Conversão sistemática do comportamento definido nos blocos funcionais da norma IEC 61 131-3 para autómatos finitos temporizados

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Pure elastic contact force models

"Series: Solid mechanics and its applications, vol. 226"

Multibody systems formulation

"Series: Solid mechanics and its applications, vol. 226"

Improving the effort concept: a revision of the traditional approach in the context of controlled Dynamic Stochastic Environments

The objective of this paper is to re-evaluate the attitude to effort of a risk-averse decision-maker in an evolving environment. In the classic analysis, the space of efforts is generally discretized. More realistic, this new approach emploies a continuum of effort levels. The presence of multiple possible efforts and performance levels provides a better basis for explaining real economic phenomena. The traditional approach (see, Laffont, J. J. & Tirole, J., 1993, Salanie, B., 1997, Laffont, J.J. and Martimort, D, 2002, among others) does not take into account the potential effect of the system dynamics on the agent's behavior to effort over time. In the context of a Principal-agent relationship, not only the incentives of the Principal can determine the private agent to allocate a good effort, but also the evolution of the dynamic system. The incentives can be ineffective when the environment does not incite the agent to invest a good effort. This explains why, some effici

Genesis of textural contrasts in subsurface soil horizons in the Northern Pantanal-Brazil

The Pantanal region can be characterized as a quaternary floodplain with predominant sedimentation in the form of alluvial fans. In the geomorphologic and sedimentary evolution, the avulsion process is inherent to this depositional system and its dynamics, together with surface water floods, influence soil sedimentation on this plain. The knowledge and differentiation of these two events can contribute to a better understanding of the variability of soil properties and distribution under the influence of these sedimentation processes. Therefore, this study investigated the genesis of soils in the Northern Pantanal with textural contrasts in deeper horizons and their relationship with the depositional system dynamics. We analyzed four soil profiles in the region of Barão de Melgaço, Mato Grosso State, Brazil (RPPN SESC Pantanal). Two profiles were sampled near the Rio Cuiabá (AP1 and AP4) and two near the Rio São Lourenço (AP10 and AP11). In AP11, the horizons contrast in particle size between the profile basis and the surface. In AP1, AP4 and AP10, the horizons overlaying the sand layer have similar particle size properties, mainly in terms of sand distribution. In the first case, floods (surface water) seem to have originated the horizons and layers with contrasting texture. In the second case, avulsion is the most pronounced process. Therefore, the two modes can form soils with contrasting texture that are discriminable by soil morphology, based on the distinct features associated to the specific sedimentation processes.

Quantifying sediment storage in a high Alpine valley (Turtmanntal, Switzerland)

The determination of sediment storage is a critical parameter in sediment budget analyses. But, in many sediment budget studies the quantification of magnitude and time-scale of sediment storage is still the weakest part and often relies on crude estimations only, especially in large drainage basins (>100km2). We present a new approach to storage quantification in a meso-scale alpine catchment of the Swiss Alps (Turtmann Valley, 110km2). The quantification of depositional volumes was performed by combining geophysical surveys and geographic information system (GIS) modelling techniques. Mean thickness values of each landform type calculated from these data was used to estimate the sediment volume in the hanging valleys and the trough slopes. Sediment volume of the remaining subsystems was determined by modelling an assumed parabolic bedrock surface using digital elevation model (DEM) data. A total sediment volume of 781·3×106?1005·7×106m3 is deposited in the Turtmann Valley. Over 60% of this volume is stored in the 13 hanging valleys. Moraine landforms contain over 60% of the deposits in the hanging valleys followed by sediment stored on slopes (20%) and rock glaciers (15%). For the first time, a detailed quantification of different storage types was achieved in a catchment of this size. Sediment volumes have been used to calculate mean denudation rates for the different processes ranging from 0·1 to 2·6mm/a based on a time span of 10ka. As the quantification approach includes a number of assumptions and various sources of error the values given represent the order of magnitude of sediment storage that has to be expected in a catchment of this size.

