Dissertations / Theses: 'Sistemas mecânicos (modelagem matemática)'

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Santos, Breno Teixeira. "Modelagem do controle motor para minimização de geração de entropia em processos mecânicos periféricos." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41135/tde-05122008-072813/.

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Abstract:

Objetivos: Estudos clássicos mostraram que, na locomoção de vertebrados, a transição entre os tipos de passada ocorre justamente quando se inicia um aumento na demanda energética. Uma vez que o movimento muscular é realizado sob controle do sistema nervoso central, é este que determina o tipo de passada a ser utilizada. Portanto, essa estrutura consegue traduzir eventos mecânicos ligados a esses conceitos e, mais do que isso, consegue operar o sistema de modo a mantê-lo num ótimo de demanda. Nossa abordagem pretende criar um mapeamento, no sistema nervoso central, das aferências e eferências de um sistema mecânico de maneira a se modelar uma rede de controle motor. Com isso, estabelece-se um modelo cânon para encontrar a região de operação que minimiza a geração de entropia no sistema mecânico. Métodos: Modelos matemáticos para o funcionamento de músculos esqueléticos e tendões, acoplados em um sistema pendular e suas aferências, fusos e corpos tendinosos de Golgi, foram desenvolvidos e validados como plataforma biomecânica. Essas aferências foram então utilizadas como entradas para outro modelo descrevendo Redes Neurais Biológicas (BNNs, do inglês), o qual gera as eferências que são, então, utilizadas como sinais de controle para acionamento dos músculos. Todos os modelos foram baseados em equações diferenciais (ODEs), e sua resolução numérica realizada em ambiente Simulink. Resultados: A rede neural de controle proposta mostrou-se capaz de operar o sistema biomecânico levando-o a oscilar de forma similar a passadas, tendo como entrada sinais das fibras tipo Ib e Ia. Medidas de otimização baseadas no cálculo da geração de entalpia nos músculos mostraram que a rede é capaz de operar a maquinaria mecânica em regiões de melhor relação geração de entalpia por velocidade ou distância percorrida. Conclusões: Os resultados teóricos desse trabalho fornecem algumas questões experimentais interessantes, como relações entre perfil de ativação muscular e escala biológica, além de embasar a visão de que existem arquiteturas neurais básicas envolvidas no controle dos processos biológicos. Objectives: Classical studies showed that the transition among gait patterns, in vertebrate locomotion, occur when there is an increase in energetic demand. Since the muscular movement is performed under central nervous system control, it is this one that determines the gait pattern in the end. Therefore, this structure is able to translate mechanical events related to force/energy and more, it is capable to operate the whole system in such a way to put it in a demand optimum. Our approach aims to create a central nervous system mapping of the afferences and efferences present in a mechanical system to create a motor control network model, and then, find the operation range that minimizes the entropy generation of the mechanical system. Methods: Mathematical models of working skeletal muscles and tendons, linked to a pendulum system, and their a afferences (i.e., spindles and Golgi tendon organs) were developed and validated as a biomechanical platform. These afferences were used as inputs to another model describing a Biological Neural Network that generate the efferences used as inputs to muscle control. All models were explicited as differential equations and numerically solved in the Simulink environment. Results: The proposed neural network was able to control the biomechanical system, driving it to oscillate similarly to a gait, autonomously, using signals from Ib and Ia fibers as inputs. Optimization measures based in muscular enthalpy generation calculations pointed out that the network is capable to operate the biomechanical machinery in regions of best enthalpy generation by velocity or distance relations. Conclusions: The theoretical results of this work present some interesting experimental questions about possible relations between muscle activation patterns and biological scaling. It also gives support to the idea that exist some basic neural architecture involved in the control of biological mechanical processes in vertebrates.

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Venceslau, Sheyla Maurício Maia. "Modelagem matemática de sistemas vibratórios com aplicação de autovalores." Universidade Federal de Sergipe, 2015. https://ri.ufs.br/handle/riufs/6476.

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Abstract:

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The present work aims to contribute to the teaching and learning process of disciplines such as Linear Algebra and Differential Equations, suggesting a study methodology based on mathematical modeling of mechanical systems and application of eigenvalues of problem, as well as encourage high school students to explore mathematics, a revealing and essential science, showing that content such as complex numbers, determinants, trigonometry, etc., some of these mistakenly questioned about its practical utility, can be used for the benefit of people, for example, providing more security and stability to buildings , essential in modern times. Initially, the contents will be displayed formally required for the understanding of vibrating systems with two degrees of freedom to apply them subsequently in the determination of natural frequencies of vibration of a two storey building. Also, a demo will be made of how to calculate the eigenvalues through of computational tools, the softwares MATLAB and R. Using the softwares, the determination of natural frequencies becomes even more practical and thus shows that the application of the problem is quite simple and has obvious practical use. O presente trabalho visa contribuir para o processo de ensino e aprendizagem de disciplinas como Álgebra Linear e Equações Diferenciais, sugerindo uma metodologia de ensino baseada na modelagem matemática de sistemas mecânicos e na aplicação do problema de autovalores, assim como, estimular alunos do ensino médio a explorar a matemática, uma ciência reveladora e essencial, mostrando que conteúdos como números complexos, determinantes, trigonometria, etc, alguns destes equivocadamente questionados quanto a utilidade prática, podem ser usados em benefício das pessoas, por exemplo, proporcionando mais segurança e estabilidade às edi cações, fundamentais nos tempos atuais. Inicialmente, serão apresentados formalmente os conteúdos necessários ao entendimento de sistemas vibratórios com dois graus de liberdade, para posteriormente aplicá-los na determinação das frequências naturais de vibração de um edi- fício de dois andares. Além disso, será feita uma demonstração de como calcular os autovalores através de ferramentas computacionais, os softwares MATLAB e R. Com o uso do software, a determinação das frequências naturais torna-se ainda mais prática e, portanto, mostrar que a aplicação do referido problema é bastante simples e tem utilidade prática evidente.

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Schurt, Leonardo Cesar. "Modelagem matemática e controle multivariável de sistemas de refrigeração por compressão mecânica de vapor." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2012. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/92254.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2009. Made available in DSpace on 2012-10-24T07:11:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 269075.pdf: 2408821 bytes, checksum: b83c51e602e6628ecc809500a40c658c (MD5) O presente trabalho apresenta uma estratégia de controle linear multivariável que atua na rotação do compressor e na abertura da válvula de expansão com a finalidade de controlar tanto a alimentação do evaporador como a capacidade de refrigeração de sistemas de refrigeração por compressão mecânica de vapor. O controlador foi projetado como base em um modelo fenomenológico especialmente desenvolvido para simular o comportamento dinâmico de tais sistemas. O modelo dinâmico foi linearizado de acordo com uma expansão por série de Taylor e utilizado pra projetar um controlador do tipo proporcional-integral baseado no método LQG, que utiliza um estimador de estados do tipo filtro de Kalman. Ensaios experimentais foram realizados em um aparato experimental capaz de controlar a rotação do compressor, a abertura da válvula de expansão e as taxas de transferência de calor no evaporador e no condensador. Os dados obtidos foram utilizados para identificar o sistema térmico, validar o modelo de simulação e avaliar o desempenho do controlador em termos de seguimento de referência e rejeição de perturbações. Verificou-se que o modelo reproduz as tendências experimentais em condições de trabalho distantes do ponto de operação (±30%) com um desvio máximo na faixa de erro de ±10%. Observou-se ainda que o sistema é capaz de seguir as mudanças de referência impostas ao controlador e rejeitar perturbações na carga térmica da ordem de ±25%. Em adição, um segundo controlador foi desenvolvido levando-se em consideração a maximização do COP em seu projeto. Observou-se que ambos controladores impõem dinâmicas muito parecidas às variáveis controladas, de modo que apresentam desempenhos energéticos semelhantes.

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Ferreira, Rosane Gonçalves. "Efeitos do atraso sobre a estabilidade de sistemas mecânicos não lineares." Universidade Federal de Goiás, 2016. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/7498.

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Abstract:

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-06-20T18:27:52Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rosane Gonçalves Ferreira - 2016.pdf: 4272548 bytes, checksum: a5f44a1be60a4ace1d85167dc75c33c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Approved for entry into archive by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2017-07-07T19:47:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rosane Gonçalves Ferreira - 2016.pdf: 4272548 bytes, checksum: a5f44a1be60a4ace1d85167dc75c33c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2017-07-07T19:47:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rosane Gonçalves Ferreira - 2016.pdf: 4272548 bytes, checksum: a5f44a1be60a4ace1d85167dc75c33c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 Vibrations of mechanical systems have a wide field of research, where many work have been dedicated. Such importance is due to the fact that most human activities involve vibrations. It is worth noting that many device can suffer or produce vibrations, such as, machines, structures, motors, turbines. Vibratory systems, generally can produce complex behavior, thus the analysis of such dynamics behavior needs to use sophisticated mathematical tools. The mathematical model assigns important features of real processes with respect to linear and non-linear differential equations. In this work we are interested in the analysis of behavior of delayed mechanical systems. Time delayed can compromise the performance of controls even adding instability in the systems. On the other hand, write choose of delays can improve its performance. Systems with time delay, similar to ordinary systems, are molded by ordinary and/or partial differential equations, but, unlikely ordinary differential equations, delayed differential equations, also known as functional differential equations, are molded on Banach spaces with infinite dimension, which introduce serious difficulty in analysis of stability, since that, the spectra of solution semi-group associated with the linear part of the model can presents infinite eigenvalues. Thus, our contribution of the study of dynamics behavior of such systems will be in two directions. In the first one, we apply the perturbation method of multiple scales in themodel of differential equations, since that the system shows nonlinear vibrations. It is worth noting that the differential analysis used in the stage regarding differential equations in Banach spaces, which has infinite dimension, this approach differ substantially from standards approaches. Then we obtain numerical solutions for the amplitude at steady state using the Newton Raphson method and then we made a numerical analysis of the model of stability with delay and without delay to different parameters, using the Runge-Kuttamethod. As vibrações possuem um campo extenso de estudos, ao quais trabalhos inteiros têm sido dedicados. Tamanha importância deve-se ao fato de que a maioria das atividades humanas envolve vibrações. Muitos sistemas construídos sofrem ou produzem vibração, tais como máquinas, estruturas, motores, turbinas e sistemas de controle. Umsistema vibratório geralmente apresenta comportamento complexo, assim a análise do comportamento dinâmicos envolve o uso de ferramentas matemáticas sofisticadas. O modelo matemático incorpora os aspectos importantes do processo real, em termos de equações diferenciais lineares ou não lineares. Neste trabalho nosso objetivo é analisar o comportamento de um modelo de sistemas mecânicos. Os tempos de atrasos quando presentes em controladores e atuadores podem ser motivo de ineficiência ou mesmo causar a instabilidade do sistema. Porém, o controle adequado desses atrasos pode melhorar o desempenho de sistemas mecânicos. Os sistemas com tempo de atraso, assim como os sistemas ordinários, são modelados por equações diferenciais ordinárias ou parciais, mas diferentemente das equações ordinárias, equações com tempo de atraso, também conhecidas como equações funcionais, são modeladas em espaços de dimensão infinita, o que dificulta enormemente a análise de estabilidade, uma vez que, o espectro do semigrupo solução associado à parte linear do modelo pode apresentar infinitos autovalores. Assim, nossa contribuição ao estudo do comportamento dinâmico de tais sistemas foi feito em duas partes. Na primeira, aplicamos o método de perturbação das múltiplas escalas no sistema de equações diferenciais do modelo, uma vez que o sistema apresenta vibrações não lineares. Nesta parte, é importante ressaltar que a análise diferencial usada foi em um espaço de dimensão infinita, também conhecido como espaço de Banach; esta análise difere substancialmente daquela usada no caso ordinário. Em seguida obtemos soluções numéricas para a amplitude em estado estacionário usando o método de Newton Raphson e depois fizemos uma análise numérica da estabilidade do modelo com atraso e sem atraso para diferentes parâmetros, usando o método de Runge- Kutta.

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Turrin, Bruno Bestle. "Projeto e desenvolvimento de um sistema de controle para um dispositivo de ventilação mecânica pulmonar." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-03052012-122930/.

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Abstract:

A ventilação mecânica pulmonar é a substituição da respiração espontânea de um paciente quando este não realiza ou realiza parcialmente esta tarefa. Esta ventilação é de extrema importância para o tratamento de pacientes em estado crítico em unidades de terapia intensiva e para a manutenção da oxigenação sanguínea durante cirurgias. A ventilação mecânica pulmonar consiste em empurrar os gases para dentro do pulmão de forma controlada, mantendo uma pressão inspiratória ou um volume inspiratório determinado. Além disso, controla o nível de pressão durante a expiração do paciente para manter os alvéolos abertos e dificultar lesões internas. Este trabalho se propõe a caracterizar uma especificação de engenharia para os sistemas de controle de ventilação, se baseando em características fisiológicas do sistema respiratório do paciente saudável e também com patologias conhecidas. São apresentados modelos matemáticos para os sistemas mecânicos responsáveis pela atuação na inspiração e na expiração do paciente, bem como um modelo matemático para o sistema respiratório. Foram desenvolvidos sistemas de controle, baseados no controlador PID, para os principais tipos de modalidades ventilatórias. Os sistemas controlados foram simulados e os resultados são apresentados neste trabalho. Os controles propostos foram implementados em equipamentos de anestesia e UTI projetados na K. Takaoka Ind. Com. Prod. Hosp. LTDA. entre 2008 e 2010 no Brasil, e estão sendo usados hoje nas salas de cirurgia e centros de terapia intensiva pelo Brasil e em alguns países da América do Sul e do Oriente médio. The mechanical ventilation is the replacement of spontaneous breathing of a patient when it does not perform or partially perform this task. This ventilation is extremely important for the treatment of critically ill patients in intensive care units and for the maintenance of blood oxygenation during surgery. The mechanical ventilation consists in pushing the gas into the lungs in a controlled manner, maintaining a determined inspiratory pressure or inspiratory volume. In addition, it has to control the pressure level during the patients exhalation to keep the alveoli opened and prevent internal injuries. This work aims to characterize an engineering specification for the control systems of ventilation, relying on physiological characteristics of the patient\'s respiratory system on healthy subjects and also subjects with known diseases. Here are presented mathematical models for the mechanical systems responsible for acting on the inspiration and expiration of the patient, as well as a mathematical model for the respiratory system. There were developed control systems, based on the PID controller for the main types of ventilation modes. Controlled systems were simulated and the results are presented in this dissertation. The proposed controls were implemented in anesthesia and intensive care equipments designed in K. Takaoka Ind. Com Prod. Hosp. LTD. between 2008 and 2010 in Brazil, and are being used today in the operating rooms and intensive care centers in Brazil and some countries in South America and the Middle East.

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Morales, Marcelo Mecchi. "Modelagem matemática da fluidodinâmica não-newtoniana e bifásica simplificada da hemólise induzida mecanicamente em sistemas de bombeamento centrífugo de sangue." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/98/98131/tde-09012018-075451/.

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Abstract:

A hemólise induzida mecanicamente em sistemas de bombeamento centrífugo é um processo complexo para o qual ainda se almeja um modelo matemático que possa auxiliar eficazmente o desenvolvimento e otimização destes dispositivos médicos. Este trabalho propõe um equacionamento matemático do escoamento do fluido sanguíneo no interior de bombas centrífugas, levando-se em consideração as variações do campo de tensões através de uma abordagem reológica não-newtoniana. A destruição da fase globular é modelada matematicamente por uma distribuição estatística. Tal modelo bifásico simplificado é utilizado em simulações numéricas de experimentos virtuais propostos e padronizados pela comunidade científica internacional especializada. A validação do modelo é realizada através de comparação com resultados referenciais. Os resultados obtidos demonstram um nova possibilidade de solução numérico-computacional para o problema da hemólise por trauma mecânico. Mechanically induced hemolysis in centrifugal pumping systems is a complex process for which a mathematical model is still desired. It can effectively aid the development and optimization of these medical devices. This work proposes a mathematical modeling for the blood flow into centrifugal pumps, taking into account the variations of the stress field through a non-Newtonian rheological approach. The destruction of the globular phase is mathematically modeled by a statistical distribution. Such a simplified two-phase model is used in numerical simulations of virtual experiments proposed and standardized by the international scientific community. The validation of the model is performed through comparison with reference results. The results obtained show a new mathematical solution for the problem of hemolysis induced by mechanical trauma.

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Orsino, Renato Maia Matarazzo. "A contribution on modeling methodologies for multibody systems." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-22062016-160724/.

