Sistema de instrumentação e controle para células a combustível

Este trabajo presenta un estudio sobre el funcionamiento y aplicaciones de las células de combustible de membrana tipo PEM, o de intercambio de protones, alimentadas con hidrógeno puro y oxigeno obtenido de aire comprimido. Una vez evaluado el proceso de dichas células y las variables que intervienen en el mismo, como presión, humedad y temperatura, se presenta una variedad de métodos para la instrumentación de tales variables así como métodos y sistemas para la estabilidad y control de las mismas, en torno a los valores óptimos para una mayor eficacia en el proceso. Tomando como variable principal a controlar la temperatura del proceso, y exponiendo los valores concretos en torno a 80 grados centígrados entre los que debe situarse, es realizado un modelo del proceso de calentamiento y evolución de la temperatura en función de la potencia del calentador resistivo en el dominio de la frecuencia compleja, y a su vez implementado un sistema de medición mediante sensores termopar de tipo K de respuesta casi lineal. La señal medida por los sensores es amplificada de manera diferencial mediante amplificadores de instrumentación INA2126, y es desarrollado un algoritmo de corrección de error de unión fría (error producido por la inclusión de nuevos metales del conector en el efecto termopar). Son incluidos los datos de test referentes al sistema de medición de temperatura , incluyendo las desviaciones o error respecto a los valores ideales de medida. Para la adquisición de datos y implementación de algoritmos de control, es utilizado un PC con el software Labview de National Instruments, que permite una programación intuitiva, versátil y visual, y poder realizar interfaces de usuario gráficas simples. La conexión entre el hardware de instrumentación y control de la célula y el PC se realiza mediante un interface de adquisición de datos USB NI 6800 que cuenta con un amplio número de salidas y entradas analógicas. Una vez digitalizadas las muestras de la señal medida, y corregido el error de unión fría anteriormente apuntado, es implementado en dicho software un controlador de tipo PID ( proporcional-integral-derivativo) , que se presenta como uno de los métodos más adecuados por su simplicidad de programación y su eficacia para el control de este tipo de variables. Para la evaluación del comportamiento del sistema son expuestas simulaciones mediante el software Matlab y Simulink determinando por tanto las mejores estrategias para desarrollar el control PID, así como los posibles resultados del proceso. En cuanto al sistema de calentamiento de los fluidos, es empleado un elemento resistor calentador, cuya potencia es controlada mediante un circuito electrónico compuesto por un detector de cruce por cero de la onda AC de alimentación y un sistema formado por un elemento TRIAC y su circuito de accionamiento. De manera análoga se expone el sistema de instrumentación para la presión de los gases en el circuito, variable que oscila en valores próximos a 3 atmosferas, para ello es empleado un sensor de presión con salida en corriente mediante bucle 4-20 mA, y un convertidor simple corriente a tensión para la entrada al sistema de adquisición de datos. Consecuentemente se presenta el esquema y componentes necesarios para la canalización, calentamiento y humidificación de los gases empleados en el proceso así como la situación de los sensores y actuadores. Por último el trabajo expone la relación de algoritmos desarrollados y un apéndice con información relativa al software Labview. ABTRACT This document presents a study about the operation and applications of PEM fuel cells (Proton exchange membrane fuel cells), fed with pure hydrogen and oxygen obtained from compressed air. Having evaluated the process of these cells and the variables involved on it, such as pressure, humidity and temperature, there is a variety of methods for implementing their control and to set up them around optimal values for greater efficiency in the process. Taking as primary process variable the temperature, and exposing its correct values around 80 degrees centigrade, between which must be placed, is carried out a model of the heating process and the temperature evolution related with the resistive heater power on the complex frequency domain, and is implemented a measuring system with thermocouple sensor type K performing a almost linear response. The differential signal measured by the sensor is amplified through INA2126 instrumentation amplifiers, and is developed a cold junction error correction algorithm (error produced by the inclusion of additional metals of connectors on the thermocouple effect). Data from the test concerning the temperature measurement system are included , including deviations or error regarding the ideal values of measurement. For data acquisition and implementation of control algorithms, is used a PC with LabVIEW software from National Instruments, which makes programming intuitive, versatile, visual, and useful to perform simple user interfaces. The connection between the instrumentation and control hardware of the cell and the PC interface is via a USB data acquisition NI 6800 that has a large number of analog inputs and outputs. Once stored the samples of the measured signal, and correct the error noted above junction, is implemented a software controller PID (proportional-integral-derivative), which is presented as one of the best methods for their programming simplicity and effectiveness for the control of such variables. To evaluate the performance of the system are presented simulations using Matlab and Simulink software thereby determining the best strategies to develop PID control, and possible outcomes of the process. As fluid heating system, is employed a heater resistor element whose power is controlled by an electronic circuit comprising a zero crossing detector of the AC power wave and a system consisting of a Triac and its drive circuit. As made with temperature variable it is developed an instrumentation system for gas pressure in the circuit, variable ranging in values around 3 atmospheres, it is employed a pressure sensor with a current output via 4-20 mA loop, and a single current to voltage converter to adequate the input to the data acquisition system. Consequently is developed the scheme and components needed for circulation, heating and humidification of the gases used in the process as well as the location of sensors and actuators. Finally the document presents the list of algorithms and an appendix with information about Labview software.

