Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2872_DissertacaoMestradoAlexandreSecchindeMelo.pdf: 2766618 bytes, checksum: 938abd9f16b22c84f0466918915ffdf7 (MD5) Previous issue date: 2010-06-30 / Este trabalho visa a implementação de um objeto voador não-tripulado, em formato miniatura, com quatro rotores como plataforma de desenvolvimento, como parte de uma pesquisa mais abrangente. O objetivo final, ainda por ser alcançado, é chegar a um veículo voador miniatura com o máximo grau de autonomia de decisões baseadas no sensoreamento a bordo e poder computacional embarcados, estratégia do controle inteligente, e tarefa a cumprir. Tal implemetação, até o momento, consiste em uma máquina eletro-mecânica de baixo custo, cuja parte eletrônica a bordo, um microcontrolador de 8 bits, acelerômetros e giroscópios do tipo MEMS, permite a implementação de um controlador de voo genérico para automatizar a sua estabilização em torno dos eixos X, Y e Z. Tem vasta gama de aplicações como: inspeções aéreas em diversos ambientes, como linhas de transmissão elétrica, detecção de foragidos da polícia, monitoramento de plantações e rebanhos, bem como tomadas de filmagens para as indústrias cinematográfica e imobiliária. Testes realizados com o protótipo até agora sugerem a implementação bem sucedida de um controlador de estabilização de voo.

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica de de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:49:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Watanabe_RodrigoHorikawa_M.pdf: 3063258 bytes, checksum: be7be3e3a64afd0f71a2a09a1c4642f4 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os girômetros a fibra óptica são partes importantes de um sistema de navegação inercial. Para atingir as especificações necessárias para aplicações em sistemas inerciais, é indispensável que o demodulador eletrônico do sinal de Sagnac seja construído com componentes eletrônicos do estado da arte.A proposta deste trabalho é realizar o estudo e o desenvolvimento de uma técnica de compensação da deriva de temperatura no circuito eletrônico do girômetro, afim de melhorar a performance do mesmo. Para emulação do circuito óptico, foi desenvolvido um software em LabVIEW. O software controla um gerador de onda arbitrarias e calcula a saída do fotodiodo através da formulação teórica. Os resultados da emulação quando comparados com os valores teóricos do sinal de Sagnac apresentaram um erro de apenas §0; 02%. Foi desenvolvido também um sistema de calibração que utiliza a técnica look-up-table para compensação da deriva térmica, estabilidade do fator de escala e para linearização do circuito de condicionamento de sinais. Os resultados obtidos com as compensações se mostraram bastante importantes, melhorando a deriva do bias de 0; 15±=h para 0; 065±=h em uma faixa de temperatura de 35±C à 75±C; estabilidade do ganho de §1000ppm para §175ppm em uma faixa de temperatura 35±C à 75±C e a linearidade da resposta do circuito eletrônico de 3% para 0; 03%. / Abstract: Fiber Optic gyroscopes are an important part of inertial navigation systems. To meet the necessary specifications required for application in inertial systems, it is mandatory that the electronic Sagnac demodulator uses state of the art devices. The proposal of this work is to study and develop a technique to correct all together for the nonlinearities, the bias drift and scale factor stability, found in gyroscope electronic circuits, in order to improve the gyroscope performance. An optical circuit emulator, was developed using a software written in LabVIEW. The software controls an arbitrary wave generator and calculate the optical circuit output signal using a theoretical formulation. The results of the emulated signal are compared with theoretical values of a Sagnac interferometer and presents only §0; 02% difference error. It was developed a new calibration system that uses look-up-table technique to compensate for the thermal drift and correct the circuit non-linearities. This correction technique improves bias drift from 0; 15±=h to 0; 065±=h, for the temperature range 35±C to 75±C; scale factor stability from §1000ppm to §175ppm, for the temperature range 35±C to 75±C and linearity from 3% to 0; 03%. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T19:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GonzalezRodriguez_ReinaldoBlas_M.pdf: 8389708 bytes, checksum: eb2d6a7dc5cf1ce368a42b1a465272fa (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho objetiva o estudo de uma nova técnica de processamento do sinal interferométrico de um giroscópio a fibra óptica, baseada na técnica de cruzamentos de zero do sinal. Um método de demodulação digital foi desenvolvido utilizando esta técnica, que permite detectar a diferença de fase de Sagnac, proporcional à taxa de rotação do sistema, na medida da diferença de intervalos de tempo determinados pelos pontos de cruzamentos de zero. Sob os pontos de vista teórico e pratico, a técnica proposta apresenta vantagens em relação a aquelas que utilizam c/ock síncrono em um período de integração e c/ock assíncrono em vários períodos de integração, possibilitando uma grande melhoria na resolução e uma diminuição do ruído no sistema de medidas / Abstract: The objective of this work is to study a new interferometric signal processing technique of fiber optic gyroscope based on zero crossing. A digital demodulation method was developed using this technique which allows the detection of a Sagnac phase difference, proportional to the system rotation rate, measuring time intervals difference determined by zero crossing points. Under theoretical and practical points of view, the proposed technique provides advantages in relation to those using synchronous clock on an integration period and asynchronous clock in several integration periods, making possible a considerable development in resolution and minimization of noise in the measuring system de zero do sinal. Um método de demodulação digital foi desenvolvido utilizando esta técnica, que permite detectar a diferença de fase de Sagnac, proporcional à taxa de rotação do sistema, na medida da diferença de intervalos de tempo determinados pelos pontos de cruzamentos de zero. Sob os pontos de vista teórico e pratico, a técnica proposta apresenta vantagens em relação a aquelas que utilizam c/ock síncrono em um período de integração e c/ock assíncrono em vários períodos de integração, possibilitando uma grande melhoria na resolução e uma diminuição do ruído no sistema de medidas / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Esta dissertacao contem um trabalho desenvolvido para obtencao de um deslocador de frequencias por efeito acusto-optica em fibra optica bimodal, com largura de faixa acústica adequada para aplicacao em giroscopios a fibra optica. Sao estudados e medidos parametros pra projeto do transdutor piezoeletrico em PZT. Sao desenvolvidos um modelo e o programa de calculo da funcao de transferencia do guia de ondas acústicas conico que amplifica as oscilacoes do PZT. E realizado um estudo da largura de faixa acústica do acoplamento entre modos na fibra optica. Sao relatados os resultados de medidas de caracterizacao em termos de largura de faixa acústica e eficiencia de um deslocador de frequencias construido (composto de um transdutor piezoeletrico com PZT, um guiade ondas acústicas conico de aluminio e fibra optica bimodal com nucleo eliptico e secao transversal em D). Neste dispositivo foi conseguido 100% de eficiencia, nas frequencias de 1.6 MHz e 1.8 MHz, largura de faixa de 30 kHz, com 400 mW de potencia eletrica.

