On an Optimal Linear Control Applied to a Non-Ideal Load Transportation System, Modeled with Periodic Coefficients

In this paper, a load transportation system in platforms or suspended by cables is considered. It is a monorail device and is modelled as an inverted pendulum built on a car driven by a DC motor. The governing equations of motion were derived via Lagrange's equations. In the mathematical model we consider the interaction between the DC motor and the dynamical system, that is, we have a so-called non-ideal periodic problem. The problem is analysed and we also developed an optimal linear control design to stabilize the problem.

Non-linear dynamics of a tower orchard sprayer based on an inverted pendulum model

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Mapping an uncertainty zone between interpolated types of a categorical variable

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Índices geométricos de variabilidade da frequência cardíaca em crianças obesas e eutróficas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeitos de oito semanas de treinamento de natação no limiar anaeróbio determinado na piscina e no ergômetro de braço

O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos do treinamento de natação na intensidade do limiar anaeróbio (LAn), determinado na piscina e no ergômetro de braço, verificando se este pode ser utilizado para avaliar os efeitos do treinamento em nadadores. Participaram do estudo sete nadadores de ambos os sexos, com nível de performance regional, que foram submetidos aos seguintes testes, antes e após oito semanas de treinamento: 1) dois tiros de 400m, um a 85% e outro a 95% do máximo, com coleta de 25mil de sangue do lóbulo da orelha no 1º, 3º e 5º minuto após cada tiro, para posterior análise do lactato sanguíneo (YSI 1500); 2) teste contínuo progressivo realizado no ergômetro de braço (UBE 2462 Cybex), com carga inicial de 33,3W e incrementos de 16,6W a cada três minutos até a exaustão voluntária, com coleta de sangue ao final de cada estágio. Um grupo controle de indivíduos não ativos (n = 9), que se manteve sedentário, realizou somente o procedimento 2 no mesmo intervalo de tempo. O LAn na natação (NLAn) e no ergômetro de braço (BLAn) foi encontrado através de interpolação linear, considerando uma concentração fixa de lactato de 4mM e 3,5mM, respectivamente. Os resultados demonstram diferença significante para o grupo treinado, entre o pré (130,4 ± 20,4W) e o pós-teste (137,7 ± 17,9W) para o BLAn. Porém, não foi encontrada diferença significante para o NLAn (1,09 ± 0,1m.s-1 e 1,13 ± 0,1m.s-1, p = 0,06). No grupo controle não foi encontrada diferença para o BLAn entre o pré (93,2 ± 11,5W) e o pós-teste (87,7 ± 7,2W). Pode-se concluir através desses dados que a determinação do LAn no ergômetro de braço é útil para detectar adaptações na capacidade aeróbia de nadadores com nível de performance regional.

Um esboço da história do conceito de trabalho virtual e suas aplicações

Neste trabalho abordamos a questão concernente à origem do princípio de trabalho virtual e sua consolidação como um dos conceitos fundamentais no estudo da mecânica analítica e, em particular, dos sistemas em equilíbrio estático. Ênfase foi dada às contribuições seminais de Stevin, Galileu e, sobretudo, as de d'Alembert e Lagrange, no tocante ao conceito de trabalho virtual. Além disso, faz-se um comentário geral sobre vínculos holônomos e deslocamento virtual. Alguns exemplos de emprego da equação de d'Alembert-Lagrange são apresentados, para mostrar como o princípio de trabalho virtual pode ser adequadamente aplicado.

Simulação geoestatística na caracterização espacial de óxidos de ferro em diferentes pedoformas

Os minerais da fração argila, goethita e hematita, são óxidos de ferro (Fe) indicadores pedoambientais com grande influência nos atributos físicos e químicos do solo. O conhecimento dos padrões espaciais desses óxidos auxilia a compreensão das interrelações de causa e efeito com os atributos do solo. Nesse sentido, a qualidade das estimativas espaciais produzidas pode alterar os resultados obtidos e, por consequência, as interpretações dos padrões espaciais obtidos. O presente estudo teve o objetivo de avaliar o desempenho dos métodos geoestatísticos de estimativas (KO) e simulações sequenciais gaussianas (SSG) na caracterização espacial de teores de óxidos de Fe, goethita (Gt) e hematita (Hm), em uma pedoforma côncava e outra convexa. Foram coletadas 121 amostras de solos em cada pedoforma de um Argissolo em pontos com espaçamentos regulares de 10 m. Os teores de óxidos de Fe foram obtidos por meio de difração de raios-X. Os dados foram submetidos a análises geoestatísticas por meio da modelagem do variograma e posterior interpolação por KO e SSG. A KO não refletiu a verdadeira variabilidade dos óxidos de Fe, hematita e goethita, demonstrando ser inapropriada para a caracterização espacial dos teores dos óxidos de Fe. Assim, o uso da SSG é preferível à krigagem quando a manutenção dos altos e baixos valores nas estimativas espaciais é necessária. O desempenho dos métodos geoestatísticos foi influenciado pelas pedoformas. Os mapas E-type devem ser recomendados em vez de mapas de KO para os óxidos de Fe, por serem ricos em detalhes e práticos na definição de zonas homogêneas para o manejo localizado em frente de KO, sobretudo em pedoforma côncava.