Model-to-Code transformation from product-line architecture models to aspectJ

Software Product Line Engineering has significant advantages in family-based software development. The common and variable structure for all products of a family is defined through a Product-Line Architecture (PLA) that consists of a common set of reusable components and connectors which can be configured to build the different products. The design of PLA requires solutions for capturing such configuration (variability). The Flexible-PLA Model is a solution that supports the specification of external variability of the PLA configuration, as well as internal variability of components. However, a complete support for product-line development requires translating architecture specifications into code. This complex task needs automation to avoid human error. Since Model-Driven Development allows automatic code generation from models, this paper presents a solution to automatically generate AspectJ code from Flexible-PLA models previously configured to derive specific products. This solution is supported by a modeling framework and validated in a software factory.

Adaptive protection scheme for MVC-encoded stereoscopic video streaming in IP-based networks

We present an adaptive unequal error protection (UEP) strategy built on the 1-D interleaved parity Application Layer Forward Error Correction (AL-FEC) code for protecting the transmission of stereoscopic 3D video content encoded with Multiview Video Coding (MVC) through IP-based networks. Our scheme targets the minimization of quality degradation produced by packet losses during video transmission in time-sensitive application scenarios. To that end, based on a novel packet-level distortion model, it selects in real time the most suitable packets within each Group of Pictures (GOP) to be protected and the most convenient FEC technique parameters, i.e., the size of the FEC generator matrix. In order to make these decisions, it considers the relevance of the packet, the behavior of the channel, and the available bitrate for protection purposes. Simulation results validate both the distortion model introduced to estimate the importance of packets and the optimization of the FEC technique parameter values.

Linear color correction for multiple illumination changes and non-overlapping cameras

Many image processing methods, such as techniques for people re-identification, assume photometric constancy between different images. This study addresses the correction of photometric variations based upon changes in background areas to correct foreground areas. The authors assume a multiple light source model where all light sources can have different colours and will change over time. In training mode, the authors learn per-location relations between foreground and background colour intensities. In correction mode, the authors apply a double linear correction model based on learned relations. This double linear correction includes a dynamic local illumination correction mapping as well as an inter-camera mapping. The authors evaluate their illumination correction by computing the similarity between two images based on the earth mover's distance. The authors compare the results to a representative auto-exposure algorithm found in the recent literature plus a colour correction one based on the inverse-intensity chromaticity. Especially in complex scenarios the authors’ method outperforms these state-of-the-art algorithms.

