Real time measurement and control of viscosity for extrusion processes using recycled materials

The aim of this paper is to develop a new generation of extruder control system for recycled materials which has ability to automatically maintain constant a polymer melt viscosity of mixed recycled polymers during extrusion, regardless of variations in the Melt Flow Index (MFI) of recycled mixed grade high density polyethylene (HDPE) feedstock. The variations in MFI are due to differences in the source of the recycled material used. The work describes how melt viscosity for specific extruder/die system is calculated in real time using the rheological properties of the materials, the pressure drop through the extruder die and the actual throughput measurements using a gravimetric loss-in-weight hopper feeder. A closed-loop controller is also developed to automatically regulate screw speed and barrel temperature profile to achieve constant viscosity and enable consistent processing of variable grade recycled HDPE materials. Such a system will improve processability of mixed MFI polymers may also reduce the risk of polymer melt degradation, reduce producing large volumes of scrap/waste and lead to improvement in product quality. The experimental results of real time viscosity measurement and control using a 38 mm single screw extruder with different recycled HDPEs with widely different MFIs are reported in this work.

Securing the smart grid

The availability of electricity is fundamental to modern society. It is at the top of the list of critical infrastructures and its interruption can have severe consequences. This highly important system is now evolving to become more reliable, efficient, and clean. This evolving infrastructure has become known as the smart grid; and these future smart grid systems will rely heavily on ICT. This infrastructure will require many servers and due to the nature of the grid, many of these systems will be geographically diverse requiring communication links. At the heart of this ICT infrastructure will be security. At each level of the smart grid from smart metering right through to remote sensing and control networks, security will be a key factor for system design consideration. With an increased number of ICT systems in place the security risk also increases. In this paper the authors discuss the changing nature of security in relation to the smart grid by looking at the move from legacy systems to more modern smart grid systems. The potential planes of attack for future smart grid systems are identified, and the general anatomy of a cyber-attack is presented. The authors then introduce the various threat levels of different types of attack and the mitigation techniques that could be put in place for each. Finally, the authors' introduce a Phasor Measurement Unit (PMU) communication system (operated by the authors) that can be used as a test-bed for some of the proposed future security research.

Viscosity Control for Extrusion Processes Using Recycled Polymers

The aim of this paper is to develop a new extruder control system for recycled materials which has ability to automatically maintain constant a polymer melt viscosity of mixed recycled polymers during extrusion, regardless of variations in the Melt Flow Index (MFI) of recycled mixed grade high density polyethylene (HDPE) feedstock. A closed-loop controller is developed to automatically regulate screw speed and barrel temperature profile to achieve constant viscosity and enable consistent processing of variable grade recycled HDPE materials. The experimental results of real time viscosity measurement and control using a 38mm single screw extruder with different recycled HDPEs with widely different MFIs are reported in this work

Inter layer and cooperative design strategies for green mobile networks

The promise of a truly mobile experience is to have the freedom to roam around anywhere and not be bound to a single location. However, the energy required to keep mobile devices connected to the network over extended periods of time quickly dissipates. In fact, energy is a critical resource in the design of wireless networks since wireless devices are usually powered by batteries. Furthermore, multi-standard mobile devices are allowing users to enjoy higher data rates with ubiquitous connectivity. However, the bene ts gained from multiple interfaces come at a cost in terms of energy consumption having profound e ect on the mobile battery lifetime and standby time. This concern is rea rmed by the fact that battery lifetime is one of the top reasons why consumers are deterred from using advanced multimedia services on their mobile on a frequent basis. In order to secure market penetration for next generation services energy e ciency needs to be placed at the forefront of system design. However, despite recent e orts, energy compliant features in legacy technologies are still in its infancy, and new disruptive architectures coupled with interdisciplinary design approaches are required in order to not only promote the energy gain within a single protocol layer, but to enhance the energy gain from a holistic perspective. A promising approach is cooperative smart systems, that in addition to exploiting context information, are entities that are able to form a coalition and cooperate in order to achieve a common goal. Migrating from this baseline, this thesis investigates how these technology paradigm can be applied towards reducing the energy consumption in mobile networks. In addition, we introduce an additional energy saving dimension by adopting an interlayer design so that protocol layers are designed to work in synergy with the host system, rather than independently, for harnessing energy. In this work, we exploit context information, cooperation and inter-layer design for developing new energy e cient and technology agnostic building blocks for mobile networks. These technology enablers include energy e cient node discovery and short-range cooperation for energy saving in mobile handsets, complemented by energy-aware smart scheduling for promoting energy saving on the network side. Analytical and simulations results were obtained, and veri ed in the lab on a real hardware testbed. Results have shown that up to 50% energy saving could be obtained.