Designing Digital Filters for Servo Systems

The aim of this work was to select an appropriate digital filter for a servo application and to filter the noise from the measurement devices. Low pass filter attenuates the high frequency noise beyond the specified cut-off frequency. Digital lowpass filters in both IIR and FIR responses were designed and experimentally compared to understand their characteristics from the corresponding step responses of the system. Kaiser Windowing and Equiripple methods were selected for FIR response, whereas Butterworth, Chebyshev, InverseChebyshev and Elliptic methods were designed for IIR case. Limitations in digital filter design for a servo system were analysed. Especially the dynamic influences of each designed filter on the control stabilityof the electrical servo drive were observed. The criterion for the selection ofparameters in designing digital filters for servo systems was studied. Control system dynamics was given significant importance and the use of FIR and IIR responses in different situations were compared to justify the selection of suitableresponse in each case. The software used in the filter design was MatLab/Simulink® and dSPACE's DSP application. A speed controlled Permanent Magnet Linear synchronous Motor was used in the experimental work.

SAP R/3 -toimimianohjausjärjestelmän käytettävyyden parantaminen metsäteollisuusyrityksessä

Työn tavoitteena on parantaa SAP R/3-järjestelmän käytettävyyttä muutoksenhallintaprosessia mallintamalla. Työn alussa selkeytetään järjestelmän käytön nykytilaa yrityksessä sekä käyttäjien vaatimia parannuskohteita. Työn teoriaosassa käsitellään asiakasnäkökulmasta prosessien kehittämisen sekä niiden mallintamisen teoriaa. Teoriaosassa haetaan vastauksia järjestelmiin liittyviin kysymyksiin: - Kuinka selkeytetään käyttöönottoa sekä hyödynnetään toiminnan prosessilähtöistä kehittämistä? - Kuinka asiakastarpeita kartoittamalla huomioidaan käyttäjien tulevat taipeet? - Miten prosessimallintaminen lisää käyttäjien luottamusta ja yrityksen kilpailukykyä? Soveltavassa osassa tutkitaan vika- ja pienkehityspyyntöjen hallintaa ARIS-mallinnuksen avulla. Toimintoketjun avulla luodaan M-real-konsemissa käyttäjien ja palveluntarjoajan yhteinen toimintamalli. Prosessin omistajuus, käyttäjien liittymäpinta sekä toiminnan organisointi huomioidaan kaikkien osapuolten kesken

Estimating the Price and Demand Development of Some Paperboard Grades

Työn tavoitteena oli luoda malli, jonka avulla voitaisiin ennustaa kartonkituotteiden hinnan ja kysynnän kehitystä. Työssä kerättiin aluksi tietoa kartonkimarkkinoista haastattelujen ja tilastotietojen avulla. Näiden perusteella luotiin malli, joka kuvaa kartonkimarkkinoiden ja -teollisuuden rakennetta. Erityisesti kiinnitettiin huomiota asiakkaiden tilauskäyttäytymiseen, tuotannonohjaukseen sekä hinnan muodostumiseen. Työssä käytettiin ennustemenetelmänä systeemidynamiikkaa. Oleellista oli löytää systeemissä esiintyvät tärkeimmät takaisinkytkennät ja systeemin avainmuuttujat. Kun kaikille mallin muuttujille oli määritetty yhtälöt ja vakioille annettu arvot, voitiin mallia simuloida, ja saada ennusteet halutuille muuttujille. Työssä esitettiin ennusteet kartonkimarkkinoiden tärkeimmille parametreille kahden vuoden päähän. Työssä tarkasteltiin myös, miten muutokset mallin käyttäytymistä säätelevissä muuttujissa vaikuttavat tuloksiin. Jotta pystyttäisiin paremmin selvittämään koko kartonkiteollisuuden dynamiikka, lisätutkimusta tarvittaisiin vielä eri kartonkilajien substituutiomahdollisuuksista ja hintojen riippuvuuksista. Mielenkiintoista olisi myös tietää, miten tuotannon käyttöasteiden muutokset ja hinnan vaihtelut vaikuttavat liiketoiminnan kannattavuuteen valmistajien näkökulmasta.

