[pt] Diferentes mecanismos de ruptura são considerados no momento de avaliar a estabilidade de um maciço rochoso fraturado. Entre estes, os mecanismos de ruptura tipo planar, em cunha e tombamentos têm sido estudados intensivamente, existindo atualmente modelos matemáticos que permitem avaliá-los. Estes mecanismos de ruptura são restritos a taludes pequenos e com fraturas contínuas, nas quais o deslizamento ocorre ao longo destas descontinuidades. Em casos de taludes de grande altura ou quando a persistência das fraturas é pequena em relação à escala do talude, o fraturamento torna-se descontínuo. Neste caso, o mecanismo de ruptura mais provável é o tipo Step-Path, o qual, a superfície de ruptura é formada por fraturas que se propagam através da rocha intacta juntando-se entre elas. Este fenômeno de união de fraturas é chamado de coalescência. Análises de estabilidade, como os probabilísticos ou por equilíbrio limite, são usados atualmente para avaliar estes tipos de rupturas, não se tendo ainda o desenvolvimento de um modelo numérico que possa representá-lo e reforçar estas teorias. O presente trabalho avalia o uso do Método dos Elementos Discretos na modelagem do mecanismo de ruptura tipo step- path, realizando uma análise de estabilidade que permita comparar os seus resultados com o método de equilíbrio limite. Foi utilizado o programa PFC nas versões 2D e 3D, assim como o programa FracGen para a geração de fraturas tridimensionais. A análise tridimensional foi feita mediante um acoplamento PFC3D-FracGen. A pesquisa inclui a análise e modelagem dos fenômenos de coalescência em amostras, assim como a influência da anisotropia na resistência das rochas em ensaios triaxiais. / [en] Different failure mechanisms are considered when a fracturated rock mass is valued. Some of them are being subject of accurate study, like planar failure mechanism, wedges and toppling, which are currently valued by mathematical models. These failure mechanisms are restricted to small slopes and with continue fractures, where the sliding occurs along these discontinuities. To height slopes or when the fracture persistence is smaller than the slope scale, the fracturing becomes discontinuous. In this case, the most probable failure mechanism to happen is the step-path type, in which the failure surface is composed by fractures that propagate through the intact rock and that are joined together. This phenomenon of fracture union is known as coalescence. Stability analysis, like probability analysis or limit equilibrium analysis are currently utilized to evaluate this kind of failures, but its important to develop a numerical model to represent and reinforce these theories. This work aims to evaluate the use of Discrete Element Method to model step-path failure mechanism on a stability analysis and to compare the results with limit equilibrium method. The program used to simulate the slope is PFC (2D and 3D) and the program FracGen was used to generate three-dimensional fractures. Three-dimensional analysis was done by a coupling between PFC3D and FracGen. The research includes the analysis and modeling of coalescence phenomenon on rock samples, as well as the analysis of the anisotropy influence on rock strength obtained from triaxial tests.

A preconditioner to improve the convergence properties of Krylov subspace solvers is derived and analyzed in this work. This method is adapted to linear systems arising from a finite-element discretization of a phase-field crystal equation.

