Contribuições na modelagem dinâmica e no controle neural de um braço robótico com elos flexíveis

Em geral, estruturas espaciais e manipuladores robóticos leves têm uma característica similar e inerente que é a flexibilidade. Esta característica torna a dinâmica do sistema muito mais complexa e com maiores dificuldades para a análise de estabilidade e controle. Então, braços robóticos bastantes leves, com velocidade elevada e potencia limitada devem considerar o controle de vibração causada pela flexibilidade. Por este motivo, uma estratégia de controle é desejada não somente para o controle do modo rígido mas também que seja capaz de controlar os modos de vibração do braço robótico flexível. Também, redes neurais artificiais (RNA) são identificadas como uma subespecialidade de inteligência artificial. Constituem atualmente uma teoria para o estudo de fenômenos complexos e representam uma nova ferramenta na tecnologia de processamento de informação, por possuírem características como processamento paralelo, capacidade de aprendizagem, mapeamento não-linear e capacidade de generalização. Assim, neste estudo utilizam-se RNA na identificação e controle do braço robótico com elos flexíveis. Esta tese apresenta a modelagem dinâmica de braços robóticos com elos flexíveis, 1D no plano horizontal e 2D no plano vertical com ação da gravidade, respectivamente. Modelos dinâmicos reduzidos são obtidos pelo formalismo de Newton-Euler, e utiliza-se o método dos elementos finitos (MEF) na discretização dos deslocamentos elásticos baseado na teoria elementar da viga. Além disso, duas estratégias de controle têm sido desenvolvidas com a finalidade de eliminar as vibrações devido à flexibilidade do braço robótico com elos flexíveis. Primeiro, utilizase um controlador neural feedforward (NFF) na obtenção da dinâmica inversa do braço robótico flexível e o calculo do torque da junta. E segundo, para obter precisão no posicionamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

A mixed-integer quadratically-constrained programming model for the distribution system expansion planning

This paper presents a mixed-integer quadratically-constrained programming (MIQCP) model to solve the distribution system expansion planning (DSEP) problem. The DSEP model considers the construction/reinforcement of substations, the construction/reconductoring of circuits, the allocation of fixed capacitors banks and the radial topology modification. As the DSEP problem is a very complex mixed-integer non-linear programming problem, it is convenient to reformulate it like a MIQCP problem; it is demonstrated that the proposed formulation represents the steady-state operation of a radial distribution system. The proposed MIQCP model is a convex formulation, which allows to find the optimal solution using optimization solvers. Test systems of 23 and 54 nodes and one real distribution system of 136 nodes were used to show the efficiency of the proposed model in comparison with other DSEP models available in the specialized literature. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Estudo das propriedades dinâmicas e sincronização no mapa de rede de Zaslavsky

Synchronization in nonlinear dynamical systems, especially in chaotic systems, is field of research in several areas of knowledge, such as Mechanical Engineering and Electrical Engineering, Biology, Physics, among others. In simple terms, two systems are synchronized if after a certain time, they have similar behavior or occurring at the same time. The sound and image in a film is an example of this phenomenon in our daily lives. The studies of synchronization include studies of continuous dynamic systems, governed by differential equations or studies of discrete time dynamical systems, also called maps. Maps correspond, in general, discretizations of differential equations and are widely used to model physical systems, mainly due to its ease of computational. It is enough to make iterations from given initial conditions for knowing the trajectories of system. This completion of course work based on the study of the map called ”Zaslavksy Web Map”. The Zaslavksy Web Map is a result of the combination of the movements of a particle in a constant magnetic field and a wave electrostatic propagating perpendicular to the magnetic field. Apart from interest in the particularities of this map, there was objective the deepening of concepts of nonlinear dynamics, as equilibrium points, linear stability, stability non-linear, bifurcation and chaos

An Informatics Technical Note on Interaction of DNA - Graphene Chemical Sensor System as Reaction-Diffusion Wave-Based Computing System in Ionised Gaseous environments and their Applications Using Theoretical Studies and Scientific Computation Overview