Exigência mínina de fósforo em novilhos da raça Nelore

A determinação da absorção real de fósforo (P) em bovinos deve levar em consideração a fração endógena mínina do mineral, que se perde nas fezes. de modo geral esses cálculos são feitos utilizando-se tabelas cujos valores foram obtidos em outros países, com outras raças de animais e em condições bem diferentes das condições brasileiras. O trabalho teve como objetivo determinar a perda endógena de P nas fezes e estimar a exigência mínima de P em novilhos da raça Nelore (Bos indicus). Foram utilizados 18 novilhos castrados, com peso médio de 190,82±27,53 kg e idade aproximada de 12 meses, divididos em três grupos de seis animais, e mantidos em gaiolas metabólicas individuais. Os animais receberam dieta básica constituída de feno de Brachiaria decumbens e uma mistura de concentrados durante os 30 dias de período experimental. Os tratamentos consistiram de diferentes quantidades de fosfato bicálcico em níveis de 0,12, 0,24 e 0,36% de P, com base na dieta total. Foram aplicadas injeções de 32P nos animais para a determinação da perda endógena fecal de P. A perda endógena mínima fecal de P para uma ingestão zero do mineral, calculada por interpolação, foi de 5,72 mg/kg de peso vivo e para um balanço zero, o requerimento mínimo foi de 8,84 mg/kg de peso vivo por dia.

Variabilidade espacial de atributos do solo antes e após calagem e fosfatagem em doses variadas na cultura de cana-de-açúcar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Variabilidade espacial do pH, Ca, Mg e V% do solo em diferentes formas do relevo sob cultivo de cana-de-açúcar

Em uma paisagem natural, os solos apresentam uma ampla variação dos atributos químicos, tanto vertical como horizontal, resultante da interação dos diversos fatores de formação envolvidos. Este trabalho foi desenvolvido em Guariba-SP, com o objetivo de avaliar a variabilidade espacial do pH, cálcio (Ca), magnésio (Mg) e saturação por bases (V%) em um Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultivo de cana-de-açúcar, utilizando-se métodos da estatística clássica, análise geoestatística e técnica de interpolação de dados, com a finalidade de observar padrões de ocorrência destes atributos na paisagem. No terço inferior da encosta, após análise detalhada da variação do gradiente do declive, caracterizaram-se dois compartimentos (I e II), sob os quais os solos foram amostrados nos pontos de cruzamento de uma malha, com intervalos regulares de 50m, perfazendo um total de 206 pontos, nas profundidades de 0,0-0,2m e 0,6-0,8m. Os maiores alcances foram observados na profundidade de 0,0-0,2m para todos os atributos estudados, com exceção do cálcio que apresentou comportamento inverso, refletindo os efeitos do maior grau de intemperismo e do manejo na variabilidade natural dos solos. Pequenas variações, nas formas do relevo, condicionam variabilidade diferenciada para os atributos químicos.

Interpolating EFGM for computing continuous and discontinuous electromagnetic fields

Purpose - This paper proposes an interpolating approach of the element-free Galerkin method (EFGM) coupled with a modified truncation scheme for solving Poisson's boundary value problems in domains involving material non-homogeneities. The suitability and efficiency of the proposed implementation are evaluated for a given set of test cases of electrostatic field in domains involving different material interfaces.Design/methodology/approach - the authors combined an interpolating approximation with a modified domain truncation scheme, which avoids additional techniques for enforcing the Dirichlet boundary conditions and for dealing with material interfaces usually employed in meshfree formulations.Findings - the local electric potential and field distributions were correctly described as well as the global quantities like the total potency and resistance. Since, the treatment of the material interfaces becomes practically the same for both the finite element method (FEM) and the proposed EFGM, FEM-oriented programs can, thus, be easily extended to provide EFGM approximations.Research limitations/implications - the robustness of the proposed formulation became evident from the error analyses of the local and global variables, including in the case of high-material discontinuity.Practical implications - the proposed approach has shown to be as robust as linear FEM. Thus, it becomes an attractive alternative, also because it avoids the use of additional techniques to deal with boundary/interface conditions commonly employed in meshfree formulations.Originality/value - This paper reintroduces the domain truncation in the EFGM context, but by using a set of interpolating shape functions the authors avoided the use of Lagrange multipliers as well Mathematics in Engineering high-material discontinuity.