A realização de giroscópios interferométricos a fibra óptica de alta performance necessita do emprego de técnicas de redução das instabilidades dos fatores de escala, a fim de manter o erro de medida abaixo da tolerância especificada. No presente trabalho, são estudadas as causas de instabilidade do fator de escala efetivo, e alguns métodos de redução do erro são apresentados. São implementados dois sistemas de estabilização do fator de escala, um baseado na medida direta e outro na medida indireta do espectro da fonte óptica, obtendo-se uma flutuação menor que 200 ppm, com deriva termica de +8,7 ppm/oC em ambos os casos.

Sistemas interferométricos a fibra óptica têm sido largamente empregados como sensores de alta precisão. Este trabalho propõe técnicas que simultaneamente reduzem a deriva e eliminam o desvanecimento do sinal em giroscópio a fibra óptica convencional operando em regime monomodo. A análise teórica do funcionamento do sistema é apresentada, e os resultados experimentais indicam uma redução da deriva por um fator de 103 para uma topologia otimizada do circuito óptico, que leva em conta as características da fonte óptica e da fibra utilizada.

Orientador: Samuel da Silva / Banca: Marcio Antonio Bazani / Banca: Marcos Silveira / Resumo: A descrição e representação do movimento de corpos rígidos no espaço pode ser realizada de diversas formas, a forma mais popular é através dos ângulos de Euler, apesar de não ser sempre a mais adequada. O objetivo deste trabalho consiste em obter um modelo matemático que descreve o movimento de um giroscópio no espaço através de conceitos da mecânica clássica de Newton-Euler e parametrizar o problema da cinemática inversa dos ângulos de Euler e dos quatérnions e obter a solução numérica, além de realizar uma análise do comportamento deste sistema sob ação de esforços em função das velocidades angulares do corpo. Os resultados são comparados e são destacadas as vantagens de cada parametrização utilizada. A partir deste modelo estuda-se o caso onde os torques externos são realimentados pelas velocidades angulares nas direções principais de inércia do corpo, para estas situações o giroscópio apresenta caos. Nota-se que, para determinados valores de parâmetros, as equações de Euler do giroscópio assumem a forma dos sistemas de Lorenz, Chen e Lü-Chen e podem ser visualizados atratores estranhos no espaço de fases / Abstract: The description and representation of the motion of a rigid body in space can be performed in several ways, the most popular form is through the Euler angles, although it is not always the most appropriate. The goal of this work is to achieve a mathematical model that describes the movement of a gyroscope in space through the classical concepts Newton-Euler mechanical and parameterizing the problem of inverse kinematics of the Euler angles and quaternions and obtain the numerical solution, and to perform an analysis of the behavior of this system in action efforts as functions of the angular velocities of the body. The results are compared and are emphasized the advantages of each parameterization used. From this model it is also studied the case where the external torque are feedback by the angular velocities in the main directions of the body of inertia, for these situations the gyroscope presents chaos. It is noted that for certain parameter values, the Euler equations for the gyroscope take the form of the Lorenz, Chen and LuChen systems and strange attractors can be seen in the phase space / Mestre

Orientador: João Marcos Travassos Romano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-21T17:51:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_JoseCarlosJulianode_M.pdf: 5847748 bytes, checksum: f65394d5ca76b21648cd387d66515e3b (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Esta tese se dedica ao estudo de duas arquiteturas de processamento analógico, em malha aberta, do sinal da fotocorrente produzida por um interferômetro de Sagnac a fibra óptica, visando detectar e demodular a taxa de rotação medida pelo sensor. A arquitetura fundamentada na conversão de freqüências e chaveamento síncrono do sinal modulado foi implementada e apresentou, como faixa dinâmica e precisão do fator de escala das medidas, 92 dB e ± 100 ppm, respectivamente. Sob os pontos de vista teórico e prático, a segunda arquitetura de demodulação investigada, utilizando chaveamento e integração síncronos do sinal modulado, apresenta vantagens potenciais em relação à flexibilidade de implementação, faixa dinâmica e precisão do fator de escala das medidas. Este trabalho assegurou os fundamentos teóricos para implementações futuras mais elaboradas de ambas as versões de demoduladores em sistemas de navegação inercial da classe strap-down / Abstract: This thesis addresses two open loop signal processing architectures for demodulating the photocurrent of an optical fiber Sagnac interferometer, in order to extract the rotation rate measured by the sensor. An architecture based on frequency conversion and synchronous switching of the modulated signal has been designed and provided 92 dB and ± 100 ppm, of dynamic range and scale factor stability, respectively. According to the theoretical and practical points of view, the architecture based on synchronous switching and integration of the modulated signal presents potential advantages in respect of its design, dynamic range and scale factor as well. This work has assured the theoretical background for the development of optimized versions of both demodulators, applicable to strap-down inertial navigation systems / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Manoel Balthazar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T18:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_EgnilsonMirandade_M.pdf: 3960795 bytes, checksum: 3e7348e1b0aacdbda32cd760707de2d6 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho faz-se um estudo do sistema dinâmico giroscópico linear do tipo conservativo e do tipo dissipativo dando ênfase ao estudo da estabilidade desses sistemas como requisito para a compreensão do sistema giroscópico não-linear, objetivo principal deste trabalho. No estudo do sistema linear apresentam-se condições matemáticas em uma vizinhança pequena do ponto de linearização a fim de que a solução encontrada seja também solução do sistema fracamente não-linear. Nesse contexto analisa-se a dinâmica de um giroscópio de dois-graus-de-liberdade com nutação amortecida e efeitos sobre o movimento de precessão. As equações do movimento não-lineares e acopladas são resolvidas utilizando o método das escalas múltiplas / Abstract: In this work one develops the study of the linear gyroscopic dynamical system of the conservative and of the dissipative kinds giving emphasis to the study of the stability of these systems as a important condition to the comprehension of the nonlinear gyroscopic system, the main goal of this work. In the study of the linear system one presents the mathematical conditions in a small neighborhood around the linearization point so that the obtained solution also be the solution of the weakly nonlinear system. In this context one analyses the dynamics of a two degree of freedom gyroscopic system with damped nutation and the effects over the precession movement. The nonlinear coupled equation of motion are solved utilizing the multiple scales method / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Oseas Valente de Avilez Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-29T02:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_JoseCarlosJulianode_D.pdf: 808594 bytes, checksum: 9c4b8b693f94ec0e6d0e0787bedaf6f6 (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado