Análise dinâmica de solos submetidos à ação simultânea das três componentes da excitação na base rochosa

Durante a análise sísmica de estruturas complexas, o modelo matemático empregado deveria incluir não só as distribuicões irregulares de massas e de rigidezes senão também à natureza tridimensional da ecitação sísmica. Na prática, o elevado número de graus de liberdade involucrado limita este tipo de análise à disponibilidade de grandes computadoras. Este trabalho apresenta um procedimento simplificado, para avaliar a amplificação do movimento sísmico em camadas de solos. Sua aplicação permitiria estabelecer critérios a partir dos quais avalia-se a necessidade de utilizar modelos de interação solo-estrutura mais complexos que os utilizados habitualmente. O procedimento proposto possui as seguientes características : A- Movimento rígido da rocha definido em termos de três componentes ortagonais. Direção de propagação vertical. B- A ecuação constitutiva do solo inclui as características de não linearidade, plasticidade, dependência da história da carga, dissipação de energia e variação de volume. C- O perfil de solos é dicretizado mediante um sistema de massas concentradas. Utiliza-se uma formulação incremental das equações de movimento com integração directa no domínio do tempo. As propriedades pseudo-elásticas do solo são avaliadas em cada intervalo de integração, em função do estado de tensões resultante da acção simultânea das três componentes da excitação. O correcto funcionamento do procedimento proposto é verificado mediante análises unidimensionais (excitação horizontal) incluindo estudos comparativos com as soluções apresentadas por diversos autores. Similarmente apresentam-se análises tridimensionais (acção simultânea das três componentes da excitação considerando registros sísmicos reais. Analisa-se a influência que possui a dimensão da análise (uma análise tridimensional frente a três análises unidimensionais) na resposta de camadas de solos submetidos a diferentes níveis de exçitação; isto é, a limitação do Princípio de Superposisão de Efeitos.

A note on Chambers's "long memory and aggregation in macroeconomic time series"

Chambers (1998) explores the interaction between long memory and aggregation. For continuous-time processes, he takes the aliasing effect into account when studying temporal aggregation. For discrete-time processes, however, he seems to fail to do so. This note gives the spectral density function of temporally aggregated long memory discrete-time processes in light of the aliasing effect. The results are different from those in Chambers (1998) and are supported by a small simulation exercise. As a result, the order of aggregation may not be invariant to temporal aggregation, specifically if d is negative and the aggregation is of the stock type.

Alternative Model of Three-Phase Transmission Line Theory-Based Modal Decomposition

In this paper is shown the development of a transmission line, based on discrete circuit elements that provide responses directly in the time domain and phase. This model is valid for ideally transposed rows represent the phases of each of the small line segments are separated in their modes of propagation and the voltage and current are calculated at the modal field. However, the conversion phase-mode-phase is inserted in the state equations which describe the currents and voltages along the line of which there is no need to know the user of the model representation of the theory in the field lines modal.

Sliding mode for detection and accommodation of computation time delay fault

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

LMI-based digital redesign of linear time-invariant systems with state-derivative feedback

A simple method for designing a digital state-derivative feedback gain and a feedforward gain such that the control law is equivalent to a known and adequate state feedback and feedforward control law of a digital redesigned system is presented. It is assumed that the plant is a linear controllable, time-invariant, Single-Input (SI) or Multiple-Input (MI) system. This procedure allows the use of well-known continuous-time state feedback design methods to directly design discrete-time state-derivative feedback control systems. The state-derivative feedback can be useful, for instance, in the vibration control of mechanical systems, where the main sensors are accelerometers. One example considering the digital redesign with state-derivative feedback of a helicopter illustrates the proposed method. © 2009 IEEE.

