Orientador: Ernesto Vieira Neto / Coorientador: Antônio Delson Conceição de Jesus / Banca: Othon Cabo Winter / Banca: Cristiano Fiorilo de Melo / Resumo: Neste trabalho, estudamos o problema da viabilidade de missões espaciais em ambiente de detritos espaciais. Geralmente, um veículo espacial em curso de colisão com um detrito espacial é destruído ou danificado e tem sua missão prejudicada. A preservação destas missões depende da capacidade do satélite de evitar a colisão, como por exemplo, através de uma manobra orbital conhecida como manobra evasiva. Neste estudo, estabelecemos estratégias de manobras evasivas realizadas por um satélite através de um sistema de propulsão, cuja eficiência é medida por parâmetros tecnológicos. Os parâmetros tecnológicos são configurados no planejamento da missão, e descrevem a quantidade de combustível a bordo e a capacidade de expelir propelente do sistema de propulsor. As manobras evasivas foram estudadas para serem aplicadas de tal forma que o satélite escape do detrito espacial sem a evasão da sua órbita nominal de missão, e para este objetivo, incluímos uma propulsão de controle e tratamos o sistema de propulsão como uma perturbação na órbita do satélite. Também foi estabelecido, para realizar manobras evasivas econômicas, uma propulsão que é ligada em uma fração do tempo total disponível para a manobra. Esta fração de tempo é definida como um tempo de pulso de propulsão. As manobras evasivas são estudadas por simulações numéricas da dinâmica de um detrito e um veículo espacial sob a ação da força gravitacional da Terra e de perturbações orbitais oriundas de um sistema de propulsão e da atmosfera da Terra. Nestas simulações calculamos as condições de colisão do detrito e do satélite, que ocorrem ao redor da Terra, e utilizamos para criar catálogos de parâmetros tecnológicos acessíveis ao satélite para escapar destas colisões / Abstract: We studied the problem of the viability of space missions in debris environment space. Generally, a space vehicle in collision course with a space debris is destroyed or damaged and has impaired their mission. The preservation of these missions depends on the satellite capacity to avoid the collision, for example by an orbital maneuver known as evasive maneuver. In this study, we established strategies evasive maneuvers performed by a satellite via a propulsion system, whose efficiency is measured by technological parameters. Technological parameters are set in the planning of the mission, and describe the amount of fuel on board and the ability to expel propellant propulsion system. The evasive maneuvers were studied to be applied in such a way that the satellite escape the space debris without evasion of its nominal orbit mission, and for this purpose, include a propulsion control and treat the propulsion system as a disturbance in the orbit of satellite. It has also been established, to perform evasive maneuvers driven, propulsion which is connected at a fraction of the total time available for the maneuver. This fraction of time is defined as a propulsion pulse time. The evasive maneuvers are studied by numerical simulations of the dynamics of a debris and a vehicle space under the action of the Earth's gravitational and orbital perturbations arising from a propulsion system and the Earth's atmosphere. In these simulations calculate the debris of the collision conditions and the satellite, which occur around the Earth, and used to create technological parameters catalogs accessible to the satellite to escape these collisions / Mestre

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:22:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-28. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:29:14Z : No. of bitstreams: 1 000852063.pdf: 2040130 bytes, checksum: 458621c7faa04b8c2ac8a4f58adf2130 (MD5) / Neste trabalho, estudamos o problema da viabilidade de missões espaciais em ambiente de detritos espaciais. Geralmente, um veículo espacial em curso de colisão com um detrito espacial é destruído ou danificado e tem sua missão prejudicada. A preservação destas missões depende da capacidade do satélite de evitar a colisão, como por exemplo, através de uma manobra orbital conhecida como manobra evasiva. Neste estudo, estabelecemos estratégias de manobras evasivas realizadas por um satélite através de um sistema de propulsão, cuja eficiência é medida por parâmetros tecnológicos. Os parâmetros tecnológicos são configurados no planejamento da missão, e descrevem a quantidade de combustível a bordo e a capacidade de expelir propelente do sistema de propulsor. As manobras evasivas foram estudadas para serem aplicadas de