Assessment of Energy Conservation in Indian Cement Industry and Forecasting of Co2 Emissions

Cement industry ranks 2nd in energy consumption among the industries in India. It is one of the major emitter of CO2, due to combustion of fossil fuel and calcination process. As the huge amount of CO2 emissions cause severe environment problems, the efficient and effective utilization of energy is a major concern in Indian cement industry. The main objective of the research work is to assess the energy cosumption and energy conservation of the Indian cement industry and to predict future trends in cement production and reduction of CO2 emissions. In order to achieve this objective, a detailed energy and exergy analysis of a typical cement plant in Kerala was carried out. The data on fuel usage, electricity consumption, amount of clinker and cement production were also collected from a few selected cement industries in India for the period 2001 - 2010 and the CO2 emissions were estimated. A complete decomposition method was used for the analysis of change in CO2 emissions during the period 2001 - 2010 by categorising the cement industries according to the specific thermal energy consumption. A basic forecasting model for the cement production trend was developed by using the system dynamic approach and the model was validated with the data collected from the selected cement industries. The cement production and CO2 emissions from the industries were also predicted with the base year as 2010. The sensitivity analysis of the forecasting model was conducted and found satisfactory. The model was then modified for the total cement production in India to predict the cement production and CO2 emissions for the next 21 years under three different scenarios. The parmeters that influence CO2 emissions like population and GDP growth rate, demand of cement and its production, clinker consumption and energy utilization are incorporated in these scenarios. The existing growth rate of the population and cement production in the year 2010 were used in the baseline scenario. In the scenario-1 (S1) the growth rate of population was assumed to be gradually decreasing and finally reach zero by the year 2030, while in scenario-2 (S2) a faster decline in the growth rate was assumed such that zero growth rate is achieved in the year 2020. The mitigation strategiesfor the reduction of CO2 emissions from the cement production were identified and analyzed in the energy management scenarioThe energy and exergy analysis of the raw mill of the cement plant revealed that the exergy utilization was worse than energy utilization. The energy analysis of the kiln system showed that around 38% of heat energy is wasted through exhaust gases of the preheater and cooler of the kiln sysetm. This could be recovered by the waste heat recovery system. A secondary insulation shell was also recommended for the kiln in the plant in order to prevent heat loss and enhance the efficiency of the plant. The decomposition analysis of the change in CO2 emissions during 2001- 2010 showed that the activity effect was the main factor for CO2 emissions for the cement industries since it is directly dependent on economic growth of the country. The forecasting model showed that 15.22% and 29.44% of CO2 emissions reduction can be achieved by the year 2030 in scenario- (S1) and scenario-2 (S2) respectively. In analysing the energy management scenario, it was assumed that 25% of electrical energy supply to the cement plants is replaced by renewable energy. The analysis revealed that the recovery of waste heat and the use of renewable energy could lead to decline in CO2 emissions 7.1% for baseline scenario, 10.9 % in scenario-1 (S1) and 11.16% in scenario-2 (S2) in 2030. The combined scenario considering population stabilization by the year 2020, 25% of contribution from renewable energy sources of the cement industry and 38% thermal energy from the waste heat streams shows that CO2 emissions from Indian cement industry could be reduced by nearly 37% in the year 2030. This would reduce a substantial level of greenhouse gas load to the environment. The cement industry will remain one of the critical sectors for India to meet its CO2 emissions reduction target. India’s cement production will continue to grow in the near future due to its GDP growth. The control of population, improvement in plant efficiency and use of renewable energy are the important options for the mitigation of CO2 emissions from Indian cement industries

Verfahren zur echtzeitfähigen Simulation dynamischer Emissionsverläufe ausgewählter Schadstoffe von Ottomotoren