Mutual coupling modeling in transmission lines directly in the phase domain

This paper describes a computational model based on lumped elements for the mutual coupling between phases in three-phase transmission lines without the explicit use of modal transformation matrices. The self and mutual parameters and the coupling between phases are modeled using modal transformation techniques. The modal representation is developed from the intrinsic consideration of the modal transformation matrix and the resulting system of time-domain differential equations is described as state equations. Thus, a detailed profile of the currents and the voltages through the line can be easily calculated using numerical or analytical integration methods. However, the original contribution of the article is the proposal of a time-domain model without the successive phase/mode transformations and a practical implementation based on conventional electrical circuits, without the use of electromagnetic theory to model the coupling between phases. © 2011 IEEE.

Delay time detection and accommodation for a networked DC motor control

This paper presents a control method that is effective to reduce the degenerative effects of delay time caused by a treacherous network. In present application a controlled DC motor is part of an inverted pendulum and provides the equilibrium of this system. The control of DC motor is accomplished at the distance through a treacherous network, which causes delay time in the control signal. A predictive technique is used so that it turns the system free of delay. A robust digital sliding mode controller is proposed to control the free-delay system. Due to the random conditions of the network operation, a delay time detection and accommodation strategy is also proposed. A computer simulation is shown to illustrate the design procedures and the effectiveness of the proposed method. © 2011 IEEE.

Development of a simplified transmission line model directly in the phase domain

A transmission line digital model is developed direct in the phase and time domains. The successive modal transformations considered in the three-phase representation are simplified and then the proposed model can be easily applied to several operation condition based only on the previous knowing of the line parameters, without a thorough theoretical knowledge of modal analysis. The proposed model is also developed based on lumped elements, providing a complete current and voltage profile at any point of the transmission system. This model makes possible the modeling of non-linear power devices and electromagnetic phenomena along the transmission line using simple electric circuit components, representing a great advantage when compared to several models based on distributed parameters and inverse transforms. In addition, an efficient integration method is proposed to solve the system of differential equations resulted from the line modeling by lumped elements, thereby making possible simulations of transient and steady state using a wide and constant integration step. © 2012 IEEE.

Representação de linhas de transmissão, utilizando elementos discretos de circuitos, no domínio das fases

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Um método não-limiar para redução de ruído em sinais de voz no domínio wavelet

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influências de famílias wavelets e suas ordens no desempenho de um localizador de faltas em linhas aéreas de transmissão de energia elétrica

Essa dissertação tem por objetivo analisar a influência de famílias wavelets e suas ordens no desempenho de um algoritmo de localização de faltas a partir das ondas viajantes de dois terminais de uma linha de transmissão aérea. Tornou-se objetivo secundário a modelagem de um sistema elétrico de potência (SEP) para obtenção de um universo de faltas que validassem o localizador. Para isso, parte de um SEP da Eletrobrás-Eletronorte em 500/230 kV foi modelado no Alternative Transient Program (ATP) utilizando-se parâmetros reais. A Transformada Wavelet, via análise multiresolução (AMR), é empregada valendo-se de sua característica de localização temporal, permitindo caracterizações precisas de instantes de transitórios eletromagnéticos ocasionados por faltas, as quais geram ondas que ao se propagarem em direção aos terminais da linha contêm os tempos de propagação destas do local do defeito a tais terminais e podem ser convenientemente extraídos por tal transformada. Pela metodologia adotada no algoritmo, a diferença entre esses tempos determina com boa exatidão o local de ocorrência da falta sobre a linha. Entretanto, um dos agentes variantes do erro nessa estimação é a escolha da Wavelet usada na AMR dos sinais, sendo, portanto, a avaliação dessa escolha sobre o erro, objetivo principal do trabalho, justificada pela ainda inexistente fundamentação científica que garanta a escolha de uma wavelet ótima a uma certa aplicação. Dentre um leque de Wavelets discretas, obtiveram-se resultados adequados para 16 delas, havendo erros máximos inferiores aos 250 metros estipulados para a precisão. Duas Wavelets, a Db15 e a Sym17, sobressaíram-se ao errarem, respectivamente, 3,5 e 1,1 vezes menos que as demais. A metodologia empregada consta da: exportação dos dados das faltas do ATP para o MATLAB®; aplicação da transformação modal de Clarke; decomposição dos modos alfa e síntese dos níveis 1 de detalhes via AMR; cálculo de suas máximas magnitudes e determinação dos índices temporais; e por fim, a teoria das ondas viajantes equaciona e estima o local do defeito sobre a LT, sendo tudo isso programado no MATLAB e os erros de localização analisados estatisticamente no Microsoft Excell®. Ao final elaborou-se ainda uma GUI (Guide User Interface) para a Interface Homem-Máquina (IHM) do localizador, servindo também para análises gráficas de qualquer das contingências aplicadas ao SEP. Os resultados alcançados demonstram uma otimização de performance em razão da escolha da wavelet mais adequada ao algoritmo e norteiam para uma aplicação prática do localizador.

Modelagem do mCSEM no domínio do tempo usando transformada discreta de Fourier

A modelagem do mCSEM é feita normalmente no domínio da frequência, desde sua formulação teórica até a análise dos resultados, devido às simplificações nas equações de Maxwell, possibilitadas quando trabalhamos em um regime de baixa frequência. No entanto, a abordagem através do domínio do tempo pode em princípio fornecer informação equivalente sobre a geofísica da subsuperfície aos dados no domínio da frequência. Neste trabalho, modelamos o mCSEM no domínio da frequência em modelos unidimensionais, e usamos a transformada discreta de Fourier para obter os dados no domínio do tempo. Simulamos ambientes geológicos marinhos com e sem uma camada resistiva, que representa um reservatório de hidrocarbonetos. Verificamos que os dados no domínio do tempo apresentam diferenças quando calculados para os modelos com e sem hidrocarbonetos em praticamente todas as configurações de modelo. Calculamos os resultados considerando variações na profundidade do mar, na posição dos receptores e na resistividade da camada de hidrocarbonetos. Observamos a influência da airwave, presente mesmo em profundidades oceânicas com mais de 1000m, e apesar de não ser possível uma simples separação dessa influência nos dados, o domínio do tempo nos permitiu fazer uma análise de seus efeitos sobre o levantamento. Como parte da preparação para a modelagem em ambientes 2D e 3D, fazemos também um estudo sobre o ganho de desempenho pelo uso do paralelismo computacional em nossa tarefa.

Aeroelastic stability analysis using linear matrix inequalities

The present work describes an alternative methodology for identification of aeroelastic stability in a range of varying parameters. Analysis is performed in time domain based on Lyapunov stability and solved by convex optimization algorithms. The theory is outlined and simulations are carried out on a benchmark system to illustrate the method. The classical methodology with the analysis of the system's eigenvalues is presented for comparing the results and validating the approach. The aeroelastic model is represented in state space format and the unsteady aerodynamic forces are written in time domain using rational function approximation. The problem is formulated as a polytopic differential inclusion system and the conceptual idea can be used in two different applications. In the first application the method verifies the aeroelastic stability in a range of air density (or its equivalent altitude range). In the second one, the stability is verified for a rage of velocities. These analyses are in contrast to the classical discrete analysis performed at fixed air density/velocity values. It is shown that this method is efficient to identify stability regions in the flight envelope and it offers promise for robust flutter identification.

Model updating of the non-linear vibrating structures through Volterra series and proper orthogonal decomposition

Classical procedures for model updating in non-linear mechanical systems based on vibration data can fail because the common linear metrics are not sensitive for non-linear behavior caused by gaps, backlash, bolts, joints, materials, etc. Several strategies were proposed in the literature in order to allow a correct representative model of non-linear structures. The present paper evaluates the performance of two approaches based on different objective functions. The first one is a time domain methodology based on the proper orthogonal decomposition constructed from the output time histories. The second approach uses objective functions with multiples convolutions described by the first and second order discrete-time Volterra kernels. In order to discuss the results, a benchmark of a clamped-clamped beam with an pre-applied static load is simulated and updated using proper orthogonal decomposition and Volterra Series. The comparisons and discussions of the results show the practical applicability and drawbacks of both approaches.

Caracterização e redução das oscilações espúrias resultantes da representação de linhas de transmissão por meio de elementos discretos de circuitos

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS