith and jth generalized coordinates. At each point of the multibody system, the dot product of the resulting virtual displacements are taken with each other and eventually integrated over the entire multibody system, weighted by the mass. This quantity divided by the virtual changes in ith and jth coordinates gives the ijth element of the mass matrix. This is one of the fundamental ways of looking at the mass matrix. However, in literature, the AB inertia is obtained as a result of mathematical manipulation and its physical or geometrical significance from the above view point is not clear. In this thesis we present a more geometric and physical explanation for the AB inertia. The main step is to obtain a new set of generalized coordinates which relate directly to the AB inertia. We have also shown the equivalence of our method with existing methods. A comprehensive treatement on change of generalized coordinates and its effect on equations of motion has also been presented as preliminaries. The second part of the thesis deals with closed loop multibody systems.A few years ago an iterative algorithm called the sequential regularization method (SRM) was proposed for simulation of closed loop multibody systems with attractive claims on its efficiency. In literature we find that this algorithm has been implemented and studied only for planar multibody systems. As a part of the thesis work, we have developed a C-programming language code which can simulate 3-dimensional spatial multibody systems using the SRM algorithm. The programme can also perform simulation using a relatively efficient Conventional algorithm having O(n+m3) complexity, where m denotes number of closed loop constraints. Simulation studies have been carried out on a few multibody systems using the two algorithms. Some of the results have been also been validated using the commercial simulation package -ADAMS. As a result of our simulation studies, we have detected certain points, after which the solution from SRM loses it convergence. More study is required to understand this lack of convergence.

Dentre os fatores limitantes dos sistemas de controle, o tempo morto está entre os mais críticos e de difícil detecção sem testes intrusivos. O conhecimento do seu valor é essencial para a identificação de modelos e na auditoria de desempenho de sistemas de controle. Em virtude disto, o presente trabalho propõe uma metodologia eficaz para estimá-lo utilizando apenas dados históricos de processo em malha fechada. A principal vantagem frente a técnicas disponíveis na literatura é a não necessidade de testes intrusivos. A metodologia é baseada em um tratamento de sinal para remoção dos efeitos do distúrbio não medido e dos erros de modelo. O tratamento de sinal consiste na minimização das oscilações do sinal erro em malha aberta suavizado como função do tempo morto. Diversas formulações de função objetivo e procedimentos de suavização foram estudados visando facilitar a estimação do parâmetro. A qualidade da metodologia é ilustrada através de simulações em uma série de cenários, os quais simulam processos lineares de diferentes características sob o efeito de distúrbios distintos. A metodologia também é testada frente a estudo de casos com dados reais de processo industrial em malhas de nível e temperatura. Os resultados são comparados com métodos da literatura e demonstram que o método proposto foi eficaz na estimação do tempo morto para a maioria dos casos. / Among the limiting factors of control systems, the pure time delay is one of the most critical and difficult to estimate without an intrusive perturbation. The knowledge of its value is essential for model identification and control loop performance assessment. This work proposes a methodology to determine dead time using ordinary closed loop operating data. The main advantage over available techniques is the non-necessity of intrusive plant tests. The proposed approach is based on a signal processing for removing the effects of the unmeasured disturbances and the model-plant mismatches. The signal processing consists of the minimization of the oscillations of the smoothing open loop error as a function of the pure time delay. Several objective function formulations and smoothing procedures were studied in order to facilitate parameter estimation. The quality of the methodology is illustrated by simulations in a series of scenarios, which simulate linear processes of different characteristics under the effect of different disturbances. The methodology is also tested in case studies with real industrial process data. Results are compared to literature approaches and show the method was effective to estimate the pure time delay for most cases.

Dentre os fatores limitantes dos sistemas de controle, o tempo morto está entre os mais críticos e de difícil detecção sem testes intrusivos. O conhecimento do seu valor é essencial para a identificação de modelos e na auditoria de desempenho de sistemas de controle. Em virtude disto, o presente trabalho propõe uma metodologia eficaz para estimá-lo utilizando apenas dados históricos de processo em malha fechada. A principal vantagem frente a técnicas disponíveis na literatura é a não necessidade de testes intrusivos. A metodologia é baseada em um tratamento de sinal para remoção dos efeitos do distúrbio não medido e dos erros de modelo. O tratamento de sinal consiste na minimização das oscilações do sinal erro em malha aberta suavizado como função do tempo morto. Diversas formulações de função objetivo e procedimentos de suavização foram estudados visando facilitar a estimação do parâmetro. A qualidade da metodologia é ilustrada através de simulações em uma série de cenários, os quais simulam processos lineares de diferentes características sob o efeito de distúrbios distintos. A metodologia também é testada frente a estudo de casos com dados reais de processo industrial em malhas de nível e temperatura. Os resultados são comparados com métodos da literatura e demonstram que o método proposto foi eficaz na estimação do tempo morto para a maioria dos casos. / Among the limiting factors of control systems, the pure time delay is one of the most critical and difficult to estimate without an intrusive perturbation. The knowledge of its value is essential for model identification and control loop performance assessment. This work proposes a methodology to determine dead time using ordinary closed loop operating data. The main advantage over available techniques is the non-necessity of intrusive plant tests. The proposed approach is based on a signal processing for removing the effects of the unmeasured disturbances and the model-plant mismatches. The signal processing consists of the minimization of the oscillations of the smoothing open loop error as a function of the pure time delay. Several objective function formulations and smoothing procedures were studied in order to facilitate parameter estimation. The quality of the methodology is illustrated by simulations in a series of scenarios, which simulate linear processes of different characteristics under the effect of different disturbances. The methodology is also tested in case studies with real industrial process data. Results are compared to literature approaches and show the method was effective to estimate the pure time delay for most cases.