Im Rahmen dieser Arbeit werden Modellbildungsverfahren zur echtzeitfähigen Simulation wichtiger Schadstoffkomponenten im Abgasstrom von Verbrennungsmotoren vorgestellt. Es wird ein ganzheitlicher Entwicklungsablauf dargestellt, dessen einzelne Schritte, beginnend bei der Ver-suchsplanung über die Erstellung einer geeigneten Modellstruktur bis hin zur Modellvalidierung, detailliert beschrieben werden. Diese Methoden werden zur Nachbildung der dynamischen Emissi-onsverläufe relevanter Schadstoffe des Ottomotors angewendet. Die abgeleiteten Emissionsmodelle dienen zusammen mit einer Gesamtmotorsimulation zur Optimierung von Betriebstrategien in Hybridfahrzeugen. Im ersten Abschnitt der Arbeit wird eine systematische Vorgehensweise zur Planung und Erstellung von komplexen, dynamischen und echtzeitfähigen Modellstrukturen aufgezeigt. Es beginnt mit einer physikalisch motivierten Strukturierung, die eine geeignete Unterteilung eines Prozessmodells in einzelne überschaubare Elemente vorsieht. Diese Teilmodelle werden dann, jeweils ausgehend von einem möglichst einfachen nominalen Modellkern, schrittweise erweitert und ermöglichen zum Abschluss eine robuste Nachbildung auch komplexen, dynamischen Verhaltens bei hinreichender Genauigkeit. Da einige Teilmodelle als neuronale Netze realisiert werden, wurde eigens ein Verfah-ren zur sogenannten diskreten evidenten Interpolation (DEI) entwickelt, das beim Training einge-setzt, und bei minimaler Messdatenanzahl ein plausibles, also evidentes Verhalten experimenteller Modelle sicherstellen kann. Zum Abgleich der einzelnen Teilmodelle wurden statistische Versuchs-pläne erstellt, die sowohl mit klassischen DoE-Methoden als auch mittels einer iterativen Versuchs-planung (iDoE ) generiert wurden. Im zweiten Teil der Arbeit werden, nach Ermittlung der wichtigsten Einflussparameter, die Model-strukturen zur Nachbildung dynamischer Emissionsverläufe ausgewählter Abgaskomponenten vor-gestellt, wie unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC), Stickstoffmonoxid (NO) sowie Kohlenmono-xid (CO). Die vorgestellten Simulationsmodelle bilden die Schadstoffkonzentrationen eines Ver-brennungsmotors im Kaltstart sowie in der anschließenden Warmlaufphase in Echtzeit nach. Im Vergleich zur obligatorischen Nachbildung des stationären Verhaltens wird hier auch das dynami-sche Verhalten des Verbrennungsmotors in transienten Betriebsphasen ausreichend korrekt darge-stellt. Eine konsequente Anwendung der im ersten Teil der Arbeit vorgestellten Methodik erlaubt, trotz einer Vielzahl von Prozesseinflussgrößen, auch hier eine hohe Simulationsqualität und Ro-bustheit. Die Modelle der Schadstoffemissionen, eingebettet in das dynamische Gesamtmodell eines Ver-brennungsmotors, werden zur Ableitung einer optimalen Betriebsstrategie im Hybridfahrzeug ein-gesetzt. Zur Lösung solcher Optimierungsaufgaben bieten sich modellbasierte Verfahren in beson-derer Weise an, wobei insbesondere unter Verwendung dynamischer als auch kaltstartfähiger Mo-delle und der damit verbundenen Realitätsnähe eine hohe Ausgabequalität erreicht werden kann.