Etelä-Karjalan aluebarometri

Tutkimuksen päätavoitteena oli rakentaa Etelä-Karjalan maakunnan alueellinen suhdannebarometri. Aluebarometrilla kuvataan ja analysoidaan alueen toimialojen tuotannon ja työllisyyden kehitystä sekä nykytilannetta tuoreilla, havainnollisilla ja luotettavilla indikaattoreilla. Tutkimusmenetelmänä on konstruktiivinen tutkimus. Aluebarometri toteutettiin kyselytutkimuksena 454:ltä yritykseltä Etelä-Karjalan alueella keväällä 2002. Tulokset on raportoitu toimialoittain sisältäen kyselytutkimuksen 11 indikaattoria sekä kaksi tilastollista muuttujaa. Teoriaosassa tarkasteltiin aluetalouden rakentumista, aluekehitystä, yritysten sijaintiteorioita ja systeemidynamiikkaa. Barometrin konstruoinnin lisäksi empiirisessä osassa analysoitiin maakunnan yritystoiminnan ja toimialarakenteen tyypillisiä piirteitä sekä selvitettiin barometrin käyttäjäkunnan tietotarpeita. Tutkimustulosten mukaan Etelä-Karjalan yritykset odottavat aluebarometrin indikaattoreiden kehittyvän seuraavan kuuden kuukauden ajanjaksolla lievästi myönteiseen suuntaan. Myönteisintä kehitystä odotetaan myynnin ja Venäjän yleisen suhdannetilanteen suhteen. Toimialoista positiivisimmat odotukset ovat informaatioteknologian, liike-elämän palveluiden, muiden palveluiden sekä kaupan aloilla, heikoimmat puolestaan rakentamisen alalla.

Equivalent representation form of oscillators with elastic and damping nonlinear terms

In this work we consider the nonlinear equivalent representation form of oscillators that exhibit nonlinearities in both the elastic and the damping terms. The nonlinear damping effects are considered to be described by fractional power velocity terms which provide better predictions of the dissipative effects observed in some physical systems. It is shown that their effects on the system dynamics response are equivalent to a shift in the coefficient of the linear damping term of a Duffing oscillator. Then, its numerical integration predictions, based on its equivalent representation form given by the well-known forced, damped Duffing equation, are compared to the numerical integration values of its original equations of motion. The applicability of the proposed procedure is evaluated by studying the dynamics response of four nonlinear oscillators that arise in some engineering applications such as nanoresonators, microresonators, human wrist movements, structural engineering design, and chain dynamics of polymeric materials at high extensibility, among others

Co-eletrodeposição oscilatória de cobre e estanho

It is investigated in the present contribution the oscillatory co-electrodeposition of CuSn on a polycrystalline gold surface in the presence of Triton X-100 surfactant and citric acid as additive, in acidic media. The experiments were conducted under potentiostatic control and the system dynamics characterized in terms of the morphology and stability of the current oscillations. Besides modulations in the frequency and amplitude of the current oscillations, several patterned states were observed, including relaxation-like and mixed mode oscillations. The oscillations were found to be very robust and some time series presented regular motions up to about two hours.

Studies on the Multifaceted Interaction of Atoms and an Electromagnetic Field

In this Thesis the interaction of an electromagnetic field and matter is studied from various aspects in the general framework of cold atoms. Our subjects cover a wide spectrum of phenomena ranging from semiclassical few-level models to fully quantum mechanical interaction with structured reservoirs leading to non-Markovian open quantum system dynamics. Within closed quantum systems, we propose a selective method to manipulate the motional state of atoms in a time-dependent double-well potential and interpret the method in terms of adiabatic processes. Also, we derive a simple wave-packet model, based on distributions of generalized eigenstates, explaining the finite visibility of interference in overlapping continuous-wave atom lasers. In the context of open quantum systems, we develop an unraveling of non-Markovian dynamics in terms of piecewise deterministic quantum jump processes confined in the Hilbert space of the reduced system - the non-Markovian quantum jump method. As examples, we apply it for simple 2- and 3-level systems interacting with a structured reservoir. Also, in the context of ion-cavity QED we study the entanglement generation based on collective Dicke modes in experimentally realistic conditions including photonic losses and an atomic spontaneous decay.

Rasitusten älykäs seuranta

Tässä diplomityössä käsitellään monikappalesysteeminä mallinnetun toimilaitteen tai mekaanisen systeemin kappaleissa vaikuttavien rasitusten, siirtymien ja jännitysten laskentamenetelmiä. Työhön sisällytettyjen menetelmien valinta on toteutettu 2000-luvulla virtuaalisuunnittelua käsittelevissä tiedelehdissä julkaistujen artikkelien pohjalta. Työn tarkoituksena on muodostaa kirjallisuuskatsaus uusien laskentamenetelmien ominaisuuksista ja metodiikasta, mitä voidaan tarvittaessa soveltaa virtuaalisuunnittelun tarpeisiin. Kaksi esiteltävistä menetelmistä on optimointimenetelmiä (RBDO ja ESL). Muissa menetelmissä käsitellään muun muassa venymien rekonstruointia ja hankauskitkasta komponentteihin kohdistuvia jännityksiä. Moving frame-menetelmässä sovelletaan kelluvan koordinaatiston periaatetta, yksi menetelmistä perustuu selkeästi osarakennetekniikkaan ja yhdessä kappaleiden joustokäyttäytymistä mallinnetaan muotofunktioiden avulla. Lisäksi on kolme soveltavaa esimerkkiä rasitusten seurannasta teollisuuskoneissa. Laskentamenetelmät ovat luonteeltaan ja sovelluskelpoisuudeltaan erilaisia. Optimointimenetelmät ovat parhaimmillaan rakenteiden jatkokehitystyössä, siinä missä muut menetelmät soveltuvat joko olemassa olevien rakenteiden mallintamiseen tai kokonaan uusien systeemien suunnittelutyökaluiksi. Tätä eroavuutta voidaan pitää hyvänä asiana, jotta voidaan valita parhaiten omiin tarkoituksiin soveltuva menetelmä.

Reaaliaikaisen PMU-mittaustiedon hyödyntäminen voimajärjestelmän valvonnassa

Tämä työ on tehty Fingrid Oyj:lle. Työn tavoitteena oli tutkia, miten reaaliaikaista PMU-mittaustietoa voidaan hyödyntää voimajärjestelmän valvonnassa. Voimajärjestelmän dynaamisia ilmiöitä ovat jännite- ja kulmastabiilius. Työssä tutkittiin voimajärjestelmän kulmastabiiliutta PSS/E-ohjelmalla simuloitujen mittaustulosten perusteella. Fouriermuunnoksen tulokset osoittavat, että huonoiten vaimeneva taajuuskomponentti on 0,3 Hz taajuus. Lisäksi tiedetään, että huonosti vaimeneva taajuuskomponentti rajoittaa siirtokapasiteettia. Voimajärjestelmän stabiiliutta voidaan esittää Wide Area Monitoring -järjestelmien (WAMS) avulla. WAMS perustuu Phasor Measurement -laitteen (PMU) reaaliaikaiseen mittaustekniikkaan. Jännitteen vaihekulman mittaaminen mahdollistaa voimajärjestelmän tilan määrittämisen reaaliajassa. Työssä on esitelty Fingridin käytössä oleva WAMS ja lisäksi esitelty kolmen eri laitetoimittajan WAMS:n rakennetta ja operaattorin käyttöön tarkoitettuja käyttöliittymiä. WAMS:n rakenteet ovat pääpiirteittäin samanlaisia, mutta stabiiliuden visuaalisessa esittämisessä on eroja. PMU -mittaustietoja on mahdollista tuoda käytönvalvontajärjestelmään erillisellä tiedonsiirtoprotokollalla. PMU-mittaustiedon hyödyntäminen käytönvalvontajärjestelmän toimintaaluenäytöllä mahdollistaa verkon tilan esittämisen reaaliajassa. Roottorin kulmastabiilius esitetään Fingridin käytönvalvontajärjestelmässä vaihekulmaerojen avulla ja työssä on esitetty, kuinka vaihekulmaeron arvolla on vaikutus tehonsiirtoon. Vaihekulmaeron arvo kuvaa vian jälkeisen tehoheilahtelun voimakkuutta. PMU-mittaustiedon esittäminen antaa operaattorille selkeämmän kuvan ylläpitää tehonsiirto turvallisella tasolla ja epästabiilin heilahtelun havainnoiminen vähentää suurhäiriön riskiä. Tulevaisuudessa siirtoverkon kehittyessä tarvitaan operaattorin käyttöön myös nopeita stabiilisuutta esittäviä työkaluja.