Orentador: João Mauricio Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:48:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_CarlosRaimundoErig_D.pdf: 2265514 bytes, checksum: fd1d47929d36db3e957f661d51ad7b46 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador: Vivaldo Silveira Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:15:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Berto_MariaIsabel_D.pdf: 7003998 bytes, checksum: cc6703bc21db21f2387990e43b963481 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

Orientador: Jose Geraldo Pena de Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_RonaldoPellicerDuartedos_M.pdf: 2165396 bytes, checksum: 1323ec5890bf8ef8aae8ad9214a8943a (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho são apresentadas diretrizes para simulação operacional de turbinas hidráulicas através de um modelo matemático-computacional, no qual as características dos elementos são representadas por séries de Fourier segundo proposta de Suter, Marchal&Flesh. Com base neste modelo foram simulados, segundo o método de Ziegler-Nichols, diversos arranjos buscando estabelecer correlações matemáticas entre os parâmetros do regulador e os tempos característicos da água e da máquina. O método de Ziegler-Nichols estabelece uma rotina para a obtenção dos valores adequados das constantes proporcional,integral e derivativa.Ao se estabelecer correlações obter-se-á diretamente os parâmetros adequados. Seguindo esta diretrizes simulações foram feitas e as suspeições se confirmaram com o estabelecimento, para uma dada rejeição de carga, de uma equação cujo resultado são os parâmetros obtidos diretamente. Dado o resultado positivo este trabalho evidencia um caminho a ser seguido para o equacionamento dos parâmetros para todas as condições operacionais de aceitação e rejeição de carga... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Hereby are presented directions to simulate the operation of hydraulic turbine by the mathematic-computational model, whereby the characteristics are presented by Fourier Series and proposal by Suter. The simulations realized by Ziegler-Nichols method in several models to find relationship between governor parameters and characteristics times of water and machine (Tw and Tm). The Ziegler-Nichols method establishes a routine to obtain adequate values of proportional, integral and derivative constants. With this direction, the simulations were accomplished and the suspicious were confirmed by the establishment, by one load rejection, of an equation where the parameters were obtained directly. This results show that all range of operational conditions must be investigated to offer better conditions to operators and to optimize results... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico / El cálculo fraccionario presenta un nuevo escenario de aplicaciones para la Ingeniería de Control, a través de la extensión de los controladores de orden entero al caso de orden fraccionario; al respecto, se deben investigar sus ventajas y desventajas al enfrentarse a distintos problemas de control. En este contexto, el Sistema de Estanques del Laboratorio de Automática presenta una oportunidad para validar experimentalmente estrategias de control para un sistema de tipo No Lineal, tanto en el caso SISO de control de nivel en estanque cónico, como MIMO considerando la temperatura del líquido del sistema, ambas variables de gran importancia en múltiples aplicaciones industriales. El objetivo de este trabajo es aplicar distintas estrategias de sintonización de parámetros de controladores de la familia PID, de orden entero y fraccionario, para compararlas entre sí en su aplicación en el Sistema de estanques; además, se busca definir caso a caso las posibles mejoras que se introducen al considerar integración y derivación fraccionaria a un sistema de control. Para esto, se desarrolla una modelación fenomenológica del sistema en estudio, la cual, a través de las ecuaciones diferenciales determinadas, evidencia la no linealidad de los estados del sistema; a partir de esto, se realiza una implementación computacional en Simulink. Luego, se aplican diferentes métodos de sintonización de parámetros para los casos monovariable y multivariable, comparándose entre sí mediante simulaciones y realizando validación experimental de aquellos casos que presenten ventajas de control apreciables. A partir de la introducción de índices de desempeño, se determina que la mejor estrategia de sintonización de parámetros es mediante optimización PSO con la implementación del modelo no lineal, en desmedro de los métodos LGR, Z\&N y optimización en Frecuencia que hacen uso de linealizaciones del sistema en torno a puntos de operación. Además, en el caso de control SISO, considerando el comportamiento global de control $IAE$ y la energía $ISI$, el mejor resultado corre por cuenta del control fraccionario tanto en simulación como experimentalmente; para el caso MIMO, considerando ambos índices mencionados junto al sobrepaso $MOV$, resulta que los controladores aplicados en un esquema centralizado obtienen mejor desempeño que sus pares descentralizados, y, tanto en simulación como en el sistema real, el mejor controlador es PIOF. Como conclusión, se desprende que a través de ecuaciones fenomenológicas se puede caracterizar la dinámica de cualquier sistema, inclusive aquellas de tipo no lineal. Por otra parte, el procedimiento de optimización PSO presenta una ventaja sustancial para la determinación de parámetros, ya que hace uso de esta dinámica completa, sin recurrir a aproximaciones. Finalmente, los esquemas de control fraccionario presentan una nueva alternativa para mejorar el control de sistemas, lo que llevado a la industria puede significar mejoras sustanciales en los beneficios de un proceso.