Trajectory and Force Control of a Direct Drive Arm

Using the MIT Serial Link Direct Drive Arm as the main experimental device, various issues in trajectory and force control of manipulators were studied in this thesis. Since accurate modeling is important for any controller, issues of estimating the dynamic model of a manipulator and its load were addressed first. Practical and effective algorithms were developed fro the Newton-Euler equations to estimate the inertial parameters of manipulator rigid-body loads and links. Load estimation was implemented both on PUMA 600 robot and on the MIT Serial Link Direct Drive Arm. With the link estimation algorithm, the inertial parameters of the direct drive arm were obtained. For both load and link estimation results, the estimated parameters are good models of the actual system for control purposes since torques and forces can be predicted accurately from these estimated parameters. The estimated model of the direct drive arm was them used to evaluate trajectory following performance by feedforward and computed torque control algorithms. The experimental evaluations showed that the dynamic compensation can greatly improve trajectory following accuracy. Various stability issues of force control were studied next. It was determined that there are two types of instability in force control. Dynamic instability, present in all of the previous force control algorithms discussed in this thesis, is caused by the interaction of a manipulator with a stiff environment. Kinematics instability is present only in the hybrid control algorithm of Raibert and Craig, and is caused by the interaction of the inertia matrix with the Jacobian inverse coordinate transformation in the feedback path. Several methods were suggested and demonstrated experimentally to solve these stability problems. The result of the stability analyses were then incorporated in implementing a stable force/position controller on the direct drive arm by the modified resolved acceleration method using both joint torque and wrist force sensor feedbacks.

Robust fault detection using consistency techniques for uncertainty handling

Often practical performance of analytical redundancy for fault detection and diagnosis is decreased by uncertainties prevailing not only in the system model, but also in the measurements. In this paper, the problem of fault detection is stated as a constraint satisfaction problem over continuous domains with a big number of variables and constraints. This problem can be solved using modal interval analysis and consistency techniques. Consistency techniques are then shown to be particularly efficient to check the consistency of the analytical redundancy relations (ARRs), dealing with uncertain measurements and parameters. Through the work presented in this paper, it can be observed that consistency techniques can be used to increase the performance of a robust fault detection tool, which is based on interval arithmetic. The proposed method is illustrated using a nonlinear dynamic model of a hydraulic system

Predictive motion control of a mirosot mobile robot

This paper discusses predictive motion control of a MiRoSoT robot. The dynamic model of the robot is deduced by taking into account the whole process - robot, vision, control and transmission systems. Based on the obtained dynamic model, an integrated predictive control algorithm is proposed to position precisely with either stationary or moving obstacle avoidance. This objective is achieved automatically by introducing distant constraints into the open-loop optimization of control inputs. Simulation results demonstrate the feasibility of such control strategy for the deduced dynamic model

Testing for Hidden Information and Action in Automobile Insurance Market

I test the presence of hidden information and action in the automobile insurance market using a data set from several Colombian insurers. To identify the presence of hidden information I find a common knowledge variable providing information on policyholder s risk type which is related to both experienced risk and insurance demand and that was excluded from the pricing mechanism. Such unused variable is the record of policyholder s traffic offenses. I find evidence of adverse selection in six of the nine insurance companies for which the test is performed. From the point of view of hidden action I develop a dynamic model of effort in accident prevention given an insurance contract with bonus experience rating scheme and I show that individual accident probability decreases with previous accidents. This result brings a testable implication for the empirical identification of hidden action and based on that result I estimate an econometric model of the time spans between the purchase of the insurance and the first claim, between the first claim and the second one, and so on. I find strong evidence on the existence of unobserved heterogeneity that deceives the testable implication. Once the unobserved heterogeneity is controlled, I find conclusive statistical grounds supporting the presence of moral hazard in the Colombian insurance market.

Análisis económico de las vacunas 10-valente y 13-valente contra neumococo: revisión sistemática

