Orientador: Franco Giuseppe Dedini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T17:46:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LudmilaCorreaAlkmine_D.pdf: 6413492 bytes, checksum: 8a07a3a7a3d0737b4eb13c9f02f909e2 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foi estudada a modelagem do contato roda-piso e a teoria de controle de uma cadeira de rodas. Logo, para complementar os testes e estudos, foi desenvolvido um laboratório virtual objetivando o estudo da dinâmica veicular e da modelagem do contato roda-piso. Esse laboratório, criado em programas multicorpos como o Working Model 2D ® e o MSC Adams?, foi usado para a visualização do comportamento dinâmico de uma cadeira de rodas em diversas situações. Nesta aplicação, observa-se que as características dos pneus são alguns dos parâmetros mais importantes da modelagem do contato roda-piso de um veículo. Deste modo, para a obtenção desses parâmetros foi construída uma bancada experimental. Esta bancada experimental é constituída basicamente de uma mesa fixada por células de cargas e uma estrutura onde a roda é presa. Vários testes experimentais foram propostos e os parâmetros, ou seja, as características do pneu foram levantados, implementados e comparados entre si, através de imagens e gráficos. Para o estudo da teoria de controle, foi construído um protótipo funcional de uma cadeira de rodas motorizada no qual o principal objetivo é seguir uma linha desenhada no chão. A utilização de sensores, microcontroladores e estratégias de controle foram necessárias a fim de atingir este alvo. Diferentes tipos de controle robusto foram simulados levando em consideração as características do pneu e o controlador PID foi implementado no protótipo funcional apresentando resultado satisfatórios ao seguir uma trilha desenhada no chão / Abstract: In this work was studied the model of the contact between the tire and the ground and the control theory of a wheelchair. Thus, for the tests and studies was developed a virtual laboratory for the dynamic vehicle and the contact between tire and ground model. This laboratory was created in a multibody program as Working Model 2D® and MSC Adams®, also was used to visualize the dynamic behavior of a wheelchair in various situations. The characteristics of tires are the most important parameters of the contact between ground and tire, so for that an experimental device was built. This test rig consists basically of a table fixed by the load cells and a structure where the wheel is attached. Several experimental tests have been proposed and the parameters or the characteristics of a tire were investigated, compared and implemented with each other by images and graphs. For the control theory was built a prototype of a electric wheelchair in which the main objective is to follow a path drawn on the floor. For this goal was necessary to use sensors, microcontrollers and control strategies as a PID / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2016-12-22T13:06:17Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-12-22T13:06:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No Brasil, o câncer de próstata é um dos tipos de câncer que mais afeta a população masculina, sendo o segundo mais incidente, ficando atrás apenas do câncer de pele não melanoma que é o mais ocorrente na população. Existem vários procedimentos para o tratamento do câncer de próstata, dentre eles temos a braquiterapia com sementes de Iodo- 125, este método é realizado inserindo sementes com Iodo radioativo na próstata do paciente. As sementes são constituídas de uma capsula de titânio medindo 0,8 mm de diâmetro por 4,5 mm de comprimento com um fio de prata medindo 0,5 mm de diâmetro por 3,0 mm de comprimento, adsorvido com Iodo-125, que é selado por meio de solda laser. As tecnologias usadas nos processos de produção de sementes de Iodo-125 são protegidas por patentes e a obtenção dos direitos de produção apresenta um custo elevado, inviabilizando a sua produção por esses processos devidos aos custos. O objetivo deste trabalho é desenvolver o projeto de um dispositivo para a contagem dos tubos de titânio e dos fios de prata usados na confecção das sementes de Iodo-125, este objetivo foi atingido estabelecendo uma metodologia para o posicionamento dos fios de prata e sua condução para o processo de contagem. Para tanto, foi projetado, construído e utilizado um novo dispositivo que se encontra hoje totalmente operacional. Foram utilizados motores de passo e sensores óticos para auxiliar no processo de automação do conjunto. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Edevar Luvizotto Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T10:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_Wlamir_D.pdf: 3842184 bytes, checksum: b2d244ce79104124ad706f65f2c5c853 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Instalações de bombeamento são comumente encontradas em qualquer sistema que envolva o transporte de líquidos, como sistemas públicos de abastecimento. Num passado não tão distante, os projetos dessas instalações eram superdimensionados e, na maioria das vezes, nunca chegavam a operar em sua plenitude. A operação de controle de vazão, através de uma válvula na saída da estação de bombeamento, sempre foi uma ação nociva a estrutura em todos os sentidos, além do desperdício de energia elétrica que esse tipo de operação provocava. Paralelamente, a energia elétrica se tornou muito dispendiosa, e a sua geração muito mais complicada com impactos cada vez maiores no meio ambiente. Em condições tão desfavoráveis, o inversor de freqüência se tornou peca importante na missão de racionalizar o uso da energia elétrica sem afetar a operação do sistema. Neste trabalho são estudadas duas instalações de bombeamento da cidade de Campinas ¿ SP, dotadas de inversores de freqüência, onde são comparadas operações com e sem o uso deste dispositivo, suas vantagens e desvantagens, possibilidades e limitações. Com o auxilio de três modelos matemático-computacionais, um que reproduziu uma das instalações, outro de auditoria energética e um terceiro de otimização, especialmente desenvolvidos para esse estudo, foi possível a simulação de cenários operacionais, buscando extrair a máxima eficiência do inversor e a conseqüente otimização do sistema como um todo. Ao final do trabalho são propostos critérios, resultantes do estudo desenvolvido, que podem servir como parâmetros quando da adoção de inversores de freqüência em sistema de bombeamento / Abstract: The pumping systems are frequently found in any process which involves transport of liquids, like the public water systems. In a recent past, these pumping systems plans were oversized and, frequently, did not work in their full potential. The flow regulated by throttling has always presented, in all senses, a harmful effect to the installation. Moreover, this kind of action has caused waste of electric energy. Along with that the cost of electric energy has been increasing and its production has created damages to the environment. Since we have so many negative conditions, the variable speed drive has become the most important part to rationalize the use of electric energy causing no affect on the operation of the system. This work studies two pump stations located in the city of Campinas, which are operated with variable speed drives. At these pumping stations, comparisons are made with and without the use of this equipment, considering its advantages and disadvantages, its possibilities and limitations. Three mathematicmodels were especially developed for this study, the first to reproduce one of the systems, the second to make an energetic audit and the third to optimize the results. Making use of these three models it was possible to simulate operational scenarios to reach the maximum efficiency from variable speed drive and the optimization of the system as a whole. As a conclusion of this study, some criteria are presented to support the use of variable speed drive in the pumping system / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Robson Pederiva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T20:21:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ViniciusAugustoDiniz_M.pdf: 16029999 bytes, checksum: a3585cbd021c6f84637d409a34a51962 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Motores elétricos são componentes essenciais na grande maioria dos processos industriais. As diversas falhas nas máquinas de indução podem gerar consequências drásticas para um processo industrial. Os principais problemas estão relacionados ao aumento dos custos, piora nas condições do processo e de segurança e qualidade do produto final. Muitas destas falhas mostram-se progressivas. Neste trabalho, apresenta-se uma contribuição ao estudo de métodos de detecção de falhas em motores elétricos usando Máquinas de Vetores de Suporte (SVM), treinadas a partir de sinais de vibração obtidos experimentalmente. A metodologia desenvolvida é usada para classificar a excitação devido a falhas mecânicas e elétricas, além da condição normal de funcionamento, utilizando apenas um sensor de vibração. Através da seleção de parâmetros é possível reduzir o número de entradas capazes de representar os sinais utilizados para o treinamento das SVMs. A normalização proposta permitiu melhorar as taxas de acerto, quando se quer classificar falhas em diferentes níveis de severidade das que foram utilizadas para o treinamento. Os resultados mostraram que a metodologia apresentada pode ser adaptada para ser utilizada em aplicações práticas industriais e poderá ser no futuro uma saída viável para uma manutenção industrial eficiente e eficaz / Abstract: Electric motors are essential components in most industrial processes. The several faults in induction machines can produce drastic consequences for an industrial process. The main problems are related to rising costs, decrease conditions in the process and safety and quality of the final product. Many of these failures are progressive. In this paper, we present a contribution to the study of methods for detecting faults in induction motors using Support Vector Machines (SVM) trained from vibration signals obtained experimentally. The developed methodology is used to classify the excitation due to mechanical and electrical failures, in addition to normal operating condition, using only a vibration sensor. Through the feature selection is possible to reduce the number of inputs that represent the signals used for training the SVMs. The proposed standardization has improved the accuracy rates when we want to classify failures at different levels of severity that were used for training. The results showed that this methodology can be adapted for use in industrial and practical applications and in the future may be a viable approach to an efficient and effective industrial maintenance / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

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This thesis deals with the modelling, simulation and control of Permanent Magnet Synchronous Machines (PMSM) used specially in electric and hybrid vehicles. With the availability of fast semiconductor switches and high speed processors, Vector controlled drives are gaining popularity. One disadvantage of this type of control however, is the need for high cost, high resolution sensors (encoders) for determining the rotor position. Position sensorless schemes have evolved over a decade and this thesis addresses this issue. Two schemes have been proposed for the elimination of encoders in vector controlled drives. One is a semi-sensored scheme wherein a combination of low cost hall sensors and a digital position estimator gives the position information. In the second scheme, a reduced order observer called Luenbuerger observer has been used to estimate speed and rotor angle. The problem of finding rotor angle at standstill has also been dealt with. This thesis also discusses the difference in simulating a BLDC (Brushless DC) and PMSM machine. An experimental set-up consisting of MOSFET inverter and TMS320LF2407 DSP based digital controller was developed in the laboratory to implement the control algorithms. Two PMSM machines were procured from a two-wheeler manufacturer to set up the rig. Simulations were done in MATLAB/ Simulink (Off-line) and Xilinx XC3S400 (in real-time) to verify the concepts. Simulation and experimental results are finally compared.

The main subject of this master‘s thesis is an innovative approach to design of an ag- ricultural tractor with technical, esthetic, ergonomic and economic demands. The aim is to create a distinctive design and shape of tractor unbound from conventional solutions. The concept takes account of the farm–machine relationship, the alterna- tive powertrain, and friendliness to the environment.

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In this thesis, after a comprehensive literature review on different conventional and predictive torque control strategies for switched reluctance motor (SRM) drives, two online methods and one offline multi-objective optimization-based method are proposed to extend the operating speed range of finite control set model predictive torque control (FCS-MPTC) for SRM by adaptively controlling the commutation angles in the entire speed range. Furthermore, a method is proposed to minimize the steady state torque tracking error of FCS-MPTC for SRM drives. The incapability of the conventional FCS-MPTC in controlling the commutation angles, which is considered as one of the main drawbacks of the conventional FCS-MPTC, limits its application for high-speed torque control of SRM drives. The phase turn-off angle is always selected to be close to the aligned position with the conventional FCS-MPTC regardless of the operating speed. However, commutation angle advancement is required for high-speed torque control of SRM drives to limit the negative phase torque resulting from the current tail after the turn-off angle in the generating region. Excessive negative torque with the conventional FCS-MPTC at higher speeds can result in a degraded performance with high rms current, low average torque, high torque ripple, and reduced efficiency. The phase turn-off angle can be adaptively controlled as speed changes with the first online commutation angle control strategy proposed in this thesis. This method is based on predicting the free-wheeling phase current in an extended time interval which is much bigger than the prediction horizon of FCS-MPTC. The second online turn-off angle control method is also proposed by improving the optimality condition defined for determining the optimal turn-off angle. The optimality condition is determined by calculating the work done by the conducting phase after the phase is turned off. The weighting factor of the objective function of FCS-MPTC is kept constant with both proposed online methods. An offline multi-objective optimization-based strategy is proposed to determine the globally optimal turn-off angle and the weighting factor in the entire operating torque and speed ranges. The effectiveness of both proposed online methods and the offline commutation angle control strategy is verified using simulations and experimental results. The results are also compared to the conventional FCS-MPTC and the indirect average torque control with optimized conduction angles which is considered as one of the main conventional torque control strategies for SRM drives. In order to minimize the torque tracking error as a result of either parameter uncertainties or tracking multiple objectives with a single objective function with weighting factors, a method is proposed which is based on updating the reference torque at each sample time by calculating the average torque tracking error in the previous sample times. The validity of the proposed method is verified using simulations. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

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