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Abstract:

Multibody System Dynamics has been responsible for revolutionizing Mechanical Engineering Design by using mathematical models to simulate and optimize the dynamic behavior of a wide range of mechanical systems. These mathematical models not only can provide valuable informations about a system that could otherwise be obtained only by experiments with prototypes, but also have been responsible for the development of many model-based control systems. This work represents a contribution for dynamic modeling of multibody mechanical systems by developing a novel recursive modular methodology that unifies the main contributions of several Classical Mechanics formalisms. The reason for proposing such a methodology is to motivate the implementation of computational routines for modeling complex multibody mechanical systems without being dependent on closed source software and, consequently, to contribute for the teaching of Multibody System Dynamics in undergraduate and graduate levels. All the theoretical developments are based on and motivated by a critical literature review, leading to a general matrix form of the dynamic equations of motion of a multibody mechanical system (that can be expressed in terms of any set of variables adopted for the description of motions performed by the system, even if such a set includes redundant variables) and to a general recursive methodology for obtaining mathematical models of complex systems given a set of equations describing the dynamics of each of its uncoupled subsystems and another set describing the constraints among these subsystems in the assembled system. This work also includes some discussions on the description of motion (using any possible set of motion variables and admitting any kind of constraint that can be expressed by an invariant), and on the conditions for solving forward and inverse dynamics problems given a mathematical model of a multibody system. Finally, some examples of computational packages based on the novel methodology, along with some case studies, are presented, highlighting the contributions that can be achieved by using the proposed methodology. A Dinâmica de Sistemas Multicorpos tem sido responsável por revolucionar projetos de Engenharia Mecânica pela utilização de modelos matemáticos para simulação e otimização do comportamento dinâmico de uma ampla gama de sistemas mecânicos. Estes modelos matemáticos não somente podem fornecer valiosas informações acerca de um sistema que caso contrário poderiam ser obtidas somente através de experimentos com protótipos, como também têm sido responsável pelo desenvolvimento de diversos sistemas de controle baseados em modelo. Este trabalho representa uma contribuição para a modelagem dinâmica de sistemas mecânicos multicorpos por meio do desenvolvimento de uma nova metodologia modular e recursiva que unifica as principais contribuições de diversos formalismos da Mecânica Clássica. A razão para propor tal metodologia é motivar a implementação de rotinas computacionais para a modelagem de sistemas mecânicos multicorpos complexos sem depender de pacotes de software de código fechado e, consequentemente, contribuir para o ensino de Dinâmica de Sistemas Multicorpos nos níveis de graduação e pós-graduação. Todos os desenvolvimentos teóricos são baseados em e motivados por uma revisão crítica da literatura, conduzindo a uma forma matricial geral das equações dinâmicas de movimento de um sistema mecânico multicorpos (que podem ser expressas em termos de qualquer conjunto de variáveis adotado para a descrição dos movimentos realizados pelo sistema, ainda que tal conjunto inclua variáveis redundantes) e a uma metodologia recursiva geral para a obtenção de modelos matemáticos de sistemas complexos, dado um conjunto de equações descrevendo a dinâmica de cada um de seus subsistemas desacoplados e outro descrevendo os vínculos entre estes subsistemas (no sistema) quando acoplado. Este trabalho também inclui algumas discussões acerca da descrição de movimentos (utilizando qualquer conjunto admissível de variáveis de movimento e admitindo qualquer tipo de vínculo que seja passível de descrição por invariantes), e das condições para a solução dos problemas de dinâmica direta e inversa dado um modelo matemático de um sistema multicorpos. Finalmente, alguns exemplos de pacotes computationais baseados na nova metodologia, juntamente com alguns estudos de caso, são apresentados, ressaltando as contribuições que podem ser alcançadas por meio do uso da metodologia proposta.

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Assirati, João Luis Meloni. "Quantização covariante de sistemas mecânicos." Universidade de São Paulo, 2010. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-01072010-130800/.

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Abstract:

Estudamos as restrições impostas pelo princípio da covariância sobre o procedimento de quantização em espaços planos e curvos. Mostramos que o conjunto de todas as quantizações covariantes em espaços planos em coordenadas retangulares é composto de ordenamentos de operadores de posição e momento e exibimos uma parametrização funcional deste conjunto. Deduzimos regras para a quantização covariante em espaços planos em coordenadas gerais. Generalizamos estas quantizações para espaços curvos e mostramos que nestes espaços, além da ambiguidade de ordenamento, surge uma nova ambiguidade relacionada à curvatura. Este novo tipo de ambiguidade explica o surgimento de uma classe grande de potenciais quânticos no problema da quantização de uma partícula não relativística em um espaço curvo. We study the restrictions imposed by the covariance principle on the quantization procedure in flat and curved spaces. We show that the set of all covariant quantizations in flat spaces in rectangular coordinates is composed of position and momentum operator orderings and exhibit a functional parametrization of this set. We deduce rules for the covariant quantization in flat spaces in general coordinates. We generalize these quantizations for curved spaces and show that in such spaces, besides the ordering ambiguity, it appears a new ambiguity related to the curvature. This new kind of ambiguity explains the appearence of a wide class of quantum potentials in the problem of quantization of a non-relativistic particle in curved space.

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João, Antônio. "Modelagem do jogo Lights Out usando sistemas lineares." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2016. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/168188.

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Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Matemática, Florianópolis, 2016. Made available in DSpace on 2016-09-20T05:01:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341762.pdf: 5545712 bytes, checksum: c95ca1d6fe235c1b68bf46acb7cdcfcf (MD5) Previous issue date: 2016 O objetivo deste trabalho é o estudo da álgebra linear aplicada na modelagem e resolução do jogo Lights Out. Para tal, faremos uma breve apresentação sobre os conceitos básicos da álgebra linear referentes a resolução de sistemas lineares. Buscamos aqui modelar um algoritmo que encontre soluções, bem como soluções ótimas para o jogo Lights Out e também mostrar uma possível aplicação matemática na educação básica. Abstract : The objective of this work is the study of linear algebra applied in modelling and solving the Lights Out game. To do this, we will make a brief presentation on the basic concepts of linear algebra related to solving linear systems of equations. Here we seek to model an algorithm to find solutions and optimal solutions for the Lights Out game and also show a possible mathematical application in basic education.

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VILAR, Pablo Bezerra. "Modelagem matemática de varistores de Zno." Universidade Federal de Campina Grande, 2017. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/732.

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Abstract:

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-05-17T23:29:24Z No. of bitstreams: 1 PABLO BEZERRA VILAR – TESE (PPGEE) 2017.pdf: 2044145 bytes, checksum: 067e43ad1834e474f34f9ad7e7d6f16f (MD5) Made available in DSpace on 2018-05-17T23:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PABLO BEZERRA VILAR – TESE (PPGEE) 2017.pdf: 2044145 bytes, checksum: 067e43ad1834e474f34f9ad7e7d6f16f (MD5) Previous issue date: 2017-04-17 Neste trabalho, foram desenvolvidos dois modelos matemáticos capazes de representar o comportamento dinâmico de um varistor de óxido de zinco. Para isso, empregaram-se técnicas de identificação de sistemas que permitiram a criação de modelos que determinem a relação entre corrente e tensão no varistor, sem explicar a física do processo. Para desenvolver e validar o modelo matemático proposto, uma base de dados foi construída com amostras de varistores com diferentes características físicas. Os varistores foram submetidos a sinais de impulsos de corrente com diferentes amplitudes e formas de onda, com tempos de frente variando de 1,5 a 30 μs. A determinação dos parâmetros dos modelos desenvolvidos é realizada a partir do método dos mínimos quadrados, que deve ser aplicado a resposta ao impulso de corrente padrão 8/20 μs. Assim, os modelos desenvolvidos são capazes de representar a resposta dos diferentes varistores utilizando apenas informações que são tipicamente fornecidas pelos fabricantes. Foi também proposto um procedimento de simulação que permite que os modelos desenvolvidos neste trabalho possam ser utilizados no software ATP, que é utilizado para realização de simulação de transitórios em sistemas elétricos. O desempenho dos modelos desenvolvidos foi comparado com o desempenho de modelos tradicionais, observou-se que os desenvolvidos foram capazes de representar a resposta dos varistores superando as limitações dos modelos existentes. O desenvolvimento deste trabalho trouxe como principais contribuições um modelo de varistores completamente funcional e com características únicas em comparação com os já existentes e um procedimento de simulação que permite a interação de modelos matemáticos e sistemas elétricos no ambiente do ATP. In this work, two mathematical models were developed capable of representing the dynamic behavior of a zinc oxide varistor. For this, systems identification techniques were used, that allowed the creation of models that determine relationship between current and voltage in a zinc oxide varistor, without explaining the physics of the process. To develop and validate the proposed mathematical model, a database was constructed with samples of varistors with different physical characteristics. The varistors were subjected to current pulse signals with different amplitudes and waveforms, with front times ranging from 1.5 to 30 μs. The determination of the parameters of the developed models is carried out using the least squares method, which must be applied the response to the standard current impulse 8/20 μs. Thus, the developed models are able to represent the response of the different varistors using only information that is typically provided by the manufacturers. It was also proposed a simulation procedure that allows the models developed in this work to be used on the ATP software, which is used to performer simulations of transients on power systems. The performance of the developed models was compared with the performance of traditional models, it was observed that the proposed models were able to represent the response of the varistors overcoming the limitations of the existing models. The development of this work brought as main contributions, a broad database that characterizes the dynamic behavior of the varistors, a model of varistors fully functional and with unique characteristics in comparison with the existing ones and a simulation procedure allows the interaction of mathematical models and Electrical systems in the ATP environment.

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Herd, Leandro Coelho. "Modelagem matemática do consumo de ar de sangria do sistema pneumático de uma aeronave." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2004. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=665.

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Abstract:

Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta integrada, capaz de auxiliar a investigação da influência causada no sistema pneumático de uma aeronave operacional (Legacy Executive) devido à ampliação do seu envelope de vôo. Considerando que um possível aumento no número de assentos esteja incluído nesta ampliação do envelope de vôo e como tal fato ocorre a elevadas altitudes e a baixas ou altas temperaturas, justifique-se a análise exclusiva dos requisitos de carga térmica, pressurização e ar fresco. Será realizada uma análise do problema, da teoria envolvida e em seguida um modelamento matemático dos requisitos citados anteriormente, sendo a ferramenta desenvolvidas em paralelo com base nas teorias e exemplos resolvidos de várias referências bibliográficas.Resultados serão gerados e análises realizadas, com a finalidade de avaliar a aplicabilidade e o potencial da ferramenta, além de ilustrar a teoria estudada. Destaca-se que o respectivo trabalho não tem um enfoque somente acadêmico (teórico), mas também uma aplicação prática.

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Soares, Anna Ligia Oenning. "Modelagem alternativa para sistemas epidemiológicos." reponame:Repositório Institucional da UFABC, 2010.

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Fioriolli, Jose Carlos. "Modelagem estocástica de sistemas hierárquicos de estoques." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2002. http://hdl.handle.net/10183/2933.

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Abstract:

Esta dissertação apresenta a Modelagem Estocástica de Sistemas Hierárquicos de Estoques (SHEs) como um instrumento de uso gerencial, orientado para a maximização do nível de serviço oferecido aos consumidores finais e a minimização do nível global de estoques em uma cadeia de abastecimento. Tal modelagem envolve otimização de sistemas não-lineares com integrais indefinidas, normalmente tratados através de simulação, dada a impossibilidade de estabelecer uma solução analítica para o problema. Neste trabalho, diferentemente, a solução é obtida através da otimização do sistema, a partir de uma modelagem que estabelece os níveis de estoque-alvo, os pontos de reposição de estoques, os níveis de serviço oferecidos aos consumidores finais e o nível ótimo global de estoques. A sua operacionalização utiliza um aplicativo computacional, projetado e desenvolvido especificamente para este fim. Estruturas hierárquicas, quando otimizadas localmente, em cada um de seus níveis, podem apresentar resultados subótimos em nível global. Assim, não é suficiente identificar os ótimos locais para compor uma solução otimizadora para o sistema. Para resolver esse problema, a maior parte dos pesquisadores utiliza simulação. A qualidade das soluções assim obtidas geralmente é inferior à qualidade da solução obtida mediante otimização global do sistema A presente modelagem tem como objetivo gerar soluções mais qualificadas para o problema da otimização de SHEs. Nesta dissertação, as principais abordagens para otimização de SHEs são apresentadas e analisadas, com destaque para o trabalho de Rosenbaum (1981), cujos resultados, obtidos através de simulação, são comparados com os resultados deste trabalho.

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Junior, José Orlando Balastrero. "Modelagem e otimização de componentes mecânicos em sistemas CAD 3D com o emprego de geometrias paramétricas." Universidade de Taubaté, 2010. http://www.bdtd.unitau.br/tedesimplificado/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=304.

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Abstract:

A utilização de ferramentas computacionais para modelagem de componentes (sistemas CAD) faz parte da realidade da maioria dos setores de desenvolvimento de produtos das empresas. Os sistemas CAD 3D auxiliam na visualização, simulação e análise do comportamento do protótipo digital sob condições reais, antes mesmo da construção do produto ou da peça, permitindo que os fabricantes lancem produtos com maior rapidez e menor quantidade de protótipos físicos. Uma das vantagens na utilização de sistemas CAD 3D é a parametrização dimensional, o que possibilita ganho de tempo durante as modificações do projeto e a validação de novos produtos. Este trabalho apresenta as formas de aplicação de geometrias paramétricas na otimização estrutural e como meio de redução do tempo de desenvolvimento de um projeto. A validação do projeto foi feita através da Análise por Elementos Finitos (AEF), na qual foi possível estabelecer um coeficiente de segurança aceitável para o mesmo com uma redução do seu peso final, de acordo com as necessidades estabelecidas nas diretrizes do projeto. The use of computational tools for modeling of components (systems CAD) is part of the reality of the majority of the sectors of development of products of the companies. Systems CAD 3D before assist in the visualization, simulation and analysis of the behavior of the digital prototype under real conditions, exactly of the construction of the product or the part, allowing that the manufacturers launch products with bigger rapidity and minor amount of physical archetypes. One of the advantages in the use of systems CAD 3D is the dimensional parameterization, what it makes possible time profit during the modifications of the project and the validation of new products. This work presents the forms of application of parametric geometries in the structural optimization and as half of reduction of the time of development of a project. The validation of the project was made through Finite Elements Analysis (FEA), in which it was possible to establish a coefficient of acceptable security for the same with a reduction of its final weight, in accordance with the established necessities as lines of direction of the project.

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Rodrigues, Janderson Rocha. "Modelagem e simulação de microacelerômetro capacitivo." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2011. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1932.

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Abstract:

Este trabalho apresenta a modelagem e simulação de um microacelerômetro capacitivo de silício produzido pela técnica de fabricação em substrato. O princípio de funcionamento do dispositivo é apresentado, assim como, suas características geométricas oriundas do processo de microfabricação. Utilizou-se a descrição generalizada para identificar e subdividir os elementos físicos do dispositivo em termos de suas funcionalidades. Por meio dessa metodologia identificou-se o elemento sensor elástico, o elemento sensor capacitivo e o condicionamento de sinal. As modelagens analíticas estática e dinâmica dos elementos sensores são apresentadas e os modelos obtidos são simulados usando o programa Matlab/Simulink. A validade de cada modelo é discutida e os resultados obtidos são relacionados às principais especificações do dispositivo. O modelo geométrico tridimensional do microacelerômetro é simulado numericamente usando o programa COMSOL Multiphysics. Os resultados obtidos numericamente são comparados com os analíticos e mostram uma excelente concordância, validando os modelos analíticos. .

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Costa, Tatiane Nunes da. "Avaliação numérica e computacional do efeito de incertezas inerentes a sistemas mecânicos." Universidade Federal de Goiás, 2016. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/6308.