tal forma que o satélite escape do detrito espacial sem a evasão da sua órbita nominal de missão, e para este objetivo, incluímos uma propulsão de controle e tratamos o sistema de propulsão como uma perturbação na órbita do satélite. Também foi estabelecido, para realizar manobras evasivas econômicas, uma propulsão que é ligada em uma fração do tempo total disponível para a manobra. Esta fração de tempo é definida como um tempo de pulso de propulsão. As manobras evasivas são estudadas por simulações numéricas da dinâmica de um detrito e um veículo espacial sob a ação da força gravitacional da Terra e de perturbações orbitais oriundas de um sistema de propulsão e da atmosfera da Terra. Nestas simulações calculamos as condições de colisão do detrito e do satélite, que ocorrem ao redor da Terra, e utilizamos para criar catálogos de parâmetros tecnológicos acessíveis ao satélite para escapar destas colisões / We studied the problem of the viability of space missions in debris environment space. Generally, a space vehicle in collision course with a space debris is destroyed or damaged and has impaired their mission. The preservation of these missions depends on the satellite capacity to avoid the collision, for example by an orbital maneuver known as evasive maneuver. In this study, we established strategies evasive maneuvers performed by a satellite via a propulsion system, whose efficiency is measured by technological parameters. Technological parameters are set in the planning of the mission, and describe the amount of fuel on board and the ability to expel propellant propulsion system. The evasive maneuvers were studied to be applied in such a way that the satellite escape the space debris without evasion of its nominal orbit mission, and for this purpose, include a propulsion control and treat the propulsion system as a disturbance in the orbit of satellite. It has also been established, to perform evasive maneuvers driven, propulsion which is connected at a fraction of the total time available for the maneuver. This fraction of time is defined as a propulsion pulse time. The evasive maneuvers are studied by numerical simulations of the dynamics of a debris and a vehicle space under the action of the Earth's gravitational and orbital perturbations arising from a propulsion system and the Earth's atmosphere. In these simulations calculate the debris of the collision conditions and the satellite, which occur around the Earth, and used to create technological parameters catalogs accessible to the satellite to escape these collisions

Submitted by FERNANDO RIBEIRO FILADELFO null (frfiladelfo@yahoo.com.br) on 2017-02-06T19:39:20Z No. of bitstreams: 1 FILADELFO F R - Tese Doutorado - FEG - UNESP.pdf: 2806067 bytes, checksum: 24caf6543f9f724de7248956a15f5279 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-02-09T19:05:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 filadelfo_fr_dr_guara.pdf: 2806067 bytes, checksum: 24caf6543f9f724de7248956a15f5279 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T19:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 filadelfo_fr_dr_guara.pdf: 2806067 bytes, checksum: 24caf6543f9f724de7248956a15f5279 (MD5) Previous issue date: 2016-12-07 / Veículos elétricos são considerados a melhor alternativa aos veículos com motores de combustão interna, apresentando vantagens bastante significativas, tais como: emissão zero de poluentes, alta eficiência dos motores elétricos e baixa emissão de ruído acústico. O sistema de propulsão de um veículo elétrico consiste basicamente de uma ou mais fontes de energia, um ou mais motores, conversores de potência, componentes eletrônicos, componentes mecânicos para transmissão de torque e velocidade e rodas com pneus. Neste trabalho é proposta a modelagem de um sistema de propulsão para um veículo elétrico, que inclui o modelo dinâmico veicular para movimento longitudinal, o modelo dinâmico do motor elétrico, o modelo do conversor utilizado para acionamento do motor e o modelo do sistema de controle. Devido às características bastante adequadas para aplicação em sistemas de propulsão automotiva, o motor de indução trifásico é o selecionado para estudo. A estratégia de controle para acionamento do motor, foco deste trabalho, é o Controle Vetorial Direto Orientado pelo Fluxo do Estator, que garante alto desempenho, rápida resposta dinâmica e apresenta insensibilidade à variação de parâmetros do motor durante sua operação. São desenvolvidas novas técnicas para a reconstrução dos sinais das tensões do estator a partir de sinais de controle PWM do conversor e da tensão DC que alimenta o inversor e estimativa da amplitude e