The asymptotic distribution of canonical correlations and vectors in higher-order cointegrated models

The study of the large-sample distribution of the canonical correlations and variates in cointegrated models is extended from the first-order autoregression model to autoregression of any (finite) order. The cointegrated process considered here is nonstationary in some dimensions and stationary in some other directions, but the first difference (the “error-correction form”) is stationary. The asymptotic distribution of the canonical correlations between the first differences and the predictor variables as well as the corresponding canonical variables is obtained under the assumption that the process is Gaussian. The method of analysis is similar to that used for the first-order process.

Choques de oferta e política monetária na economia brasileira: Uma análise do impacto dos preços das commodities na inflação entre 2002 e 2014

Há mais de uma década o controle dos níveis de preço na economia brasileira é realizado dentro do escopo do Regime de Metas de Inflação, que utiliza modelos macroeconômicos como instrumentos para guiar as tomadas de decisões sobre política monetária. Após um período de relativo êxito (2006 - 2009), nos últimos anos apesar dos esforços das autoridades monetárias na aplicação das políticas de contenção da inflação, seguindo os mandamentos do regime de metas, esta tem se mostrado resistente, provocando um debate em torno de fatores que podem estar ocasionando tal comportamento. Na literatura internacional, alguns trabalhos têm creditado aos choques de oferta, especialmente aos desencadeados pela variação dos preços das commodities, uma participação significativa na inflação, principalmente em economias onde os produtos primários figuram como maioria na pauta exportadora. Na literatura nacional, já existem alguns trabalhos que apontam nesta mesma direção. Sendo assim, buscou-se, como objetivo principal para o presente estudo, avaliar como os choques de oferta, mais especificamente os choques originados pelos preços das commodities, têm impactado na inflação brasileira e como e com que eficiência a política monetária do país tem reagido. Para tanto, foi estimado um modelo semiestrutural contendo uma curva de Phillips, uma curva IS e duas versões da Função de Reação do Banco Central, de modo a verificar como as decisões de política monetária são tomadas. O método de estimação empregado foi o de Autorregressão Vetorial com Correção de Erro (VEC) na sua versão estrutural, que permite uma avaliação dinâmica das relações de interdependência entre as variáveis do modelo proposto. Por meio da estimação da curva de Phillips foi possível observar que os choques de oferta, tanto das commodities como da produtividade do trabalho e do câmbio, não impactam a inflação imediatamente, porém sua relevância é crescente ao longo do tempo chegando a prevalecer sobre o efeito autorregressivo (indexação) verificado. Estes choques também se apresentaram importantes para o comportamento da expectativa de inflação, produzindo assim, uma indicação de que seus impactos tendem a se espalhar pelos demais setores da economia. Através dos resultados da curva IS constatou-se a forte inter-relação entre o hiato do produto e a taxa de juros, o que indica que a política monetária, por meio da fixação de tal taxa, influencia fortemente a demanda agregada. Já por meio da estimação da primeira função de reação, foi possível perceber que há uma relação contemporânea relevante entre o desvio da expectativa de inflação em relação à meta e a taxa Selic, ao passo que a relação contemporânea do hiato do produto sobre a taxa Selic se mostrou pequena. Por fim, os resultados obtidos com a segunda função de reação, confirmaram que as autoridades monetárias reagem mais fortemente aos sinais inflacionários da economia do que às movimentações que acontecem na atividade econômica e mostraram que uma elevação nos preços das commodities, em si, não provoca diretamente um aumento na taxa básica de juros da economia.

Chloride Penetration Prediction in Concrete through an Empirical Model Based on Constant Flux Diffusion

An empirical model based on constant flux is presented for chloride transport through concrete in atmospherical exposure conditions. A continuous supply of chlorides is assumed as a constant mass flux at the exposed concrete surface. The model is applied to experimental chloride profiles obtained from a real marine structure, and results are compared with the classical error-function model. The proposed model shows some advantages. It yields a better predictive capacity than the classical error-function model. The previously observed chloride surface concentration increases are compatible with the proposed model. Nevertheless, the predictive capacity of the model can fail if the concrete microstructure changes with time. The model seems to be appropriate for well-maturated concretes exposed to a marine environment in atmospherical conditions.