Introducción: Las vacunas clásicamente han representado un método económico y eficaz para el control y prevención de múltiples enfermedades infecciosas. En los últimos años se han introducido nuevas vacunas contra neumococo a precios elevados, y los diferentes análisis económicos a nivel mundial de estas vacunas no muestran tendencias. El objetivo de este trabajo era resumir la evidencia existente a través de los diferentes estudios económicos evaluando las dos vacunas de segunda generación contra neumococo en la población a riesgo. Metodología: En este trabajo se realizo una revisión sistemática de la literatura en 8 bases de datos localizadas en diferentes partes del mundo y también que tuvieran literatura gris. Los artículos fueron inicialmente evaluados acorde a su titulo y resumen, posteriormente los elegidos se analizaron en su totalidad. Resultados: Se encontraron 404 artículos, de los cuales 20 fueron incluidos en el análisis final. Se encontró que la mayoría de los estudios se realizaron en áreas donde la enfermedad tiene una carga baja, como es Norte América y Europa, mientras que en los lugares del mundo donde la carga es mas alta, se realizaron pocos estudios. De igual manera se observo que la mayoría de los estudios mostraron por los menos ser costo efectivos respecto a la no vacunación, y en su totalidad las dos vacunas de segunda generación mostraron costo efectividad respecto a la vacunación con PCV-7. Los resultados de los estudios son muy heterogéneos, hasta dentro del mismo país, señalando la necesidad de guías para la conducción de este tipo de estudios. De igual manera, la mayoría de los estudios fueron financiados por farmacéuticas, mientras en un numero muy reducido por entes gubernamentales. Conclusiones: La mayoría de los estudios económicos sobre las vacunas de segunda generación contra neumococo han sido realizados en países con un alto índice de desarrollo económico y patrocinados por farmacéuticas. Dado que la mayoría de la carga de la enfermedad se encuentran en regiones con un menor nivel de desarrollo económico se deberían realizar mas en estas zonas. De igual manera, al ser la vacunación un asunto de salud publica y con un importante impacto económico los gobiernos deberían estar mas involucrados en los mismos.

Aproximación a un marco teórico para la construcción de una metodología para el estudio sistémico de sectores estratégicos

En la búsqueda de adaptabilidad por parte de las organizaciones, para sobrevivir y crecer frente a los cambios, así como de los procesos de formulación y revisión de la estrategia empresarial para la toma de decisiones, la exploración e interpretación del entorno, sus elementos y dinámica se han convertido en una necesidad apremiante. En este contexto, una de las herramientas que permite a las organizaciones mejorar la visión sectorial es la metodología del Análisis Estructural de Sectores Estratégicos (en adelante AESE). Esta visión que se construye a partir de la aplicación de dicha metodología se deriva de los procesos de análisis y de síntesis. En el mismo sentido, la falta de uniformidad del mundo actual, la cantidad de factores que impactan el desempeño organizacional y la complejidad de las interacciones que se dan en los sectores estratégicos conducen a la búsqueda un nuevo enfoque para comprenderlos e intervenirlos. Lo anterior debido a que es claro que desde el pensamiento analítico no se contemplan las múltiples interrelaciones en los sectores estratégicos, su permanente variación, ni los procesos circulares que en ellos se dan, por lo cual la visión que proporciona se considera limitada para comprender la realidad y guiar a los directivos empresariales en la toma de decisiones estratégicas. Por el contrario, el uso del pensamiento sistémico en el estudio sectorial sí posibilita la comprensión de los sectores como sistemas, su diseño, estructura (relaciones) y funcionamiento (dinámica) a fin de obtener una visión de conjunto para intervenirlos. Dentro de los beneficios que brinda la aplicación del pensamiento sistémico (dinámica de sistemas) se encuentra la posibilidad de simular un modelo dinámico que permite determinar el futuro de los sectores estratégicos y guiar a las organizaciones a la definición de políticas alineadas con la búsqueda de la perdurabilidad. Luego, el presente trabajo de investigación pretende establecer los elementos teóricos, conceptuales y metodológicos, asociados con la toma de decisiones estratégicas y con el pensamiento sistémico (dinámica de sistemas), que contribuyen a la construcción de una metodología para el Estudio Sistémico de Sectores Estratégicos (en adelante ESSE).

Rebellion, repression and welfare

I develop a dynamic model of social conflict whereby manifest grievances of the poor generate the incentive of taking over political power violently. Rebellion can be an equilibrium outcome depending on the level of preexisting inequality between the poor and the ruling elite, the relative military capabilities of the two groups and the destructiveness of conflict. Once a technology of repression is introduced, widespread fear reduces the parameter space for which rebellion is an equilibrium outcome. However, I show that repression driven peace comes at a cost as it produces a welfare loss to society.

Seguros de desempleo: revisión de literatura y propuesta para Colombia

En este artículo se estudia la posibilidad de introducir seguros de desempleo en Colombia. En una primera parte, se propone una revisión de literatura de los seguros de desempleo en la cual se exponen las ventajas generadas por una cobertura contra este riesgo, así como sus inconvenientes. En una segunda parte, se estudian varios escenarios para introducir seguros de desempleo en Colombia. Después de haber presentado el contexto del mercado laboral y de las normas que lo vigilan, se proponen varios diseños que abordan la gestión y la administración del riesgo de desempleo en Colombia. Igualmente se presentan algunas consideraciones teóricas para la valoración del costo del aseguramiento, las cuales incorporan los efectos del riesgo moral sobre la duración y la incidencia del desempleo.

Fumando mañas: construcción del sentido de la realidad social en un contexto de ilegalidad

Este texto ilustra la interacción entre violencia estructural y actores marginales para ver cómo lo primero crea lo segundo, y cómo, a su turno, la dinámica de estos actores les permite articularse y/o fugarse de sus condiciones. Si los actores de un espacio social determinado pueden llevar a cabo una acción que mínimamente los reproduce, sus condiciones y las relaciones de poder, esto es, una acción reflexionada, podría generar un cambio. Pero para no quedarse en los extremos viendo las maquinarias del poder sobre unos sujetos y sus acciones diarias, siempre condicionadas por aquellas, se puede comprobar el ámbito de autonomía de las decisiones que movilizan su acción, y medir el poder de esta tanto individual como colectiva, amarrada a unos fines: hacia la reafirmación de la identidad o en procura de lograr un cambio

Estudio de la aplicación de sistemas basados en el conocimiento a la operación de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética

Una de las actuaciones posibles para la gestión de los residuos sólidos urbanos es la valorización energética, es decir la incineración con recuperación de energía. Sin embargo es muy importante controlar adecuadamente el proceso de incineración para evitar en lo posible la liberación de sustancias contaminantes a la atmósfera que puedan ocasionar problemas de contaminación industrial.Conseguir que tanto el proceso de incineración como el tratamiento de los gases se realice en condiciones óptimas presupone tener un buen conocimiento de las dependencias entre las variables de proceso. Se precisan métodos adecuados de medida de las variables más importantes y tratar los valores medidos con modelos adecuados para transformarlos en magnitudes de mando. Un modelo clásico para el control parece poco prometedor en este caso debido a la complejidad de los procesos, la falta de descripción cuantitativa y la necesidad de hacer los cálculos en tiempo real. Esto sólo se puede conseguir con la ayuda de las modernas técnicas de proceso de datos y métodos informáticos, tales como el empleo de técnicas de simulación, modelos matemáticos, sistemas basados en el conocimiento e interfases inteligentes. En [Ono, 1989] se describe un sistema de control basado en la lógica difusa aplicado al campo de la incineración de residuos urbanos. En el centro de investigación FZK de Karslruhe se están desarrollando aplicaciones que combinan la lógica difusa con las redes neuronales [Jaeschke, Keller, 1994] para el control de la planta piloto de incineración de residuos TAMARA. En esta tesis se plantea la aplicación de un método de adquisición de conocimiento para el control de sistemas complejos inspirado en el comportamiento humano. Cuando nos encontramos ante una situación desconocida al principio no sabemos como actuar, salvo por la extrapolación de experiencias anteriores que puedan ser útiles. Aplicando procedimientos de prueba y error, refuerzo de hipótesis, etc., vamos adquiriendo y refinando el conocimiento, y elaborando un modelo mental. Podemos diseñar un método análogo, que pueda ser implementado en un sistema informático, mediante el empleo de técnicas de Inteligencia Artificial.Así, en un proceso complejo muchas veces disponemos de un conjunto de datos del proceso que a priori no nos dan información suficientemente estructurada para que nos sea útil. Para la adquisición de conocimiento pasamos por una serie de etapas: - Hacemos una primera selección de cuales son las variables que nos interesa conocer. - Estado del sistema. En primer lugar podemos empezar por aplicar técnicas de clasificación (aprendizaje no supervisado) para agrupar los datos y obtener una representación del estado de la planta. Es posible establecer una clasificación, pero normalmente casi todos los datos están en una sola clase, que corresponde a la operación normal. Hecho esto y para refinar el conocimiento utilizamos métodos estadísticos clásicos para buscar correlaciones entre variables (análisis de componentes principales) y así poder simplificar y reducir la lista de variables. - Análisis de las señales. Para analizar y clasificar las señales (por ejemplo la temperatura del horno) es posible utilizar métodos capaces de describir mejor el comportamiento no lineal del sistema, como las redes neuronales. Otro paso más consiste en establecer relaciones causales entre las variables. Para ello nos sirven de ayuda los modelos analíticos - Como resultado final del proceso se pasa al diseño del sistema basado en el conocimiento. El objetivo principal es aplicar el método al caso concreto del control de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética. En primer lugar, en el capítulo 2 Los residuos sólidos urbanos, se trata el problema global de la gestión de los residuos, dando una visión general de las diferentes alternativas existentes, y de la situación nacional e internacional en la actualidad. Se analiza con mayor detalle la problemática de la incineración de los residuos, poniendo especial interés en aquellas características de los residuos que tienen mayor importancia de cara al proceso de combustión.En el capítulo 3, Descripción del proceso, se hace una descripción general del proceso de incineración y de los distintos elementos de una planta incineradora: desde la recepción y almacenamiento de los residuos, pasando por los distintos tipos de hornos y las exigencias de los códigos de buena práctica de combustión, el sistema de aire de combustión y el sistema de humos. Se presentan también los distintos sistemas de depuración de los gases de combustión, y finalmente el sistema de evacuación de cenizas y escorias.El capítulo 4, La planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos de Girona, describe los principales sistemas de la planta incineradora de Girona: la alimentación de residuos, el tipo de horno, el sistema de recuperación de energía, y el sistema de depuración de los gases de combustión Se describe también el sistema de control, la operación, los datos de funcionamiento de la planta, la instrumentación y las variables que son de interés para el control del proceso de combustión.En el capítulo 5, Técnicas utilizadas, se proporciona una visión global de los sistemas basados en el conocimiento y de los sistemas expertos. Se explican las diferentes técnicas utilizadas: redes neuronales, sistemas de clasificación, modelos cualitativos, y sistemas expertos, ilustradas con algunos ejemplos de aplicación.Con respecto a los sistemas basados en el conocimiento se analizan en primer lugar las condiciones para su aplicabilidad, y las formas de representación del conocimiento. A continuación se describen las distintas formas de razonamiento: redes neuronales, sistemas expertos y lógica difusa, y se realiza una comparación entre ellas. Se presenta una aplicación de las redes neuronales al análisis de series temporales de temperatura.Se trata también la problemática del análisis de los datos de operación mediante técnicas estadísticas y el empleo de técnicas de clasificación. Otro apartado está dedicado a los distintos tipos de modelos, incluyendo una discusión de los modelos cualitativos.Se describe el sistema de diseño asistido por ordenador para el diseño de sistemas de supervisión CASSD que se utiliza en esta tesis, y las herramientas de análisis para obtener información cualitativa del comportamiento del proceso: Abstractores y ALCMEN. Se incluye un ejemplo de aplicación de estas técnicas para hallar las relaciones entre la temperatura y las acciones del operador. Finalmente se analizan las principales características de los sistemas expertos en general, y del sistema experto CEES 2.0 que también forma parte del sistema CASSD que se ha utilizado.El capítulo 6, Resultados, muestra los resultados obtenidos mediante la aplicación de las diferentes técnicas, redes neuronales, clasificación, el desarrollo de la modelización del proceso de combustión, y la generación de reglas. Dentro del apartado de análisis de datos se emplea una red neuronal para la clasificación de una señal de temperatura. También se describe la utilización del método LINNEO+ para la clasificación de los estados de operación de la planta.En el apartado dedicado a la modelización se desarrolla un modelo de combustión que sirve de base para analizar el comportamiento del horno en régimen estacionario y dinámico. Se define un parámetro, la superficie de llama, relacionado con la extensión del fuego en la parrilla. Mediante un modelo linealizado se analiza la respuesta dinámica del proceso de incineración. Luego se pasa a la definición de relaciones cualitativas entre las variables que se utilizan en la elaboración de un modelo cualitativo. A continuación se desarrolla un nuevo modelo cualitativo, tomando como base el modelo dinámico analítico.Finalmente se aborda el desarrollo de la base de conocimiento del sistema experto, mediante la generación de reglas En el capítulo 7, Sistema de control de una planta incineradora, se analizan los objetivos de un sistema de control de una planta incineradora, su diseño e implementación. Se describen los objetivos básicos del sistema de control de la combustión, su configuración y la implementación en Matlab/Simulink utilizando las distintas herramientas que se han desarrollado en el capítulo anterior.Por último para mostrar como pueden aplicarse los distintos métodos desarrollados en esta tesis se construye un sistema experto para mantener constante la temperatura del horno actuando sobre la alimentación de residuos.Finalmente en el capítulo Conclusiones, se presentan las conclusiones y resultados de esta tesis.

The molecular structure of hexamethyldigermane determined by gas-phase electron diffraction with theoretical calculations for (CH3)3M-M(CH3)3 Where M = C, Si, and Ge

Gas-phase electron diffraction (GED) data together with results from ab initio molecular orbital calculations (HF and MP2/6-311+G(d,p)) have been used to determine the structure of hexamethyldigermane ((CH3)3Ge-Ge(CH3)3). The equilibrium symmetry is D3d, but the molecule has a very low-frequency, largeamplitude, torsional mode (φCGeGeC) that lowers the thermal average symmetry. The effect of this largeamplitude mode on the interatomic distances was described by a dynamic model which consisted of a set of pseudoconformers spaced at even intervals. The amount of each pseudoconformer was obtained from the ab initio calculations (HF/6-311+G(d,p)). The results for the principal distances (ra) and angles (∠h1) obtained from the combined GED/ab initio (with estimated 1σ uncertainties) are r(Ge-Ge) ) 2.417(2) Å, r(Ge-C) ) 1.956(1) Å, r(C-H) ) 1.097(5) Å, ∠GeGeC ) 110.5(2)°, and ∠GeCH ) 108.8(6)°. Theoretical calculations were performed for the related molecules ((CH3)3Si-Si(CH3)3 and (CH3)3C-C(CH3)3).

A method for merging flow-dependent forecast error statistics from an ensemble with static statistics for use in high resolution variational data assimilation

The background error covariance matrix, B, is often used in variational data assimilation for numerical weather prediction as a static and hence poor approximation to the fully dynamic forecast error covariance matrix, Pf. In this paper the concept of an Ensemble Reduced Rank Kalman Filter (EnRRKF) is outlined. In the EnRRKF the forecast error statistics in a subspace defined by an ensemble of states forecast by the dynamic model are found. These statistics are merged in a formal way with the static statistics, which apply in the remainder of the space. The combined statistics may then be used in a variational data assimilation setting. It is hoped that the nonlinear error growth of small-scale weather systems will be accurately captured by the EnRRKF, to produce accurate analyses and ultimately improved forecasts of extreme events.

Decentralized PID self-tuning control of industrial robots

A three degrees of freedom industrial robot is controlled by applying PID self-tuning (PID/ST) controllers. This control is considered as a corrective term to a nominal value, centrally computed from an inaccurate and/ or simplified dynamic model. An identification scheme on an assumed linear plant describing the deviation from the desired trajectory is employed in order to tune the controller coefficients and thus accomplish a behaviour prescribed through a desired pole placement. A salient feature of our approach is the decentralized nature of the controllers producing the corrective term for each joint. This opens the way to practical implementation, as recent computing requirement calculations for similar set-ups have shown in the literature. Numerical results are presented.