Eine phasische Ausschüttung des Neurotransmitters Dopamin wird u.a. mit positivem Affekt, der Reaktivität auf Neuheit und kognitiver Handlungssteuerung in Verbindung gebracht. In der vorliegenden Doktorarbeit wurde der dopaminerge Einfluss auf die Flexibilität und Stabilität der Handlungssteuerung untersucht. Für eine zielgerichtete Handlung sind beide antagonistischen Anforderungen notwendig. Einerseits müssen gewählte Handlungsabsichten gegenüber irrelevanten Ablenkungsreizen abgeschirmt und somit stabilisiert werden. Andererseits müssen diese Absichten im Falle handlungsrelevanter Änderungen der Situation flexibel angepasst werden. Als theoretische Grundlage für die vorliegende Arbeit dienten in diesem Zusammenhang folgende Kernthesen von Miller und Cohen (2001): (1) Der präfrontale Kortex (PFC) ist entscheidend an der Regulation der Handlungssteuerung beteiligt. (2) Eine phasische Dopaminausschüttung ermöglicht die Aufnahme neuer Reize im PFC und damit die Möglichkeit, gegebenenfalls aktuelle Regeln und Ziele zu ändern. (3) Eine phasische Dopaminausschüttung verschiebt demnach die Balance zwischen einer flexiblen und stabilen Handlungssteuerung in Richtung Flexibilität. In den ersten beiden Studien der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss interindividueller Unterschiede dopaminerger Aktivität auf die Flexibilität der Handlungssteuerung untersucht. Als Prädiktoren wurden die spontane Lidschlagrate (EBR), die Polymorphismen COMT Val-158-Met und DRD4 Exon III sowie das Geschlecht eingesetzt. In der dritten Studie sollte eine Dopaminausschüttung experimentell durch die Darbietung von Signalen einer potenziellen Belohnung (Geldgewinn) stimuliert werden. Hierdurch sollten die beobachteten Zusammenhänge aus den ersten beiden Studien erhärtet und in einem erweiterten theoretischen Kontext untersucht werden. In allen drei Studien zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang von Lidschlagrate und kognitiver Flexibilität (mittleres η²=8%). Entsprechend der Vorhersage wurde mit steigender Lidschlagrate eine erhöhte Flexibilität beobachtet. Ferner ergaben sich Interaktionseffekte zwischen EBR und DRD 4 Exon III Polymorphismus bzw. EBR und Geschlecht, sowie ein Geschlechtshaupteffekt. Zur Stabilität dieser Effekte konnte jedoch jeweils keine abschließende Aussage gemacht werden. In der dritten Studie zeigte sich bei Darbietung des Belohnungssignals eine erhöhte kognitive Stabilität (η²=7%). Dieser Zusammenhang wurde vom subjektiven Erlebens des Experiments moderiert (η²=11%): Personen, die den Eindruck hatten, ohne große Anstrengung viel zu gewinnen, zeigten eine erhöhte kognitive Flexibilität. Diese beiden Befunde können innerhalb einer integrativen Theorie von Cohen et al. (2004) plausibel erklärt werden. Der Belohnungs-Haupteffekt könnte auf die Dominanz eines (noradrenergen) Wirkungspfades im Kontext der Wettkampfsituation hinweisen. Der moderierende Effekt des subjektiven Erlebens könnte gemäß der oben erläuterten Kernthesen von Miller und Cohen (2001) als gleichzeitige Flexibilisierung über den dopaminergen Wirkungspfad interpretiert werden, die insbesondere bei geringer wahrgenommener Anstrengung dominieren kann. Als wichtigstes Ergebnis der vorliegenden Arbeit kann zusammenfassend festgestellt werden, dass die Hypothese einer dopaminergen Beeinflussung der Flexibilitäts-Stabilitäts-Balance der kognitiven Handlungssteuerung durch die Ergebnisse der drei Studien unterstützt werden konnte. Dabei erwies sich insbesondere die spontane Lidschlagrate als zuverlässiger non-invasiver und effizient zu erhebender Prädiktor dopaminerger Aktivität. Der flexibilisierende Einfluss von Dopamin kann von einem stabilisierenden Einfluss überlagert werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine erforderliche Leistung zur Erreichung einer Belohnung als nützlich eingeschätzt und subjektiv als anstrengend wahrgenommen wird. / Converging evidence suggests a modulatory role of the neurotransmitter dopamine concerning reward, positive affect, novelty, and cognitive control. According to Miller and Cohen (2001) a phasic burst of dopamine shifts the balance between cognitive flexibility versus stability towards increased flexibility. Based on this assumption the current dissertation aimed at revealing associations between correlates of dopaminergic activity and the cognitive flexibility in an attentional set-shifting paradigm. In the first two studies we examined individual differences in the spontaneous eyeblink rate (EBR), the polymorphisms DRD4 exon III and COMT Val158Met polymorphism, as well as gender. In the third study we examined the impact of prospective monetary gains. Through this the findings of the first two studies should be validated and tested in an extended theoretical background. In all three studies an association between high EBR and increased cognitive flexibility was observed (mean η²=8%). Thus the main thesis of Miller and Cohen (2001) could be confirmed. Furthermore we observed interactions between EBR and DRD4 and EBR and gender, as well as a gender main effect on cognitive flexibility. In the third study we observed increased cognitive stability in the face of prospective gains (η²=7%). However, this effect was modulated by the subjective evaluation of the reward cues: participants who reported increasing their effort in response to reward cues showed increased cognitive stability whereas those who reported a positive and relaxed attitude towards the reward cues showed increased flexibility (η²=11%). The results thus suggest that the flexibility-stability-balance is modulated by the perceived effort needed to receive the potential reward.

The thesis describes theoretical and experimental studies on the chaotic behaviour of a peak current-mode controlled boost converter, a parallel two-module peak current-mode controlled DC-DC boost converter, and a peak current-mode controlled power factor correction (PFC) boost converter. The research concentrates on converters which do not have voltage control loops, since the main interest is in the intrinsic mechanism of chaotic behaviour. These converters produce sub-harmonics of the clock frequency at certain values of the reference current I[ref] and input voltage V[in], and may behave in a chaotic manner, whereby the frequency spectrum of the inductor becomes continuous. Non-linear maps for each of the converters are derived using discrete time modelling and numerical iteration of the maps produce bifurcation diagrams which indicate the presence of subharmonics and chaotic operation. In order to check the validity of the analysis, MATLAB/SIMULINK models for the converters are developed. A comparison is made between waveforms obtained from experimental converters, with those produced by the MATLAB/SIMULINK models of the converters. The experimental and theoretical results are also compared with the bifurcation points predicted by the bifurcation diagrams. The simulated waveforms show excellent agreement, with both the experimental waveforms and the transitions predicted by the bifurcation diagrams. The thesis presents the first application of a delayed feedback control scheme for eliminating chaotic behaviour in both the DC-DC boost converter and the PFC boost converter. Experimental results and FORTRAN simulations show the effectiveness and robustness of the scheme. FORTRAN simulations are found to be in close agreement with experimental results and the bifurcation diagrams. A theoretical comparison is made between the above converters controlled using delayed feedback control and the popular slope compensation method. It is shown that delayed feedback control is a simpler scheme and has a better performance than that for slope compensation.

Ce travail vise une exploration et une évaluation de nouvelles variantes de topologies multiniveaux AC/DC non réversibles (PFC) du point de vue de leur sûreté de fonctionnement : recherche d'une grande sécurité électrique sur destruction interne et maintien d'une continuité de fonctionnement. Elles sont caractérisées par une connexion AC non différentielle, un partitionnement cellulaire en série et symétrique autour d'un point milieu. Cette organisation permet d'exploiter la redondance active série entre les cellules d'un même groupe et l'effet de ségrégation topologique qui apparaît entre les deux groupes de cellules. Les structures étudiées sont modulaires et peuvent être parallélisées et étendues à un nombre quelconque de phases. Elles ne possèdent que des cellules mono-transistors basse-tension (Si et SiC 600V max) performantes et intrinsèquement tolérantes aux imperfections de la commande et aux parasites donc naturellement sécurisées. Les comparaisons prenant en compte les pertes, la répartition des pertes, le dimensionnement et le report de contraintes sur défaut interne mettent en avant la structure PFC Double- Boost Flying Cap. à 5 Niveaux, brevetée en début de thèse, comme une solution ayant le meilleur compromis. Sur le plan théorique nous montrons que le seul calcul de la fiabilité basé uniquement sur un critère d'occurrence au premier défaut est inadapté pour décrire ce type de topologie. La prise en compte de la tolérance de panne est nécessaire et permet d'évaluer la fiabilité globalement sur une panne effective (i.e. au second défaut). L'adaptation de modèles théoriques de fiabilité à taux de défaillance constant mais prenant en compte, au niveau de leurs paramètres, le report de contrainte en tension et l'augmentation de température qui résulte d'un premier défaut, permet de chiffrer par intégration et en valeur relative, le gain obtenu sur un temps court. Ce résultat est compatible avec les systèmes embarqués et la maintenance conditionnelle. Un prototype monophasé à 5 niveaux, à commande entièrement numérique et à MLI optimisée reconfigurable en temps réel a été réalisé afin de valider l'étude. Il permet une adaptation automatique de la topologie de 5 à 4 puis à 3 niveaux par exemple. Ce prototype a également servi de banc de test d'endurance du mode de défaillance sur claquage - avalanche de transistors CoolMos™ et diodes SiC, volontairement détruits individuellement dans des conditions d'énergie maîtrisée et reproductibles, afin de prouver expérimentalement le maintien du service sur plusieurs centaines d'heures au prix d'un derating de 30% maximum en puissance seulement. La détection et le diagnostic rapide de défauts internes ont également été traités dans ce travail. D'une part, par la surveillance directe et le seuillage des tensions internes (tensions flottantes) et d'autre part, par une détection harmonique de la fréquence de base (amplitude et phase) en temps réel. Ces deux techniques ont été intégrées numériquement et évaluées sur le prototype, en particulier la seconde qui ne requiert qu'un seul capteur. VI Enfin, nous proposons dans ce travail une nouvelle variante PFC Vienna multicellulaire expérimentée en fin de mémoire, utilisant deux fois moins de transistors et de drivers pour les mêmes performances fréquentielles au prix d'un rendement et d'une répartition des pertes légèrement moins favorables que la structure brevetée.

The existence of polymer constituent in piezoelectric fiber composites (PFCs) could lead to significant viscoelastic behaviors, affecting overall performance of PFCs. High mechanical and electrical stimuli often generate significant amount of heat, increasing temperatures of the PFCs. At elevated temperatures, most materials, especially polymers show pronounced time-dependent behaviors. Predicting time-dependent responses of the PFCs becomes important to improve reliability in using PFCs. We study overall performance of PFCs having unidirectional piezoceramic fibers, such as PZT fibers, dispersed in viscoelastic polymer matrix. Two types of PFCs are studied, which are active fiber composites (AFCs) and macro fiber composites (MFCs). AFCs and MFCs consist of unidirectional PZT fibers dispersed in epoxy placed between two interdigitated electrode and kapton layers. The AFCs have a circular fiber cross-section while the MFCs have a square fiber cross-section. Finite element (FE) models of representative volume elements (RVEs) of active PFCs, having square and circular fiber cross-sections, are generated for composites with 20, 40, and 60 percent fiber contents. Two FE micromechanical models having one fiber embedded in epoxy matrix and five fibers placed in epoxy matrix are considered. A continuum 3D piezoelectric element in ABAQUS FE is used. A general time-integral function is applied for the mechanical, electrical, and piezoelectric properties in order to incorporate the time-dependent effect and histories of loadings. The effective properties of PZT-5A/epoxy and PZT-7A/LaRC-SI piezocomposites determined from the FE micromechanical models are compared to available experimental data and analytical solutions in the literature. Furthermore, the effect of viscoelastic behaviors of the LaRC-SI matrix at an elevated temperature on the overall electro-mechanical and piezoelectric constants are examined.

In this thesis an educational test bench for studying the power quality attributes of the commonly used single-phase full-bridge diode rectifiers with power factor correction (PFC) circuits is designed and tested. This thesis covers the active and passive power factor correction methods for single-phase bridge rectifier. Passive filtering approach with dc side inductor and tuned filter along with active filtering approach via singleswitch boost converter is considered. Analysis, simulation, and design of a single phase rectifier and PFC circuits is followed by hardware implementation and tests. In the active PFC approach, various control methods is applied and compared. The educational bench is aimed to useful for undergraduate and graduate power electronics course, power quality related laboratory studies.

La proliferación en los últimos años de equipos electrónicos conectados a redes de distribución eléctrica, ha provocado la aparición de standards internacionales, como por ejemplo la norma EN 68000-3-2, que regulan la distorsión armónica de baja frecuencia que dichos equipos pueden introducir en la red. En este contexto, los rectificadores con alto factor de potencia constituyen una de las soluciones más adecuadas para reducir la distorsión armónica de la corriente consumida de la red eléctrica. En su versión monofásica y cuando no se requiere devolver energía a la red, los rectificadores con alto factor de potencia suelen implementarse mediante la asociación en cascada de un rectificador pasivo (diodos) y un convertidor dc-dc de tipo boost. Un lazo de regulación de corriente se encarga de mantener la distorsión de la corriente de entrada próxima a cero, recibiendo una señal de consigna de un lazo de regulación de la tensión de salida. Este último lazo se encarga de mantener la tensión de salida cercana a un cierto valor de referencia. El problema más documentado en la literatura al respecto es la pobre respuesta dinámica del lazo de regulación de tensión, debido a que dicho lazo debe ser extremadamente lento para no producir distorsión en la corriente de entrada. En esta tesis se propone la aplicación de las técnicas de control Robust Model Following (RMF) y Load Injection Current (LI2) al diseño del lazo de regulación de la tensión de salida. Dichas técnicas permiten reducir considerablemente la impedancia de salida del convertidor en lazo cerrado, sin que se requiera aumentar la velocidad de respuesta del lazo de tensión. En consecuencia, mejoran de forma notable la respuesta dinámica del convertidor sin distorsionar la corriente de entrada. Una ventaja adicional de las técnicas propuestas es su bajo coste de implementación, lo que las convierte en una alternativa muy interesante para ser implementadas en equipos industriales. / Benavent García, JM. (2010). Técnicas de control robusto basado en modelo de referencia e inyección de la corriente de carga aplicadas a rectificadores monofásicos con corrección activa del factor de potencia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8684 / Palancia

This master thesis deals with design of DC-DC converter for onboard charging of electric vehicle. Developed converter will mainly be used for charging stationary traction battery in laboratory. Output voltage of this charger will be adjustable by user in between 200 V and 450 V depending on the current charged battery configuration. Output current limit is set at 8 A. Since the converter will be supplied from standard household socket, the problem of power factor correction must be solved during the design. That is because a large part of this thesis is focused on describing the problematics of power factor correction. After that, active PFC module is designed, completed and performance of this module is verified. To achieve low overall losses and thus be able to keep small volume of the system, modern switching components based on Silicon Carbide were preferred. Beside laboratory use, completed system will be used to emphasize volumetric difference between onboard chargers based on old versus modern switching components.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Akzentuierung im français du Midi, einer diatopischen Varietät des Französischen, die in ihrer Entstehung nicht unerheblich vom Okzitanischen beeinflusst wurde. Trotz der kaum zu überblickenden Literatur zur Prosodie des Französischen schien eine solche Untersuchung überfällig, zumal die Forschung fast ausschließlich die Standardsprache bzw. außerhalb Frankreichs gesprochene Varietäten fokussiert. Die kontrastiv angelegte Analyse zweier PFC-(Teil-)Korpora aus vorgelesenen und spontansprachlichen Äußerungen lässt auch Rückschlüsse auf die Besonderheiten des viel diskutierten Akzentsystems des Standardfranzösischen zu, das innerhalb der Romania eine außergewöhnliche Stellung einnimmt, da es als einzige die Entwicklung zum (finalen) Phrasenakzent durchgemacht hat. Die Prosodie des français du Midi zeichnet sich gegenüber dem Standard in erster Linie durch die große Zahl der Schwa-Silben aus. Die Unterschiede in der Silbenstruktur wirken sich auf Phrasenausdehnung und Akzentuierung aus: Da die finale Schwa-Silbe von der Akzentuierung ausgeschlossen ist und das français du Midi zahlreiche Schwa-Silben im Phrasenauslaut kennt, sind Paroxytona vermehrt anzutreffen. Auch lässt sich bezüglich der Sekundärakzente ein quantitativer Unterschied ausmachen: Die größere Ausdehnung der Phrase im Midi bedingt einen erhöhten Bedarf an rhythmusbildenden Nebenakzenten zur Aufrechterhaltung regelmäßiger Fußstrukturen. Letztere tragen ebenso zu einer Perzeptionsoptimierung bei wie Gegengewichte, die in der Regel von initialen Phrasenakzenten gebildet werden. Die OT-Modellierung der Untersuchungsergebnisse zeigt, dass der auf Reynolds & Nagy (1994, 1996) zurückgehende floating constraint-Ansatz geeignet ist, die in den Korpora zu beobachtende Variation adäquat darzustellen.