Prediction of transients and control reactions in a transonic wind tunnel

This work describes a lumped parameter mathematical model for the prediction of transients in an aerodynamic circuit of a transonic wind tunnel. Control actions to properly handle those perturbations are also assessed. The tunnel circuit technology is up to date and incorporates a novel feature: high-enthalpy air injection to extend the tunnel’s Reynolds number capability. The model solves the equations of continuity, energy and momentum and defines density, internal energy and mass flow as the basic parameters in the aerodynamic study as well as Mach number, stagnation pressure and stagnation temperature, all referred to test section conditions, as the main control variables. The tunnel circuit response to control actions and the stability of the flow are numerically investigated. Initially, for validation purposes, the code was applied to the AWT ("Altitude Wind Tunnel" of NASA-Lewis). In the sequel, the Brazilian transonic wind tunnel was investigated, with all the main control systems modeled, including injection.

Control of Structures with Cubic and Quadratic Non-Linearities with Time Delay Consideration

This paper studies the effect of time delay on the active non-linear control of dynamically loaded flexible structures. The behavior of non-linear systems under state feedback control, considering a fixed time delay for the control force, is investigated. A control method based on non-linear optimal control, using a tensorial formulation and state feedback control is used. The state equations and the control forces are expressed in polynomial form and a performance index, quadratic in both state vector and control forces, is used. General polynomial representations of the non-linear control law are obtained and implemented for control algorithms up to the fifth order. This methodology is applied to systems with quadratic and cubic non-linearities. Strongly non-linear systems are tested and the effectiveness of the control system including a delay for the application of control forces is discussed. Numerical results indicate that the adopted control algorithm can be efficient for non-linear systems, chiefly in the presence of strong non-linearities but increasing time delay reduces the efficiency of the control system. Numerical results emphasize the importance of considering time delay in the project of active structural control systems.

Population density and weed infestation in organic no-tillage corn cropping system under different soil covers

Currently, one of the biggest challenges faced by organic no-tillage farming is weed control. Thus, the use of cropping practices that help in the control of weeds is extremely important. The objective of this study was to evaluate population density and level of weed infestation in an organic no-tillage corn cropping system under different soil covers. The experiment was conducted in a randomized block design with six repetitions and five treatments, consisting of three soil covers in an organic no-tillage system, and an organic and a conventional system, both without soil cover. The treatments with soil cover used a grass species represented by the black oat, a leguminous species represented by the white lupine, and intercropping between both species. Corn was sown with spacing of 1.0 m between rows and 0.20 m between plants, using the commercial hybrid AG 1051. Infestation in corn was evaluated at stages V5 and V10, and weed density was evaluated at stage V5. The use of black oat straw alone or intercropped with white lupine, in the organic no-tillage corn cropping system, reduced the percentage of weed infestation and absolute weed density. Management-intensive systems and systems without soil cover showed higher relative densities for species Oxalis spp., Galinsoga quadriradiata and Stachys arvensis. The species Cyperus rotundus showed the highest relative density on organic no-tillage corn cropping systems. Black oat straw in the organic no-tillage cropping system limited the productive potential of corn.

DETECTION OF GLYPHOSATE-RESISTANT PALMER AMARANTH (Amaranthus palmeri) IN AGRICULTURAL AREAS OF MATO GROSSO, BRAZIL

ABSTRACT The recent introduction of Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) in Brazilian agricultural areas may promote several changes on weed management, especially in no-till systems and in glyphosate-resistant crops, since glyphosate-resistant biotypes of A. palmerihave been frequently selected in other countries. Therefore, this research was developed in order to evaluate the glyphosate susceptibility of a Palmer amaranth biotype recently identified in the State of Mato Grosso, Brazil. For this purpose, glyphosate susceptibility of three Amaranthusbiotypes was compared: A.hybridus var. patulus, collected in the State of Rio Grande do Sul - Brazil; A.hybridus var. patulus, collected in the State of São Paulo - Brazil; and A.palmeri, collected in the State of Mato Grosso - Brazil. Dose-response curves were generated for all biotypes, considering eight rates of glyphosate and six replicates. All the experiments were repeated twice. Both A.hybridus biotypes were satisfactorily controlled by glyphosate, demanding rates equal to or lower than 541.15 g a.e. ha-1 for 80% control (LD80). The A.palmeri biotype was not controlled by glyphosate in any of the assessments and required rates greater than 4,500 g a.e. ha-1 to reach LD80, which are economically and environmentally unacceptable. Comparison of the Brazilian A.palmeri biotype to the A. hybridus biotypes, as well as, to the results available in scientific international literature, led to the conclusion that the Brazilian Palmer amaranth biotype is resistant to glyphosate.