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Venture capital é espécie de empreendimento que vincula dois agentes econômicos, empreendedor e investidor, visando ao desenvolvimento de uma ideia inovadora para posterior comercialização no mercado. O empreendedor é detentor de conhecimento sobre a ideia e o investidor possui os recursos para desenvolver o projeto. O negócio se diferencia dos demais pelo alto grau de incerteza e risco do empreendimento e requer o uso de tipos contratuais adequados para sua limitação. O projeto se inicia com a etapa de contratação, na qual as partes negociam a divisão de riscos e retorno do negócio, seguindo-se a etapa de monitoramento do desenvolvimento das atividades. Ao final ocorre o desinvestimento, com a saída do investidor e venda do negócio. Do ponto de vista da Economia, utilizamos a Teoria dos Jogos e apresentamos os problemas informacionais, riscos e incertezas do negócio, e os incentivos para organizar a cooperação entre as partes. Do ponto de vista de Finanças, debatemos a decisão de financiamento do negócio e as alternativas para diversificação dos riscos do investimento, isto é, a possibilidade de limitação dos riscos pela adoção de estratégias de contenção, que aumentam o interesse em contratar o negócio. Do ponto de vista do Direito, avaliamos qual a estrutura contratual ideal para organizar esse tipo de empreendimento. Analisamos as principais formas usadas para organização do negócio, em especial as sociedades limitadas e as sociedades anônimas fechadas. Avaliamos o suporte normativo aplicável, com destaque para a possibilidade de limitação dos riscos do projeto pela aplicação das normas de Direito Societário a esses empreendimentos. Os principais riscos aplicáveis são os riscos de contratação do negócio, os riscos de alocação do poder de decisão entre os sócios e os riscos de interrupção prematura do projeto. Devido à natureza e características do negócio de venture capital, concluímos que esse tipo de projeto é mais bem organizado como um contrato plurilateral e que não há tipo contratual ideal para alinhar os interesses. Dos tipos existentes, a sociedade anônima fechada é o mais adequado, mas incapaz de limitar todos os riscos do negócio. A conclusão é confirmada, parcialmente, pelas evidências empíricas apresentadas. / Venture capital is a business that links two economic agents, entrepreneur and investor, aiming to develop an innovative idea for future sale on the market. The entrepreneur holds knowledge about the idea and the investor has the resources to develop the project. It is distinguished from others by the high degree of uncertainty and risk of the project and requires the use of appropriate contract types for its restriction. The project begins with the contracting stage, in which the parties negotiate the division of risks and return business, followed by the monitoring of the development of the business activities. At the end occurs the divestment, in which the finished business is sold by the investor. From the point of view of Economics, we use Game Theory to present the informational problems, business risks and uncertainties, and the incentives to organize the cooperation between the parties. From the standpoint of Finance, we discuss the decision to finance the business, and alternatives for risk diversification, that is, the possibility of limiting the risks by adopting containment strategies that may increase the interest in contracting. From the point of view of Law, we evaluate the ideal contractual structure for organizing this kind of project. We analyze the main existing contract types, in particular, the limited liability companies and the closed corporations. We present our concerns about the normative support applicable to that type of business, emphasizing the Corporate Law problems. We evaluate the normative support applicable, emphasizing the possibility of limiting the project risks by applying the Corporate Law rules to such ventures. The main risks are the risks applicable to the contracting phase, the risk of incorrect allocation of decision rights between the partners and the risk of premature termination of the project. Due to the nature and characteristics of the venture capital business, we conclude that this type of design is best organized as a plurilateral agreement and that there is no contract type that can be considered ideal to align the interests. Considering all the existing types, the private corporation contract is the most appropriate form, but also unable to limit all the business risks. The conclusion is partially supported by the empirical evidence presented.

