A structure excited by a DC motor of limited power supply and controlled by a pendulum like device

In this paper, a mathematical model is derived via Lagrange's Equation for a shear building structure that acts as a foundation of a non-ideal direct current electric motor, controlled by a mass loose inside a circular carving. Non-ideal sources of vibrations of structures are those whose characteristics are coupled to the motion of the structure, not being a function of time only as in the ideal case. Thus, in this case, an additional equation of motion is written, related to the motor rotation, coupled to the equation describing the horizontal motion of the shear building. This kind of problem can lead to the so-called Sommerfeld effect: steady state frequencies of the motor will usually increase as more power (voltage) is given to it in a step-by-step fashion. When a resonance condition with the structure is reached, the better part of this energy is consumed to generate large amplitude vibrations of the foundation without sensible change of the motor frequency as before. If additional increase steps in voltage are made, one may reach a situation where the rotor will jump to higher rotation regimes, no steady states being stable in between. As a device of passive control of both large amplitude vibrations and the Sommerfeld effect, a scheme is proposed using a point mass free to bounce back and forth inside a circular carving in the suspended mass of the structure. Numerical simulations of the model are also presented Copyright © 2007 by ASME.

Plant species identification using multi-scale fractal dimension applied to images of adaxial surface epidermis

This paper presents the study of computational methods applied to histological texture analysis in order to identify plant species, a very difficult task due to the great similarity among some species and presence of irregularities in a given species. Experiments were performed considering 300 ×300 texture windows extracted from adaxial surface epidermis from eight species. Different texture methods were evaluated using Linear Discriminant Analysis (LDA). Results showed that methods based on complexity analysis perform a better texture discrimination, so conducting to a more accurate identification of plant species. © 2009 Springer Berlin Heidelberg.

Multi-trait and random regression mature weight heritability and breeding value estimates in Nelore cattle

Mature weight breeding values were estimated using a multi-trait animal model (MM) and a random regression animal model (RRM). Data consisted of 82 064 weight records from 8 145 animals, recorded from birth to eight years of age. Weights at standard ages were considered in the MM. All models included contemporary groups as fixed effects, and age of dam (linear and quadratic effects) and animal age as covariates. In the RRM, mean trends were modelled through a cubic regression on orthogonal polynomials of animal age and genetic maternal and direct and maternal permanent environmental effects were also included as random. Legendre polynomials of orders 4, 3, 6 and 3 were used for animal and maternal genetic and permanent environmental effects, respectively, considering five classes of residual variances. Mature weight (five years) direct heritability estimates were 0.35 (MM) and 0.38 (RRM). Rank correlation between sires' breeding values estimated by MM and RRM was 0.82. However, selecting the top 2% (12) or 10% (62) of the young sires based on the MM predicted breeding values, respectively 71% and 80% of the same sires would be selected if RRM estimates were used instead. The RRM modelled the changes in the (co)variances with age adequately and larger breeding value accuracies can be expected using this model. © South African Society for Animal Science.

Coupling rate measurement of a novel multi-actuated piezoelectric device using optical interferometry

The class of piezoelectric actuators considered in this paper consists of a multi-flexible structure actuated by two or more piezoceramic devices that must generate different output displacements and forces at different specified points of the domain and in different directions. The devices were modeled by finite element using the software ANSYS and the topology optimization method. The following XY actuators were build to achieve maximum displacement in the X and Y directions with a minimum crosstalk between them. The actuator prototypes are composed of an aluminum structure, manufactured by using a wire Electrical Discharge Machining, which are bonded to rectangular PZT5A piezoceramic blocks by using epoxy resin. Multi-actuator piezoelectric device displacements can be measured by using optical interferometry, since it allows dynamic measurements in the kHz range, which is of the order of the first resonance frequency of these piezomechanisms. A Michelson-type interferometer, with a He-Ne laser source, is used to measure the displacement amplitudes in nanometric range. A new optical phase demodulation technique is applied, based on the properties of the triangular waveform drive voltage applied to the XY piezoelectric nanopositioner. This is a low-phase-modulation-depth-like technique that allows the rapid interferometer auto-calibration. The measurements were performed at 100 Hz frequency, and revealed that the device is linear voltage range utilized in this work. The ratio between the generated and coupled output displacements and the drive voltages is equal to 10.97 nm/V and 1.76 nm/V, respectively, which corresponds to a 16% coupling rate. © 2010 IEEE.

Multi-area decentralized optimal VAr planning using the Dantzig-Wolfe decomposition principle

This paper presents a new methodology for solving the optimal VAr planning problem in multi-area electric power systems, using the Dantzig-Wolfe decomposition. The original multi-area problem is decomposed into subproblems (one for each area) and a master problem (coordinator). The solution of the VAr planning problem in each area is based on the application of successive linear programming, and the coordination scheme is based on the reactive power marginal costs in the border bus. The aim of the model is to provide coordinated mechanisms to carry out the VAr planning studies maximizing autonomy and confidentiality for each area, assuring global economy to the whole system. Using the mathematical model and computational implementation of the proposed methodology, numerical results are presented for two interconnected systems, each of them composed of three equal subsystems formed by IEEE30 and IEEE118 test systems. © 2011 IEEE.

A note on non-linear phenomena in a non-ideal oscillator, with a snap-through truss absorber, including parameter uncertainties

This work considers the vibrating system that consists of a snap-through truss absorber coupled to an oscillator under excitation of an electric motor with an eccentricity and limited power, characterizing a non-ideal oscillator. It is aimed to use the non-linearity and quasi-zero stiffness of absorber (snap-through truss absorber) to obtain a significantly attenuation the jump phenomenon. There is also an interest to exhibit the reduction of Sommerfeld effect, to confirm the saturation phenomenon occurrence and show the power transfer in a non-linear structure, evidencing the pumping energy. As shown by simulations in this work, this absorber allows the energy pumping before and during the jump phenomenon, decreasing the higher amplitudes of considered system. Additionally, the occurrence of saturation phenomenon due use of snap-through truss absorber is verified. The analysis of parameter uncertainties was introduced. Sensitivity of system with parametric errors demonstrated a trustable system. © IMechE 2012.

Decomposição de Dantzig-Wolfe aplicada ao problema de planejamento de reativos em sistemas de potência multi-áreas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Segmentação morfológica aplicada à cartografia

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Estimativas de parâmetros genéticos para produção de leite em búfalas por modelos de repetibilidade, multi-característica e de regressão aleatória

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Proposta para indicação de áreas para a implantação de aterro sanitário no município de Bauru-SP, utilizando análise multi critério de decisão e técnicas de geoprocessamento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise e desenvolvimento de algoritmos eficientes de programação linear para o problema de planejamento de sistemas de transmissão a longo prazo

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

Estabilizador neural não-linear para sistemas de potência treinado por rede de controladores lineares

A utilização de Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESP), para amortecer oscilações eletromecânicas de pequena magnitude e baixa freqüência, é cada vez mais importante na operação dos modernos sistemas elétricos. Estabilizadores convencionais, com estrutura e parâmetros fixos, têm sido utilizados com essa finalidade há algumas décadas, porém existem regiões de operação do sistema nas quais esses estabilizadores lineares não são tão eficientes, especialmente quando comparados com estabilizadores projetados através de modernas técnicas de controle. Um ESP Neural, treinado a partir de um conjunto de controladores lineares locais, é utilizado para investigar em quais regiões de operação do sistema elétrico o desempenho do estabilizador a parâmetros fixos é deteriorada. O melhor desempenho do ESP Neural nessas regiões de operação, quando comparado com o ESP convencional, é demonstrado através de simulações digitais não-lineares de um sistema do tipo máquina síncrona conectada a um barramento infinito e de um sistema com quatro geradores.

Empilhamento pelo método superfície de reflexão comum 2-D com topografia e introdução ao caso 3-D

O método de empilhamento sísmico CRS simula seções sísmicas ZO a partir de dados de cobertura múltipla, independente do macro-modelo de velocidades. Para meios 2-D, a função tempo de trânsito de empilhamento depende de três parâmetros, a saber: do ângulo de emergência do raio de reflexão normal (em relação à normal da superfície) e das curvaturas das frentes de onda relacionadas às ondas hipotéticas, denominadas NIP e Normal. O empilhamento CRS consiste na soma das amplitudes dos traços sísmicos em dados de múltipla cobertura, ao longo da superfície definida pela função tempo de trânsito do empilhamento CRS, que melhor se ajusta aos dados. O resultado do empilhamento CRS é assinalado a pontos de uma malha pré-definida na seção ZO. Como resultado tem-se a simulação de uma seção sísmica ZO. Isto significa que para cada ponto da seção ZO deve-se estimar o trio de parâmetros ótimos que produz a máxima coerência entre os eventos de reflexão sísmica. Nesta Tese apresenta-se fórmulas para o método CRS 2-D e para a velocidade NMO, que consideram a topografia da superfície de medição. O algoritmo é baseado na estratégia de otimização dos parâmetros de fórmula CRS através de um processo em três etapas: 1) Busca dos parâmetros, o ângulo de emergência e a curvatura da onda NIP, aplicando uma otimização global, 2) busca de um parâmetro, a curvatura da onda N, aplicando uma otimização global, e 3) busca de três parâmetros aplicando uma otimização local para refinar os parâmetros estimados nas etapas anteriores. Na primeira e segunda etapas é usado o algoritmo Simulated Annealing (SA) e na terceira etapa é usado o algoritmo Variable Metric (VM). Para o caso de uma superfície de medição com variações topográficas suaves, foi considerada a curvatura desta superfície no algoritmo do método de empilhamento CRS 2-D, com aplicação a dados sintéticos. O resultado foi uma seção ZO simulada, de alta qualidade ao ser comparada com a seção ZO obtida por modelamento direto, com uma alta razão sinal-ruído, além da estimativa do trio de parâmetros da função tempo de trânsito. Foi realizada uma nálise de sensibilidade para a nova função de tempo de trânsito CRS em relação à curvatura da superfície de medição. Os resultados demonstraram que a função tempo de trânsito CRS é mais sensível nos pontos-médios afastados do ponto central e para grandes afastamentos. As expressões da velocidade NMO apresentadas foram aplicadas para estimar as velocidades e as profundidades dos refletores para um modelo 2-D com topografia suave. Para a inversão destas velocidades e profundidades dos refletores, foi considerado o algoritmo de inversão tipo Dix. A velocidade NMO para uma superfície de medição curva, permite estimar muito melhor estas velocidades e profundidades dos refletores, que as velocidades NMO referidas as superfícies planas. Também apresenta-se uma abordagem do empilhamento CRS no caso 3-D. neste caso a função tempo de trânsito depende de oito parâmetros. São abordadas cinco estratégias de busca destes parâmetros. A combinação de duas destas estratégias (estratégias das três aproximações dos tempos de trânsito e a estratégia das configurações e curvaturas arbitrárias) foi aplicada exitosamente no empilhamento CRS 3-D de dados sintéticos e reais.

Análise de um esquema linear para estimativa de anisotropia local a partir de dados de onda P em experimentos de VSP multiazimutal

Neste trabalho é apresentada uma análise do esquema de inversão linear para a estimativa de anisotropia na vizinhança de um receptor situado em um poço a partir de da componente vertical do vetor de vagarosidade e do vetor de polarização de ondas P medidops em experimentos de VSP walkaway multiazimutal. Independente do meio acima do geofone (homogêneo ou heterogêneo) e da forma do poço (pode ser direcional ou curvado, vertical e inclinado), a inversão é feita a partir de uma aproximação de primeira ordem em torno de um meio isotrópico de referência. O esquma da inversão é analisado considerando fatores como: o nível de ruído nos dados, o tipo de onda P, o grau de anisotropia do meio, a escolha dos parâmetros no meio isotrópico de referência e grau de heterogeneidade do meio. Os resultados são apresentados.

Vidros óxidos contendo átomos pesados para aplicações em óptica não linear e fotônica na região do infravermelho

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)