Adaptive control of Hydraulic Drive

Adaptive control systems are one of the most significant research directions of modern control theory. It is well known that every mechanical appliance’s behavior noticeably depends on environmental changes, functioning-mode parameter changes and changes in technical characteristics of internal functional devices. An adaptive controller involved in control process allows reducing an influence of such changes. In spite of this such type of control methods is applied seldom due to specifics of a controller designing. The work presented in this paper shows the design process of the adaptive controller built by Lyapunov’s function method for the Hydraulic Drive. The calculation needed and the modeling were conducting with MATLAB® software including Simulink® and Symbolic Math Toolbox™ etc. In the work there was applied the Jacobi matrix linearization of the object’s mathematical model and derivation of the suitable reference models based on Newton’s characteristic polynomial. The intelligent adaptive to nonlinearities algorithm for solving Lyapunov’s equation was developed. Developed algorithm works properly but considered plant is not met requirement of functioning with. The results showed confirmation that adaptive systems application significantly increases possibilities in use devices and might be used for correction a system’s behavior dynamics.

Project Controlling and Management in IT Consulting Enterprise

Liiketoiminnan organisoiminen projekteiksi on erittäin yleistä nykyisin. Suuri osa projekteista erityisesti IT-alalla epäonnistuu kuitenkin saavuttamaan tavoitteensa. Projektin menestys on tyypillisesti mitattu budjetin, aikataulun, laadun ja sidosryhmien tyytyväisyyden perusteella. Tämän Pro Gradu -tutkielman tarkoituksena on etsiä tyypillisimpiä syitä projektien epäonnistumiseen ja löytää projektien seurannan ja mittaamisen avulla keinoja näiden epäonnistumisten ehkäisemiseen. Tutkimusmenetelmänä on laadullinen tapaustutkimus. Empiirinen aineisto on kerätty haastattelujen, eri materiaalien analysoinnin ja havainnoinnin avulla. Teoriaosuus tarjoaa kattavan yhteenvedon projektiliiketoiminnan ja yksittäisten projektien johtamiseen sekä projektien seurantaan ja mittaamiseen aikaisemman kirjallisuuden perusteella. Empiirisessä osiossa suoritetaan analyysi Case -yrityksen projektien seurantaan ja valittuihin projekteihin. Analyysien, haastattelujen ja havainnoinnin pohjalta tehdään johtopäätökset tyypillisimmistä, ongelmia projekteissa aiheuttavista tekijöistä sekä näiden esiintymisestä projektin elinkaaren eri vaiheissa. Mahdolliset ongelmia ehkäisevät keinot esitetään myös. Ehdotuksia kehityskohteiksi esitetään lopuksi teorian ja empirian pohjalta.

Johdon laskentatoimen ohjaus- ja hallintajärjestelmien hyödyntäminen yritysverkostoissa

