Orientador: Caio Glauco Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T22:05:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_NerivaldoRodriguesda_M.pdf: 4894128 bytes, checksum: 69ef45ea8aa8986f3f2bb33a0866b270 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho buscou-se desenvolver um método para a determinação da potência indicada em motores de combustão interna e medição da pressão de combustão com um osciloscópio. Para isto é necessário conhecer a curva de pressão de combustão do cilindro em função d posição angular do virabrequim e os dados da geometria do mecanismo biela-manivela. Utilizou-se a pressão de combustão do cilindro para calcular o trabalho transferido pelo gás ao pistão do motor. A pressão de combustão foi medida com um transdutor de pressão piezoelétrico. O efeito piezoelétrico é devido ao fenômeno que ocorre com o cristal de quartzo que quando submetido a uma pressão gera uma carga elétrica. Essa carga é convertida em um sinal de tensão linear e proporcional. Este sinal pode ser analisado por um osciloscópio ou ser condicionado por um sistema de aquisição de dados. Obtidos os dados, estes foram analisados através dos diagramas Log P-Log v, para verificar sua qualidade e se representavam o fenômeno físico medido. A curva da pressão do cilindro versus volume calculado foram plotadas, gerando os diagramas P-v. A área do diagrama P-v durante o tempo de compressão e expansão, que corresponde ao trabalho indicado liquido, foi determinada por integração numérica. A pressão média indicada calculada foi comparada com o valor obtido com o indicador de pressão Indiset 620 da AVL e apresentou resultado satisfatório. Os demais resultados obtidos foram analisados e comparados com os dados da revisão da literatura e apresentaram uma boa concordância. As tecnologias disponíveis para medição da pressão de combustão e os métodos para avaliação da performance são de maior importância para o estudo do processo da combustão, visando o desenvolvimento de motores com alta potência, baixo consumo de combustíveis e baixas emissões tóxicas dos gases de escapamento / Abstract: In this thesis, we were looking for a method to determinate the indicated power in a combustion engine and measurement of combustion pressure using an oscilloscope. To achieve that, it was necessary to know the curve of combustion pressure for each cylinder according to the crankshaft 's angular position and geometric data of connecting rod and crank shaft¿s mechanism. We used the cylinder¿s combustion pressure to calculate the work transferred by the gas to the engine¿s piston. The combustion pressure was measured by a piezoelectric pressure transducer. The piezoelectric effect occurs when a crystal of quartz, that under a certain pressure, generates an electrical signal. This signal is converted to a proportional and linear signal that can be analyzed by an oscilloscope or a data acquisition system. Once we obtained the data, we analyzed it thru a Log P-Log v diagram, verifying its quality and if it represents the measured physical effect. The curve of cylinder¿s pressure versus calculated area was plotted, generating the P-v diagrams. The diagram P-v area, during a certain time of compression and expansion, which correspond to the work indicated, was originated of a numerical integration. The indicated and calculated average pressure was compared to the value obtained from an AVL¿s Indiset 620 pressure indicator, showing satisfactory results. All the other results obtained were analyzed and compared to literature¿s revision data showing a good concordance. The available technologies to measure the combustion pressure and the methods to check performance, are very important to study the combustion process, aiming the development of higher power engines, lower consumption of fuel and lower toxic gas emission / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Pese al desarrollo de los filtros de partículas Diesel en la década de los 80, no ha sido hasta la actualidad cuando se ha generalizado el uso de estos sistemas como solución tecnológica para la reducción de la emisión de partículas. Las razones hay que encontrarlas en la creciente presión de las normativas anti-contaminantes presentes