Entorn de programació pel robot Stäubli mitjantçant MatLab, aplicació a un sistema de recol·lecció de peces basat en visió artificial

Els objectius del projecte són: realitzar un intèrpret de comandes en VAL3 que rebi les ordres a través d’una connexió TCP/IP; realitzar una toolbox de Matlab per enviar diferents ordres mitjançant una connexió TCP/IP; adquirir i processar mitjançant Matlab imatges de la càmera en temps real i detectar la posició d’objectes artificials mitjançant la segmentació per color i dissenyar i realitzar una aplicació amb Matlab que reculli peces detectades amb la càmera. L’abast del projecte inclou: l’estudi del llenguatge de programació VAL3 i disseny de l’ intèrpret de comandes, l’estudi de les llibreries de Matlab per comunicació mitjançant TCP/IP, per l’adquisició d’imatges, pel processament d’imatges i per la programació en C; el disseny de la aplicació recol·lectora de peces i la implementació de: un intèrpret de comandes en VAL3, la toolbox pel control del robot STAUBLI en Matlab i la aplicació recol·lectora de peces mitjançant el processament d’imatges en temps real també en Matlab

Optimização de Células Fotovoltaicas

Perante os cenários do aumento da população mundial, da concentração de CO2, dos custos dos combustíveis, do consumo energético mundial e das alterações climáticas, surgiu a necessidade de encontrar fontes de energias alternativas. Neste contexto, a Energia Solar Fotovoltaica, fruto de investigações e investimentos realizados, teve um grande impacto na última década, registando um aumento significativo quer da produção de painéis fotovoltaicos ou de instalações de sistemas fotovoltaicos no Mundo. A Energia solar Fotovoltaica surge como uma energia alternativa limpa, inesgotável e que contribui para a diminuição do impacto ambiental, mas o elevado custo inicial é ainda um entrave à sua comercialização, sendo por isso importante conseguir uma optimização na produção dos painéis fotovoltaico bem como em instalações a fim de optimizar o seu rendimento. Um dos objectivos deste trabalho foi instalar e monitorizar um sistema fotovoltaico no telhado do laboratório de máquinas eléctricas do ISEL. Foi instalado um sistema com uma potência de 990 Watts. A monitorização dos módulos durante alguns períodos de 2011 e 2012 demonstraram um bom desempenho do sistema fotovoltaico instalado comparativamente aos valores estimados. Outro objectivo deste trabalho foi estudar a influência da temperatura no rendimento das células fotovoltaicas. A primeira fase deste estudo foi desenvolver um modelo matemático de uma célula fotovoltaica em Simulink/Matlab. As curvas obtidas da simulação numérica do modelo matemático permitiram observar e demonstrar a influência do aumento da temperatura das células fotovoltaicas na sua potência e rendimento. A segunda fase deste estudo tinha como objectivo comprovar experimentalmente o efeito da temperatura e analisar possíveis meios que permitissem refrigerar as células fotovoltaicas. Através de uma montagem experimental específica as células fotovoltaicas foram testadas num ambiente controlado. Os valores obtidos permitiram observar uma diminuição de cerca de 36% da temperatura das células utilizando refrigeração e consequente aumento do rendimento.

Plataforma Off-shore com Turbina Eólica Simulação e Controlo

O objetivo deste trabalho é o de simular e controlar a plataforma de um aerogerador flutuante. Este aerogerador flutuante consiste numa plataforma do tipo semi-submersível, nomeadamente o DeepCwind acoplado a um aerogerador de 5 MW, mais especificamente o NREL offshore 5-MW baseline wind turbine. Descreve-se o modelo físico do aerogerador flutuante, a formulação teórica a ele subjacente, bem como a caraterização dos diferentes estados do vento e do mar utilizados para simulação. O modelo não linear do aerogerador flutuante foi simulado, utilizando o FAST como emulador do aerogerador flutuante, para condições ambientais determinísticas, por forma a compreender a dinâmica associada à plataforma. Modelos lineares foram obtidos, por linearização do modelo não linear, aplicando técnicas de identificação de sistemas e utilizando o módulo de linearização do simulador FAST. Estes modelos foram posteriormente comparados, utilizando um único modelo para síntese de controladores. Controladores esses, desenvolvidos com base num modelo linear simplificado que consiste no pitch da plataforma, transformando o problema global da plataforma num problema bidimensional. Projetou-se um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) e um controlador em espaço de estados por colocação de pólos. A simulação do modelo não linear, com o controlo do pitch da plataforma, para diferentes condições ambientais, demonstrou o bom desempenho dos controladores. Foi possível com ambos os controladores garantir os requisitos do sistema controlado, em que se exigia que se evitasse ressonâncias e em que o pitch da plataforma fosse nulo, por forma a garantir a perpendicularidade do plano das pás (plano do rotor) do aerogerador em relação à direção do vento.

Análise do Sistema de Tratamento de Efluentes Gasosos de uma Central de Valorização Energética de Resíduos Sólidos Urbanos

O sistema de tratamento dos gases formados durante a combustão de Resíduos Sólidos Urbanos, (RSU), é um dos componentes mais importantes de uma instalação de incineração. O seu controlo e optimização asseguram a redução dos gases nocivos formados para valores que não representam quaisquer perigos para a saúde pública e ambiental, o que leva a incineração a ser considerada uma das técnicas mais seguras e eficientes para o tratamento dos RSU. A combinação desta técnica com produção de energia eléctrica, por recuperação de calor da combustão dos resíduos, tem contribuído gradualmente para o desenvolvimento socioeconómico. Este trabalho surgiu da necessidade de optimização do sistema de controlo dos gases ácidos, (HCl, NOx, SO2 e HF), da Central de Tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos, (CTRSU), da Empresa Valorsul e dos respectivos consumos dos reagentes utilizados no tratamento dos referidos gases, nomeadamente o leite de cal e a amónia. No entanto, procedeu-se apenas com uma análise detalhada do referido sistema de controlo, de modo a identificar as principais dificuldades e possíveis soluções teóricas para as mesmas. Os conhecimentos adquiridos poderão contribuir futuramente para a optimização do sistema de controlo em questão, de modo a garantir a dosagem óptima dos referidos reagentes, diminuindo assim o custo dos mesmos. O presente trabalho também tem como objectivos, a compreensão da tecnologia de valorização energética de resíduos no contexto do tratamento de RSU em Portugal e a análise do processo de formação dos gases durante a combustão dos RSU, principalmente a dos gases ácidos. Em Portugal o tratamento dos RSU é sobretudo por eliminação, deposição directa em aterro sanitário, tendo ocupado em 2012, uma percentagem de 54% do total dos RSU produzidos, no entanto a valorização tem vindo a desenvolver-se e actualmente cerca de 21% dos resíduos produzidos é valorizado energeticamente. Do mesmo modo, a Reciclagem e a valorização orgânica têm progredido nos últimos anos, embora lentamente. A formação dos gases ácidos é influenciada sobretudo pela composição física dos RSU, que contêm na sua matriz materiais constituídos por átomos de azoto, enxofre, cloro e fluor e por certas condições operatórias de incineração, nomeadamente temperatura elevadas, humidade e excesso de ar. A composição física dos resíduos é um parâmetro não controlável pelo operador do sistema de tratamento dos gases, pelo que as condições de incineração devem ser adequadamente controladas, no âmbito de prevenir ou reduzir a formação destes gases. A CTRSU da Valorsul apresenta, em geral, um sistema de tratamento dos gases eficiente, garantido assim que os valores limites de emissão dos gases se encontrem em conformidade com a lei. No entanto, para cumprir este requisito é necessário um consumo excessivo da amónia e leite de cal utilizados no tratamento destes gases. O elevado consumo destes reagentes deve-se sobretudo à dificuldade de optimização da dosagem dos mesmos, como VI consequência de um atraso verificado no sistema de controlo dos gases implementado na Central, “Sample and Hold PID”. Este atraso é de aproximadamente dois minutos e é causado pelo tempo em que os gases levam a percorrer o ponto onde é feita a injecção dos reagentes até ao ponto de extracção dos gases na chaminé, mais o tempo de atraso imposto pelo sistema de monitorização em contínuo das emissões. Através do software simulink do MATLAB realizou-se uma simples simulação do sistema de controlo de emissão dos gases NOx e caudal de amónia, em malha aberta com controlador proporcional, com o objectivo de reproduzir os resultados obtidos através de um controlo real em malha aberta realizada na CTRSU. Verificou-se que estes estão de acordo com o esperado, ou seja as saídas dos controladores do caudal de amónia e concentração do NOx, correspondem às variações efectuadas na válvula de regulação de amónia. Como possíveis soluções teóricas para a redução do atraso do sistema, sugeriu-se a introdução de um compensador de atraso baseado na técnica de Predição de Smith, no sistema de controlo já implementado, ou a implementação de um novo sistema de controlo baseado em sistemas de inteligências artificiais, nomeadamente as Redes Neuronais.

"Tanti e sì fatti suoni un suono esprime" : metrica e stile della Gerusalemme Liberata

La prima parte della ricerca è un approfondito studio dell'endecasillabo della Gerusalemme Liberata: in particolar modo, analizzo con un metodo statistico-quantitativo morfologia prosodica e tipologie del verso epico tassiano e distribuzione dei diversi tipi ritmici all'interno dell'ottava, tenendo naturalmente conto della necessaria connessione tra fisionomia ritmico-prosodica del verso e le strutture retoriche e sintattiche. Tale analisi, condotta con una prospettiva comparativa nei confronti di altre opere tassiane (Rinaldo, Conquistata) e della precedente tradizione in ottave, porta a riscontrare delle linee evolutive coerenti nella direzione di un progressivo innalzamento verso il modello lirico petrarchesco e dellacasiano e di un complessivo 'aggravamento' delle strutture stilistiche. I risultati permettono di mettere in discussione la vulgata critica che considererebbe monotono l'endecasillabo della Liberata: questo è negato, oltre che dall'evidenza delle statistiche, dal piano melodico e intonativo del verso, dato che diversi fattori stilistici interagenti (inarcature; struttura prevalentemente paratattica; dispositio molto mossa; moltiplicazione delle pause interne al verso) contribuiscono a minare la stabilità intonativa dell'endecasillabo, nella direzione del contrappunto tra movimento della frase e cadenze del verso. Analogamente, lo studio della fisionomia dell'ottava (seconda parte della ricerca) mostra da un lato il mantenimento di un modello di stanza 'pari', sostanzialmente affine al modello ariostesco, dall'altro una disposizione dei materiali verbali tesa a sommuovere internamente l'incedere per distici. Questo è legato alla strategia narrativa, di disposizione delle sequenze diegetiche: si possono infatti notare sovente aggregazioni di distici la cui continuità logico-argomentativa travalica la misura dell'ottava, rinnovando il rapporto dinamico e contrappuntistico tra forme metriche e fluire della narrazione. Ciò ha una funzione solidale proprio con lo sviluppo narrativo, dato che diversi espedienti stilistici paiono concorrere alla realizzazione di quella varietà nell'unità aristotelicamente centrale nell'elaborazione teorica tardocinquecentesca e tassiana in particolare. Nella terza parte del lavoro, infine, provo ad allontanare la lente dalla microscopia metrica e cerco di porre in relazione i dati metrico-stilistici con quelli sintattico-retorici già studiati dalla critica, provando a verificare nella concreta prassi poetica la teoria della commistione degli stili, così come viene progressivamente definendosi nella ricca produzione teorica del Tasso: centrale è la questione del dosaggio di artifici simmetrici, tipici del genere lirico, e asimmetrici, caratteristici dello stile grave, dosaggio coerente che si rivela in grado di illuminare da una prospettiva appunto stilistica le oscillazioni e le screziature del più grande poema tardorinascimentale.

Development of a Computer Controlled Underbody Plow: TR412, Final Report, January 2006

Underbody plows can be very useful tools in winter maintenance, especially when compacted snow or hard ice must be removed from the roadway. By the application of significant down-force, and the use of an appropriate cutting edge angle, compacted snow and ice can be removed very effectively by such plows, with much greater efficiency than any other tool under those circumstances. However, the successful operation of an underbody plow requires considerable skill. If too little down pressure is applied to the plow, then it will not cut the ice or compacted snow. However, if too much force is applied, then either the cutting edge may gouge the road surface, causing significant damage often to both the road surface and the plow, or the plow may ride up on the cutting edge so that it is no longer controllable by the operator. Spinning of the truck in such situations is easily accomplished. Further, excessive down force will result in rapid wear of the cutting edge. Given this need for a high level of operator skill, the operation of an underbody plow is a candidate for automation. In order to successfully automate the operation of an underbody plow, a control system must be developed that follows a set of rules that represent appropriate operation of such a plow. These rules have been developed, based upon earlier work in which operational underbody plows were instrumented to determine the loading upon them (both vertical and horizontal) and the angle at which the blade was operating.These rules have been successfully coded into two different computer programs, both using the MatLab® software. In the first program, various load and angle inputs are analyzed to determine when, whether, and how they violate the rules of operation. This program is essentially deterministic in nature. In the second program, the Simulink® package in the MatLab® software system was used to implement these rules using fuzzy logic. Fuzzy logic essentially replaces a fixed and constant rule with one that varies in such a way as to improve operational control. The development of the fuzzy logic in this simulation was achieved simply by using appropriate routines in the computer software, rather than being developed directly. The results of the computer testing and simulation indicate that a fully automated, computer controlled underbody plow is indeed possible. The issue of whether the next steps toward full automation should be taken (and by whom) has also been considered, and the possibility of some sort of joint venture between a Department of Transportation and a vendor has been suggested.

Disseny d’una turbina de riu per a la generació d’electricitat a l’Amazònia equatoriana

Aquest projecte pretén donar un impuls a una tecnologia de generació elèctrica per a comunitats aïllades de l’Amazònia equatoriana i regions semblants. Aquestes són zones rurals on la densitat de població és molt baixa i dispersa, que solen tindre petits consums d’energia. Així la provisió d’aquesta des de centres de generació llunyans requereix d’un transport desmesurat. Com a conseqüència d’aquesta situació desfavorable molta gent no pot disposar d’electricitat.La font d’il•luminació més utilitzada són les espelmes, els encenedors de querosè i els llums de gas. Aquests tenen deficient intensitat lluminosa, el seu ús habitual provoca danys a la vista i pulmons, i és causa d’incendis. En algunes ocasions es fa ús de generadors diesel que a part del soroll, així com les altres solucions esmentades, depèn de la provisió de les ciutats allunyades. En els últims anys s’han introduït sistemes fotovoltaics domiciliaris que han demostrat ser una alternativa eficaç. En qualsevol cas el cost de l’energia resulta molt elevat per tals regions.La solució adoptada ha sigut una turbina Darrieus de D=1,5 i L=1,5, amb 6 àleps NACA 0018 inclinats 8 graus cap a fora, amb una corda de 0,22 m, a un regim de 2,67 rad/s, que correspon a un rati de velocitats de TSR=2 quan el riu baixa a 1m/s. Aquesta pot treballar en un rang de velocitats de 0,8 a 1,2 m/s com són les velocitats habituals registrades al riu Napo, emplaçament indicat per a la construcció d’una turbina pilot

CR1Dmod: A Matlab program to model 1D complex resistivity effects in electrical and electromagnetic surveys

We have constructed a forward modelling code in Matlab, capable of handling several commonly used electrical and electromagnetic methods in a 1D environment. We review the implemented electromagnetic field equations for grounded wires, frequency and transient soundings and present new solutions in the case of a non-magnetic first layer. The CR1Dmod code evaluates the Hankel transforms occurring in the field equations using either the Fast Hankel Transform based on digital filter theory, or a numerical integration scheme applied between the zeros of the Bessel function. A graphical user interface allows easy construction of 1D models and control of the parameters. Modelling results are in agreement with other authors, but the time of computation is less efficient than other available codes. Nevertheless, the CR1Dmod routine handles complex resistivities and offers solutions based on the full EM-equations as well as the quasi-static approximation. Thus, modelling of effects based on changes in the magnetic permeability and the permittivity is also possible.

Sähköisen lineaariservomoottorijärjestelmän dynamiikan simulointi

Työssä johdettiin sähköisen lineaariservomoottorijärjestelmän dynaaminen malli. Lineaarimoottori on keksintönä vanha, mutta vasta viimeaikoina kestomagneettimateriaalien kehittyessä ja halvetessa lineaarimoottorista on tullut varteenotettava vaihtoehto pyörivän moottorin ja lineaarisen liikkeen toteuttavan mekanismin yhdistelmälle. Kestomagnetoituja lineaarimoottoreita käytetään sovelluksissa, joissa tarvitaan tarkkaa paikoitusta ja nopeudella ja kiihtyvyydellä on suuret vaatimukset. Moottorimalli toteutettiin vuorovaikutteisena simulointimallina. Moottorimalli, josta saatiin moottorin voima, rakennettiin MatLabâ 6.0/Simulinkâ –ohjelmalle ja moottoriin kiinnitetyn mekaniikan malli ADAMS 10.0 –ohjelmalle. Mallit on liitetty tämän jälkeen vuorovaikutteiseksi simulointimalliksi. Simuloinnista saatuja tuloksia on verrattu koneautomaation laboratorioon hankitun lineaarimoottorijärjestelmän mitattuihin vasteisiin.

Reaaliaikaisen tiedonsiirtolinkin muodostaminen prosessisäädön simulointi- ja valvomo-ohjelmiston välille

Teollisuusautomaatiossa käytetään varta vasten automaatiosovelluksiin tarkoitettuja tietokoneita eli ohjelmoitavia logiikoita (PLC, Programmable Logic Control). Ohjelmoitavan logiikan ja käyttäjän välillä on hyvin useasti jonkin asteinen käyttöliittymä (HMI, Human-Machine Interface). Käyttöliittymä voidaan toteuttaa logiikkaan liitettävien näyttöpäätteiden tai PC-pohjaisten valvomo-ohjelmien avulla. Käyttöliittymän kautta käyttäjä voi valvoa ja ohjata automaatiojärjestelmää. Tämän kandidaatintyön aiheena on reaaliajassa toimivan tiedonsiirtolinkin luominen prosessisäädön simulointiohjelmiston ja valvomo-ohjelmiston välille. Prosessiasäätöä simuloidaan MATLAB:in Simulink-ohjelmistolla ja käyttöliittymä luodaan InTouch valvomo-ohjelmistolla. Simuloitavana prosessina toimii nelitankkiprosessi, jossa kahden tankin pinnankorkeutta säädetään kahdella pumpulla. Prosessista tekee erittäin mielenkiintoisen se, että prosessilla on kolmitieventtiilien asennoista riippuen kaksi eri toimintapistettä: minimivaiheinen ja ei-minimivaiheinen. Myös tankkien ristiinkytköksien johdosta prosessi on normaalia tankkiprosessia mielenkiintoisempi. Tiedonsiirtolinkin muodostaminen prosessisäädön simuloinnin sekä valvomo-ohjelmiston välille mahdollistaa lukuisia erilaisia käyttötarkoituksia. Varsinkin opetuskäytössä tämä on erittäin käyttökelpoinen, koska se ei vaadi todellisen prosessin eikä laitteistojen läsnäoloa. Sen avulla voidaan opettaa valvomo-ohjelmien luomista sekä niiden käyttöä. Myös prosessisäätöä voidaan opettaa erittäin havainnollisesti.

La teocrazia : crisi e trasformazione di un modello politico nell'Europa del XVIII secolo

Ma recherche porte sur la crise et les diverses transformations subies par la théocratie en tant que modèle politique en Europe dans la première moitié du XVIIIe siècle. Mon attention se concentre sur la remise en question de la valeur normative, à savoir sacrée, que ce modèle avait acquis au cours du XVIe et du XVIIe siècle, et sur sa transformation en un modèle universel et «négatif» au cours de la première partie du XVIIIe siècle. L'analyse du modèle théocratique n'a pas fait, jusqu'à présent, l'objet de nombreuses études de la part des historiens de la pensée politique moderne. Il est resté au centre de la réflexion d'autres domaines d'études. Seulement, depuis les années 1990, certaines études historiographiques ont montré l'existence, au cours des XVIe et XVIIe siècles, d'un grand intérêt autour de la normatività du modèle théocratique. L'analyse portait sur une série de traités relatifs à l'utilisation politique de la théocratie juive, c'est-à-dire le gouvernement de l'ancien Israël ou respublica Hebraeorum, telle qu'elle était décrite dans le texte sacré. La limite de ces études est cependant d'avoir analysé seulement « l'âge d'or » de cette littérature, à savoir les XVIe et XVIIe siècles. Ils ont identifié dans le Tractatus Theo logico -Poäücus de Spinoza le déclin de l'intérêt européen pour ce modèle politique. Ma recherche vise à mettre en évidence l'évolution de la façon de considérer la théocratie en tant que. modèle politique en Europe au XVIIIe siècle, dans le but de démontrer que le Tractatus Theologico- Poäticus n'a pas signé son déclin définitif en Europe en soulignant comment le débat politique de cette époque a été caractérisé par un fort intérêt politique pour la théocratie. En particulier mon analyse porte sur trois moments différents. La première partie de mon étude concerne la remise en question de la valeur positive et normative du modèle, théocratique juif à travers son historicisation. A cet effet, je me concentre sur trois figures emblématiques, à savoir Giambattista Vico, John Toland et Jacques Basnage en démontrant comment ce trois auteurs, chacun de leur côté, ont contribué au renversement de l'image classique de la respublica Hebraeorum. Dans un deuxième temps mon étude analyse la phase de radicalisation de ces changements au milieu du XVIIIe siècle et, en particulier, dans les ouvrages de Nicolas Antoine Boulanger, les Recherches sur l'origine du despotisme oriental (1761) et l'Antiquité dévoilée par ses usags (1765). Boulanger fut le premier à fournir une explication de la naissance des différentes formes de gouvernements politiques et des différentes religions en se référant à de grandes catastrophes géologiques, notamment le Déluge. La théocratie s'explique ainsi par un millénarisme aigu suite à l'expérience catastrophique de l'inondation. Le modèle décrite par Boulanger se distingue clairement de celui de la littérature, précédente. La théocratie subit un déplacement sémantique de modèle politique associé à l'histoire juive avec une connotation «positive» à un modèle universel à connotation totalement la «négative». Dans cette transition, qui s'est produite de manière progressive entre le XVIIe et le XVIIIe siècle, le modèle biblique perd sa principale caractéristique, à savoir sa sacralité. La troisième et dernière partie de cette étude est une brève description de l'héritage du modèle théocratique dans XEncyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers. En particulier, l'analyse se concentre sur l'article «Théocratie» et l'article «OEconomie politique». Ma recherche vise à montrer les éléments en commun de ces deux articles avec les ouvrages de Boulanger. Ces deux contributions sont présentées dans mon travail comme un moyen de transmission de la pensée de Boulanger dans l'Encyclopedie.

NURBS toolbox for Matlab

NURBS are widely used parametric approximation curves or surfaces. NURBS can be applied to the many applications. Examples of these applications are some computeraided design applications and some medical applications. Use of NURBS is very intuitive. The objective of this work was to implement the NURBS toolbox in the Matlab environment. Matlab is a program for many kinds of computational purposes. Matlab is also a programming language. NURBS toolbox implemented in this work offers a user an opportunity to use functions of this toolbox as parts of the user’s own programs. Current version of NURBS toolbox includes functions for NURBS curve and surface evaluation. The toolbox is designed such, that it allows extensions and enhancements in the future.