The physics of plasmas encompasses basic problems from the universe and has assured us of promises in diverse applications to be implemented in a wider range of scientific and engineering domains, linked to most of the evolved and evolving fundamental problems. Substantial part of this domain could be described by R–D mechanisms involving two or more species (reaction–diffusion mechanisms). These could further account for the simultaneous non-linear effects of heating, diffusion and other related losses. We mention here that in laboratory scale experiments, a suitable combination of these processes is of vital importance and very much decisive to investigate and compute the net behaviour of plasmas under consideration. Plasmas are being used in the revolution of information processing, so we considered in this technical note a simple framework to discuss and pave the way for better formalisms and Informatics, dealing with diverse domains of science and technologies. The challenging and fascinating aspects of plasma physics is that it requires a great deal of insight in formulating the relevant design problems, which in turn require ingenuity and flexibility in choosing a particular set of mathematical (and/or experimental) tools to implement them.

Modelação de redes de distribuição de energia elétrica com carregamento não linear, incluindo elementos de regulação e compensação

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

On the number of limit cycles in discontinuous piecewise linear differential systems with two pieces separated by a straight line

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

Planejamento dinâmico a longo prazo de ativos de sistemas de distribuição de energia elétrica considerando a incorporação de diferentes tipos de elementos adicionais de expansão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Predição do Consumo Voluntário do Capim-Tanzânia (Panicum maximum, J. cv. tanzânia), sob Pastejo, por Vacas em Lactação, a partir das Características de Degradação

O consumo de matéria seca (CMS) do capim tanzânia de 24 vacas lactantes mestiças (HPB x Gir) e Gir, sob pastejo, foi estimado no mês de janeiro de 1998, a partir da relação entre a digestibilidade da MS da forragem e a produção fecal obtida com auxílio do cromo mordente por meio de um modelo não-linear. Os resultados do consumo estimado foram comparados aos consumos preditos por diferentes equações baseadas nos dados de degradabilidade do capim, no rúmen. A pastagem foi manejada com taxa de lotação de dois animais/ha, em sistema de pastejo rotativo com três dias de ocupação do piquete e 39 dias de descanso. Foram utilizadas para predizer o CMS diferentes equações: CMS = -1,19 + 0,035 (a+ b) + 28,5c (1), CMS = -0,822 + 0,0748 (a+ b) + 40,7c (2), CMS = -8,286 + 0,266a + 0,102b +17,696c (3) e CMS = [%FDN na MS]* [consumo de FDN ] / [(1-a-b)/K P +b/(c+ k p)]/24] (4). As equações, em geral, subestimaram o consumo obtido no modelo não-linear (9,6 kg/vaca/dia). Os consumos médios de capim de 6,2 e 6,0 kg MS/vaca/dia obtidas, respectivamente, nas equações de (2) e (4) foram semelhantes entre si e inferiores ao das equações de (1) (12,7 kg/vaca/dia) e (3) (8,1 kg/vaca/dia). A predição do consumo de forrageiras tropicais, sob pastejo, utilizando-se as equações baseadas nas variáveis da degradação in situ, constitui um importante potencial para estas avaliações. Entretanto, mais estudos dessa natureza devem ser realizados para validar o uso destas equações na prática.

Estimativa da ingestão voluntária a partir das características de degradação do capim-coastcross (Cynodon dactylon L. Pers.), sob pastejo, por vacas em lactação

O consumo de matéria seca (CMS) do capim-coastcross, sob pastejo, de vacas lactantes mestiças (HPB x Gir) e Gir, foi calculado a partir da relação entre a digestibilidade in vitro da MS (DIVMS) da forragem (extrusa colhida com animais esôfago- fistulados) e a produção fecal obtida com auxílio do cromo mordante por meio de um modelo não-linear. A pastagem foi manejada com uma taxa de lotação de 1,6 e 3,2 animais/ha, respectivamente para as épocas seca e chuvosa do ano, num sistema de pastejo rotativo com três dias de ocupação e 27 dias de descanso. Quatro diferentes equações baseadas em variáveis de degradação ruminal foram utilizadas para predizer o consumo de MS: CMS = -1,19 + 0,035 (a+ b) + 28,5c (1), CMS = -0,822 + 0,0748 (a+ b) + 40,7c (2), CMS = -8,286 + 0,266a + 0,102b +17,696c (3) e CMS = [%FDN na MS]* [consumo de FDN ] / [(1-a-b)/K P +b/(c+ k p)]/24] (4). Os dados observados utilizando as equações 1 e 2 (12,2 e 12,7 kg/vaca/dia respectivamente) foram similares entre si e superiores aos resultados obtidos na equação 4 (7,8 kg/vaca/dia). Já o resultado obtido pela equação 3 (5,5 kg/vaca/dia) foi menor do que aqueles determinados pelas outras equações, subestimando o CMS calculado a partir do cromo mordante (6,3 kg/vaca/dia). A predição do consumo de forrageiras tropicais sob pastejo, utilizando equações baseadas nas variáveis de degradação, constitui um importante potencial para estas avaliações. Entretanto, mais estudos devem ser realizados antes de se usarem estas equações na prática.