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Abstract:

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-09-28T13:05:06Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Tatiane Nunes da Costa - 2016.pdf: 5111300 bytes, checksum: 82d5b13d4c4d57e1f4850a62f149025c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-30T13:03:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Tatiane Nunes da Costa - 2016.pdf: 5111300 bytes, checksum: 82d5b13d4c4d57e1f4850a62f149025c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2016-09-30T13:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Tatiane Nunes da Costa - 2016.pdf: 5111300 bytes, checksum: 82d5b13d4c4d57e1f4850a62f149025c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-25 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Most of the time, modern problems of engineering are nonlinear and, may also be subject to certain types of uncertainty that can directly influence in the answers of a particular system. In this sense, the stochastic methods have been thoroughly studied in order to get the best settings for a given project. Out of the stochastic techniques, the Method of Monte Carlo stands out and, especially the Latin Hypercube Sampling (LHS) which is a simpler version of the same. For this type of modeling, the Stochastic Finite Elements Method (SFEM) is becoming more frequently used, given that, an important tool for the discretization of stochastic fields can be given by the Karhunèn-Loève (KL) expansion. In this work, the following three case studies will be used: A discrete system of 2 g.d.l., a continuous system of a coupled beam type both in linear and nonlinear springs and a rotor consisting of axis, bearings and disks. In this sense, the influence of uncertainties in the systems studied will be checked, using for this, the LHS, SFEM and the KL expansion. The stochastic study in question will be used in the construction of the great project for the rotor problem already presented. Problemas modernos de engenharia, na maioria das vezes são não lineares e, podem também estar sujeitos a certos tipos de incertezas que podem influenciar diretamente nas respostas de um dado sistema. Nesse sentido, os métodos estocásticos têm sido exaustivamente estudados com o intuito de se obter as melhores configurações para um dado projeto. Dentre as técnicas estocásticas, destacam-se o Método de Monte Carlo e, principalmente o Método Hipercubo Latino (HCL) que é uma versão mais simples do mesmo. Para este tipo de modelagem, é cada vez mais utilizado o Método dos Elementos Finitos Estocásticos (MEFE), sendo que uma importante ferramenta para a discretização dos campos estocásticos pode ser dada pela expansão de Karhunèn-Loève (KL). Neste trabalho serão utilizados três estudos de casos, quais sejam: Um sistema discreto de 2 g.d.l., um sistema contínuo do tipo viga acoplada tanto em molas lineares quanto não lineares e um rotor composto por eixo, mancais e discos. Nesse sentido, será verificada a influência de incertezas nos sistemas estudados, utilizando para isto, o método HCL, MEFE e a expansão de KL. O estudo estocástico em questão será empregado na construção do projeto ótimo robusto para o problema do rotor já apresentado.

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Mundim, Jean Luis Campos. "Modelagem da demanda de potência de uma colhedora de feijão." Universidade Federal de Viçosa, 2003. http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/9548.

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Abstract:

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-16T17:01:08Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 797448 bytes, checksum: b7bdda3119ca9a281e897aae1646a663 (MD5) Made available in DSpace on 2017-02-16T17:01:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 797448 bytes, checksum: b7bdda3119ca9a281e897aae1646a663 (MD5) Previous issue date: 2003-10-31 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico A colheita é uma das operações mais importantes no processo de produção de feijão, em razão de seu custo e efeitos sobre a qualidade do produto. Com o objetivo de realizar a modelagem da demanda de potência dos mecanismos internos de uma colhedora de feijão, um modelo de simulação, utilizando a técnica de simulação de sistemas mecânicos, foi implementado e validado. O modelo de simulação foi implementado, utilizando o programa computacional visualNastran 4D 2001 R2, versão 6.4. A máquina simulada foi uma colhedora de arrasto marca MIAC, modelo Double Master, com sistema de trilha em fluxo axial. No modelo matemático da colhedora de feijão, a máquina constituiu-se de 147 componentes rígidos. A taxa de alimentação total (palhas e grãos) da colhedora foi estimada, em função da produtividade média da área, número de linhas enleiradas, espaçamento entre as linhas, velocidade de deslocamento da máquina, e da relação, em massa, de palha e grão da cultura. A massa de produto contida no tanque graneleiro foi obtida, integrando-se a taxa de alimentação do produto à máquina, em função do tempo. O trabalho de preparação da máquina, a instalação e a configuração dos sensores, assim como os testes com a máquina operando em vazio, foram realizados no Laboratório de Mecanização Agrícola e no Laboratório de Projeto de Máquinas e Visão Artificial do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, bem como no Laboratório de Automação Agropecuária da Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG. As avaliações de campo foram realizadas na localidade denominada Varginha, município de Porto Firme, MG. Foi utilizado o feijão (Phaseolus Vulgaris L.) cultivar Vermelho. Em laboratório, foram determinados o torque e a rotação no eixo cardan de acionamento da máquina, na árvore de acionamento do sistema de elevação de grãos e na árvore de acionamento da plataforma de recolhimento. Em condições de campo, além das determinações realizadas em laboratório, determinou-se a velocidade de deslocamento da máquina, a quantidade de produto colhido e o tempo necessário para colhê-lo, a capacidade de colheita e o consumo específico de energia. As potências exigidas em vazio no eixo de entrada da máquina, na plataforma de recolhimento e no sistema de elevação de grãos foram 12,50, 1,22 e 0,17 kW, respectivamente. Em condições de operação, os valores máximos de potência exigida no eixo de entrada da máquina, na plataforma de recolhimento e no sistema de elevação de grãos foram 26,94, 2,50 e 0,32 kW, respectivamente. A máxima capacidade de colheita foi 5,46 t h -1 . O consumo específico médio de energia foi 6,20 kWh t -1 . Comparando-se os valores simulados com os experimentais, para a máquina operando em vazio, o modelo apresentou erros médios de 19,91, 1,55 e 3,21% para a potência requerida no eixo cardan de acionamento da máquina, na plataforma de recolhimento e no sistema de elevação de grãos, respectivamente. Comparando-se os valores simulados com os experimentais, para a máquina colhendo feijão em uma área com produtividade de 1545 kg ha -1 , o modelo apresentou erros médios de 18,18, 11,26 e 17,04% para a potência requerida no eixo cardan de acionamento da máquina, na plataforma de recolhimento e no sistema de elevação de grãos, respectivamente. Comparando-se os valores simulados com os experimentais, para a máquina colhendo feijão em uma área com produtividade média de 1500 kg ha -1 e variação de ±300 kg ha -1 , o modelo apresentou erros médios de 20,39, 16,76 e 13,16% para os valores máximos de potência requerida no eixo cardan de acionamento da máquina, na plataforma de recolhimento e no sistema de elevação de grãos, respectivamente. Comparando-se os valores do erro médio encontrado para a potência simulada com os valores obtidos por outros modelos para cálculo de demanda de potência, o modelo desenvolvido apresentou menores valores de erro médio, sendo, então, considerado satisfatório para simular a potência demandada pela máquina. The harvesting is one of the most important operation of the bean production due to its cost and to the effect on the product quality. The harvesting cost is associated to the power that is necessary to operate the machines used in the process. The objective of this work was to model the power requirement of the bean harvester internal mechanisms. The model was developed using the Mechanical Systems Simulation technique. To develop the model it was used the visualNastran 4D 2001 R2, 6.4 version. The simulated machine was a pull type bean harvester made by MIAC, model Double Master, that works with an axial threshing system. The machine was divided in 147 rigid bodies. The feeding rate was calculated based on the average yield, on the distance between the crop rows, on the number of bean plant rows that were put together forming a row of product to be windrowed, on the machine speed, and on the grain to material-other-than-grain ratio. The simulated mass in the harvester tank was obtained by integrating the rate of harvested product. Field tests were done for model validation. The tests were performed with the machine working with and without load. Torque and speed sensors were installed to measure the power requirement of the machine input power shaft, in the pickup unit shaft and in the bucket elevator. The tests performed with load were done using a red type bean. In the field test it was also measured the speed of the machine using a radar sensor. In each test the mass of the harvested product was measured. The machine input power shaft, the pickup unit and the bucket elevator power with the machine working with no load were 12.50, 1.22 and 0.17 kW, respectively. When harvesting a field with a yield of 1545 kg ha -1 , the machine input power shaft, the pickup unit and the bucket elevator maximum power were 26.94, 2.50 and 0.32 kW, respectively. The maximum harvesting capacity of the machine was 5.46 t h -1 . The average specific energy consumption during the tests was 4.96 kWh t -1 . Comparing the simulated to the experimental results for the machine working with no load, it was found that the errors of the model were 19.91%, 1.55% and 3.21% for the power in the machine input power shaft, the pickup unit and the bucket elevator, respectively. Comparing the simulated results to the experimental ones for the machine harvesting a field with an yield of 1545 kg ha -1 , the errors were 18.18%, 11.16% and 17.04% for the power in the machine input power shaft, the pickup unit and the bucket elevator, respectively. Another set of simulations were performed considering a random variation of the yield of 1500±300 kg ha -1 . Comparing the maximum simulated power using this random input to the experimental maximum power the errors were 20.39%, 16.76% and 13.16% for the power in the machine input power shaft, the pickup unit and the bucket elevator, respectively. Comparing the medium error values found to power requirement with the obtained values in others models to calculation of power requirement, the developed model showed smaller values of medium error, so considered satisfactory to simulate the power requirement by machine. Dissertação importada do Alexandria

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Motyczka, Leonardo Bressan. "Modelagem Matemática Aplicada ao Reposicionamento de Coordenadas GPS em Sistemas de Localização." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2018. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/5564.

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Abstract:

Sistemas de localização e rastreamento de objetos e pessoas a partir da utilização de sistema de posicionamento global (GPS) estão disponíveis nas mais diversas áreas e aplicações. Em muitos casos estes sistemas sofrem diversos problemas em relação, principalmente, a falhas nas informações relacionadas a precisão e periodicidade das coordenadas transmitidas. As coordenadas GPS coletadas de um dispositivo, por exemplo de um carro, deveriam ser sempre localizadas em uma via. No entanto, em decorrência de problemas de comunicação ou de falta de precisão da informação reportada, muitas vezes as posições observadas são deslocadas da sua posição real. Uma das formas de contornar este problema é aplicar modelos matemáticos que permitem realizar o reposicionamento de rotas. Estes algoritmos recebem o nome de Map Matching, o objetivo deste trabalho e realizar o estudo, aplicação e desenvolvimento de técnicas de Map Matching aplicados ao problema de reposicionamento de coordenadas GPS em sistemas de localização e apresentação da rota em um mapa. Os modelos avaliados foram o modelo Ponto-a-Ponto, Ponto-a-Curva, Ponto-a-Curva Greenfeld, sendo ainda proposto uma extensão do modelo Ponto-a-Curva denominado Ponto-a-Curva Modificado. Todos os modelos foram implementados na ferramenta de simulação especialmente desenvolvida para este trabalho e foram realizadas uma série de simulações computacionais. Os resultados foram analisados a partir da definição de critérios específicos necessários para dar conta de um problema de posicionamento de veículos em uma via terrestre. 128 f.

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Neto, Mário Maia. "Modelagem, simulação e otimização de sistemas de extensão emergencial de trem de pouso de aeronaves." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2011. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2933.

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Abstract:

A operação de extensão emergencial do trem de pouso de uma aeronave consiste em um método redundante, dissimilar e independente de extensão do seu conjunto de trem de pouso, operado mecanicamente, no caso de falha do sistema hidráulico principal ou mau funcionamento do sistema elétrico. Por outro lado, o projeto do sistema de extensão emergencial não é único, podendo ser encontrados em diferentes aeronaves sistemas assistidos por molas, por hidráulica auxiliar ou até mesmo por sistema pneumático. O presente trabalho objetiva descrever a modelagem, simulação e otimização de determinados parâmetros relacionados com o sistema hidráulico associado, na condição de operação de emergência, em duas configurações distintas do sistema: um sistema simples não-assistido de extensão por gravidade, denominado de "free-fall", e um sistema pneumaticamente assistido, conhecido como "blow down". Uma vez que sua modelagem envolve diferentes tópicos, como a dinâmica de extensão do trem, a cinemática dos atuadores hidráulicos, a mecânica dos fluidos e até mesmo a determinação do arrasto aerodinâmico, uma revisão bibliográfica aprofundada foi realizada com o objetivo de levantar a formulação necessária para a criação dos modelos parametrizados em MATLAB Simulink e SimHydraulics. Posteriormente, técnicas de otimização discreta e contínua foram empregadas nos modelos MATLAB Simulink, na tentativa de otimizar os amortecimentos dos sistemas, de tal forma a garantir o correto travamento inferior de todas as pernas do conjunto de trem de pouso, assim como a atenuação dos efeitos do impacto sofrido pela estrutura da aeronave, quando o trem de pouso é estendido em uma operação de emergência, por meio do seu sistema alternativo.

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Carrera, Ricardo Ariane Silva. "Modelagem dinâmica e controle de turbinas a gás." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2006. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=336.

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Abstract:

Neste trabalho discute-se o problema de modelagem dinâmica não-linear e o controle de turbinas a gás. O processo de modelagem leva em consideração as peculiaridades dos componentes básicos deste tipo de motor: compressor, câmara de combustão e turbina. Cada subsistema é estudado e depois integrado para compor um modelo não-linear de uma turbina a gás. O objetivo do sistema de controle projetado é regular a rotação do eixo, após solicitação de carga ao sistema, respeitando limites de esforço de controle e temperatura de operação da turbina. O modelo do compressor é baseado no trabalho de Gravdahl e Egeland e, basicamente, refere-se ao modelo de Moore-Greitzer para sistemas de compressão axiais, considerando a dinâmica de eixo nas equações. O modelo termodinâmico de câmara de combustão incorpora as equações de balanço de energia e de massa, utilizando o metano (CH4) como combustível. O modelo de turbina representa apenas a transformação da temperatura e vazão mássica do fluido de trabalho, em potência transmitida ao eixo. A função do controlador é regular a velocidade de rotação, sujeita a uma perturbação de carga, e, simultaneamente, respeitar a capacidade dos atuadores e os limites físicos construtivos do motor, evitando danos permanentes. Para isto são avaliadas diferentes estratégias de controle. A primeira diz respeito à injeção de combustível na câmara de combustão como variável de controle, a segunda usa injeção de ar com temperatura controlada e a terceira discute o problema multivariável e incorpora, à injeção de combustível, o controle do IGV (inlet guide vanes) que se refere à variação de geometria do compressor permitindo, assim, melhor regulação. Os parâmetros do controlador, para tanto, são ajustados por meio de técnicas de otimização não lineares (Nelder-Mead). Para permitir que modificações de parâmetros, estrutura de simulação e técnicas de integração sejam feitas de forma mais rápida e intuitiva, a estrutura modular é implementada em ambiente MATLAB/SIMULINK.

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Parente, Priscila Araújo Barbosa. "Modelagem matemática de sistemas de aeração e oxigenação artificial em lagos e reservatórios." reponame:Repositório Institucional da UFC, 2014. http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/11333.

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Abstract:

PARENTE, P. A. B. Modelagem matemática de sistemas de aeração e oxigenação artificial em lagos e reservatórios. 2014. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental ) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-08T16:15:08Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_pabparente.pdf: 6372205 bytes, checksum: e3e2a502fb07b435d2a1b0972e58d84f (MD5) Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-14T14:52:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_pabparente.pdf: 6372205 bytes, checksum: e3e2a502fb07b435d2a1b0972e58d84f (MD5) Made available in DSpace on 2015-04-14T14:52:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_pabparente.pdf: 6372205 bytes, checksum: e3e2a502fb07b435d2a1b0972e58d84f (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 Due to the progressive degradation of water bodies in general, alternatives have been studied so as to restore their water quality. Artificial aeration/oxygenation by injecting air/pure oxygen in the water (bubble plumes) can be used for this purpose. Hence, this study presents an integral model to evaluate gas transfer from circular bubble plumes in unstratified environments which is based on a radial Gaussian type distribution of plume properties and functional relationships for the entrainment coefficient and factor of momentum amplification due to turbulence. The impact of gas-liquid mass transfer on bubble plume hydrodynamics is investigated considering different bubble sizes, gas flow rates and water depths. Also simulations were run for aeration and oxygenation systems in order to provide the analysis of these effects. The results revealed a significant impact when fine bubbles are considered, even for moderate water depths. Medium bubbles present overall similar behavior as coarse bubbles. Additionally, model simulations also indicate that for bubble plumes with relatively low gas flow rates and high water depths, both dissolution and turbulence can affect bubble plume hydrodynamics, which demonstrates the importance of taking the momentum amplification factor relationship into account. For deeper water conditions, simulations of bubble dissolution using the present model and classical models available in the literature resulted in a very good agreement for both aeration and oxygenation processes. Finally, case studies involving those processes are presented. Devido à degradação progressiva dos corpos hídricos em geral, tem-se dado bastante atenção a alternativas para a recuperação da qualidade de suas águas. Técnicas de aeração e oxigenação artificial via injeção de ar ou oxigênio puro na água (plumas de bolhas) podem ser utilizadas para tal finalidade. Nesse contexto, o presente trabalho desenvolveu um modelo integral para avaliação da transferência de massa de plumas de bolhas circulares em ambientes não estratificados, o qual é baseado em uma distribuição radial do tipo Gaussiana das propriedades do escoamento e em relações matemáticas para o coeficiente de entrada turbulenta e o fator de amplificação da quantidade de movimento devido à turbulência. O impacto da transferência de massa na hidrodinâmica de plumas de bolhas foi investigado considerando diferentes diâmetros de bolha, vazões de gás e profundidades em sistemas de aeração e oxigenação. Os resultados revelaram impacto significativo quando bolhas finas são consideradas mesmo em profundidades moderadas. Bolhas médias apresentaram, em geral, comportamento semelhante ao de bolhas grossas. As simulações também indicaram que, em condições de vazões relativamente baixas e elevadas profundidades, dissolução e turbulência podem afetar a hidrodinâmica da pluma de bolhas, o que demonstra a importância de se levar o fator de amplificação da quantidade de movimento em consideração. Simulações utilizando o modelo proposto e modelos clássicos disponíveis na literatura resultaram em boa concordância tanto para processos de aeração quanto de oxigenação. Finalmente, foram apresentados estudos de caso para os dois processos.