Um aspecto importante relacionado à operação de sistemas de distribuição é o referente à segurança nas ações de restabelecimento pós-perturbações, em manobras emergenciais e programadas, onde necessite de transferência de cargas entre alimentadores aéreos primários de uma mesma subestação ou para uma subestação adjacente, de forma segura e confiável. Devem-se observar os requisitos de carregamento, tensão a nível sistêmico, proteção, entre outros. Atualmente as decisões e tomadas de ações referentes às manobras necessárias para os remanejamentos de cargas são de competência dos operadores que atuam nas salas de controle de operações e, em muitos casos, respaldadas somente na experiência de cada operador, acumulada ao longo do tempo. Este trabalho visa o estudo dos fenômenos físicos envolvidos em situações que coloquem alimentadores aéreos primários de distribuição em paralelo ou mesmo quando se forme uma configuração em anel fechado. Estas manobras podem ser executadas através de alimentadores e transformadores distintos, de mesma potência ou de potências diferentes, estabelecendo diretrizes e respaldando os operadores das salas de controle em situações de emergência, urgência ou programadas no sistema aéreo de distribuição. O objetivo principal é oferecer informações técnicas, possibilitando as tomadas de decisões mais adequadas na coordenação de manobras no sistema aéreo de distribuição, em tempo real. Cada uma delas tem condições que se pode considerar como a mais adequada para a execução dos procedimentos estabelecidos, porém sem os principais subsídios técnicos. Desta forma, algumas variáveis como tensão mínima, limites de carregamento de equipamentos, ângulo de fase dos transformadores, restrições operativas do sistema e de consumidores, devem ser aplicadas em tempo real para a tomada de decisão por parte dos operadores do sistema elétrico. / An important aspect related to the distribution systems operation concerns the safety required in the post-disturbances restorement actions or in the emergency and scheduled maneuvers, which involve the need for load transfer between primary overhead feeders of a same sub-station or for an adjacent sub-station, in a safe and reliable way, complying with the loading requirements, voltage at systemic level and protection, among others. Currently the decisions and taking actions related to the necessary maneuvers to carry out the load transfers are responsibility of the operators who work in the operations control rooms, and in many cases, only endorsed by each operator´s own experience, gathered along the time. This paper aims at the study of the involved physical phenomena in situations that place distribution primary overhead feeders in parallel or even when a configuration in closed ring is formed, via distinct transformers and feeders of same or different powers, establishing guidelines and endorsing the control rooms operators in emergency, urgency or scheduled situations in the distribution overhead system. The main objective is to provide technical information, enabling more adequate taking decisions in the distribution overhead system maneuvers coordination, in real time. Each of them has conditions that can be considered the most adequate to carry out the established procedures, however without the main technical information. Thus, some variables such as minimum voltage, equipment loading limits, transformers´ phase angle, the operational restrictions of the system and customers must be applied in real time for the taking decision by the electrical system operators.

Orientador: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-08T22:19:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_ValeriaMattosda_D.pdf: 1232759 bytes, checksum: e4b5f9dd20a1bb1f521f2972b43bbfaf (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Várias soluções das equações de Einstein admitem curvas tipo-tempo fechadas (CTCs). Estudamos o comportamento deste tipo de curva quanto à estabilidade linear. Analisando as CTCs no universo de Gödel, encontramos que elas são linearmente estáveis, assim como as curvas desse tipo encontradas em um exemplo particular de métrica tipo-Gödel com fundo plano. As CTCs que aparecem no modelo contendo uma única corda cósmica girante também apresentam estabilidade linear. Estudamos todos os exemplos conhecidos de soluções das equações de Einstein que possuem geodésicas tipo-tempo fechadas (CTGs). Encontramos que a CTG apresentada pelos autores da solução dos dois perjeons não é linearmente estável, mas obtivemos condições, para os parâmetros desse modelo, sob as quais ela admite outras CTGs e, sob condições mais restritivas, obtivemos CTGs linearmente estáveis. As CTGs apresentadas por Soares em seu modelo topológico e por Grøn e Johannesen em seu modelo da núvem de cordas não possuem estabilidade linear. Já as CTGs de uma das soluções dada por van Stockum foram analisadas e verificamos que são linearmente estáveis. Encontramos CTGs em um exemplo particular de métrica tipo-Gödel com fundo conformemente plano, e estas também são estáveis. Analisamos, também, a deformação provocada pelo buraco negro de Schwarzschild ao ser colocado em um espaço-tempo com uma corda cósmica girante. Encontramos as CTGs desse espaço-tempo e determinamos as condições para que estas sejam estáveis / Abstract: Several solutions of Einstein¿s field equations admit closed timelike curves (CTCs). We study the linear stability of this kind of curve. We analyze the CTCs in Gödel universe and we find that these curves are stable. The same occurs with the CTCs of a particular case of Gödel-type metric with flat background and with CTCs of a model that contains a single spinning cosmic string. We study all known solutions of Einstein¿s equations that contain closed timelike geodesics (CTGs). We find that the CTG presented by Bonnor and Steadman in their model of two Perjeons is not stable under linear perturbations, but we present conditions to have stable CTGs in this model. The CTGs presented by Soares in his topological model and those presented by Grøn and Johannensen in their model of the cloud of strings are not stable. But, analizing the CTGs presented by Steadman in a solution gave by van Stockum, we conclude that these curves are stable. Besides these known CTGs, we find this kind of curve in a particular case of G¨odel-type metric with conformally flat background and we also find that they are stable. We also study the deformation that a Schwarzschild black hole causes in the spacetime of a single spinning cosmic string. We find the CTGs of this new spacetime and we determine conditions to have linear stability / Doutorado / Fisica-Matematica / Doutor em Matemática Aplicada