Tutkimuksen aiheena on johdon laskentatoimen ohjaus- ja hallintajärjestelmien hyödyntäminen yritysverkostoissa. Yritysten välisten suhteiden hallinnassa käytettävät menetelmät koostuvat pääasiassa johdon laskentatoimen ja suorituskyvyn mittaamisen menetelmistä. Verkostojen ohjaus ja hallinta on tärkeää, koska se on verkostojen tehokkaan toiminnan kriittinen menestystekijä ja kilpailuedun lähde. Suorituskyvyn mittaamisella, johdon laskentatoimella ja johdon kontrollitehtävällä on keskenään riippuvuussuhteet, joiden pitäisi toimia sopusoinnussa. Suorituskyvyn mittaamisen ja johdon laskentatoimen tutkimus yritysten verkostoympäristöissä on kohtalaisen tuore ilmiö, jonka vuoksi aihealueen tutkimus on vielä varsin pirstaleista ja hajanaista. Tämän vuoksi tutkimuksen tavoite on muodostaa selkeä kokonaiskuva siitä kuinka johdon laskentatoimen ohjaus- ja hallintajärjestelmiä voidaan hyödyntää yritysverkostojen ohjauksessa ja hallinnassa. Tutkimuksessa myös selvitetään mitä haasteita näiden menetelmien hyödyntämiseen yritysverkostoissa sisältyy. Tutkimusaineistona on käytetty aikaisempia tutkimuksia sekä tutkimusta varten tehtyjä haastatteluita. Tutkimukseen haastateltiin neljästä yritysverkostosta henkilöitä, jotka vastasivat verkoston toiminnasta. Haastatteluiden avulla pyritään täydentämään kirjallisuuskatsauksen pohjalta luotua teoriaa ja selvittämään kuinka verkoston ohjaus- ja hallinta hoidetaan haastateltavissa verkostoissa, millä menetelmin ja mitä haasteita siihen liittyy. Verkostotoimintaan soveltuvien menetelmien ja suorituskykymittareiden kehittäminen on hankalaa, koska jokaisen verkoston tarpeet ja haasteet ovat erilaiset. Uusien menetelmien kehittämiselle ei nähdä tarvetta, vaan kyse on olemassa olevien menetelmien soveltamisesta verkostonäkökulmasta. Menetelmät on rakennettu yksittäisen yrityksen mittaamiseen, joten ne eivät sovellu sellaisenaan käytettäväksi verkostoihin, vaan niitä täytyy kehittää verkoston yksilöllisten tarpeiden mukaan. Tämä vaatii kuitenkin verkostolta osaamista ja halua kehittyä. Verkostojen haasteet liittyvät sekä yritystasolle että verkostotasolle. Yritysten tuottaman informaation, laskentajärjestelmien, tietotaidon, resurssien ja kehityshalun tulee olla hyvällä tasolla, jotta koko verkoston mittaaminen onnistuu luotettavasti. Lisäksi verkostotoiminta pitää sisällään laskentateknisiä, menetelmiin ja informaation vaihtamiseen liittyviä haasteita. Verkostoympäristön laskentatoimen tutkimuksessa ei ole yhtenäistä, laajasti hyväksyttyä teoriaa, koska tutkimussuuntaukset ja –tulokset ovat moniulotteisia ja vaihtelevia.

Teollisuuspuhaltimille tarkoitetun suunnittelujärjestelmän kehittäminen

Diplomityön tavoitteena oli kehittää Dust Control Systems Oy:n nykyistä suunnittelujärjestelmää yrityksen toiminnan laadun ja suunnittelun tehokkuuden parantamiseksi. Suunnittelun suurin pullonkaula on valmistusdokumenttien tuottaminen, joten keskeinen tehtävä oli dokumenttien laadun parantaminen ja tuottamisen nopeuttaminen. Lisäksi tärkeää oli selkeyttää nykyistä nimikkeiden hallintaa ja ylläpitoa. Kehitystyö keskittyi suurelta osin suunnittelujärjestelmän ohjelmistoympäristön päivittämiseen ja sen muokkaamiseen. Teoriaosuudessa käsiteltiin nykyaikaista suunnittelua ja sen kehittämismahdollisuuksia. Lisäksi tarkasteltiin suunnittelun automatisoinnin tuomia hyötyjä sekä erilaisia tuotannon tehostamismenetelmiä. Kehitysosiossa tutkittiin yrityksen nykyistä suunnittelujärjestelmää ja ohjelmistoympäristöä, tuotteiden asettamia vaatimuksia sekä järjestelmän puutteita. Näihin liittyi suuresti yhteistyö henkilöstön sekä ohjelmistotoimittajan kanssa. Tutkimuksen perusteella ryhdyttiin kehittämään uutta järjestelmäkokonaisuutta, johon liitettiin tarvittavia ohjelmistoja ja päivityksiä. Käyttöönottoa varten ohjelmistot konfiguroitiin yrityksen tarpeita vastaaviksi. Työn tuloksena saatiin kehittyneempi ja nykyaikaisempi suunnittelujärjestelmä ja ohjelmistoympäristö. Suunnittelijoiden työtaakkaa saadaan kevennettyä toistuvien työvaiheiden pidemmälle viedyllä automatisoinnilla. Uudistettu ohjelmistoympäristö luo osaltaan ehtoja ja sääntöjä, jotta virheitä syntyy yhä vähemmän. Lisäksi suunnittelun läpimenoaikaa saadaan lyhennettyä parannetulla dokumenttien tuottamisella.