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Chiodelli, Luciano. "Modelagem matemática caixa cinza de rotores elásticos MEMS sob perturbações térmicas." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2013. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/1825.

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Abstract:

O desempenho comportamental de dispositivos MEMS (Sistemas Micro Eletro Mecânicos) baseados em deformação elástica pode ser modificado conforme a temperatura ambiente onde o mesmo está inserido. A compreensão do desempenho comportamental destas estruturas permite avaliar o grau de influência da variação térmica, além de verificar a funcionalidade das mesmas. As estruturas alvo são dois micros rotores utilizados nos atuadores comb-drive, tais como ponte dupla e dobradiça com tipologia simples e deslocamento unidirecional. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi obter um modelo comportamental estimado de micro rotores MEMS fundamentado na teoria de Identificação de Sistemas através de técnicas de modelagem matemática caixa cinza em diferentes temperaturas. A representação matemática utilizada corresponde aos modelos matemáticos auto regressivos com entradas e saídas exógenas. Os parâmetros dos modelos estimados são obtidos utilizando o método dos Mínimos Quadrados (MQ), sendo os dados processados em lote. Os testes experimentais das estruturas utilizadas foram realizados em uma plataforma experimental desenvolvida na ferramenta computacional que utiliza o método de elementos finitos, usando como teste um sinal degrau e um sinal degrau contaminado com ruído. Os índices de erro relativo, raiz do erro quadrático médio e a validação cruzada foram utilizados para validar os modelos estimados. O modelo estimado resultante apresentou um desempenho satisfatório quando foi comparado com os dados experimentais e com um modelo fenomenológico do processo. Desta forma, o modelo estimado obtido a partir dos dados no processo de fabricação, quando comparado com o modelo fenomenológico, auxilia o projetista de MEMS na melhora da qualidade do desempenho dessas estruturas. 96 f.

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Waller, Dalciana Bressan. "Metodologia splid : identificação de modelos lineares utilizando splines - caso monovariável." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2013. http://hdl.handle.net/10183/109148.

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Abstract:

A identificação de sistemas é uma etapa de fundamental importância para o entendimento de dinâmicas e o projeto de controladores. Diversas técnicas de identificação de sistemas LTI são consolidadas para uso, mas ainda apresentam lacunas para identificar modelos a partir de dados corrompidos com distúrbios não medidos. Outro aspecto é que características previamente conhecidos do sistema (p.ex., resposta inversa, sobre-elevação, etc.), nem sempre podem ser incorporadas ao modelo para auxiliar na obtenção de um modelo com essas metodologias. Como proposta para suprir essas limitações, é apresentada nesse trabalho, a metodologia Splid, que considera informações previamente conhecidas sobre o sistema e promove a utilização de curvas splines de interpolação para prever o comportamento da resposta de saída de diferentes sistemas LTI a uma perturbação tipo degrau, variando a altura dos nós da spline, variável a ser encontrada pela formação de um problema de otimização. Primeiramente foram realizados testes com sistemas de dinâmica conhecida, explorando graficamente as curvas de saída frente à perturbação tipo degrau unitário, obtidas aplicando-se diferentes tipos de splines, número de nós e dos parâmetros específicos de splines, com o intuito de balizar os parâmetros do algoritmo. Em seguida, a metodologia ajustada foi aplicada para identificar plantas com dinâmica conhecida, para fins de verificação da eficácia do método. Diferentes formulações de função objetivo foram testadas na etapa de identificação e validação dos dados, verificando o efeito da minimização do quadrado da derivada do erro e comparando com a abordagem tradicional, que contempla apenas o erro quadrático. Para consolidar os estudos desenvolvidos nestas etapas, a metodologia Splid foi aplicada na identificação do modelo de uma planta real de 2 tanques com aquecimento, cujos dados apresentavam distúrbios não compensados. System identification is one of the most important issues for understanding system dynamics and control system design. Several methods for identification of linear systems have been broadly used until now. Nevertheless, these algorithms have difficulty to identify models from data containing non-measured disturbances, a very common situation in industry, and most methods do not consider the inclusion of known system characteristics into the identification algorithm, such as overshoot or inverse response. In order to overcome these situations, the Splid methodology is proposed, which employs splines to identify linear models. The idea is to obtain splines that well represent the step response of systems with different dynamic behaviors by varying the height of the spline knots, in an optimization problem. In the first part of this work, some tests were accomplished with known systems, in order to explore the splines that could represent the system step response, by selecting the number of knots, spline parameters and knots coordinates. The next step was to apply the Splid methodology to identify the model from a data set obtained with a perturbation design with these known systems, to check the validity of the method. It was tested different formulations of objective function: it was compared the results of minimizing the square of the derivative of the error with the conventional approach, of minimizing the square of error. In order to verify the methodology, it was applied to identify the model of a laboratorial plant of two heated tanks, which contained non-measured disturbs.

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Mantai, Rubia Diana. "Modelagem matemática da produção em aveia pelo aproveitamento do nitrogênio nos sistemas de cultivo." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2013. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/1639.

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No sul do Brasil a aveia branca é considerada um cereal de múltiplos propósitos. Como cobertura proporciona melhorias nas condições físico-químicas do solo. Na alimentação animal evidencia grande qualidade nutricional tanto no pastejo direto ou processado na forma de feno e silagem. No consumo humano vem recebendo grandes destaques por representar propriedades que qualificam o grão da aveia como alimento funcional. No entanto, para que a produção de biomassa da planta e dos grãos seja maximizada a adubação nitrogenada é fundamental, visto que, é o nutriente mais solicitado pela aveia. Portanto, um fator decisivo na qualidade e produtividade da cultura. Neste contexto, a dose ajustada de N a ser disponibilizada deve ser investigada buscando minimizar os excessos que comprometem a qualidade ambiental e oneram o produtor, e o que representaria um déficit que compromete a máxima expressão de biomassa e grãos. O objetivo deste trabalho é apresentar modelos que permitam elucidar a dinâmica de expressão nos caracteres de produção da aveia branca pelo aproveitamento de N-fertilizante e residual nos sistemas de cultivo e que evidencie alta e reduzida relação C/N como cobertura residual. Assim, buscar nesta espécie um ajuste mais aprimorado de interação com o nitrogênio buscando maximizar a produção e acúmulo de matéria seca total ao longo do desenvolvimento da planta associada a estímulos agrometeorológicos para inferências às condições regionais do noroeste do estado do Rio Grande do Sul. O experimento foi conduzido em condições de campo no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural/IRDeR, localizado em Augusto Pestana, RS, pertencente ao Departamento de Estudos Agrários da UNIJUÍ. Os experimentos foram conduzidos em duas safras agrícolas em delineamento experimental de blocos casualizados com quatro repetições de arranjo fatorial 4 X 2 no sistema soja/aveia e milho/aveia. Neste sentido, as fontes de variação e seus respectivos níveis estão assim representadas: Doses de nitrogênio: 0, 30, 60 e 120 kg ha-1 e Cultivares de Aveia: Barbarasul e Brisasul avaliadas nos anos de 2011 e 2012. As equações lineares mostraram que a maior tendência de crescimento frente a taxa diária de produção de biomassa dia-1 nas doses de N-fertilizante pelas cultivares de aveia nem sempre estão diretamente ligadas a maior produtividade de grãos. Portanto, a análise da taxa de biomassa na análise do aproveitamento do nitrogênio deve ser acompanhada dos valores médios de rendimento de grãos. Além disto, observa-se que a cultivar Brisasul se mostra como de maior eficiência fisiológica no aproveitamento do N para a produção de grãos independente do sistema e anos de cultivo. Para a interpretação da dinâmica do nitrogênio nos componentes fisiológicos da aveia, verificou-se que as equações lineares são as que melhor descrevem o rendimento biológico e de palha, mostrando acréscimos nas variáveis estudadas quando a dose disponibilizada variando de 0 até 120 Kg de nitrogênio por hectare. Por outro lado, as equações quadráticas se mostraram ajustadas em explicar o rendimento de grãos e o índice de colheita nos distintos anos de cultivo. No sistema soja/aveia como o milho/aveia as modificações ocorridas nos caracteres da inflorescência da aveia pelo incremento das doses de adubação nitrogenada qualificam a massa de panícula e de grãos da panícula como as de maior sensibilidade em promover alterações. Inclusive, a correlação e trilha no ambiente com baixa relação C/N mostraram eficiência da massa de grãos em trazer maiores efeitos diretos positivos no rendimento de grãos, assim como, no índice de colheita, com elevados efeitos diretos sobre o RG e indiretos via massa de grãos da panícula. Os modelos de regressão linear múltipla qualificam a estimativa da produção de grãos, principalmente, quando incluído no modelo a dose do N-fertilizante e ao menos uma ou mais varáveis da panícula. Portanto, em condição com baixa relação C/N o índice de colheita da panícula se mostra eficiente para inclusão no modelo múltiplo, e em doses de N mais elevadas, sugere também a inclusão do NGP. Contudo, em ambiente de alta relação C/N, indica-se o índice de colheita da panícula independente das doses empregadas. Contudo, num modelo geral, o N e o sistema de cultivo são variáveis significativas para uso pela regressão múltipla. Os coeficientes de desenvolvimento do trigo que foram validados e que empregam a temperatura e o fotoperíodo para simulação se mostraram indicados para uso em aveia nestas condições de cultivo. Portanto, o modelo WE-Streck empregado para simular o desenvolvimento de trigo se mostrou adequado quando empregado para aveia. 164 f.

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Ost, Augusto. "Modelagem matemática do conjunto ESC-motor-hélice de um VANT utilizando identificação de sistemas." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2015. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/3281.

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Abstract:

Os multirrotores vêm sendo usados como plataforma padrão para a pesquisa de mobilidade e percepção tridimensional. Seu baixo custo e facilidade para sua construção destacam-se. Eles são utilizados no setor agrícola, em pesquisas climáticas, exploração de minérios, guarda costeira e policiamento urbano, telecomunicações, energia, televisão e cinema e entretenimento. Os multirrotores são compostos por braços, onde todos os movimentos da aeronave são dependentes do conjunto ESC (Controle Eletrônico de Velocidade) – Motor – Hélice. No entanto, boa parte dos trabalhos abordam sistemas de controle, deixando de lado a modelagem matemática da estrutura da aeronave. Este trabalho aborda a modelagem matemática do conjunto ESC-Motor-Hélice, a fim de obter um modelo que descreva de forma satisfatória a dinâmica do conjunto. Foi realizado o estudo de cada um dos componentes do conjunto e apresentadas as suas principais características e funcionalidade dentro do conjunto. Construiu-se uma plataforma de testes, a qual possibilitou obter os dados necessários para a modelagem matemática. Os dados foram coletados em forma de uma série temporal. Sendo usados testes de estacionariedade, função de autocorrelação e função de autocorrelação parcial, os quais possibilitaram determinar a estrutura e a ordem dos modelos autoregressivos. Para a estimação dos parâmetros foi escolhida a metodologia da identificação de sistemas. A comparação de resultados experimentais e de simulação computacional ilustraram as características do modelo proposto. 123 f.

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TCHAMABI, Christine Carine. "Modelagem matemática e conectividade físico-biogeoquímica dos sistemas insulares Rocas-Noronha no Atlântico tropical." Universidade Federal de Pernambuco, 2017. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/25018.

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Abstract:

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-07-05T20:54:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Christine Carine Tchamabi.pdf: 11335817 bytes, checksum: eb21c463e69dfd534cdc017cb583c6ea (MD5) Made available in DSpace on 2018-07-05T20:54:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Christine Carine Tchamabi.pdf: 11335817 bytes, checksum: eb21c463e69dfd534cdc017cb583c6ea (MD5) Previous issue date: 2017-03-16 FACEPE A influência da presença do arquipélago de Fernando de Noronha (FN, 3°51'S-32°25'W) e do Atol das Rocas (AR, 3°52'S-33º49'W) sobre a estrutura físico-biogeoquímicano Atlântico tropical foi investigada utilizando-se dados in situ, observações de satélites e técnicas de modelagem matemática e simulação numérica. Inicialmente, para examinar os efeitos das presenças das ilhas sobre a circulação e estrutura termohalina, o modelo Regional Ocean Modeling System (ROMS) foi empregado com alta resolução horizontal (1/70º) para simular dois cenários climatológicos distintos: com a presença de FN e AR (cenário I); e com a remoção artificial das ilhas (cenário NI). Os resultados das simulações do cenário I, validados a partir da comparação com dados de observação, indicam que as instabilidades geradas pelos obstáculos (ilhas) dão origem ao desenvolvimento de turbilhões a jusante de FN e AR (von Karman Street), na esteira do ramo central da Corrente Sul Equatorial (cSEC). Essas estruturas de mesoescala têm influência sobre as propriedades termodinâmicas das águas em torno dessas ilhas, incrementando a mistura vertical na base da camada de mistura e induzindo um resfriamento subsuperficial, particularmente no período em que a cSEC é fortalecida. Os resultados das simulações biogeoquímicas (ROMS-PISCES, Pelagic Interactions Scheme for Carbon and Ecosystem Studies) confirmam a importância desses processos, indicando um aumento da concentração de clorofila-a e de nutrientes a jusante de FN e AR. Os resultados indicam que as anomalias físico-biogeoquímicas induzidas pela presença das ilhas contribuem para a redução do fluxo de CO2liberado do oceano para a atmosfera, decorrente principalmente da redução da pCO2 no mar pelo incremento da ação fotossintética na região. Por fim, os resultados das simulações físicas foram acoplados ao modelo lagrangeano IBM-ICHTHYOP (Individual-Based Model – ICHTHYOP). Estas últimas simulações, realizadas considerando-se como exemplo o ictioplancton do Dentão (Lutjanus jocu), indicaram que a retenção de larvas ocorre nos dois sistemas insulares ao longo de todo o ano, sendo mais numa vez fortemente correlacionada com a variabilidade da cSEC. Os resultados confirmam a existência de conectividade superficial entre o arquipélago de Fernando de Noronha e do Atol das Rocas. The influence of the presence of Fernando de Noronha archipelago (FN, 3°51'S-32°25'W) and Rocas Atoll (AR, 3°52'S-33º49'W) in physical biogeochemical parameters in the tropical Atlantic has been investigated using in situ data, satellite observations, mathematical modeling techniques and numerical simulation. Initially, to examine the effects of the presence of islands on the circulation and thermohaline structure, the model Regional Ocean Modeling System (ROMS) was employed with high horizontal resolution (1/70º) to simulate two distinct climatological scenarios: I); and with the artificial removal of islands (scenario NI). The results of the simulations of scenario I, validated through the comparison with observation data, indicate that the instabilities generated by obstacles (islands) give rise to the development of eddies downstream of FN and AR (von Karman Street) in the wake of the central branch of the South Equatorial Current (cSEC). These mesoscale structures have a strong influence on the thermodynamic properties of water surrounding of these islands, increasing vertical mixingat the base of the mixed layer and inducing a subsurface cooling, particularly in the period in which the cSEC is strengthened. The results of the biogeochemical simulations (ROMS-PISCES, Pelagic Interactions Scheme for Carbon and Ecosystem Studies) confirm the importance of these processes, indicating an increase in the concentration of chlorophyll-a and nutrients downstream of FN e AR. The analysis of results indicates that the physico-beogeochemical anomalies induced by the presence of islands contribute to the reduction of CO2flux released from ocean into the atmosphere, resulting mainly on the reduction of the partial pressure of gas at sea by the increase of photosynthetic action in the region. Finally, the results of the physical simulations were coupled withthe Lagrangian model IBM-ICHTHYOP (Individual-Based Model – ICHTHYOP). These last simulations, performed considering the ichthyoplankton Dog Snapper (Lutjanus jocu), showed that the retention of larvae occurs on both insular systems throughout the year, being once again strongly correlated with the variability of the cSEC. The results confirm the existence of superficial connectivity between the Fernando de Noronha archipelago and Rocas Atoll.

