Utilização da lógica difusa no controle inteligente de sistemas eletro-hidráulicos

Electro-hydraulic servo-systems are widely employed in industrial applications such as robotic manipulators, active suspensions, precision machine tools and aerospace systems. They provide many advantages over electric motors, including high force to weight ratio, fast response time and compact size. However, precise control of electro-hydraulic systems, due to their inherent nonlinear characteristics, cannot be easily obtained with conventional linear controllers. Most flow control valves can also exhibit some hard nonlinearities such as deadzone due to valve spool overlap on the passage´s orifice of the fluid. This work describes the development of a nonlinear controller based on the feedback linearization method and including a fuzzy compensation scheme for an electro-hydraulic actuated system with unknown dead-band. Numerical results are presented in order to demonstrate the control system performance

Modelagem dinâmica do escoamento de um sistema de elevação por plunger lift

A critical problem in mature gas wells is the liquid loading. As the reservoir pressure decreases, gas superficial velocities decreases and the drag exerted on the liquid phase may become insufficient to bring all the liquid to the surface. Liquid starts to drain downward, flooding the well and increasing the backpressure which decreases the gas superficial velocity and so on. A popular method to remedy this problem is the Plunger Lift. This method consists of dropping the "plunger"to the bottom of the tubing well with the main production valve closed. When the plunger reaches the well bottom the production valve is opened and the plunger carry the liquid to the surface. However, models presented in literature for predicting the behavior in plunger lift are simplistic, in many cases static (not considering the transient effects). Therefore work presents the development and validation of a numerical algorithm to solve one-dimensional compressible in gas wells using the Finite Volume Method and PRIME techniques for treating coupling of pressure and velocity fields. The code will be then used to develop a dynamic model for the plunger lift which includes the transient compressible flow within the well

Controle inteligente de sistemas eletroidráulicos utilizando redes neurais artificiais

This work describes the development of a nonlinear control strategy for an electro-hydraulic actuated system. The system to be controlled is represented by a third order ordinary differential equation subject to a dead-zone input. The control strategy is based on a nonlinear control scheme, combined with an artificial intelligence algorithm, namely, the method of feedback linearization and an artificial neural network. It is shown that, when such a hard nonlinearity and modeling inaccuracies are considered, the nonlinear technique alone is not enough to ensure a good performance of the controller. Therefore, a compensation strategy based on artificial neural networks, which have been notoriously used in systems that require the simulation of the process of human inference, is used. The multilayer perceptron network and the radial basis functions network as well are adopted and mathematically implemented within the control law. On this basis, the compensation ability considering both networks is compared. Furthermore, the application of new intelligent control strategies for nonlinear and uncertain mechanical systems are proposed, showing that the combination of a nonlinear control methodology and artificial neural networks improves the overall control system performance. Numerical results are presented to demonstrate the efficacy of the proposed control system

Dinâmica de transposição de herbicida através de palha de aveia-preta utilizando diferentes pontas de pulverização

A transposição da palha por herbicidas aplicados em pré ou pós-emergência durante a aplicação é determinante na sua eficiência, dinâmica e impacto ambiental. O experimento foi conduzido no Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia - FCA/UNESP, campus de Botucatu-SP, tendo como objetivo avaliar o desempenho de diferentes modelos de pontas de pulverização na transposição em quantidades crescentes de palha de aveia-preta (Avena strigosa). Os tratamentos foram constituídos pelo monitoramento do traçador corante Azul Brilhante (FDC-1) a 3.000 ppm, pulverizado com as pontas de pulverização XR11002-VS, TJ60-11002VS, FL-5VS, DG11002-VS, TXVK-8, TT11002-VP e AI11002-VS, utilizando, respectivamente, as pressões de trabalho de 1,4; 2,0; 1,5; 2,0; 4,9; 3,0 e 3,0 kgf cm² e volume de calda de 200, 200, 428, 200, 213 e 270 L ha-1 sobre quantidades de 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10 e 12 t ha-1 de palha de aveia-preta. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com sete tratamentos e cinco repetições, as quais foram constituídas de caixas plásticas com palha acondicionada sobre um fundo falso de área conhecida, sendo este lavado após as aplicações, para posterior quantificação do traçador em espectrofotometria. O modelo de Mitscherlich simplificado (Y = 10 ^ (2 - (C*X))) mostrou ajuste satisfatório para os dados originais de traçador que transpôs a palha, apresentando coeficientes de determinação (R²) elevados, oscilando entre 0,9782 e 0,9971. Todos os modelos de pontas de pulverização mostraram-se similares na transposição da palha pelo traçador. As porcentagens médias de transposição foram de 43,00; 18,77; 3,73; 0,78; 0,17; 0,04 e 0,01% para as quantidades de 1, 2, 4, 6, 8, 10 e 12 t ha-1 de palha, respectivamente.

Tensão superficial dinâmica e ângulo de contato de soluções aquosas com surfatantes em superfícies artificiais e naturais

O trabalho objetivou avaliar o efeito de surfatantes em soluções aquosas sobre a tensão superficial dinâmica e ângulo de contato das gotas em diferentes superfícies: artificiais (lâmina de vidro e de óxido de alumínio) e naturais (superfícies adaxiais de folhas de Euphorbia heterophylla, Ipomoea grandifolia e Brachiaria plantaginea). Seis formulações de surfatantes (Antideriva®; Uno®; Pronto 3®; Li-700®; Supersil® e Silwet L-77®), respectivamente nas doses recomendadas do produto comercial (0,050; 0,025; 0,100; 0,250; 0,100 e 0,100 % v v-1) e o dobro delas, foram avaliadas em soluções aquosas. A tensão superficial dinâmica e o ângulo de contato formado sobre as superfícies naturais foram medidos por tensiômetro. Os ângulos de contato formados pelas gotas nas superfícies artificiais foram obtidos por análise de imagens capturadas por uma câmera digital. Os surfatantes influenciam nas propriedades físico-químicas de soluções aquosas. As soluções contendo os surfatantes Silwet L-77® e Supersil®; nas doses de 0,100 e 0,200% v v-1; proporcionaram maiores reduções na tensão superficial dinâmica e menores ângulos de contato das gotas sobre as superfícies artificiais e naturais. Os surfatantes organossiliconados em solução aquosa foram mais eficientes na redução da tensão superficial e proporcionaram maior molhamento de superfícies natural e artificial. em alvos naturais, essas propriedades obtidas com organossiliconados são dependentes das características de superfície das espécies vegetais.

Dinâmica de nutrientes na solução do solo em pomar fertirrigado de citros

O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica de nutrientes na solução do solo após a aplicação, via fertirrigação, de nitrogênio, fósforo e potássio a laranjeiras. O experimento foi realizado entre setembro de 2007 e outubro de 2009, em pomares de laranjeiras 'Valência' e 'Hamlin', enxertadas sobre citrumeleiro 'Swingle'. Foram avaliadas cinco doses de N, P2O5 e K2O (0, 25, 50, 100 e 200% da dose recomendada). A solução do solo foi extraída a 30 e 60 cm de profundidade, com o auxílio de extratores com cápsulas porosas. Foram realizadas 11 avaliações durante o período experimental, com as extrações iniciadas após 12 horas das fertirrigações. O aumento das doses reduziu o pH (pH~3,5, na maior dose), e aumentou a condutividade elétrica (CE~1,5 dS m-1, na maior dose) e os teores de NH4, NO3, P, K, Mn e Zn na solução do solo, nas duas profundidades amostradas. Nos meses com maior precipitação pluvial, houve perda potencial de nutrientes por lixiviação, pois maiores concentrações de NO3, K e B foram observadas à profundidade de 60 cm. A análise da solução do solo, obtida por extratores com cápsula de cerâmica porosa, pode ser considerada ferramenta auxiliar para monitorar e avaliar a disponibilidade de nutrientes às plantas.

Dinâmica de Sedimentação de Lodo em Lagoas de Estabilização

Stabilization ponds are an effective sewage treatment alternative for the climatic conditions prevailing in Brazil. In the present work, a primary facultative pond was studied, in the city of Natal, Rio Grande do Norte, Northeast Brazil. The aim of this study was to evaluate the sedimentation dynamics in the facultative pond. The pond was divided in three section or zones along its length starting from the inlet end namely A1, A2 and A3. The research was accomplished in three phases. In the first the mapping of the sludge layer was done, sludge core samples were also collected for analysis for total, fixed and volatile solids and the depth of the sludge layer was determined using a portable echo sounder. In the second solids sedimentation rates were measured using traps placed in the inlet and outlet zones and in the third phase resuspension sludge was evaluate using a tracer. The amount accumulated sludge since the start operation was 13.583 m3. The sedimentation constant averages changed between 0.93 to 2.94 and 3.90 to 5.80 for the depths of 0.5 and 1.0 m respectively. The relationship between volatile and fixed solids (SV/SF) increased along the pond. The removal efficiencies were 52.12%, 36.09%, and 37.50% for BOD, COD and SS, respectively. The sludge accumulation model proposed had a good adjustment with 0.17 m3/hab.year rate. The results presented here demonstrated that the wind had a direct influence on the sedimentation of solids in this pond affecting the efficiency and sludge accumulation

Determinação de Dados de Equilíbrio Líquido-Vapor para Sistemas Hidrocarbonetos e Desenvolvimento de uma Nova Célula Dinâmica

In the present work are established initially the fundamental relationships of thermodynamics that govern the equilibrium between phases, the models used for the description of the behavior non ideal of the liquid and vapor phases in conditions of low pressures. This work seeks the determination of vapor-liquid equilibrium (VLE) data for a series of multicomponents mixtures of saturated aliphatic hydrocarbons, prepared synthetically starting from substances with analytical degree and the development of a new dynamic cell with circulation of the vapor phase. The apparatus and experimental procedures developed are described and applied for the determination of VLE data. VLE isobarics data were obtained through a Fischer's ebulliometer of circulation of both phases, for the systems pentane + dodecane, heptane + dodecane and decane + dodecane. Using the two new dynamic cells especially projected, of easy operation and low cost, with circulation of the vapor phase, data for the systems heptane + decane + dodecane, acetone + water, tween 20 + dodecane, phenol + water and distillation curves of a gasoline without addictive were measured. Compositions of the equilibrium phases were found by densimetry, chromatography, and total organic carbon analyzer. Calibration curves of density versus composition were prepared from synthetic mixtures and the behavior excess volumes were evaluated. The VLE data obtained experimentally for the hydrocarbon and aqueous systems were submitted to the test of thermodynamic consistency, as well as the obtained from the literature data for another binary systems, mainly in the bank DDB (Dortmund Data Bank), where the Gibbs-Duhem equation is used obtaining a satisfactory data base. The results of the thermodynamic consistency tests for the binary and ternary systems were evaluated in terms of deviations for applications such as model development. Later, those groups of data (tested and approved) were used in the KijPoly program for the determination of the binary kij parameters of the cubic equations of state original Peng-Robinson and with the expanded alpha function. These obtained parameters can be applied for simulation of the reservoirs petroleum conditions and of the several distillation processes found in the petrochemistry industry, through simulators. The two designed dynamic cells used equipments of national technology for the determination Humberto Neves Maia de Oliveira Tese de Doutorado PPGEQ/PRH-ANP 14/UFRN of VLE data were well succeed, demonstrating efficiency and low cost. Multicomponents systems, mixtures of components of different molecular weights and also diluted solutions may be studied in these developed VLE cells

Extração semiautomática de contornos de telhado de edifícios com base em snakes e programação dinâmica

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

Extração semi-automática de rodovia baseada em um par estéreo de imagens aéreas e em otimização por programação dinâmica no espaço-objeto

This article proposes a method for 3D road extraction from a stereopair of aerial images. The dynamic programming (DP) algorithm is used to carry out the optimization process in the object-space, instead of usually doing it in the image-space such as the DP traditional methodologies. This means that road centerlines are directly traced in the object-space, implying that a mathematical relationship is necessary to connect road points in object and image-space. This allows the integration of radiometric information from images into the associate mathematical road model. As the approach depends on an initial approximation of each road, it is necessary a few seed points to coarsely describe the road. Usually, the proposed method allows good results to be obtained, but large anomalies along the road can disturb its performance. Therefore, the method can be used for practical application, although it is expected some kind of local manual edition of the extracted road centerline.

Indicadores de alteração hidrológica no Alto Rio Paraná: intervenções humanas e implicações na dinâmica do ambiente fluvial

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

O Planejamento estratégico sem plano: ícones urbanos e dinâmica imobiliária em Natal

The model of strategic city planning is applied to Latin American and Brazilian cities since the 1990s. Notwithstanding, in many cities, the production of space has not followed the international model stricto sensu, but a variation of the model, here called, strategic city planning without a plan or peripheral (or yet incomplete) urban entrepreneurialism . This seeks to build city attributes in order to qualify cities for the competitive international and/or regional markets. This includes the production of iconic buildings and structures, here called urban icons. They rapidly become symbols in the contemporary city landscape, facilitating the promotions of the city for tourism and business. This also helps produce charismatic leaderships. However, what it does best is to promote real estate development. This dissertation seeks to understand the role of iconic buildings in the promotion of real estate business in Natal, especially how it helps to fuel prices in the market. The research is done by use of interviews with civil servants and private entrepreneurs related to real estate business

Dinâmica Estocástica e Cosmologia: alguns resultados analíticos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Dinâmica de tempos curtos aplicado ao modelo de ising diluído por sítio em duas dimensões

Existem vários métodos de simulação para calcular as propriedades críticas de sistemas; neste trabalho utilizamos a dinâmica de tempos curtos, com o intuito de testar a eficiência desta técnica aplicando-a ao modelo de Ising com diluição de sítios. A Dinâmica de tempos curtos em combinação com o método de Monte Carlos verificou que mesmo longe do equilíbrio termodinâmico o sistema já se mostra insensível aos detalhes microscópicos das interações locais e portanto, o seu comportamento universal pode ser estudado ainda no regime de não-equilíbrio, evitando-se o problema do alentecimento crítico ( critical slowing down ) a que sistema em equilíbrio fica submetido quando está na temperatura crítica. O trabalho de Huse e Janssen mostrou um comportamento universal e uma lei de escala nos sistemas críticos fora do equilíbrio e identificou a existência de um novo expoente crítico dinâmico θ, associado ao comportamento anômalo da magnetização. Fazemos uima breve revisão das transições de fase e fenômeno críticos. Descrevemos o modelo de Ising, a técnica de Monte Carlo e por final, a dinâmica de tempos curtos. Aplicamos a dinâmica de tempos curtos para o modelo de Insing ferromagnéticos em uma rede quadrada com diluição de sítios. Calculamos o expoente dinâmicos θ e z, onde verificamos que existe quebra de classe de universilidade com relação às diferentes concentrações de sítios (p=0.70,0.75,0.80,0.85,0.90,0.95,1.00). calculamos também os expoentes estáticos β e v, onde encontramos pequenas variações com a desordem. Finalmente, apresentamos nossas conclusões e possíveis extensões deste trabalho

Propagação de danos: importância da atualização dinâmica, efeitos da diluição e propriedades termodinâmicas

Neste trabalho investigamos aspectos da propagação de danos em sistemas cooperativos, descritos por modelos de variáveis discretas (spins), mutuamente interagentes, distribuídas nos sítios de uma rede regular. Os seguintes casos foram examinados: (i) A influência do tipo de atualização (paralela ou sequencial) das configurações microscópicas, durante o processo de simulação computacional de Monte Carlo, no modelo de Ising em uma rede triangular. Observamos que a atualização sequencial produz uma transição de fase dinâmica (Caótica- Congelada) a uma temperatura TD ≈TC (Temperatura de Curie), para acoplamentos ferromagnéticos (TC=3.6409J/Kb) e antiferromagnéticos (TC=0). A atualização paralela, que neste caso é incapaz de diferenciar os dois tipos de acoplamentos, leva a uma transição em TD ≠TC; (ii) Um estudo do modelo de Ising na rede quadrada, com diluição temperada de sítios, mostrou que a técnica de propagação de danos é um eficiente método para o cálculo da fronteira crítica e da dimensão fractal do aglomerado percolante, já que os resultados obtidos (apesar de um esforço computacional relativamente modesto), são comparáveis àqueles resultantes da aplicação de outros métodos analíticos e/ou computacionais de alto empenho; (iii) Finalmente, apresentamos resultados analíticos que mostram como certas combinações especiais de danos podem ser utilizadas para o cálculo de grandezas termodinâmicas (parâmetros de ordem, funções de correlação e susceptibilidades) do modelo Nα x Nβ, o qual contém como casos particulares alguns dos modelos mais estudados em Mecânica Estatística (Ising, Potts, Ashkin Teller e Cúbico)