Application of a meshless method in electromagnetics

An improved meshless method is presented with an emphasis on the detailed description of this new computational technique and its numerical implementations by investigating the usefulness of a commonly neglected parameter in this paper. Two approaches to enforce essential boundary conditions are also thoroughly investigated. Numerical tests on a mathematical function is carried out as a means of validating the proposed method. It will be seen that the proposed method is more robust than the conventional ones. Applications in solving electromagnetic problems are also presented.

Nonlinear Dynamics and Control of an Ideal/Nonideal Load Transportation System With Periodic Coefficients

In this paper, a loads transportation system in platforms or suspended by cables is considered. It is a monorail device and is modeled as an inverted pendulum built on a car driven by a dc motor the governing equations of motion were derived via Lagrange's equations. In the mathematical model we consider the interaction between the dc motor and the dynamical system, that is, we have a so called nonideal periodic problem. The problem is analyzed, qualitatively, through the comparison of the stability diagrams, numerically obtained, for several motor torque constants. Furthermore, we also analyze the problem quantitatively using the Floquet multipliers technique. Finally, we devise a control for the studied nonideal problem. The method that was used for analysis and control of this nonideal periodic system is based on the Chebyshev polynomial exponsion, the Picard iterative method, and the Lyapunov-Floquet transformation (L-F transformation). We call it Sinha's theory.

Liquid-phase blocking sandwich enzyme-linked immunosorbent assay for detection of antibodies against foot-and-mouth disease virus in water buffalo sera

Objective-To develop and apply the liquid-phase blocking sandwich ELISA (BLOCKING-ELISA) for the quantification of antibodies against foot-and-mouth disease virus (FMDV) strains O-1 Campos, A(24) Cruzeiro, and C-3 Indaial.Design-Antibody quantification.Sample Population-158 water buffalo from various premises of São Paulo Stale-Brazil. The sera were collected either from systemically vaccinated or nonvaccinated animals.Procedure-The basic reagents of BLOCKING-ELISA (capture and detector antibodies, virus antigens, and conjugate) were prepared and the reaction was optimized and standardized to quantify water buffalo antibodies against FMDV. An alternative procedure based on mathematical interpolation was adopted to estimate more precisely the antibody 50% competition liters in the BLOCKING-ELISA. These titers were compared with the virus-neutralization test (VNT) titers to determine the correlation between these techniques. The percentages of agreement, cutoff points, and reproducibility also were determined.Results-The antibody liters obtained in the BLOCKING-ELISA had high positive correlation coefficients with VNT, reaching values of 0.90 for O-1 Campos and C-3 Indaial, and 0.82 for the A(24) Cruzeiro (P < 0.0005). The cutoff points obtained by use of the copositivity and conegativity curves allowed determination of high levels of agreement between BLOCKLNG-ELISA and VNT antibody titers against the 3 FMDV strains analyzed.Conclusions-The results characterized by high cor relation coefficients, levels of agreement, and reproducibility indicate that the BLOCKING-ELISA may replace the conventional VNT for detection and quantification of antibodies from water buffalo sera to FMDV.

The application of interpolating MLS approximations to the analysis of MHD flows

The element-free Galerkin method (EFGM) is a very attractive technique for solutions of partial differential equations, since it makes use of nodal point configurations which do not require a mesh. Therefore, it differs from FEM-like approaches by avoiding the need of meshing, a very demanding task for complicated geometry problems. However, the imposition of boundary conditions is not straightforward, since the EFGM is based on moving-least-squares (MLS) approximations which are not necessarily interpolants. This feature requires, for instance, the introduction of modified functionals with additional unknown parameters such as Lagrange multipliers, a serious drawback which leads to poor conditionings of the matrix equations. In this paper, an interpolatory formulation for MLS approximants is presented: it allows the direct introduction of boundary conditions, reducing the processing time and improving the condition numbers. The formulation is applied to the study of two-dimensional magnetohydrodynamic flow problems, and the computed results confirm the accuracy and correctness of the proposed formulation. (C) 2002 Elsevier B.V. All rights reserved.