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Zamberlan, Camila Valandro. "Modelagem matemática de um atuador pneumático para aplicação em um mecanismo articulado." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2013. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/1824.

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Abstract:

O presente trabalho trata da modelagem matemática de um atuador pneumático elaborado para compor um mecanismo articulado. Tal mecanismo é utilizado para acionamento de uma ferramenta e está inserido em um projeto executado pela Unijuí Campus Panambi, oriundo de uma parceria entre a Associação IPD e a CELPE (Companhia Energética de Pernambuco), desenvolvido no âmbito do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico do Setor Energético regulado pela ANEEL (código ANEEL PD-0043- 0311/2011). A utilização da pneumática inclui aplicações na construção de máquinas, ferramentas, máquinas agrícolas, sistemas de transporte, processamento de alimentos entre outros. Dentre os benefícios do uso da pneumática, considera-se que por ser limpa, de baixo custo, de alta relação potência por massa e de flexibilidade na instalação, torna-se atrativa para diversas aplicações em equipamentos manuais ou móveis. Entretanto, as características não lineares do sistema causam dificuldades no controle e podem ocasionar danos ao desempenho do sistema se não consideradas no projeto. Dentre as características não lineares, considera-se com maior ênfase neste trabalho a zona morta, o efeito da compressibilidade do ar, a vazão nos orifícios da válvula e o atrito nas vedações. A modelagem matemática é importante para fins de simulações computacionais utilizadas em análises de comportamento das variáveis de estado do sistema. Foram estudados modelos matemáticos utilizados anteriormente em acionamentos pneumáticos e a partir daí foi obtido um modelo matemático não linear de 5ª ordem que permite simular o comportamento dinâmico do atuador objeto deste estudo. O referido modelo reúne equações da servoválvula bem como do cilindro pneumático construído para compor o mecanismo apresentado. Os parâmetros da zona morta e do atrito foram obtidos experimentalmente e encontram-se descritos detalhadamente no decorrer deste trabalho. O modelo adotado foi validado em testes experimentais em malha aberta e são apresentados gráficos que ilustram as características do modelo, comparando o comportamento experimental do atuador com os resultados da simulação computacional. Esta pesquisa contribui para o desenvolvimento e aperfeiçoamento de equipamentos pneumáticos. 89 f.

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Sislian, Rodrigo. "Estudo de sistema de limpeza CIP usando identificação de sistemas." [s.n.], 2012. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266701.

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Abstract:

Orientadores: Flávio Vasconcelos da Silva, Rubens Gedraite Dissertação (mestrado) - Universidade Estaual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Made available in DSpace on 2018-08-21T17:13:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sislian_Rodrigo_M.pdf: 5208613 bytes, checksum: 98e7f9c71ee28be7ab6cc618b41ea7bd (MD5) Previous issue date: 2012 Resumo: A presença de resíduos em superfícies mal higienizadas pode aumentar a incidência de microrganismos e ocasionar problemas operacionais nos equipamentos de processo. A identificação da dinâmica do processo pode contribuir para a melhoria da sua eficiência, racionalizando o uso de água e energia empregada nas operações de enxágue. Atualmente, a maioria dos processos de limpeza CIP é conduzida com base em procedimentos padronizados considerando a experiência dos operadores de processo no que tange ao tempo de funcionamento do ciclo. Este trabalho aborda, em um primeiro momento, a implantação da instrumentação e do sistema de controle necessários para monitorar e controlar o processo e, na sequência, o levantamento experimental do comportamento do sistema a estímulos na vazão e/ou temperatura de operação do processo. Para tal foi utilizado um trocador de calor instalado em planta piloto com o objetivo de relacionar, ao longo do tempo, a variação da alcalinidade (pH) da água empregada para remoção do detergente alcalino utilizado no processo de limpeza com a temperatura e vazão da mesma. Neste trabalho a planta utilizada possui dimensões de uma planta semi-industrial típica; tal característica possibilita que se considerem as dinâmicas e fenômenos encontrados em plantas reais, obtendo-se resultados de grande interesse prático. Os equipamentos utilizados (sensores, interfaces e atuadores) são padrão de mercado, adequadamente combinados e instalados de maneira a permitir o estudo de vários aspectos relacionados às etapas de um processo CIP. Testes foram realizados na planta partindo dos parâmetros de sintonia calculados pelo método ITAE por Rovira para o controle de vazão do fluido de processo. Os valores finais dos parâmetros PID que apresentaram o melhor resultado e foram utilizados na planta foram: Kp= 2,68 e Ti= 0,101 s. Devido à diferença na dinâmica para aumento e redução da temperatura para o controle de temperatura do fluido de processo, partiu-se dos parâmetros de sintonia calculados pelo Método CHR sem sobre valor. Os valores finais dos parâmetros PID que apresentaram o melhor resultado nos testes e foram utilizados na planta foram: para o aumento da temperatura Kp = 6,394, Ti = 3,640 s e Td=0,621 s, e para a diminuição da temperatura, foi utilizado o controlador proporcional com o parâmetro Kp = 0,08. A cinética da remoção foi avaliada a partir da variação do pH medido. Foram identificadas as dinâmicas da planta para diferentes condições operacionais que mostram que os parâmetros dinâmicos do sistema são fortemente influenciados pelas vazões e pouco afetados pelas temperaturas utilizadas, com maior contribuição para valores mais elevados de vazão (16 L.min-1), onde há menor consumo de água. Apesar de a identificação aproximada apresentar um modelo (com erro) que representa a resposta do processo, motivou-se o uso de uma metodologia de identificação mais refinada com o objetivo de comparação. Esta foi obtida através de modelos baseados no sistema de Inferência Fuzzy Neuro-Adaptativo (ANFIS) através do aplicativo Simulink/MATLAB'MARCA REGISTRADA'. Os resultados obtidos com os modelos foram validados por comparação com os dados experimentais. Para este processo duas entradas (a saída atrasada em uma amostragem - pH [k-1] - e a vazão atual - F[k]) e uma saída (o pH atual - pH[k]) para o treinamento da rede, mostraram ser mais adequadas para modelar a resposta da dinâmica do pH na etapa de enxague estudada. O erro médio foi de 0,011 quando comparados os dados experimentais coletados com o modelo obtido (tanto com o uso do algoritmo Grid partition quanto com o algoritmo Subtractive Clustering e com o uso de 3 ou 5 funções de pertinência do tipo triangular) Abstract: The presence of residues in poorly cleaned surfaces may increase the micro-organisms incidence and cause operational problems in process equipments. The process dynamics identification can contribute to improve efficiency, rationalizing the energy and water used in rinsing operations. Nowadays, most of CIP cleaning process is conducted based on standard procedures considering the process operators' experience regarding the operating time cycle. This paper discusses, at first, the instrumentation and control system implementation required to monitor and control the process and, after that, the experimental tests to analyze the system behavior to stimuli in flow and/or process operating temperature. For that it was used a heat exchanger installed in a pilot plant in order to relate, over time, the water alkalinity (pH) variation used to remove alkaline detergent used in the cleaning process with the temperature and flow rate of the same. The plant used in this study has the typical dimensions of a semi-industrial plant; this characteristic makes it possible to consider the dynamic and phenomena found in real plants, obtaining results of great practical interest. It was used industry standard equipments (sensors, actuators and interfaces) properly combined and installed so as to allow the study of various aspects related to the CIP process stages. Tests were done in the plant starting with the tuning parameters calculated by the ITAE by Rovira method to control the process fluid flow. The final PID parameters values that presented the best results and were used in the plant were: Kp = 2.68 and Ti = 0.101 s. Due to the difference in dynamics for increasing and decreasing temperature to control the process fluid temperature, It was started from the tuning parameters calculated by the CHR method without over value. The final PID parameter values that had the best results in the plant and were used were: for the temperature increase Kp = 6,394, Ti = 3,640 s and Td=0,621 s, and for decreasing temperature it was used a proportional controller with the parameter Kp = 0.08. The kinetics removal was evaluated starting from the measured pH variation. The plant dynamics were identified for different operating conditions which shows that the system's dynamic parameters are strongly influenced by the flow and little affected by the temperatures used, with a greater contribution for higher flow levels (16 L.min-1), where there is less water consumption. Although the approximate identification provide a suitable model (with error) that represents the process response, there was a motivation for the use of a more refined identification methodology with the objective of comparing. It was obtained by Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) model-based via Simulink/MATLAB'TRADE MARK' software. The results obtained with those models were validated by comparison with the experimental data. For this process two inputs (the output delayed by one sample - pH [k-1] - and the current flow - F[k]) and one output (the current pH - pH [k]) to the network training, revealed to be more appropriate to model the pH dynamics response in the rinse step studied. The average error was 0,011 when comparing the experimental collected data with the obtained model (either using the Grid Partition algorithm and the Subtractive Clustering algorithm and using 3 or 5 triangular membership functions) Mestrado Sistemas de Processos Quimicos e Informatica Mestre em Engenharia Química

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Romio, Leugim Corteze. "Modelagem matemática do tempo de vida de baterias utilizando a teoria de identificação de sistemas." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2013. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/1673.

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Nas últimas décadas, a utilização de dispositivos móveis tem aumentado signi cativamente devido a sua principal característica, a mobilidade, que é obtida com o auxílio de uma fonte de energia denominada bateria. No projeto de dispositivos portáteis, o tempo de vida das baterias é considerado uma das características mais importantes, pois informa a quantidade de tempo que o dispositivo permanecerá operacional sem a necessidade de ligá-lo a uma fonte de alimentação externa. Neste contexto, é importante possuir algum método capaz de predizer o tempo de vida das baterias e, consequentemente, do sistema alimentado por elas. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um modelo matem ático que realiza a predição do tempo de vida de baterias, utilizadas em dispositivos móveis, através da teoria de Identi cação de Sistemas. Para a realização da modelagem foram utilizados dados experimentais coletados de uma plataforma de testes considerando uma bateria de Lithium-Ion, modelo BL-5F, presente em telefones celulares Nokia modelo N95. Os modelos foram implementandos computacionalmente no software Matlab com o auxílio da caixa de ferramentas denominada Ident. O modelo identi cado pertence a estrutura de modelos paramétricos lineares e é do tipo Auto-Regressivo com entradas eXternas (ARX) em tempo discreto. Em um segundo momento este modelo ARX em tempo discreto é convertido para tempo contínuo utilizando o discretizador Tustin. Por m, os modelos ARX em tempo discreto e em tempo contínuo são comparados com o modelo de Rakhmatov e Vrudhula, que é o modelo analítico de alta acurácia encontrado na literatura para predição do tempo de vida de baterias utilizadas em dispositivos móveis. A partir dos resultados das simulações constatou-se que o modelo ARX, em tempo discreto, é o mais acurado, quando comparado com o modelo de Rakhmatov-Vrudhula, apresentando um erro médio de 3, 39%. 95 f.

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Andreeto, Junior Edie. "Modelagem matemática das deformaçoes geométricas de um desktop scanner visando sua aplicaçao na fotogrametria." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2003. http://hdl.handle.net/1884/43856.

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Abstract:

Orientador : Edson Aparecido Mitishita Co-orientador : Claudia Robbi Sluter Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná Resumo: Este trabalho trata da calibração geométrica de desktop scanners e sua aplicação em fotogrametria. Foram testadas metodologias no intuito de parametrizar as distorções geométricas causadas pelo sistema optico-mecânico do equipamento no processo de conversão de imagens analógicas em digitais. Verificou-se a influencia de tais distorções na orientação interior e exterior de aerofotos. O estudo apresenta dois métodos de correção de todas as foto-coordenadas das imagens digitalizadas e um método para geração de imagens geometricamente corrigidas. O equipamento estudado e um EPSON 1640XL, com resolução de hardware de 1600 dpi, utilizando uma placa de calibração de um estéreo - restituidor WILD AIO. Abstract: This work presents some results about desktop scanner geometric calibration and its application to photogrammetry. Some methodologies were tested in order to set parameters for geometric distortions caused by analogue to digital image conversion process. The influence of this distortions in the interior and exterior orientation of aerial photographs was verified. This study presents two methods for correcting every photo-coordinates of the scanned imagery and one method for generating geometrically corrected image. The device studied is an EPSON 1640XL, with 1600 dpi hardware resolution, using a WILD A-10 stereo-plotter calibration glass plate.

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Maciel, Benedito Carlos de Oliveira. "Modelagem e identificação de aeronaves via abordagem de sistemas lineares com parâmetros variantes." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2008. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=710.

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Abstract:

Este trabalho propõe a investigação da aplicação das metodologias de Identificação de Sistemas na mecânica do vôo, com ênfase no desenvolvimento de estruturas de modelos e métodos de estimação de parâmetros no domínio do tempo, através da análise de dados de simulação e dados obtidos em ensaios em vôo. Isso possibilita a completa modelagem aerodinâmica, ou seja, a determinação das derivadas de estabilidade e controle, as quais desempenham um papel preponderante no comportamento dinâmico de uma aeronave. A abordagem de sistemas Lineares com Parâmetros Variantes (LPV), cuja teoria tem sido motivada por problemas de controle que exigem a estratégia de escalonamento de ganhos (Gain- scheduling), é uma maneira sistemática de se representar uma família de modelos lineares e não-lineares. Além disso, nessa abordagem os projetos de controladores e observadores de estado são baseados em técnicas de Desigualdades Matriciais Lineares (LMI, do inglês Linear Matrices Inequalities), que são uma valiosa alternativa aos métodos analíticos, uma vez que os problemas podem ser resolvidos de maneira exata por eficientes algoritmos de otimização convexa.Desse modo, a utilização da representação LPV no contexto da identificação de sistemas possibilita a validação dessa classe de modelos e abre perspectivas para melhorias no próprio processo de estimação paramétrica.

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Machado, Marlon Vinícius. "Modelagem matemática do tempo de vida de baterias utilizando modelos autorregressivos." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2014. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/2247.

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Abstract:

Atualmente, o uso de dispositivos móveis tem aumentado signi cativamente devido a mobilidade, obtida com o auxílio de uma fonte de energia denominada bateria, e a facilidade ao acesso a rede sem o, proporcionada por estes aparelhos. Conhecer o tempo pelo qual a bateria consegue manter o dispositivo em funcionamento, ou seja, seu tempo de vida, tem sido de fundamental importância no desenvolvimento de dispositivos móveis. Sendo assim, conhecer algum método capaz de predizer este tempo de vida da bateria se torna muito importante. Com isto, neste estudo busca-se obter um modelo matemático que realiza a predição do tempo de vida de baterias utilizadas em dispositivos móveis, a partir da aplicação da teoria de Identi cação de Sistemas. Esta modelagem é realizada através de dados experimentais obtidos de uma plataforma de teste, considerando baterias do tipo Lítio-Íon, da marca Nokia, modelo BL-5F, presente em telefones celulares Nokia, modelo N95. A implementação dos modelos foi realizada na ferramenta computacional MatLab, com o auxílio da caixa de ferramentas denominada Ident. O modelo obtido pelo estudo, como o mais acurado, pertence a família de modelos paramétricos lineares, sendo do tipo AutorRegressivo (AR) no domínio de tempo discreto. Este modelo tamém foi convertido para o domínio de tempo contínuo, sendo seu melhor resultado obtido pelo discretizador Tustin. Por m, os modelos AR em tempo discreto e tempo contínuo foram comparados ao modelo analítico de Difusão de Rakhmatov e Vrudhula, considerado na literatura técnica como o modelo analítico mais acurado. O modelo AR em tempo discreto apresentou-se o mais acurado com um erro médio de 0,72%. 85 f.

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Filho, Francisco de Assis Correa Burlamaqui. "Modelagem dinâmica e desenvolvimento de um sistema de controle supervisório para uma turbina a gás." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2012. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2025.

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As turbinas a gás são uma importante máquina geradora de potência, fornecendo propulsão mecânica para os transportes aéreos e marítimos, bem como utilizadas na geração de energia elétrica. Para realizar o desenvolvimento do sistema de controle destas complexas máquinas é necessária a criação de modelos matemáticos apurados que representem as condições de operação em regime permanente e regime transitório, prevendo situações que afetam a segurança e desempenho do motor. Este documento descreve o modelo dinâmico não-linear com sistema de controle para um turboeixo utilizado na geração de energia elétrica. A modelagem foi realizada em módulos para cada componente do motor, de forma que suas equações dinâmicas descrevam as situações transitórias. Foram desenvolvidos dois controladores um básico e outro supervisório com as malhas regulatórias em regime permanente, regime transitório e proteção dos limites. A estratégia de controle busca manter o turboeixo operando em regiões de melhor desempenho, mantendo a rotação de referência constante, além de proteger dos fenômenos de bombeamento, apagamento da chama, sobrevelocidade e superaquecimento. Para sintonia dos controladores foram utilizadas técnicas de otimização, com uma função objetivo, descrita a partir do erro em regime. Outro ponto desenvolvido foi à lógica de partida, com as séries de operações para a sequência dos estados. Por fim, foram apresentados os resultados obtidos para uma condição de operação com perturbações na carga do gerador elétrico, observando a ação das estratégias de controle, aumentando a segurança global do turboeixo.

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Freitas, Luiz Fernando de Souza 1988. "Modelagem matemática da resposta imunológica na co-infecçãoTrypanosoma cruzi e HIV." [s.n.], 2012. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/307201.

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Orientador: Hyun Mo Yang Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica Made available in DSpace on 2018-08-21T12:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_LuizFernandodeSouza_M.pdf: 2050755 bytes, checksum: 1743132cb43cdc46b8799405dfa205c2 (MD5) Previous issue date: 2012 Resumo: O organismo humano possui um complexo sistema de defesa: o sistema imunológico. Tal sistema apresenta diferentes respostas para diferentes ataques ao organismo. A co-infecção por parasitas como protozoário Tripanossoma cruzi e o vírus HIV aciona dois importantes mecanismos de defesa: a imunidade humoral a imunidade celular. Devido à fase crônica da Doença de Chagas, na maioria dos casos assintomática, esta é reativada quando as principais células de defesa do corpo, linfócitos T CD4 não ativos, sucumbem pela ação do vírus HIV. Com o objetivo de estudar a dinâmica de co-infecção por parte das doenças, Doença de Chagas e Síndrome da Imunodeficiência Adquirida, a resposta do sistema imunológico humano, um modelo matemático de equações diferenciais ordinárias autônomas não linear é elaborado. Tal modelo apresenta de forma simplificada a dinâmica entre sistema imunológico, protozoário Tripanossoma cruzi, vírus HIV e células alvo. Após simplificações, obtemos dois sub modelos, com o objetivo de elucidar os mecanismos de defesa do sistema imunológico: imunidade humoral e imunidade celular. A análise quantitativa dos modelos de imunidade faz-se necessária devido a suas complexidades. Sub casos são abordados, com o objetivo de avaliar a eficiência de anticorpos e células que secretam citocinas Abstract: The human body has a complex system of defense: the immune system. Such a system has different answers for different attacks to the body. Co-infection by parasites such as Trypanossoma cruzi and HIV triggers two important defense mechanisms: humoral immunity cellular immunity. Due to the chronic phase of Chagas's disease, in most cases asymptomatic, it is reactivated, when the main defense cells of the body, linfocity T CD4 no active, succumb by the action of HIV. Aiming to study the dynamics of co-infection by the disease, Chagas's Disease and Acquired Immunode ficiency Syndrome, the response of the human immune system, a mathematical model of autonomous ordinary differential equations nonlinear is elaborate. This model presents a simplified dynamic among the immune system, protozoan Trypanossoma cruzi, HIV and target cells. After simplifications, we get two sub models, aiming to elucidate the defense mechanisms of the immune system: humoral and cellular immunity. Quantitative analysis of models of immunity is necessary due to its complexities. Sub cases are dealt with to evaluate the effectiveness of antibodies and cells that secrete cytokines Mestrado Matematica Aplicada Mestre em Matemática Aplicada

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Bordin, Deyver. "Sistemas computacionais baseados em regras fuzzy para previsão de componentes de produção de culturas irrigadas /." Botucatu, 2020. http://hdl.handle.net/11449/192201.

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Orientador: Camila Pires Cremasco Gabriel Resumo: Para uma satisfatória produtividade, a cultura do rabanete (Raphanus sativus L.) exige principalmente boa qualidade do solo e grande disponibilidade de água. A irrigação é uma técnica artificial utilizada para disponibilizar água as plantas. Seu uso deve ser criterioso e para que se obtenha menores custos de produção, deve-se evitar o uso desnecessário de água, e consequentemente, energia elétrica. Formas de utilização da água são cada vez mais estudadas, entre elas, a água de irrigação tratada magneticamente, que tem mostrado aprimoramentos produtivos em diversas culturas. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um conjunto de sistemas computacionais baseados em regras fuzzy para previsão de componentes de produção de culturas irrigadas. Para tanto, foram utilizados dados de um experimento conduzido com água de irrigação convencional ou tratada magneticamente, sendo avaliado variáveis biométricas, tais como: peso verde do bulbo, número de folhas, comprimento da raiz, diâmetro do bulbo, comprimento do bulbo, peso verde da raiz, peso verde da folha, peso seco da raiz, peso seco da folha e peso seco do bulbo. Como resultado, foi apresentado um conjunto de softwares com uma interface de simples uso e fácil compreensão, que poderá auxiliar os produtores na estimativa dos resultados das variáveis biométricas do rabaneteiro e de outras culturas irrigadas. Abstract: For satisfactory productivity, the cultivation of radish (Raphanus sativus L.) mainly requires good soil quality and great availability of water. Irrigation is an artificial technique used to make water available to plants. Its use must be judicious and to obtain lower production costs, unnecessary use of water and, consequently, electric energy should be avoided. Ways of using water are increasingly studied, among them, magnetically treated irrigation water, which has shown productive improvements in several cultures. The objective of this work was the development of a set of computational systems based on fuzzy rules for forecasting production components of irrigated crops. For that, data from an experiment conducted with conventional irrigation water or magnetically treated water were used, and biometric variables were evaluated, such as green bulb weight, number of leaves, root length, bulb diameter, bulb length, green weight root weight, green leaf weight, dry root weight, dry leaf weight, and dry bulb weight. As a result, a set of software was presented with a simple to use and easy to understand interface, which can assist producers in estimating the results of the biometric variables of the radish feet and other irrigated crops. Doutor

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Borges, Júlio Almeida. "Modelagem e desenvolvimento de algoritmos para pré-processamento de sinais em sistemas mecânicos cuja integridade estrutural é monitorada pelo método da impedância eletromecânica." Universidade Federal de Uberlândia, 2017. http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2017.83.

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CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior INCT - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia O Monitoramento da Integridade Estrutural baseado na técnica da Impedância Eletromecânica permite a detecção de alterações em estruturas, possibilitando a identificação e o reparo de danos. A técnica baseia-se em obter assinaturas de impedância da estrutura monitorada, em diversos momentos da operação da mesma. Possíveis danos são identificados pela comparação matemática entre as assinaturas obtidas. Sendo uma técnica bastante precisa, variações na temperatura e efeitos externos como vibrações e campos eletromagnéticos atuantes sobre a estrutura monitorada representam perturbações que tendem a gerar erros no processo de monitoramento. Para tornar o processo de diagnóstico mais robusto, torna-se necessário dissociar os verdadeiros efeitos de alteração estrutural daqueles que são considerados interferências externas. O presente trabalho tem por objetivo mostrar um estudo de caso, usando um painel aeronáutico de alumínio como corpo de prova, em que a influência dos fatores não previstos na técnica da impedância é identificada e caracterizada por meio de modelos estatísticos. Para realizar estas análises, foram executados experimentos utilizando transdutores piezelétricos acoplados ao referido painel. Os experimentos submeteram o painel à variação de temperatura e à inclusão de danos simulados. A partir dos dados de assinatura de impedância obtidos, comprovou-se a eficiência dos modelos estatísticos elaborados, sendo possível tanto separar e identificar a influência do dano simulado e da temperatura quanto estabelecer um intervalo de confiança nas análises desenvolvidas. Com esses resultados, é possível indicar que a técnica de análise estatística proposta torna-se uma útil ferramenta de pré-processamento de dados em aplicações de monitoramento de estruturas baseados no método da impedância eletromecânica. Structural Integrity Monitoring based on the Electromechanical Impedance technique allows the detection of changes in structures, allowing the identification and repair of damages. The technique relies on obtaining impedance signatures from the monitored structure, at various moments of its operation. Possible damages are identified by the mathematical comparison between the signatures obtained. As a very precise technique, variations in temperature and external effects such as vibrations and electromagnetic fields acting on the monitored structure represent perturbations that tend to generate errors in the monitoring process. To make the diagnostic process more robust, it becomes necessary to decouple the true structural alteration effects from those that are considered external interferences. The present work aims to show a case study using an aluminum aeronautical panel as a test body, in which the influence of factors not predicted in the impedance technique is identified and characterized by means of statistical models. To perform these analyzes, experiments were performed using piezoelectric transducers coupled to said panel. The experiments subjected the panel to temperature variation and to the inclusion of simulated damages. From the impedance signature data obtained, the efficiency of the elaborated statistical models was verified, being possible to separate and identify the influence of the simulated damage and the temperature, as well as to establish a confidence interval in the developed analyzes. With these results, it is possible to indicate that the proposed statistical analysis technique becomes a useful tool for data preprocessing in structural monitoring applications based on the electromechanical impedance method. Dissertação (Mestrado)

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Lonardoni, José Augusto Calvo. "Desenvolvimento de um simulador da mecânica cardiovascular humana controlada pelo mecanismo reflexo baroceptor." Universidade de São Paulo, 2006. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-11122006-130030/.

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Nos últimos anos, o ensino de fisiologia tem sido fortemente beneficiado pelo desenvolvimento de modelos matemáticos e simuladores de paciente capazes de reproduzir com segurança partes específicas ou sistemas fisiológicos completos. Estudos mostram que aulas teóricas aliadas a simulações conseguem potencializar o nível de compreensão dos conceitos envolvidos. O principal objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de um simulador do sistema cardiovascular, capaz de representar de forma didática a dinâmica do ciclo cardíaco. A disponibilidade de simuladores deste tipo é reduzida, e limitada a modelos simplificados ou interfaces pouco amigáveis. De modo a conseguir maior flexibilidade nas situações simuladas e um adequado grau de proximidade com o sistema real, decidiu-se pela utilização de um modelo matemático da fisiologia cardiovascular para o cálculo das variáveis e parâmetros atuantes no plano de fundo do simulador. O desenvolvimento deste modelo constitui o segundo objetivo deste trabalho. Devido ao grau de complexidade desejado, optou-se pela utilização de um modelo existente na literatura, acrescido dos parâmetros que fossem considerados ausentes. O resultado foi um modelo com oito compartimentos vasculares e quatro compartimentos representando as câmaras do coração, todas com atividade pulsátil, controlados pelo mecanismo reflexo baroceptor, controle de curto prazo que atua na regulação da pressão arterial. O simulador (desenvolvido em Visual C# com interface em Macromedia Flash) permite a alteração individual dos parâmetros vasculares e a simulação de hemorragias, bem como a visualização de gráficos de pressão, fluxo e volume em qualquer compartimento, e a construção de alças pressão-volume para os átrios e ventrículos. Além disso, o aplicativo resultante possibilita a inclusão futura de novos recursos e ferramentas, como tutoriais e simulação de patologias. During the last years, physiology learning has been strongly favored by the development of mathematical models and patient simulators capable of safely reproduce specific parts or complete physiological systems. Studies show that traditional classes together with simulations are able to in-crease the comprehension of concepts involved. The main objective of this work is to develop a simu-lator of the cardiovascular system capable of representing the cardiac cycle dynamics in a didactic fashion. There are just a few available simulators of this kind, and the existing ones are based on simplified models or unfriendly interfaces. In order to achieve high flexibility in simulated scenarios and an adequate level of realism, we decided to use a mathematical model of the cardiovascular physiology to calculate variables and parameters acting in the background of the application. The development of this model constitutes the second objective of the present work. Due to the desired level of complexity, we decided to use an existing model found in the literature, improved with addi-tional parameters we found necessary. The result is a model with eight vascular compartments and all four cardiac chambers, with pulsatile behavior, controlled by the baroreflex mechanism, a short term control that regulates arterial pressure. The simulator (developed in Visual C# with an interface built in Macromedia Flash) allows the user to change individual parameters and simulate blood losses, as well as visualize press, flow and volume graphs from any compartment and also pressure-volume loops from the cardiac chambers. Moreover, the resulting application is open to future inclusion of new resources and tools, such as tutorials and pathology simulation.

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Chaud, Vitor Martins. "Modelagem do sistema neuromuscular humano para estudo de contrações isométricas." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-30072013-204749/.

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A precisão de uma ação motora depende de vários fatores, como: 1) grau de variabilidade da força gerada por cada músculo envolvido, 2) velocidade de geração da força, 3) coordenação das ativações dos músculos. A geração e o controle da força muscular possuem mecanismos que ainda precisam ser mais bem estabelecidos, tanto para o aprimoramento das teorias de controle motor, quanto para o desenvolvimento de técnicas que permitam a prevenção ou a compensação de certas deficiências. A perda de desempenho motor pode ser decorrente de doenças que afetam o sistema neuromuscular ou de alterações associadas ao envelhecimento. Sabe-se, por exemplo, que idosos podem possuir maior variabilidade e menor velocidade de desenvolvimento da força, quando comparados com jovens. Uma das formas de se entender os mecanismos responsáveis pelos fenômenos observados em experimentos neurofisiológicos, em indivíduos saudáveis, em pacientes ou em idosos, é por meio de uma representação adequada de tais mecanismos em modelos matemáticos. Tais modelos podem, pela escolha de um conjunto de parâmetros e de sinais de entrada, ser simulados, explorando-se toda gama de cenários plausíveis para a geração de um determinado fenômeno, tendo como referência os dados obtidos experimentalmente. Resumidamente, o presente trabalho trata do estudo do sistema neuromuscular por modelagem matemática e simulação computacional, com particular interesse nos músculos do tríceps sural e no primeiro interósseo dorsal (um músculo intrínseco da mão), sendo estes músculos amplamente utilizados em estudos experimentais e de modelagem. Maior enfoque é dado em contrações isométricas (i.e., ângulo articular mantido fixo), avaliando-se a organização do núcleo motor, em termos anatômicos e fisiológicos, recebendo como entrada a atividade sináptica das vias pré-motoneuronais, e estudando como diferentes arranjos das propriedades neurais podem resultar em características encontradas experimentalmente para a força muscular. Inicialmente foi feita uma ampla expansão de um simulador existente (ReMoto), tanto em aspectos de modelagem quanto de interface. Em seguida, este modelo expandido foi empregado para um estudo da influência do grau de rigidez muscular nas respostas reflexas do tornozelo. Posteriormente, um novo modelo de pool de motoneurônios, com ampla representação de características biofísicas, foi desenvolvido e, por fim, este modelo foi utilizado, em conjunto com modelos de tratos descendentes e da geração de força muscular, para representar a geração de forças isométricas em jovens e idosos. The precision of a motor action depends on several factors such as: 1) the level of force variability of each involved muscle, 2) the rate of force development, 3) the coordination of the activations of the muscles involved. Several mechanisms underlying the force generation in a muscle and its control by the nervous system remain to be fully comprehended. An appropriate description of these mechanisms would allow an improvement in motor control theories and could contribute to the development of techniques for the prevention or compensation of some disabilities. Losses in motor performance may be caused by diseases affecting the neuromuscular system or due to aging processes. For instance, old adults may exhibit higher force variability and lower velocity of force development than young adults. Proper representations of such mechanisms in mathematical models constitute a promising way to test hypotheses raised by neurophysiological experiments to explain an observed phenomenon. These models can be used to investigate aspects of health/disease or young/old subjects and, by varying their parameter sets, it is possible to explore a broad range of plausible scenarios under which the experimentally observed phenomena are replicated. This project deals with the study of the neuromuscular system by mathematical modeling and computer simulations, applied to the triceps surae and the first dorsal interosseus (two of the most experimentally and theoretically studied muscles). The principal focus is on isometric contractions (i.e., fixed joint angle) and the study of the organization of the motor nucleus (anatomical and physiological aspects) receiving inputs from premotoneuronal pathways. The study analyzes how different patterns of organization result in experimentally observed aspects of muscle force. Initially, an existing simulator of the neuromuscular system (ReMoto) was broadly extended to include new models and a friendly interface. The extended model was used to investigate the influence of muscle stiffness on the reflex responses in the ankle joint. Next, a new motoneuron pool mathematical model was developed based on known biophysics. Finally, this model was integrated with models of pre-motoneuronal neurons estabilishing synapses with motoneurons and of muscle force generation in order to represent isometric force generation in young and old adults.

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Silva, Junior Irênio de Jesus. "Avaliação do desempenho de diferentes matrizes de sensibilidade na modelagem do equivalente Ward estendido." [s.n.], 2002. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/261608.

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Orientador: Carlos Alberto Favarin Murari Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Made available in DSpace on 2018-08-02T19:21:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaJunior_IreniodeJesus_M.pdf: 2733716 bytes, checksum: 9d1c01391caafa4a9074c944e462f395 (MD5) Previous issue date: 2002 Resumo: Sendo um dos modelos de equivalentes externos mais utilizados atualmente por centros de controle de sistemas de energia elétrica, o modelo Ward Estendido representa uma potente ferramenta em estudos de planejamento da expansão e operação das redes elétricas. Visando melhorar a precisão dos resultados obtidos com as redes reduzidas, este trabalho apresenta estudos e testes comparativos realizados para se avaliar o desempenho das matrizes de sensibilidade Lcric, Leq, B" e L na obtenção do equivalente Ward Estendido para redes radiais e malhadas, mostrando que tal equivalente torna-se mais preciso quando formado com a matriz Lcric' Abstract: The Extended Ward Equivalent forms the basis oí the external system modeling in several computational programs for power system expansion planning and operation studies at a number of utility control centers. This work presents a comparative study aiming to investigate the performance of the sensitivity matrices, Lcric, Leq, B" and L, to obtain the Extended Ward model for radial and meshed systems, showing that the Extended Ward model becomes more accurated when it is formed with the Lcric sensitivity matrix Mestrado Energia Eletrica Mestre em Engenharia Elétrica

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Faccin, Emerson Luiz. "Modelagem matemática da dinâmica de MEMS baseados em deformação elástica utilizando modelos polinomiais contínuos." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2014. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/2323.

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Os MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) compõem uma tecnologia que tem ganhado destaque nas últimas décadas e sua difusão reflete um constante crescimento tanto em aplicações quanto em volume financeiro envolvido. Um MEMS de fundamental importância é o comb-drive. Várias são as áreas da indústria que se beneficiam das virtudes deste microdispositivo. Confiabilidade, invisibilidade e economia de energia são as principais qualidades desses sistemas. Os produtos desta tecnologia representam um mercado emergente e que movimenta bilhões de dólares anuais, contudo, há de se considerar a crescente exigência no quesito qualidade por parte daqueles que a utilizam. A forma como estes dispositivos tem sido testados, por amostragem, não garante esta qualidade com a segurança desejada. Também cabe destacar que os testes precisam ser realizados de forma rápida e com baixo custo. Este trabalho objetiva investigar um modelo matemático que expresse uma dinâmica próxima daquela observada em MEMS, visando contribuir para agilidade e qualidade dos testes. A técnica utilizada para encontrar os regressores e o emprego de modelos não-lineares são as principais diferenças deste trabalho em relação aos comumente encontrados na literatura no âmbito de MEMS. As técnicas utilizadas são oriundas da identificação de sistemas. Por se tratar de dispositivos com dimensões micrométricas, a coleta de dados reais torna-se inviável. Assim, os dados foram obtidos através de ensaios em uma plataforma de testes elaborada no software ANSYS®. De posse desses dados e considerando a estrutura do modelo NARX foi possível a elaboração de uma série de modelos, cada um deles com alguma diferença na estrutura. O método dos mínimos quadrados foi o escolhido para estimação dos parâmetros. Os resultados obtidos para cada modelo foram comparados aos coletados na plataforma. Esta comparação se deu na forma qualitativa e quantitativa e com base nisso foi possível identificar um modelo matemático acurado para a dinâmica não linear de dispositivos MEMS. 98 f.

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Costa, Juliane Sbaraine Pereira. "Modelagem matemática no comportamento do trigo sobre o escalonamento e doses de nitrogênio nos sistemas de cultivo." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2013. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/1641.

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O máximo potencial produtivo da cultura envolve além do potencial genético condições edafoclimáticas e de manejo adequadas. Entre as técnicas de manejo, a adubação nitrogenada é uma das mais importantes na cultura do trigo, pois o nitrogênio atua na dinâmica de diferentes processos de crescimento e desenvolvimento da planta, interferindo no potencial produtivo de forma a incrementar a produção de biomassa e grãos. A definição da condição mais adequada de aplicação do nitrogênio em cobertura no trigo é uma estratégia importante para otimizar o aproveitamento deste nutriente à produção de grãos. O objetivo deste trabalho foi conhecer a dinâmica de expressão de caracteres de produção de trigo (da classe industrial pão) em relação às diferentes condições de fracionamento e doses de nitrogênio aplicado em cobertura e sob distintos sistemas de sucessão comumente empregados na região noroeste do estado do RS. Foram conduzidos experimentos em delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições num esquema fatorial 3x4 para condições de adubação nitrogenada com aplicação total ou fracionada, (V3, V3/V6 e V3/R1) e doses de adubação nitrogenada (0, 30, 60 e 120 kg de N ha-1) nos sistemas de sucessão de rápida e lenta liberação de N-residual, nos anos agrícolas de 2011 e 2012. A elevada taxa diária de produção de biomassa não é determinante na definição da dose e fracionamento mais ajustado na expressão do rendimento de grãos, independente dos anos e sistemas de cultivo. Em anos favoráveis em relação à precipitação e sistema de menor relação carbono/nitrogênio, a dose cheia se mostra mais indicada. Em condições hídricas restritivas, o fracionamento mostra benefícios mais efetivos apenas nas fases V3 e V3/V6. O modelo de regressão linear múltipla é indicado na estimativa de produtividade de trigo, principalmente quando inserido no modelo a dose de fornecimento de nitrogênio. O modelo original Villa Nova et al. (2001) para estimativa de colheita não foi eficiente na estimativa de produtividade do trigo, porém, a inclusão de um fator de correção para o modelo melhorou significativamente esta estimativa. 132 f.

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Arrieche, Leonardo da Silva. "Modelagem matemática do processo de secagem, por convecção forçada, de sistemas simuladores de alimentos esféricos e deformáveis." Universidade Federal de São Carlos, 2007. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/3852.

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Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseLSA.pdf: 1588751 bytes, checksum: fcf9ba56f43b67a1c5b60048c6c4b0b1 (MD5) Previous issue date: 2007-09-05 O encolhimento é um das razões principais para a redução de qualidade durante a secagem de alimentos, pois promove perda nas características de permeabilidade ao solvente e os torna instáveis e quebradiços, sendo ambos os efeitos indesejáveis. Para entender e minimizar este problema, o objetivo deste trabalho foi a realização de um estudo experimental, modelagem matemática e simulação da secagem de sistemas simuladores de alimentos, de geometria esférica e deformáveis, com a consideração da dinâmica do escoamento de fluido na camada limite com o sólido, a transferência de massa e as tensões mecânicas. Foram executadas experiências de secagem por convecção forçada para medir a temperatura do sólido e calcular a densidade de fluxo de massa, fatores de forma e massa específica aparente. Foram obtidas as propriedades mecânicas do material por meio de testes de compressão, realizados com espécimes cilíndricos até ruptura. O modelo matemático considera a transferência de massa no interior da amostra, difusividade efetiva de massa e variável, encolhimento linear e coeficientes convectivos de transferência de massa médio e local Os campos de tensões e deformações foram obtidos a partir das equações para o equilíbrio mecânico e a Lei do Hooke, levando em conta o efeito da transferência de massa e encolhimento. As derivadas espaciais foram aproximadas pelo método das diferenças finitas e o sistema resultante de equações foi integrado na dimensão temporal pelo método de Runge-Kutta, usando o Matlab para a solução numérica e a simulação. Os resultados obtidos mostraram que a degradação física das amostras ocorre para teores de umidade abaixo do valor crítico. Os modelos matemáticos propostos representaram os perfis de umidade e os campos de tensões e deformações dentro da amostra e foi possível explicar a evolução de forma de acordo com os experimentos. Este estudo explica a degradação física dos sistemas simuladores de alimentos, devido à transferência de massa e ao conseqüente encolhimento, e assegura a necessidade de incluir um modelo para os campos de tensões e deformações na modelagem matemática da secagem.

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Souza, Eliane Silva de [UNESP]. "Propostas de modelagem matemática para o problema de restauração de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2014. http://hdl.handle.net/11449/124498.

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Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-06. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:15Z : No. of bitstreams: 1 000835878.pdf: 2169911 bytes, checksum: b80a209d3c1e1b1b5b7cb41f85b3a0ad (MD5) Neste trabalho são apresentadas propostas de modelagem matemática para otimização do problema de restauração de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais. O problema de restauração consiste em estratégias de reconfiguração topológica da rede elétrica para o restabelecimento ótimo do fornecimento de energia elétrica para áreas desatendidas após interrupção permanente do fornecimento. O objetivo principal é atender à maior demanda possível do sistema durante o estado restaurativo, preservando o atendimento às restrições físicas e operacionais da rede elétrica, cumprindo, assim, os critérios de qualidade e confiabilidade do serviço prestado. O problema tem sido resolvido há muitas décadas através de metodologias heurísticas, sendo as meta-heurísticas as técnicas mais empregadas. Na literatura especializada não há propostas de modelagem matemática para resolução exata do problema de restauração pelas técnicas de otimização clássica. A razão principal era o desconhecimento de uma forma eficiente de representar a restrição de radialidade através de relações algébricas simples. Recentemente, a representação da restrição de radialidade foi apresentada na literatura. Portanto, a proposta deste trabalho é apresentar finalmente formulações matemáticas para resolução exata do problema de restauração de sistemas de distribuição que operam em topologia radial. São essencialmente propostas duas formulações matemáticas diferentes: a primeira proposta trata o problema de restauração com uma abordagem simplificada, em que algumas restrições do problema são relaxadas; e a segunda proposta trata o problema de restauração de forma completa, onde todas as restrições fundamentais relacionadas aos requisitos técnicos e operacionais do sistema elétrico de distribuição são consideradas. Os modelos matemáticos podem ser resolvidos... This work presents proposals of mathematical modeling to optimize the restoration problem of radial distribution electrical systems. The restoration problem consists in strategies of topological reconfiguration of the electrical network for optimal restoration of the electric energy supply to outage areas. The main objective is to supply the most possible demand of the system under the restorative state, preserving the physical and operational constraints of the electrical network, satisfying the criteria of quality and reliability of provided service. The problem has been solved for many decades by heuristic methodologies, with the meta- heuristics as the most used techniques. In the specialized literature there are no proposals for mathematical modeling to exact solving of the restoration problem through classical optimization techniques. The main reason was the lack of an efficient way to represent the radiality constraint through simple algebraic relations. Recently, a representation of the radiality constraint was presented in the literature. Therefore, the proposal of this work is to present mathematical formulations for exact solving of the restoration problem of distribution systems operating in radial topology. Two different mathematical formulations are essentially proposed: the first proposal addresses the restoration problem with a simplified approach, where some constraints of the problem are relaxed; and the second proposal addresses the restoration problem with a full approach, where all the fundamental constraints related to technical and operational requirements of the distribution electrical system are considered. The mathematical models can be solved using efficient commercial solvers, appropriate to the type of problem that was formulated in each proposed approach. In this work, mathematical models have been implemented in the mathematical programming environment AMPL and solved ...

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Souza, Eliane Silva de. "Propostas de modelagem matemática para o problema de restauração de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais /." Ilha Solteira, 2014. http://hdl.handle.net/11449/124498.

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Orientador: Fábio Bertequini Leão Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro Banca: João Bosco Augusto London Junior Resumo: Neste trabalho são apresentadas propostas de modelagem matemática para otimização do problema de restauração de sistemas de distribuição de energia elétrica radiais. O problema de restauração consiste em estratégias de reconfiguração topológica da rede elétrica para o restabelecimento ótimo do fornecimento de energia elétrica para áreas desatendidas após interrupção permanente do fornecimento. O objetivo principal é atender à maior demanda possível do sistema durante o estado restaurativo, preservando o atendimento às restrições físicas e operacionais da rede elétrica, cumprindo, assim, os critérios de qualidade e confiabilidade do serviço prestado. O problema tem sido resolvido há muitas décadas através de metodologias heurísticas, sendo as meta-heurísticas as técnicas mais empregadas. Na literatura especializada não há propostas de modelagem matemática para resolução exata do problema de restauração pelas técnicas de otimização clássica. A razão principal era o desconhecimento de uma forma eficiente de representar a restrição de radialidade através de relações algébricas simples. Recentemente, a representação da restrição de radialidade foi apresentada na literatura. Portanto, a proposta deste trabalho é apresentar finalmente formulações matemáticas para resolução exata do problema de restauração de sistemas de distribuição que operam em topologia radial. São essencialmente propostas duas formulações matemáticas diferentes: a primeira proposta trata o problema de restauração com uma abordagem simplificada, em que algumas restrições do problema são relaxadas; e a segunda proposta trata o problema de restauração de forma completa, onde todas as restrições fundamentais relacionadas aos requisitos técnicos e operacionais do sistema elétrico de distribuição são consideradas. Os modelos matemáticos podem ser resolvidos... Abstract: This work presents proposals of mathematical modeling to optimize the restoration problem of radial distribution electrical systems. The restoration problem consists in strategies of topological reconfiguration of the electrical network for optimal restoration of the electric energy supply to outage areas. The main objective is to supply the most possible demand of the system under the restorative state, preserving the physical and operational constraints of the electrical network, satisfying the criteria of quality and reliability of provided service. The problem has been solved for many decades by heuristic methodologies, with the meta- heuristics as the most used techniques. In the specialized literature there are no proposals for mathematical modeling to exact solving of the restoration problem through classical optimization techniques. The main reason was the lack of an efficient way to represent the radiality constraint through simple algebraic relations. Recently, a representation of the radiality constraint was presented in the literature. Therefore, the proposal of this work is to present mathematical formulations for exact solving of the restoration problem of distribution systems operating in radial topology. Two different mathematical formulations are essentially proposed: the first proposal addresses the restoration problem with a simplified approach, where some constraints of the problem are relaxed; and the second proposal addresses the restoration problem with a full approach, where all the fundamental constraints related to technical and operational requirements of the distribution electrical system are considered. The mathematical models can be solved using efficient commercial solvers, appropriate to the type of problem that was formulated in each proposed approach. In this work, mathematical models have been implemented in the mathematical programming environment AMPL and solved ... Mestre

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Benigno, Tayara Crystina Pereira. "Modelagem matemática e controle de atitude e posição do quadrotor." Universidade Federal Rural do Semi-Árido, 2015. http://bdtd.ufersa.edu.br:80/tede/handle/tede/538.

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Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TayaraCPB_Dissert.pdf: 1984521 bytes, checksum: 5a46c1781124a49b404a083b87b969bd (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior With advances in technology and the popularization of the use of Unmanned Aerial Vehicles (UAV's) so does the need to use more robust and more effective control techniques. Among the various types of unmanned aerial vehicles, this paper will focus on quadrotor model, which has a mechanical structure in the form of x, whose ends have an engine and propeller assembly, where the rotation of this group is responsible for the lift and the movements developed by quadrotor. This feeling, aiming to apply drivers that provide stability to the dynamic system. This study aims to conduct mathematical modeling using the Euler-Lagrange. With this, it is proposed a PID controller (Proportional Integral Derivative) to maintain stable the three orientation angles and height to a desired value. The development of the proposed controller will be validated via simulation confirming the application feasibility of the technique presented stability Com o avanço tecnológico e a popularização do uso dos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT s) cresce também a necessidade do uso de técnicas de controle mais robustas e mais eficazes. Dentre os mais diversos tipos de veículos aéreos não tripulados, este trabalho irá focar no modelo do quadrotor, que possui uma estrutura mecânica em forma de cruz, cujas extremidades têm um conjunto de motor e hélice, onde a rotação desse conjunto é responsável pela força de sustentação e pelos movimentos desenvolvidos pelo mesmo. Objetivando aplicar controladores que proporcione estabilidade ao sistema dinâmico deste veiculo aéreo. O presente trabalho tem como objetivo realizar a modelagem matemática deste sistema usando as equações de Euler-Lagrange. Tendo isso, é proposto um controlador PID (Proporcional Integral Derivativo) para manter os três ângulos de orientação estáveis e a altura em um valor desejado. O desenvolvimento do controlador proposto será validado via simulação confirmando a viabilidade da aplicação da técnica de estabilidade apresentada

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Cavalca, Lucirene Vitória Góes França. "Sistemas de inferência fuzzy para apoio na tomada de decisão em licenciamento ambiental de empreendimentos rodoviários /." Sorocaba, 2019. http://hdl.handle.net/11449/183329.

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Orientador: José Arnaldo Frutuoso Roveda Resumo: A Avaliação do Impacto Ambiental tornou-se obrigatória para atividades consideradas efetivas ou potencialmente poluidoras. A experiência e o conhecimento de agentes técnicos para direcionar estudos e medidas para minimizar e / ou mitigar os impactos causados ao meio ambiente é fundamental em um processo que envolve muitas variáveis, como o licenciamento ambiental. O processo de licenciamento ambiental recebe muitas críticas devido a burocracia e morosidade. Estudos e pesquisas para melhorar as etapas do processo vêm sendo apresentados ao longo dos anos, mas ainda há muito a ser investigado e compartilhado, sendo pouco o que é encontrado na literatura que enfoque o desenvolvimento de um procedimento lógico estruturado para apoiar a definição do escopo do estudo mais apropriado caso a caso. Aqui, propõe-se uma metodologia baseada em modelagem fuzzy para apoiar a fase de triagem com intuito de minimizar o tempo e a burocracia existente dentro do processo. Contou-se com a colaboração de especialistas do setor de licenciamento para a construção do modelo e para sua avaliação. Foi utilizado um conjunto de dados com trinta e dois projetos rodoviários, disponibilizados pelo setor de protocolos da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo. O sistema foi aplicado em processos de licenciamento de empreendimentos rodoviários (construção, ampliação e manutenção de rodovias, além de dispositivos, como trevos e alças de acesso) e os resultados obtidos pelo modelo foram comparados com análi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) Doutor

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Kotlinski, Eliseu. "Detecção de falta de alta impedância em sistema de distribuição radial utilizando redes neurais artificiais." reponame:Repositório Institucional da UNIJUI, 2013. http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/2363.

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A necessidade de entregar energia pelas concessionárias a seus consumidores, com qualidade e continuidade é condição fundamental para o bom funcionamento de um sistema de distribuição. A falta monofásica de alta impedância é um distúrbio nos sistemas de distribuição de energia bastante frequente, cuja origem pode ser a mais variada possível tais como galhos de árvore que podem cair sobre a rede elétrica, descargas atmosféricas, choque de algum automóvel contra um poste, dentre outros eventos que podem ser citados. O pronto restabelecimento do sistema no tempo mais breve possível, com a detecção e eliminação deste transitório continuam sendo uma tarefa trabalhosa pelas próprias características que estas perturbações apresentam. Por isso, ainda hoje as faltas monofásicas são objeto de estudos, a fim de caracterizar melhor este evento, sendo possível atuar na sua neutralização no tempo mais breve possível. Redes neurais artificiais é uma alternativa na tarefa de identificação. Este trabalho tem por objetivo contribuir na investigação das potencialidades das redes neurais na identificação de falta monofásica em redes de distribuição. Tomando como referência um sistema de distribuição de energia com cinco alimentadores na configuração radial, três tipos de falta foram simulados em posições diferentes nos alimentadores. A primeira situação simulada consiste em uma falta monofásica de alta impedância variável, a segunda consiste na retirada e posterior reposição de cargas no sistema e a terceira situação consiste na simulação das duas situações transitórias citadas anteriormente sequencialmente. Redes neurais artificiais foram projetadas e testadas na tarefa de identificação dos eventos transitórios simulados. O algoritmo empregado no treinamento das redes foi o de retropropagação do erro (Bakpropagation) em conjunto com nove algoritmos de otimização do erro de aprendizagem. As redes foram testadas e os resultados analisados e apresentados neste trabalho. 159 f.

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Ribeiro, Rodrigo Otávio. "Análise dos fatores críticos de sucesso da implantação de sistemas ERP por meio da modelagem por equações estruturais." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2009. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=770.

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Os ERP (Enterprise Resource Planning) são sistemas de informação geralmente vendidos como pacotes de software que visam à integração dos processos de negócio de uma organização. Por ser um sistema que possui vários módulos funcionando de forma integrada, cada módulo sendo utilizado em uma área da organização, o projeto de implantação de um ERP envolve em geral grande parte da empresa e dos funcionários, requerendo uma grande quantidade de recursos e uma forte coordenação. Por este motivo, grande parte dos projetos ERP não são bem-sucedidos, tendo problemas em relação ao prazo, ao orçamento e quanto à receptividade e efetiva utilização do sistema por todos os potenciais usuários. Muitos trabalhos, desde o final dos anos 90, têm se debruçado sobre os fatores que contribuem para o sucesso do projeto de implantação de um sistema ERP. A literatura menciona então uma grande quantidade do que se convencionou chamar FCS-Fatores Críticos de Sucesso (em inglês, Critical Success Factors). Além de trabalhos exploratórios e estudos de caso sobre FCS, vários estudos também propuseram modelos quantitativos relacionando um conjunto de FCS ao sucesso do projeto. Nestes modelos, os FCS são tratados como variáveis exógenas independentes. Estudos qualitativos, no entanto, concluíram que os FCS estão relacionados entre si, e que não é possível prever o sucesso do projeto sem conhecer estes inter-relacionamentos. Nenhum estudo, porém, mensurou estas inter-relações. Assim, este trabalho visou a construir um modelo causal relacionando os FCS ao sucesso do projeto, considerando porém a existência das inter-relações entre os FCS. Para isto, foi escolhida a técnica de análise multivariada conhecida como Modelagem por Equações Estruturais (SEM - Structural Equation Modeling), por sua capacidade de análise de modelos com diversos tipos de relações entre todas as variáveis. Para construção do modelo causal, foram escolhidos inicialmente os FCS que fariam parte do modelo, e elaborado um conjunto de itens para mensurar cada um dos FCS. Foi definido também que seriam consideradas as quatro dimensões do sucesso do projeto (processo, correspondência, interação e expectativa) e elaborados itens para mensurar cada uma destas dimensões. Os itens elaborados para mensuração dos FCS e das dimensões do sucesso foram colocados num questionário, que foi submetido a executivos de TI de empresas médias e grandes atuantes no estado de São Paulo. O conjunto de respostas obtidas para este questionário formaram a massa de dados para modelagem. Por meio da técnica SEM, foram inicialmente analisados e refinados os modelos de mensuração dos FCS e do sucesso. Em seguida, foi elaborado o modelo causal relacionando os FCS ao sucesso. Os resultados mostram uma grande correlação entre os FCS, comprovando a tese dos trabalhos qualitativos que fizeram esta afirmação.

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Apio, Andressa. "Estimação de parâmetros em modelos com ciclo limite." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2017. http://hdl.handle.net/10183/163746.

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Sistemas não-lineares podem apresentar um comportamento periódico, no qual o ponto de equilíbrio no diagrama de fase, quando se plota uma variável de estado versus outra variável de estado, é substituído por uma órbita circular, denominada ciclo limite. A estimação de parâmetros desses sistemas não é uma tarefa simples, devido a não convexidade do problema de otimização. A fim de estimar parâmetros em tais modelos, este trabalho propõe um método que quantifica o comportamento oscilatório do sistema em função do valor dos parâmetros, adicionando essa informação, na forma de uma penalidade à função objetivo do problema de otimização associado reduzindo a não convexidade do problema, conduzindo o modelo a produzir o comportamento oscilatório. Para avaliar a metodologia, primeiramente foi estudado o modelo de Jöbses et al. (1986), onde foi comparada metodologia proposta com abordagens disponíveis na literatura. A metodologia proposta também foi aplicada a modelos relativos à produção de petróleo offshore, onde foram considerados: o modelo simplificado de Meglio et al. (2009), com três estados dinâmicos, representando apenas a região do sistema pipeline/riser, o modelo estendido de Diehl et al. (2017), com seis estados dinâmicos, representando a dinâmica das regiões anular/tubing e pipeline/riser e, por fim, a aplicação real, onde foram estimados os parâmetros desse último modelo com os dados de planta de produção offshore de uma plataforma de petróleo nacional. Os resultados mostraram que o método proposto foi capaz de garantir o comportamento oscilatório, diferentemente das outras abordagens, reduzindo a não convexidade do problema de estimação e forçando o comportamento dinâmico do sistema a produzir o ciclo limite, mesmo quando a otimização fosse inicializada a partir de valores fora da região de ciclo limite. Non-linear systems may present a periodic behavior, where the phase diagram equilibrium point, obtained by plotting a state variable versus another state variable, is replaced by a circular orbit called limit cycle. The parameters estimation in these systems is not an easy task due to the non-convexity of the optimization problem. In order to estimate parameters in these models, this work proposes a method that quantifies the system oscillatory behavior in function of the parameters values, adding this information in the form of a penality to the objective function of the associated optimization problem, reducing the non-convexity and leading the model to produce an oscillatory behavior. Firstly, to evaluate the methodology, it was studied the Jöbses et al. (1986) model, where the proposed methodology was compared to the approaches available in the literature. The methodology was also applied to models related to offshore oil production, where it was considered: the simplified Meglio et al. (2009) model, with three dynamical states, representing only the pipeline/riser region, the Diehl et al. (2017) extended model, with six dynamical states, representing the dynamics of the anular/tubing and pipeline/riser region and, lastly, to a real application, where the parameters were estimated with the Diehl et al. (2017) model using real data obtained from a national oil plataform. The results showed that the proposed approach was able to ensure the oscillatory behavior, differently of other approaches, reducing the non-convexity of the estimation problem and forcing the dynamical behavior of the system to produce the limit cycle, even when the optimization was initializated with values outside the region of the limit cycle.

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Tavares, Guilherme Farias. "Modelagem matemática e sistemas inteligentes para predição do comportamento alimentar de suínos nas fases de crescimento e terminação." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-28072017-082242/.

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A suinocultura é uma atividade de grande importância em termos mundiais e de Brasil. Entretanto, por serem animais homeotérmicos, algumas alterações no ambiente térmico de alojamento podem alterar suas respostas fisiológicas e comportamentais para manutenção da temperatura interna. Portanto, o objetivo dessa pesquisa foi avaliar o comportamento alimentar de suínos, mediante a influência do ambiente térmico, nas fases de crescimento e terminação para diferentes linhagens comerciais e sexo. Além disso, buscou-se o desenvolvimento de modelos matemáticos e sistemas inteligentes para predição do tempo em alimentação (TM, min dia-1) dos suínos. Os dados foram coletados em uma granja experimental de suínos, localizada na cidade de Clay Center, Nebraska, Estados Unidos. O período experimental contemplou duas estações durante o ano 2015/2016 (verão e inverno), totalizando 63 dias (9 semanas) de informações coletadas para cada estação. Os animais alojados foram de três linhagens comerciais distintas: Landrace, Duroc e Yorkshire. Cada baia apresentava composição mista, sendo alojados 40 animais de diferentes linhagens comerciais e sexo. No total, foram confinados 240 animais, sendo 80 animais para cada linhagem comercial entre machos castrados e fêmeas. Foram registrados dados de temperatura do ar (Tar, °C), temperatura do ponto de orvalho (Tpo, °C) e umidade relativa do ar (UR, %) a cada 5 minutos no interior da instalação. Para TM, os dados foram coletados e registrados a cada 20 segundos por meio de um sistema de coleta de dados por rádio frequência. O conforto térmico foi analisado a partir do Índice de Temperatura e Umidade (ITU) e a Entalpia Específica (H, kJ kg-1 de ar seco). Para avaliar a relação entre o ambiente térmico e TM, foi utilizada estatística multivariada por meio de análise de componentes principais (ACP) e agrupamento para obtenção de padrões e seleção de variáveis para entrada nos modelos. O modelo fuzzy e as redes neurais artificias foram desenvolvidos em ambiente MATLAB® R2015a por meio dos toolboxes Fuzzy e Neural Network, com o objetivo de predizer TM, tendo como variáveis de entrada: linhagem comercial, sexo, idade e ITU. De uma maneira geral, as médias de Tar estiveram dentro da zona de termoneutralidade (ZCT) em todo período experimental, sendo que apenas a UR apresentou valores abaixo da UR crítica inferior. Para o ITU, apenas no verão foram encontrados valores acima da ZCT, entretanto, esses valores estiveram abaixo do ITU crítico superior. Diante da análise dos resultados, pôde-se observar em relação ao comportamento alimentar, que a fêmea Landrace apresentou o menor tempo em alimentação com médias de 42,19 min dia-1 e 43,73 min dia-1 para o inverno e verão, respectivamente, seguido do macho castrado de mesma linhagem. Enquanto as demais linhagens apresentaram valores acima de 60 min dia-1. Não foi observado correlação linear significativa entre o ambiente térmico e TM uma vez que os animais estiveram dentro de sua ZCT ao longo de todo período experimental, indicando que o comportamento alimentar foi influenciado principalmente pelos fatores homeostáticos e cognitivos-hedônicos. A estatística multivariada dividiu os animais em 8 grupos. Foi observado que animais de linhagens e sexos distintos se comportaram da mesma maneira, dificultando a modelagem matemática. Entretanto, alguns grupos apresentaram maior quantidade de animais de determinada linhagem e sexo, sendo estes utilizados como \"grupos padrão\" para o desenvolvimento do modelo fuzzy e a rede neural artificial. O modelo fuzzy apresentou R2 de 0,858 quando utilizado os dados do grupo padrão, entretanto, para todos os valores o R2 foi de 0,549. Já a rede neural apresentou um R2 de 0,611 para os dados completos e R2 de 0,914 para o \"grupo padrão\". Portanto, a rede neural artificial mostrou-se como uma ferramenta de maior precisão e acurácia na predição do comportamento alimentar de suínos nas fases de crescimento e terminação. The swine production in an activity of great importance to Brazil and to the world. However, because they maintain a constant body temperature and, alterations in the thermic accommodation environment can directly affect their physiological and behavioral responses for maintaining the internal temperature. Thus, the objective of this study was to access the feeding behavior of growing-finishing pigs of different sirelines and gender and its relationship with climate variables (thermic environment). Furthermore, mathematical models based on classic logic was developed as well as an intelligent system for predicting the total time spent eating (TM, min day -1). The data was collected in an experimental farm located in Clay Center, Nebraska, United States. The experimental period contemplated two seasons (summer and winter), totalizing 63 days (9 weeks) of information collected for each season. The housed animals were from three different commercial sirelines: Landrace, Duroc and Yorkshire. Each pen presented a mix composition, being housed 40 animals of different sirelines and gender. In total, there were 240 housed animals, being 80 animals for each sireline among barrows and gilts. The data registered were air temperature (Tar, °C), dew point temperature (Tpo, °C) and relative humidity of the air (UR, %) every 5 minutes inside the facility. For TM, the data were collected and registered every 20 seconds by a radio frequency data collection system. The thermal comfort was analyzed from the Temperature and Humidity Index (THI) and Specific Enthalpy (H, kJ kg-1 of dry air). In order to evaluate the relationship between the thermic environment and TM, the multivariate statistics through principal component analysis (PCA) and grouping was utilized for obtaining the selection standards of variables to enter in the models. The fuzzy model and the artificial neural networks were developed in a MATLAB® R2015a environment through the Fuzzy and the Neural Network toolboxes with the objective to predict TM, having as entry variables: sireline, gender, age and THI. On the whole, the Tar averages were inside the thermoneutral zone (ZCT), however, these values were below the superior critic THI. In the face of the results analysis, it could be observed in ration to the feeding behavior that the Landrace gilt presented the shortest time eating with averages of 42.19 min day-1 and 43.73 min day-1 for winter and summer respectively followed by the barrow from the same sireline, while the other sirelines presented values above 60 min day-1. It was not observed a significative linear correlation between the thermic environment and TM once the animals were inside their ZCT throughout all the experimentation period, indicating that the feeding behavior was influenced mainly by the homeostatic and cognitivehedonic factors. The multivariate statistics divided the animals in 8 groups, being observed that animals of different sirelines and gender behave the same way throughout the experimentation period, making the mathematical modeling difficult. However, some groups presented a bigger amount of animals of determined sireline and gender, being utilized as \"standard groups\" for the development of the fuzzy model and the artificial neural network. The fuzzy model presented an R2 of 0,858 when utilizing the \"standard group\" data, however, for all the values the R2 was 0.549. In the other hand the neural network presented an R2 of 0.611 for the complete data and an R2 of 0.914 for the \"standard group\". Thus, the artificial neural network appeared to be a tool of a better precision and accuracy when predicting the feeding behavior of pigs on growing-finishing phases.

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Dissertations / Theses on the topic 'Sistemas mecânicos (modelagem matemática)'

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