PRODUCT DATA MANAGEMENT FOR FINNISH SMALL AND MEDIUM-SIZED MANUFACTURING ENTERPRISES - Towards a viable information system concept

Product Data Management (PDM) systems have been utilized within companies since the 1980s. Mainly the PDM systems have been used by large companies. This thesis presents the premise that small and medium-sized companies can also benefit from utilizing the Product Data Management systems. Furthermore, the starting point for the thesis is that the existing PDM systems are either too expensive or do not properly respond to the requirements SMEs have. The aim of this study is to investigate what kinds of requirements and special features SMEs, operating in Finnish manufacturing industry, have towards Product Data Management. Additionally, the target is to create a conceptual model that could fulfill the specified requirements. The research has been carried out as a qualitative case study, in which the research data was collected from ten Finnish companies operating in manufacturing industry. The research data is formed by interviewing key personnel from the case companies. After this, the data formed from the interviews has been processed to comprise a generic set of information system requirements and the information system concept supporting it. The commercialization of the concept is studied in the thesis from the perspective of system development. The aim was to create a conceptual model, which would be economically feasible for both, a company utilizing the system and for a company developing it. For this reason, the thesis has sought ways to scale the system development effort for multiple simultaneous cases. The main methods found were to utilize platform-based thinking and a way to generalize the system requirements, or in other words abstracting the requirements of an information system. The results of the research highlight the special features Finnish manufacturing SMEs have towards PDM. The most significant of the special features is the usage of project model to manage the order-to-delivery –process. This differs significantly from the traditional concepts of Product Data Management presented in the literature. Furthermore, as a research result, this thesis presents a conceptual model of a PDM system, which would be viable for the case companies interviewed during the research. As a by-product, this research presents a synthesized model, found from the literature, to abstract information system requirements. In addition to this, the strategic importance and categorization of information systems within companies has been discussed from the perspective of information system customizations.

Immobilization of nitrifying bacterial consortia on wood particles for bioaugmenting nitrification in shrimp culture systems

Shrimp grow out systems under zero water exchange mode demand constant remediation of total ammonia nitrogen (TAN) andNO2 −–Nto protect the crop. To address this issue, aninexpensive and user-friendly technology using immobilized nitrifying bacterial consortia (NBC) as bioaugmentors has been developed and proposed for adoption in shrimp culture systems. Indigenous NBC stored at 4 °C were activated at room temperature (28 °C) and cultured in a 2 L bench top fermentor. The consortia, after enumeration by epifluorescence microscopy,were immobilized on delignifiedwood particles of a soft wood tree Ailantus altissima (300–1500 μm) having a surface area of 1.87m2 g−1. Selection of wood particle as substratumwas based on adsorption of NBC on to the particles, biofilm formation, and their subsequent nitrification potential. The immobilization could be achievedwithin 72 h with an initial cell density of 1×105 cells mL−1. On experimenting with the lowest dosage of 0.2 g (wet weight) immobilized NBC in 20 L seawater, a TAN removal rate of 2.4 mg L−1 within three days was observed. An NBC immobilization device could be developed for on site generation of the bioaugmentor preparation as per requirement. The product of immobilization never exhibited lag phase when transferred to fresh medium. The extent of nitrification in a simulated systemwas two times the rate observed in the control systems suggesting the efficacy in real life situations. The products of nitrification in all experiments were undetectable due to denitrifying potency, whichmade the NBC an ideal option for biological nitrogen removal. The immobilized NBC thus generated has been named TANOX (Total Ammonia Nitrogen Oxidizer)

Control de posició del robot wifibot

Aquest projecte pretén presentar de forma clara i detallada l’estructura i el funcionament del robot així com dels components que el conformen. Aquesta informació és de vital importància a l’hora de desenvolupar aplicacions per al robot. Un cop descrites les característiques del robot s’analitzaran les eines necessàries i/o disponibles per poder desenvolupar programari per cada nivell de la forma més senzilla i eficient possible. Posteriorment s’analitzaran els diferents nivells de programació i se’n contrastaran els avantatges i els inconvenients de cada un. Aquest anàlisi es començarà fent pel nivell més alt i anirà baixant amb la intenció de no entrar en nivells més baixos del necessari. Baixar un nivell en la programació suposa haver de crear aplicacions sempre compatibles amb els nivells superiors de forma que com més es baixa més augmenta la complexitat. A partir d’aquest anàlisi s’ha arribat a la conclusió que per tal d’aprofitar totes les prestacions del robot és precís arribar a programar en el nivell més baix del robot. Finalment l’objectiu és obtenir una sèrie de programes per cada nivell que permetin controlar el robot i fer-lo seguir senzilles trajectòries