y futuras, cercanas al límite tecnológico de otro tipo de soluciones basadas en el control del proceso de combustión. Este renovado interés por los filtros de partículas Diesel requiere por parte de los investigadores iniciar estudios experimentales y teóricos para optimizar tanto las prestaciones del filtro como su acoplamiento con el motor. Desde el punto de vista teórico, este doble objetivo puede ser alcanzado con el uso de una única herramienta de cálculo unidimensional, los modelos de acción de ondas. Comúnmente utilizados para el estudio de la renovación de la carga de los motores de combustión interna alternativos, su extensión al análisis de sistemas de post-tratamiento requiere del desarrollo de herramientas específicas para su plena adaptación; el transporte de especies químicas a través de todo el motor o la optimización de la metodología de cálculo para reducir el coste computacional haciendo independiente el asociado a cada elemento del modelo son los principales aspectos tratados. Se converge así a un modelo de acción de ondas con capacidad de acometer el cálculo de todos los procesos físico-químicos de los sistemas de post-tratamiento. Por otra parte, un aspecto clave ha de ser alcanzar la capacidad de flexibilizar el modelo al análisis de cualquier arquitectura de la línea de escape garantizando una adecuada interacción del filtro de partículas con el resto de componentes del motor. Para ello resulta conveniente que en el filtro de partículas se trate al flujo como no-estacionario, unidimensional, compresible y no-homoentrópico. Con estas características se presenta el modelo propuesto en este trabajo. / Piqueras Cabrera, P. (2010). Contribución al modelado termofluidodinámico de filtros de partículas Diesel de flujo de pared [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7341 / Palancia

Hoy en día es difícil imaginar un mundo sin motores. Existen diferentes tipos y cada uno tiene características propias que los hacen ideales para una u otra aplicación. Desde el más pequeño hasta uno de gran potencia, los motores son usados en múltiples aplicaciones. Entre la variedad de motores los más comunes son los de corriente directa y los de corriente alterna. Dentro del último grupo, se encuentran los motores asíncronos, y síncronos. De ellos, los motores síncronos, aún se pueden subdividir en dos clases atendiendo al tipo de campo inductor o de excitación con que cuentan, es decir, si emplean devanado de excitación o imanes permanentes. Estos motores tienen características superiores a los asíncronos para la aplicación en los procesos donde se requieran de velocidad constante y respuesta rápida de torque. Sin embargo, su arranque o puesta en marcha y el control de su velocidad en función a la carga es muy complejo a diferencia de los motores asíncronos. Por ello, este tipo de motores requieren de sistemas complejos para controlar velocidad y torque en diferentes regímenes de funcionamiento, dado que en cada caso el motor debe mantener sus condiciones de sincronismo. Para este caso de estudio se usó el “Motor Síncrono de Imanes Permanentes” o por sus siglas MSIP, el cual es un sistema multivariable; es no lineal, y de alto acoplamiento magnético. En este caso el control vectorial de campo orientado ofrece una solución mediante transformaciones que permiten obtener un modelo dinámico del motor reduciendo sustantivamente la complejidad matemática. Por lo tanto, esta tesis está basada en el análisis del comportamiento del motor síncrono de imanes permanentes (MSIP) y la aplicación del control de campo orientado (FOC) empleando el software Matlab/Simulink. Todo el sistema de control está dividido en etapas funcionales, siendo estas: el generador de la modulación de ancho de pulso de vector espacial (SVPWM), modelo del MSIP, modulo inversor, transformación de coordenadas y sintonización de controladores. Luego, combinando esos módulos se construyó el modelo de simulación de la respuesta de velocidad y torque, dado que son los parámetros más importantes en el funcionamiento en estado estable de los MSIP. Finalmente se obtienen las gráficas que muestran que la curva de velocidad, torque y corriente llega a la respuesta deseada para diferentes niveles de carga.

The use of diesel engine turbochargers is increasing today, as it represents an option that o ers high e ciency and low fuel consumption. To design the control system in order to reduce the level of exhaust emissions there is a need for information about all states that are not measurable. To this end, observers or virtual sensors are more frequently applied, achieving estimates of the system states from inputs and measured output. To propose an observer, the precise mathematical model of the air path diesel engine system is used. This is a nonlinear model of a third order which is analyzed in terms of observability. From the point of view of systems theory, certain conditions and the existence of a transformation of the system state, called di eomorphism, need to be evaluated. Observers have been designed based on di erent approaches: Extended Luenberger Observers, High Gain Observers, Sliding Modes Observers and Extended Kalman-Bucy Filters. They have been validated by simulation for the system under consideration in this work. / Tesis

Esta tesis trabaja en el desarrollo de un Control adaptivo de un motor paralelo empleando linealización por realimentación. Debido al conocimiento impreciso de los parámetros del motor, un enfoque adaptable agrega robustez a la técnica de linealización entrada-salida que requiere la exacta cancelación de los términos no lineales. El objetivo del control es seguir una velocidad de referencia aún cuando se tenga parámetros desconocidos y perturbaciones de carga. La estabilidad de la dinámica interna es asegurada por el análisis de la dinámica de ceros. Se ha desarrollado también un observador no lineal para el torque de carga con dinámica de error lineal. Las simulaciones se efectuaron usando el programa de simulación SIMULINKTM desde MATLABTM. El desempeño del controlador adaptivo se ha probado en tiempo real usando una configuración experimental. Se presenta una metodología para elaborar un programa de control en tiempo real que corra en tiempo real usando El SIMULINK Real-Time Workshop . La respuesta de velocidad de un motor DC paralelo se forzó a seguir un modelo de referencia de segundo orden con un tiempo de establecimiento de 20 segundos y un tiempo de subida de 10 segundos. Los resultados muestran que la ley de control adaptivo efectivamente agrega robustez a la supresión exacta de los términos no lineales y garantiza la convergencia del seguimiento. / -- This thesis work deals with the development of a real-time adaptive feedback linearizing controller for a DC shunt motor. Due to the imprecise knowledge motor parameters, an adaptive approach adds robustness to an input-output linearization technique that requires exact cancellation of nonlinear terms. The control goal is to track a reference speed under unknown parameters and load disturbances. The stability of internals dynamics is assured by analysis of zero dynamics. A nonlinear observer for load torque with linear error dynamics was also developed to give a load torque estimate to the adaptive controller. The simulations were carried out using simulation software SIMULINKTM from MATLABTM. The performance of the adaptive controller was tested in real-time using a experimental setup. A methodology for building a real-time control program that runs in real time using the SIMULINK Real-Time Workshop was presented. The speed response of the DC shunt motor was forced to track a second order model reference with settling time of 20 sec. and a rise time of 10 sec. The results show that the adaptive control law effectively adds robustness to the exact cancellation of nonlinear terms and guarantees tracking convergence.

Orientador: Délson Luiz Módolo / Banca: Vicente Luiz Scalon / Banca: Elson Avallone / Resumo: A reação de transesterificação de óleos vegetais com álcool etílico ou metílico dá origem a ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos, conhecidos como biodiesel. Este apresenta propriedades próximas do óleo diesel mineral como o número de cetano, massa específica, poder calorífico e relação ar-combustível. Porém, problemas decorrentes de sua maior viscosidade resultam em uma pulverização deficiente pelos bicos injetores levando a uma combustão de qualidade inferior, e com isso, formação de depósitos indesejáveis no interior do motor, alterações nas propriedades do óleo lubrificante e na composição dos gases de escape. Frente a essa questão se faz necessário o estudo da utilização de um aditivo capaz de tornar as características do biodiesel mais adequadas à sua utilização em motores de ignição por compressão e também o acompanhamento das alterações na composição dos gases de escape. O aditivo estudado nesse trabalho foi o d-limoneno, um hidrocarboneto obtido como subproduto da citricultura, que foi adicionado ao óleo diesel à ser utilizado como combustível do conjunto moto-gerador utilizado nos ensaios. Neste sistema foram aplicadas diferentes cargas e coletados os dados relativos à emissão do motor. Resultados relevantes como a redução de material particulados foram observados mesmo com a adição de pequenas quantidades de d-limoneno / Abstract: The transesterification of vegetable oils with methanol or ethanol results in methyl esters or ethyl esters of fatty acid, known as biodiesel. This one presents similar features of diesel oil, such as cetane number, specific weight, heat of combustion and air-fuel ratio. However, arising problems from its higher viscosity leads to a poor spraying by the fuel injectors and so to a low-grade combustion, causing formation of undesirable deposits inside the engine, changes in the properties of the lubricating oil and in the composition of the exhaust gas. Owing to this issue, it is necessary to study an additive able to make biodiesel characteristics more appropriate to be used in compression ignition engines, as well as a monitoring of changes in exhaust gas composition. The chosen additive was d-limonene, a hydrocarbon obtained as a byproduct of citriculture, which was added to diesel fuel to be used as fuel for the motor-generator set used in the tests. Different loads were applied to this system and the engine emission data were collected. Relevant results such as the reduction of particulate material were observed even with small amounts of d-limonene added / Mestre

Distonia é o terceiro distúrbio do movimento mais comum. Caracteriza-se por contrações musculares sustentadas ou intermitentes que podem gerar posturas anormais. Nos últimos anos, muitos estudos tentaram relacionar a presença de sintomas não motores como parte da manifestação clínica dessa patologia; no entanto, os resultados ainda são controversos. Objetivo: Avaliar a prevalência de sintomas não motores em pacientes com distonia focal ou segmentar idiopática e seu impacto na qualidade de vida. Métodos: Foram avaliados 80 pacientes e 80 controles sem patologias neurológicas pareados para sexo, idade e anos de estudo. Os pacientes foram questionados quanto ao tempo e gravidade de doença. Dados demográficos, comorbidades e medicações em uso foram coletados de ambos os grupos. Os sintomas não motores foram avaliados por meio de escalas validadas para a população brasileira. Foram avaliados sintomas de depressão, ansiedade, fobia social, apatia, sonolência diurna, qualidade do sono, cognição e dor, assim como qualidade de vida. Resultados: 80 pacientes foram avaliados: 28 com diagnóstico de blefaroespasmo ou distonia de Meige, 28 com distonia cervical ou orocervical e 24 com distonia de membro, em sua maioria, distonia tarefa-específica da escrita (cãibra do escrivão). Os pacientes apresentaram mais sintomas de depressão, ansiedade e apatia do que os controles, assim como uma pior qualidade do sono e mais queixas de dor. Ao avaliarmos pelo tipo de distonia, os pacientes com blefaroespasmo foram os mais sintomáticos com relação a esses sintomas. Qualidade de vida foi pior nos pacientes que nos controles. Conclusões: Pacientes com distonia, principalmente com blefaroespasmo, apresentaram maior prevalência de sintomas de depressão, de ansiedade, de apatia, pior qualidade do sono e dor. Esses sintomas causaram impacto negativo na qualidade de vida desses pacientes / Dystonia is the third most common movement disorder. It´s characterized by sustained or intermittent muscle contractions causing abnormal postures. In recent years many studies have sought to relate the presence of non-motor symptoms as part of clinical manifestation of this disease, however, results are still controversial. Objective: To assess prevalence of non-motor symptoms in patients with idiopathic focal or segmental dystonia and its impact in life quality. Methods: We evaluated 80 patients and 80 healthy controls matched for sex, age and years of schooling. Questions about the time at onset and severity of illness were asked to patients. Clinical and demographic data were noted in both groups. Non-motor symptoms were assessed using validated scales for Brazilian population. We assessed symptoms of depression, anxiety, social phobia, apathy, daytime sleepiness, sleep quality, cognition and pain, as well as quality of life. Results: We evaluated 80 patients: 28 with blepharospasm or Meige syndrome, 28 with cervical or orocervical dystonia and 24 with limb dystonia, mostly with specific writing task dystonia (writer´s cramp). Patients had more symptoms of depression, anxiety and apathy than controls, as well as worse quality of sleep and more pain complaints. Analysing by type of dystonia, patients with blepharospasm were the most symptomatic group in relation to these symptoms. Quality of life was worse in dystonic patients. Conclusions: Patients with dystonia, mainly those with blepharospasm, had a higher prevalence of symptoms of depression, anxiety, apathy, worse quality of sleep and pain. These symptoms had a negative impact on these patients\' quality of life

Gas turbine engines are important thermal machines used in industrial and transportation fields. They convert fuel energy into mechanical power or thrust for aerial and maritime vehicles, as well as generate pneumatic and electrical energy that could be used for a large variety of applications. The constant search for fuel burn savings and low pollutant emissions in aviation demands, along with new hardware and material technologies, highly complex engine control systems to optimize fuel consumption throughout the engine operating envelope, and consequently generate more efficient aircraft, in addition to meet the regulatory requirements in terms of safety and performance. These conflicting objectives normally lead to trade-off solutions which are difficult to precisely estimate given the large number of variables involved, including altitude, Mach number, ambient temperature, power and bleed extraction, among others. Therefore, some decisions to characterize the engine controller still reside on experience from previous designs and, as a result, add subjectivity and increase the potential for wrong parameter selection. These control systems significantly contribute to gas turbine performance increase. In this sense, this work proposes the study, design and analysis of multivariable robust controllers for a particular gas turbine engine. Firstly, an algorithmic approach is applied to design an aircraft gas turbine engine controller in a two-degree-of-freedom configuration, obtaining H-infinity robust stabilization. It introduces an optimized loop shape design procedure, with the use of the Genetic Algorithm (GA), to further improve the control system performance, as well as bring the experience applied by controller designers and engineers to an automated process, when setting the parameters to shape the frequency response of the engine control loops. Secondly, a Linear Quadratic Gaussian (LQG) controller, with the Loop Transfer Recovery (LTR) is developed to allow a comparative analysis. The resulting controllers are evaluated by computer simulations under typical operating conditions and compared against each other. Noise immunity is also verified. The complete system is also evaluated against requirements from the aviation industry for commercial aircraft engines. Finally, robustness is evaluated in a similar engine model by generating uncertain state space models based on the boundaries of its nominal model at extreme operating conditions.