Orientador: Pablo Siqueira Meirelles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:38:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvarez-Jacobo_JustoEmilio_M.pdf: 7357916 bytes, checksum: 36471c499450bbadf2fb1a62630efad2 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho apresenta o projeto, implementação e construção do robô autônomo móvel RAM-I, o qual tem autonomia energética e de controle. A locomoção é feita através de motores de passo, controlados pelo módulo Controlador dos Motores, baseados no microcontrolador PIC 16F84. O módulo Principal recebe os sinais dos sensores externos e os processa conforme a estratégia de controle implementada. Esta é baseada na Arquitetura Subsumption, tomando as decisões que serão enviadas pela interface para o módulo Controlador dos Motores, sem necessidade de intervenção externa. A alimentação é feita por meio de baterias embarcadas. Será apresentado o projeto do Sistema, descrição das partes, implementação da estratégia de controle, modelagem do robô e por ultimo os resultados experimentais obtidos com o protótipo construído em laboratório / Abstract: This work presents the design, implementation and construction of a mobile autonomous robot RAM-I, which has autonomous energy supply and control. The locomotion is done through stepper motors, controlled by the module Controller of the Motors based on microcontroller PIC16F84. The Main module, also based in the PIC, receives the inputs signals from external sensors and processes according with the control strategy implemented, based on the Architecture of Subsumption, taking decisions that will be sent to the interface for the Motor Controller, without the necessity of external intervention. The power will be supplied by internal batteries. It will be presented the design of the system, description of the parts, implementation of the control strategy and modeling, as well as the experimental results obtained with the prototype constructed in the laboratory / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Ana Maria Frattini Fileti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T03:14:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedrosa_LucianodaSilva_M.pdf: 2861151 bytes, checksum: fdcb522e32269791b20608d410aebbe5 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: A destilação em batelada é um processo de separação bastante utilizado na purificação de produtos químicos ou bioquímicos de alta tecnologia e/ou alto valor agregado. A maior vantagem das colunas em batelada é sua versatilidade, pois podem processar diversas misturas sob diferentes condições experimentais. Esta flexibilidade juntamente com a não-linearidade e a natureza não estacionária do processo tomam as técnicas convencionais de controle inadequadas, constituindo um desafio no projeto de sistemas de controle. Além disso, a busca da obtenção de produtos com pureza especificada e a necessidade de minimizar produtos fora de especificação mostram claramente a importância do projeto, do desenvolvimento e da implementação de sistemas de controle para o monitoramento destes processos. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a implementação experimental de um sistema de controle digital direto para uma coluna piloto de destilação em batelada. Estratégias de controle "feedback" convencionais foram primeiramente implementadas no microcomputador 486 DX 33MHz acoplado a coluna, mostrando um comportamento insatisfatório para o processo descontínuo em questão. Diante das exigências do processo, posteriormente optou-se pela implementação de algoritmos de controle adaptativo. Um algoritmo de controle auto-ajustável (STR) baseado em identificação recursiva de parâmetros do processo foi desenvolvido. O processo é representado por um modelo discretizado de uma função transferência de primeira ordem com atraso de transporte. O método de Programação Quadrática Sucessiva aplicado a mínimos quadrados, da biblioteca matemática NAG, foi utilizado para a estimação "on-line". O equivalente digital de um controlador PI e o algoritmo de Dahlin foram individualmente testados como leis de controle. Tais controladores foram então comparados com um Controlador Adaptativo Programável (PAC). O projeto e o desempenho do PAC mostraram-se altamente dependentes da qualidade da mistura a ser destilada enquanto o STR atuou de maneira adequada para todas as separações efetuadas, apesar de seu projeto genérico. Para que os valores das composições de topo e fundo pudessem ser inferenciados a partir de medições de temperatura na coluna, foram utilizados dados de equilíbrio líquido vapor para a separação do sistema binário (n-hexano/n-heptano) e inferenciação via Redes Neurais Artificiais (RNA) para a separação do sistema temário (n-hexano/cicloexano/nheptano). O sistema de controle desenvolvido tomou o equipamento de destilação em batelada convencional mais eficiente e fácil de operar. Os experimentos realizados sobre uma coluna piloto confirmaram os resultados de simulações de trabalhos anteriores / Abstract: Batch distillation is one of the most important separation processes used in many chemical industries, specially those related to the manufacture of fine and specialty chemicals. Due to the flexibility in purifying different mixtures under a variety of operational conditions, batch distillation is a process of valuable importance. The flexibility of the equipment coupled to the dynamic nature and the nonlinear process behaviour make the conventional control techniques inefficient and pose challenging control system designo From the above and looking for the constant overhead product purity operation, it is emphasized the importance of the development and experimental testing of suitable control systems for the automatic operation of such equipment. The present work describes the development and experimental testing of a direct digital control system for a pilot batch distillation column. Conventional feedback control strategies were first1yimplemented in a 486 DX 33MHz PC coupled to the column. It was then proved the inefficient results of conventional schemes for this transient process control. Since the process under study c1aimed to more elaborated control systems, adaptive control algorithms were implemented. A Self Tuning Regulator (STR) based on a regressive analysis of the process was developed. An input/output discrete model was used to represent the process, which was approached to a first order plus time delay system. The on line process identification proceeds using the Successive Quadratic Programming method applied to Least Squares. The computational code was available in NAG Mathematical Library. A digital PI control law and the law obtained through Dahlin's AIgorithm were individually tested. The performance of the developed STR was compared to a previously implemented Programmable Adaptive Controller (PAC). The results show that the STR is a suitable and an easy control strategy to be implemented when compared to the PAC, which requires strong off-line computational effort and is highly dependent on the knowledge of the feed mixture composition and properties. Product and bottom composition were estimated from vapor temperature measurements and the equilibrium properties of the n-hexane/n-heptane binary system used. To allow experimental tests with a ternary system (n-hexane/cic1ohexane/n-heptane), a composition soft-sensing system based on Neural Networks was developed. The developed digital control system made the conventional batch distillation more efficient and easy to operate. Experiments performed on the pilot column confirm previous simulation results / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Marcos Silveira / Coorientador: Mauricio Becerra Vargas / Banca: Douglas Domingues Bueno / Banca: Fabricio Cesar Lobato de Almeida / Resumo: Robôs paralelos ou robôs de cadeia cinemática fechada vêm ganhando destaque no cenário industrial e acadêmico, principalmente diante da necessidade de robôs com altas acelerações e velocidades, alta relação capacidade de carga/peso e alta rigidez e precisão, motivo pelo qual são usados em simuladores de voo e robôs pick-and-place. Muitos trabalhos foram publicados tratando sobre o controle de posição de robôs paralelos, porém muitos mantiveram-se restritos ao estudo teórico, sem considerar algumas limitações na aplicação prática. Neste contexto, esta dissertação apresenta o projeto e a implementação prática de um controlador PD (Proporcional-Derivativo) independente para cada junta de um robô paralelo de seis graus de liberdade do tipo 6-UPUR (universal-prismáticauniversal- rotational) acionado por atuadores lineares eletromecânicos. Inicialmente foi realizada a calibração e o acondicionamento do sinal dos sensores de realimentação, do driver e dos atuadores eletromecânicos. Posteriormente, modelos matemáticos do comportamento dinâmico dos atuadores lineares foram identificados e, finalmente, considerando critérios de desempenho específicos para simuladores de voo, foram projetados os controladores para cada atuador. O desempenho de cada controlador foi avaliado por meio de sinais de entrada em degrau, rampa e parábola em coordenadas cartesianas e, por meio da cinemática inversa, foram calculadas as entradas desejadas para cada atuador. O desempenho do robô na frequência foi ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Parallel robots or closed kinematic chain robots has gained more attention from both in industry and in academic research, especially in view of the need for robot whith high velocities and accelerations, high payload-weight ratio, high stiffness and accuracy. That is why they are used in flight simulators and robots pick-and-place. Many studies have been published addressing the problem of motion control of parallel robots, but many are limited to the theoretical study, without considering some limitations in practical application. In this context, this dissertation presents the design and practical imple- mentation of independent-joint PD (Proportional-Derivative) controller for a 6-UPRU (universal-prismatic-universal-rotational) degree-of-freedom parallel manipulator driven by electromechanical linear actuators. First, the feedback sensors, drive and electrome- chanical actuators are calibrated, and their signals are processed. Later, mathematical models of the dynamical behaviour of the linear actuators are identified. Then, conside- ring specific performance criteria for flight simulators, the controller for each actuator is designed. The performance of each controller was evaluated for step, ramp and parabolic inputs in cartesian coordinates, then the cartesian trajectory is converted to desired actu- ator trajectory by using inverse kinematics. The perfomance of the robot was evaluated in frequency domain using sinousoidal inputs in cartesian coordinates, describing fu... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

El trabajo realizado trata de la representación por bloques de los sistemas multifrecuenciales. En concreto se utiliza la técnica conocida como BMIO (Block Multirate Input Output) desarrollada originalmente en el departamento DISA de la Universidad Politécnica de Valencia por el Dr. Pedro Albertos. Esta técnica de probada eficacia en la etapa de modelado de sistemas con distinta frecuencia de entrada-salida e incluso en el caso de muestreo periódicamente variable en el tiempo, encuentra una dificultad en la etapa de diseño. Se trata de la presencia de rizado intermuestreo que también aparece en un buen número de procedimientos de diseño en el campo del control multifrecuencial. En concreto, en esta Tesis, tras un estudio detallado de diversas técnicas multifrecuencia, se establece diversas alternativas para la supresión de estos rizados que ciertamente reducen considerablemente la potencia de estas técnicas de control. Además, se realiza un completo análisis posterior de las metodologías empleadas (estabilidad y robustez), aportando ciertos refinamientos a considerar. Finalmente se añade un paquete de diseño asistido por computador en la plataforma MATLAB que facilita la labor en este campo de los ingenieros de proceso que decidan utilizar estas técnicas. / Ramos Díaz, FA. (2011). TÉCNICAS DE ELIMINACIÓN DEL RIZADO INTERMUESTREO EN CONTROL MULTIFRECUENCIAL BASADO EN MODELADO POR BLOQUES ENTRADA-SALIDA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11299

En la actualidad, los conceptos de generación distribuida y microrredes (microgrids) están despertando un gran interés en la comunicad científica, al presentar ventajas claras sobre los esquemas centralizados como son: su inherente redundancia, la mejora de la eficiencia en el transporte de energía eléctrica al aproximar los puntos de generación y de consumo, así como la posibilidad de integración de fuentes de energía renovable. En este contexto, la tesis plantea como aspectos novedosos la propuesta de un esquema de control reconfigurable para la operación de un microinversor fotovoltaico (convertidor electrónico concebido para procesar la energía procedente de un panel fotovoltaico individual) tanto en modo aislado como interconectado con una red eléctrica. Normalmente, tales unidades operan en conexión a la red eléctrica, funcionando como una fuente de corriente. El objetivo de la tesis es la concepción de técnicas que permitan dotar a los microinversores con la funcionalidad adicional de poder trabajar como fuente de tensión para operar en modo aislado, sin necesidad de utilizar sistemas adicionales de almacenamiento de energía (en la actualidad, baterías). Por otra parte, en la tesis se ha propuesto un nuevo algoritmo de detección de funcionamiento en isla (o modo aislado), basado en la inyección de un segundo armónico de corriente en la corriente de salida del microinversor y posterior evaluación de cómo éste interactúa con la red eléctrica. La técnica propuesta se basa en el procesado de la señal devuelta por la red mediante el algoritmo Goertzel de identificación de componentes armónicas. En la tesis se demuestra que las propuestas realizadas permiten la reconfiguración de los controladores del modo fuente de corriente a fuente de tensión, y viceversa, sin transitorios peligrosos para el microinversor ni para las cargas locales cercanas al mismo. Los resultados analíticos se han validado mediante simulaciones detalladas y ensayos experimentales llevados a cabo en un microinversor fotovoltaico 180 W. / Trujillo Rodríguez, CL. (2011). Concepción de controladores reconfigurables para microinversores fotovoltaicos operando como unidades autónomas de generación de energía en microrredes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14275

Neste trabalho, foi investigada a influência de alguns agentes controladores de processo (ACP), a saber: ácido esteárico, etanol, metanol e ciclohexano, na ativação mecânica de misturas de pós de 25% at. de nióbio e 75% at. de alumínio (correspondente à estequiometria do composto intermetálico NbAl3), com posterior reação de combustão. Os agentes foram adicionados à mistura em questão com o intuito de estabelecer um equilíbrio entre os eventos de soldagem e fratura durante o processamento em moinho de alta energia SPEX® 8000. A influência das variáveis (tipo e quantidade) relativas aos ACPs na densidade relativa das pastilhas reagidas de NbAl3 foram avaliadas mediante a elaboração de planejamentos de experimentos, do tipo composto central para dois fatores, para cada agente. Foi possível construir modelos empíricos para os ACPs ácido esteárico, metanol e ciclohexano, capazes de relacionar numericamente as variáveis (tempo de moagem e quantidade de ACP) investigadas em cada planejamento e indicar a melhor condição para se obter a otimização da resposta avaliada. Os resultados das análises de distribuição granulométrica e a caracterização microestrutural por microscopia eletrônica de varredura permitiram avaliar os efeitos dos agentes na distribuição do tamanho de partículas e na formação dos agregados de Nb/Al. A influência dos ACPs na evolução da reação de combustão foi avaliada mediante a análise das temperaturas de ignição registradas durante o processo. A espectroscopia no infravermelho possibilitou sugerir um mecanismo para a atuação do ácido esteárico e dos álcoois (etanol e metanol) com os pós metálicos durante a moagem. Constatou-se que os agentes afetam de forma significativa o processo de ativação mecânica, resultando em diferentes resultados de densidade relativa. Essa influência depende do tempo de moagem adotado. Os efeitos mais pronunciados na cinética de moagem e as maiores densidades relativas para o NbAl3 foram obtidos com o uso dos agentes ácido esteárico e etanol. / In this work, the influence of some process control agents (stearic acid, ethanol, methanol and cyclohexane) in the mechanical activation of powder mixtures of 25% at. niobium and 75% at. aluminum (stoichiometry of the intermetallic compound NbAl3) followed by combustion synthesis reaction, was investigated. The process control agents (PCA) were added to the mixtures to establish a balance between welding and fracture of powder particles during high energy ball milling in SPEX® 8000. The influence of PCAs variables (type and quantity) in NbAl3 bulk densities was evaluated by central composites experimental designs elaborated for each PCA. It was possible to construct empirical models for stearic acid, methanol and cyclohexane. These models were able to establish the relationship between the investigated variables (milling time and quantity of PCA) and to indicate the better conditions to optimize the response. Particle size and SEM microstructural analysis allowed evaluating the effects of PCAs on size distribution and formation of Nb/Al aggregates. The influence of PCAs on the combustion reaction was evaluated by recording the thermal profiles of the pellets during the process. From the results of the infrared spectroscopy analysis it was possible to suggest a mechanism for the behavior of stearic acid and alcohols (ethanol and methanol) with metallic powders during milling. It was verified that PCAs affect significantly the mechanical activation process, resulting in NbAl3 pellets with different bulk densities. This influence depends on the milling time utilized. The more pronounced effects in the milling kinetic and major densities were produced with stearic acid and ethanol agents.