Eina de mobilitat pel sistema de la producció d’Ormetal

L’objectiu principal d’aquest projecte consisteix en realitzar l’estudi, l' anàlisi, el disseny, i el desenvolupament d’una aplicació que millori i faciliti la tasca d’un empleat que treballi fora de l’empresa. Es fa una anàlisi dels requeriments de l’aplicació, es fa el model d’anàlisi i tot seguit el model de disseny, i s’implementarà mitjançant les eines que utilitza la nostra empresa o les que millor s’adaptin a ella. S’analitza també el tipus i el volum d’informació que haurà de manejar. Durant el procés de cada una de les etapes de desenvolupament s’aniran realitzant les corresponents proves per, finalment, realitzar una posada en marxa sobre un empleat a mode de proves en un entorn real. Degut a la necessitat de mobilitat dels comercials s’utilitzen dispositius PDA (Personal Digital Assistant) per al desenvolupament de l’aplicació que els permetrà realitzar les seves tasques. En canvi, l’aplicació corporativa de gestió de l’empresa està situada en un servidor Windows, i per centralitzar i gestionar la informació de les PDA s’utilitzarà una aplicació sota el sistema Windows. L’aplicació s’haurà de confeccionar en funció de les dades que es vulgui que el comercial pugui consultar sobre un client, obra, ... Per millorar-ne la seva funcionalitat, es permetrà l’opció de multi-llenguatge. L’aplicació de la PDA tindrà a grans trets les següents funcionalitats: gestió de clients, gestió de contactes, consultar gestions comercials, consultar obres dels clients, consultar el planning i l’estat dels muntadors. Altres processos que haurà de permetre l’aplicació son: la configuració i instal·lació de l’aplicació en els dispositius PDA i la càrrega i el traspàs de les dades entre l’aplicació del PDA i l’aplicació corporativa de l’empresa

Millora experimental de les lleis de control predictiu aplicades sobre la plataforma PRIM I, per el seguiment de trajectòries

Aquest projecte s’aplica sobre el robot PRIM (Plataforma Robotitzada d’Informació Multimèdia), un robot autònom no humanoide creat el 2004 per Ateneu Informàtic (AI) que permet realitzar trajectòries 2D gràcies a un sistema de tracció format per dues rodes motrius propulsades independentment. La plataforma PRIM és controlada a partir del control predictiu, aquest control es va implementar en un projecte anterior, creat per l’Alexandre Blasco Gutierrez i titulat “Implementació de tècniques MPC (Model Predictiu Control) sobre la plataforma PRIM I”. El que es pretén en aquest projecte és millorar els resultats obtinguts en el passat projecte reformulant la llei de control i analitzar les discrepàncies obtingudes en les metodologies que s’utilitzen per minimitzar la funció de costos a partir de simulacions de trajectòries

Autonomous underwater vehicle control using reinforcement learning policy search methods

Autonomous underwater vehicles (AUV) represent a challenging control problem with complex, noisy, dynamics. Nowadays, not only the continuous scientific advances in underwater robotics but the increasing number of subsea missions and its complexity ask for an automatization of submarine processes. This paper proposes a high-level control system for solving the action selection problem of an autonomous robot. The system is characterized by the use of reinforcement learning direct policy search methods (RLDPS) for learning the internal state/action mapping of some behaviors. We demonstrate its feasibility with simulated experiments using the model of our underwater robot URIS in a target following task

Towards Direct Policy Search Reinforcement Learning for Robot Control

This paper proposes a high-level reinforcement learning (RL) control system for solving the action selection problem of an autonomous robot. Although the dominant approach, when using RL, has been to apply value function based algorithms, the system here detailed is characterized by the use of direct policy search methods. Rather than approximating a value function, these methodologies approximate a policy using an independent function approximator with its own parameters, trying to maximize the future expected reward. The policy based algorithm presented in this paper is used for learning the internal state/action mapping of a behavior. In this preliminary work, we demonstrate its feasibility with simulated experiments using the underwater robot GARBI in a target reaching task