Este trabalho propõe uma metodologia para o prognóstico de sistemas com base em série temporal de parâmetro indicativo da condição do equipamento. A série temporal é dividida em diferentes cenários candidatos de acordo com a modificação de variáveis exógenas que representam condições ambientais externas ao sistema. A cada cenário válido é associado um modelo de progressão específico construído em um ciclo iterativo que segue uma abordagem de análise de séries temporais estocásticas do tipo ARIMA (Autoregressive Integrated Moving Average Process). O modelo utilizado para fins de prognóstico é determinado pela combinação de modelo de progressão do cenário mais atual com o modelo associado ao cenário passado mais similar ao atual. No contexto de prognóstico econômico realiza-se uma comparação com vias a ilustrar equivalência entre a classe de modelos ARIMA utilizada com modelo polinomial disponível na literatura, aplicando-se estas metodologias no problema de previsão do índice Dow Jones. A viabilidade da abordagem proposta, em se tratando de prognóstico de equipamento, é demonstrada através da predição de um índice de degradação para motor de corrente contínua (C.C.), onde os dados simulados são gerados a partir de um benchmark que representa o sistema de acionamento da máquina (C.C.).

La World Wide Web (WWW) ha mejorado considerablemente el acceso a la información digital. La búsqueda y navegación en la Web se han convertido en parte de nuestras vidas diarias, siendo los motores de búsquedas y herramientas de navegación Web un estándar que ha cambiado la forma en la que buscamos e interactuamos con la información. Sin embargo, la Web como la conocemos hoy está diseñada para que la información contenida en las páginas o documentos sea entendible por las personas y no por las computadoras. Es decir, las computadoras no poseen de una manera para procesar la semántica o significado de la información. Esto ocasiona que solo se puedan realizar búsquedas sintácticas de la información, en lugar de búsquedas semánticas. Las búsquedas sintácticas consisten en la recuperación de aquellos documentos cuyo contenido posee las palabras o frases ingresadas por el usuario en la consulta. Se basan en la similitud de cadenas de caracteres (las ingresadas por el usuario y las que contiene el documento). El problema con las búsquedas sintácticas es que se limitan a esta coincidencia de palabras y no consideran el significado de la información, lo que ha sido demostrado que genera imprecisión (mucha información irrelevante) en los resultados. En este contexto, en el Departamento de Humanidades de la universidad existe la necesidad de recuperar información de aproximadamente 2000 documentos lingüísticos para fines académicos. Una búsqueda convencional o sintáctica no sería una buena solución, ya que como se mencionó anteriormente retorna mucha información irrelevante. Entonces, se puede definir el problema central del proyecto como la dificultad para obtener información relevante de documentos en el dominio de la lingüística. Como alternativa de solución, el presente proyecto de fin de carrera implementa un buscador que emplee los conceptos y principios de la Web Semántica. Este tipo de buscador se basa en el análisis semántico de la consulta ingresada por el usuario y del contenido de los documentos, recuperando aquellos cuya representación semántica coincide con la de la consulta. A diferencia de la búsqueda sintáctica, este enfoque analiza el significado de las palabras o frases y no solo su representación sintáctica. El beneficio de las búsquedas semánticas es que permiten alcanzar una mayor precisión en los resultados obtenidos; es decir, brindan resultados de mayor relevancia para el usuario. / Tesis