posição angular do vetor espacial do fluxo do estator, primordial para a estratégia de controle adotada. A modelagem é toda desenvolvida utilizando o software PSIM e os resultados de simulação são apresentados. / Electric vehicles are the best alternative to internal combustion engines vehicles, presenting significant advantages such as: zero emission of pollutants, high efficiency of electric motors and low noise emission. Basically, an electric vehicle propulsion system consists of one or more energy sources, one or more engines, power converters, electronic components, mechanical components for torque and speed transmission, and wheels with tires. This work proposes the modeling of a propulsion system for an electric vehicle, which includes the dynamic vehicle model for longitudinal movement, the dynamic model of the electric motor, the model of the converter used as motor driver and the model of the control system. Due to very suitable characteristics for application in automotive propulsion systems, three-phase induction motor is chosen for this study. Focus of this work, Direct Stator-Flux-Oriented Vector Control is the control strategy for the motor drive, which guarantees high performance, fast dynamic response and insensitivity due motor parameters variation during its operation. New techniques are developed for the reconstruction of the stator voltages signals from the PWM control signals of the converter and the DC voltage that feeds the inverter and the estimation of the amplitude and angular position of the spatial vector of the stator flux, primordial for the adopted control strategy. Modeling is developed using PSIM software and simulation results are presented.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kyosuke Siqueira Saito.pdf: 4273063 bytes, checksum: 72ef7d0c147daede5763573276e7efda (MD5) Previous issue date: 2013-02-15 / Universidade Presbiteriana Mackenzie / The development of new commercial vehicles have as one of its major goals increase the operational energetic efficiency or fuel consumption decrease. The vehicle´s mass reduction is one of the most direct ways to achieve this goal. The vehicle´s axles usually have its structure made of ferrous materials due to its high strength and low cost. Alternative materials with lower density and higher strength are continuosly researched and developed. Among these materials the aluminum compared with ferrous materials appears as an interesting alternative to replace ferrous alloys in some applications. The aluminum have its density significantly smaller than ferrous materials opening possibilities to significant mass reductions. In this study were performed an evaluation through the comparison of aluminum alloys and ferrous materials on different load conditions and were presented the replacement gains for each load situation. It was evaluated possibility to replace ferrous materials with aluminum alloys on commercial vehicles rear axle structures through finite element analysis as a step on a new product validation. The study results show that is possible to use the aluminum in commercial vehicle axles with mass reduction ranging from 1,1% to 61,0% without loss of structural properties. / O desenvolvimento de novos veículos comerciais tem como um de seus objetivos principais o aumento da eficiência energética operacional ou redução do consumo de combustível. A redução da massa dos veículos é uma das estratégias mais diretas para o alcance deste objetivo. Os eixos de veículos tradicionalmente têm sua estrutura feita de materiais ferrosos devido à sua alta resistência e baixo custo. Materiais alternativos de mais baixa densidade e alta resistência são pesquisados e desenvolvidos continuamente. Dentre esses materiais, o alumínio, comparado com materiais ferrosos tem-se mostrado uma alternativa interessante para a substituição de ligas ferrosas para algumas aplicações. O alumínio possui uma densidade muito inferior a dos ferrosos abrindo a possibilidade de ganhos significativos de massa. Neste estudo foi feito uma avaliação através da comparação entre ligas de alumínio e materiais ferrosos em diferentes condições de carregamento e apresentado os ganhos da substituição em cada condição de carregamento. Foi avaliada a possibilidade de substituir materiais ferrosos por ligas de alumínio na estrutura de eixos traseiros de veículos comerciais através de uma análise por elementos finitos como uma etapa da validação de um novo produto. Os resultados do estudo mostram que é possível usar o alumínio na estrutura de eixos de veículos comerciais com redução de massa variando de 1,1% a 61,0% sem perda de características estruturais.