Utilização de modelos de programação não-linear para sistematização de terras para irrigação em áreas regulares

Objetivou-se com este trabalho, desenvolver modelos de programação não-linear para sistematização de terras, aplicáveis para áreas com formato regular e que minimizem a movimentação de terra, utilizando o software GAMS para o cálculo. Esses modelos foram comparados com o Método dos Quadrados Mínimos Generalizado, desenvolvido por Scaloppi & Willardson (1986), sendo o parâmetro de avaliação o volume de terra movimentado. Concluiu-se que, ambos os modelos de programação não-linear desenvolvidos nesta pesquisa mostraram-se adequados para aplicação em áreas regulares e forneceram menores valores de movimentação de terra quando comparados com o método dos quadrados mínimos.

Solid-liquid transition in Nb powder determined by third harmonic susceptibility

Measurements of the third harmonic of the AC-susceptibility were employed to determine the boundaries of the linear regime of the magnetic response of Nb powder. Non-linear contributions to the magnetic response reveal the occurrence of a structured phase, disappearing as the vortex lattice melts to the liquid state. A systematic study of the third harmonic was conducted to determine how its onset temperature depends on experimental parameters, such as the frequency and amplitude of the excitation field. The melting line (ML) has been extracted from the onset temperature measured at low-frequencies and low-excitation fields in the presence of DC magnetic fields. The study indicates that the ML can be described by a 3D vortex-glass model, except at lower fields, where the system experiences a depinning crossover, and the best description of the experimental data is provided by a 3D Bose-glass model. (c) 2008 Elsevier B. V. All rights reserved.

A combination of implicit and adaptative upwind tools for the numerical solution of incompressible free surface flows

This paper is concerned with the numerical solutions of time dependent two-dimensional incompressible flows. By using the primitive variables of velocity and pressure, the Navier-Stokes and mass conservation equations are solved by a semi-implicit finite difference projection method. A new bounded higher order upwind convection scheme is employed to deal with the non-linear (advective) terms. The procedure is an adaptation of the GENSMAC (J. Comput. Phys. 1994; 110: 171-186) methodology for calculating confined and free surface fluid flows at both low and high Reynolds numbers. The calculations were performed by using the 2D version of the Freeflow simulation system (J. Comp. Visual. Science 2000; 2:199-210). In order to demonstrate the capabilities of the numerical method, various test cases are presented. These are the fully developed flow in a channel, the flow over a backward facing step, the die-swell problem, the broken dam flow, and an impinging jet onto a flat plate. The numerical results compare favourably with the experimental data and the analytical solutions. Copyright (c) 2006 John Wiley & Sons, Ltd.

Application of neural networks to identify features of dynamical grounding systems

The accurate identification of features of dynamical grounding systems are extremely important to define the operational safety and proper functioning of electric power systems. Several experimental tests and theoretical investigations have been carried out to obtain characteristics and parameters associated with the technique of grounding. The grounding system involves a lot of non-linear parameters. This paper describes a novel approach for mapping characteristics of dynamical grounding systems using artificial neural networks. The network acts as identifier of structural features of the grounding processes. So that output parameters can be estimated and generalized from an input parameter set. The results obtained by the network are compared with other approaches also used to model grounding systems.

Continuously deformable topological structure

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Attitude stability of artificial satellites subject to gravity gradient torque

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)