Remote data acquisition system of environmental data

The implementation of an accurate and reliable data acquisition system is the first step to develope a good control system. This data acquisition should provide valuable data readings, not only for control purposes but also for applications in different research areas.

Control of a high Precision Double Drive

The speed control system for a concept for cost effective drives with high precision is presented. The drive concept consists of two parallel working drives. The concept is an alternative to direct drives. One big advantage is the use of standard gear boxes with economical components. This paper deals with the control of the drive system consisting of two parts: one drive produces the power for the machine, another drive makes the motion precice and dynamic. Both drives are combined to one double drive by a control system. The drive system is usefull for printing machines and other machines with high power consumption at a nearly constant speed and high accuracy requirements. The calculation for a drive system with 37 kW shows, that the control drive has to supply only about 20 % of the total torque and power needed to compensate the errors of the power drive. The stability of the system is shown by a simulation of the double drive.

Control of a high Precision Double Drive

The speed control system for a concept for cost effective drives with high precision is presented. The drive concept consists of two parallel working drives. The concept is an alternative to direct drives. One big advantage is the use of standard gear boxes with economical components. This paper deals with the control of the drive system consisting of two parts: one drive produces the power for the machine, another drive makes the motion precice and dynamic. Both drives are combined to one double drive by a control system. The drive system is usefull for printing machines and other machines with high power consumption at a nearly constant speed and high accuracy requirements. The calculation for a drive system with 37 kW shows, that the control drive has to supply only about 20 % of the total torque and power needed to compensate the errors of the power drive. The stability of the system is shown by a simulation of the double drive.

Design of a power-aware digital image rejection receiver

This paper deals with and details the design of a power-aware adaptive digital image rejection receiver based on blind-source-separation that alleviates the RF analog front-end impairments. Power-aware system design at the RTL level without having to redesign arithmetic circuits is used to reduce the power consumption in nomadic devices. Power-aware multipliers with configurable precision are used to trade-off the image-rejection-ratio (IRR) performance with power consumption. Results of the simulation case studies demonstrate that the IRR performance of the power-aware system is comparable to that of the normal implementation albeit degraded slightly, but well within the acceptable limits.

Coletores de distribuição e sua otimização hidráulica, aplicados a uma instalação de produção de água arrefecida em sistemas de AVAC ( Fórum Picoas)

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

A self-healing real-time system based on run-time self-reconfiguration

The new generations of SRAM-based FPGA (field programmable gate array) devices are the preferred choice for the implementation of reconfigurable computing platforms intended to accelerate processing in real-time systems. However, FPGA's vulnerability to hard and soft errors is a major weakness to robust configurable system design. In this paper, a novel built-in self-healing (BISH) methodology, based on run-time self-reconfiguration, is proposed. A soft microprocessor core implemented in the FPGA is responsible for the management and execution of all the BISH procedures. Fault detection and diagnosis is followed by repairing actions, taking advantage of the dynamic reconfiguration features offered by new FPGA families. Meanwhile, modular redundancy assures that the system still works correctly

Visualizing control systems performance: A fractional perspective

This article presents a novel method for visualizing the control systems behavior. The proposed scheme uses the tools of fractional calculus and computes the signals propagating within the system structure as a time/frequency-space wave. Linear and nonlinear closed-loop control systems are analyzed, for both the time and frequency responses, under the action of a reference step input signal. Several nonlinearities, namely, Coulomb friction and backlash, are also tested. The numerical experiments demonstrate the feasibility of the proposed methodology as a visualization tool and motivate its extension for other systems and classes of nonlinearities.

Decentralization and privatization in Portuguese health reforms

ABSTRACT - The Portuguese National Health Service (SNS), a universal, centralized and public owned health care system, exhibits an extraordinary record of equalization in the access to health care and health gains in the late thirty years. However, the most recent history of the Portuguese health reform is pervaded by the influence of decentralization and privatization. Decentralization has been present in the system design since the 1976 Constitution, at least in theory. Private ownership of health care suppliers and out-ofpocket expenditures, on the financing side, both have a long tradition of relevance in the NHS mix of services. The initial aim of this study was to demonstrate expected parallelism between health reforms and public administration reforms, where a common pattern of joint decentralization and privatization was observed in many countries. Observers would be tempted to consider these two movements as common signs of new public management (NPM) developments. They have common objectives, are established around the core concepts of gains in effectiveness, efficiency, equity and quality of public services, through improved accountability. However, in practice, in Portugal, each movement was developed in a totally separated way. Besides those rooted in the NPM theory, there are few visible signs of association between decentralization and privatization. Decentralization, in the Portuguese SNS, was never intended to be followed by a privatization movement; it was seen merely as a public administration tool. Private management of health services, as stated in the most recent SNS legislation, was never intended to have decentralization as a condition or as a consequence. Paradoxically, in the Portuguese context, it has led invariably to centralized control. While presented as separate instruments for a common purpose, the association between decentralization and privatization still lacks a convincing demonstration. Many common health care management stereotypes remain to be checked out if we want to look for eventual associations between these two organizational tools.

Effet de chaperones pharmacologiques sur les formes mutantes du récepteur mélanocortine de type 4 responsables de l'obésité morbide précoce

Le récepteur mélanocortine de type 4 (MC4R) est un récepteur couplé aux protéines G impliqué dans la régulation de la prise alimentaire et de l’homéostasie énergétique. Quatre-vingt pour cent des mutants du MC4R reliés à l’obésité morbide précoce (OMP) sont retenus à l’intérieur de la cellule. Le système de contrôle de qualité (SCQ) est probablement responsable de cette rétention, par la reconnaissance d’une conformation inadéquate des mutants. Le rétablissement de l’expression à la surface cellulaire et de la fonctionnalité de ces mutants est donc d’intérêt thérapeutique. Dans cette optique, des composés lipophiles spécifiques pour le MC4R ont été sélectionnés sur la base de leur sélectivité. Nous avons démontré qu’ils agissent à titre de chaperone pharmacologique (CP) en rétablissant l’expression à la surface cellulaire et la fonctionnalité des récepteurs mutants S58C et R165W, et qu’ils favorisent leur N-glycosylation complexe (maturation). Le suivi par BRET du site d’action des CP du MC4R suggère une action en aval de l’interaction calnexine-MC4R. De manière générale, une CP peut avoir un effet différent selon le mutant traité en induisant des conformations distinctes du récepteur plus ou moins aptes à se dissocier du SCQ et à activer la voie de signalisation, et un mutant peut répondre différemment selon la CP utilisée par des différences d’affinité pour le ligand, la CP et les effecteurs. Une meilleure compréhension du mode d’action des CP pourrait aider au développement de nouvelles approches thérapeutiques non seulement pour l’OMP, mais aussi pour d’autres maladies conformationnelles causées par le mauvais repliement de protéines.

Patterns and quality of object-oriented software systems

Lors de ces dix dernières années, le coût de la maintenance des systèmes orientés objets s'est accru jusqu' à compter pour plus de 70% du coût total des systèmes. Cette situation est due à plusieurs facteurs, parmi lesquels les plus importants sont: l'imprécision des spécifications des utilisateurs, l'environnement d'exécution changeant rapidement et la mauvaise qualité interne des systèmes. Parmi tous ces facteurs, le seul sur lequel nous ayons un réel contrôle est la qualité interne des systèmes. De nombreux modèles de qualité ont été proposés dans la littérature pour contribuer à contrôler la qualité. Cependant, la plupart de ces modèles utilisent des métriques de classes (nombre de méthodes d'une classe par exemple) ou des métriques de relations entre classes (couplage entre deux classes par exemple) pour mesurer les attributs internes des systèmes. Pourtant, la qualité des systèmes par objets ne dépend pas uniquement de la structure de leurs classes et que mesurent les métriques, mais aussi de la façon dont celles-ci sont organisées, c'est-à-dire de leur conception, qui se manifeste généralement à travers les patrons de conception et les anti-patrons. Dans cette thèse nous proposons la méthode DEQUALITE, qui permet de construire systématiquement des modèles de qualité prenant en compte non seulement les attributs internes des systèmes (grâce aux métriques), mais aussi leur conception (grâce aux patrons de conception et anti-patrons). Cette méthode utilise une approche par apprentissage basée sur les réseaux bayésiens et s'appuie sur les résultats d'une série d'expériences portant sur l'évaluation de l'impact des patrons de conception et des anti-patrons sur la qualité des systèmes. Ces expériences réalisées sur 9 grands systèmes libres orientés objet nous permettent de formuler les conclusions suivantes: • Contre l'intuition, les patrons de conception n'améliorent pas toujours la qualité des systèmes; les implantations très couplées de patrons de conception par exemple affectent la structure des classes et ont un impact négatif sur leur propension aux changements et aux fautes. • Les classes participantes dans des anti-atrons sont beaucoup plus susceptibles de changer et d'être impliquées dans des corrections de fautes que les autres classes d'un système. • Un pourcentage non négligeable de classes sont impliquées simultanément dans des patrons de conception et dans des anti-patrons. Les patrons de conception ont un effet positif en ce sens qu'ils atténuent les anti-patrons. Nous appliquons et validons notre méthode sur trois systèmes libres orientés objet afin de démontrer l'apport de la conception des systèmes dans l'évaluation de la qualité.

Impact des troubles musculosquelettiques sur les mécanismes du contrôle postural chez les adolescents-hockeyeurs de niveau élite et intervention en Reconstruction Posturale®

Les adolescents-hockeyeurs peuvent être affligés de troubles musculosquelettiques (TMS) résultant d’un excès de tension musculaire lequel peut mener à des déformations ou déséquilibres musculaires ainsi qu’à une attitude posturale inadéquate. Les conséquences de ces changements mènent souvent à une surcharge inutile du système musculosquelettique (SMS), à la perturbation des mécanismes du contrôle postural et éventuellement à l’apparition de douleurs musculaires et articulaires. Les interventions qui s’attaquent aux TMS par une rééquilibration de la tension musculaire sont peu nombreuses. Les interventions qui s’attaquent aux TMS par une normalisation de la tension musculaire sont peu nombreuses. La Reconstruction Posturale® (RP), testée cliniquement, est l’une d’entre elles. Dans un premier temps, cette thèse visait à identifier les caractéristiques du contrôle postural chez les adolescents-hockeyeurs de niveau élite lorsque le système somatosensoriel est mis à l’épreuve en position debout quasi statique pieds nus et en patins. Dans un deuxième temps, nous avons évalué l’impact d’une intervention en RP sur des variables cliniques et biomécaniques, chez ces athlètes qui souffrent de TMS. Soixante-sept adolescents-hockeyeurs de niveau élite âgés de 15 à 18 ans ont participé à l’étude. Le contrôle postural de cinquante-sept joueurs a été évalué en position debout sur deux plateformes de force les yeux ouverts et les yeux fermés, pieds nus sur une surface dure et sur une mousse. De ce groupe, trente-cinq sujets ont également été évalués en patins, les yeux ouverts et les yeux fermés. Par la suite, neuf adolescents-hockeyeurs souffrant de TMS, ont été sélectionnés pour participer au protocole d’intervention thérapeutique en RP qui consistait en l’application de six séances de thérapie prodiguées sur une période de six semaines. Le déplacement du centre de pression (CP) sous les pieds a été calculé dans les directions antéro-postérieure (AP) et médio-latérale (ML). La vélocité moyenne du CP, le déplacement moyen du CP et l’étendue du CP ont été retenus pour rendre compte de la performance du contrôle posturale. D’autre part, l’asymétrie de mise en charge, la trajectoire du CP sous les pieds gauche et droit, le CPc pour rendre compte de la stratégie de chevilles et le CPv pour rendre compte de la stratégie de hanches ont été retenues pour identifier les stratégies utilisées pour maintenir l’équilibre. L’impact de l’intervention en RP a été évalué à l’aide de trois variables cliniques soit la douleur à l’aide de l’échelle visuelle analogue (ÉVA), la capacité fonctionnelle à l’aide d’un un questionnaire autoadministré et des photographies de la posture debout pour rendre compte des variables posturales biomécaniques. Nos résultats montrent que chez les adolescents-hockeyeurs la performance du contrôle postural en position debout statique est davantage perturbée par les changements somatosensoriels en direction ML alors qu’en AP, la perte d’informations visuelles ainsi que des changements somatosensoriels affectent la performance. Dans toutes les conditions expérimentales et dans les deux directions, nous avons observé une vélocité du CP remarquablement élevée, variant entre 18 et 22 mm/s. Au niveau des stratégies et indépendamment de la condition expérimentale, nous avons observé une dominance presque complète de la stratégie de cheville en AP alors qu’en ML, la stratégie de hanche dominait avec une contribution de la stratégie de cheville de plus de 20 %. En patins, en direction ML, aucun changement significatif de la performance n’a été observé. Toutefois en AP, nous avons observé une augmentation significative de la vélocité du CP, yeux ouverts et yeux fermés ainsi qu’une augmentation significative de l’étendue, yeux ouverts seulement. Au niveau des stratégies, la stratégie de cheville domine en AP et la stratégie de hanche domine en ML avec une contribution plus modeste de la stratégie de cheville qui était inférieure à 12 %. Chez les adolescents-hockeyeurs souffrant de TMS, post-intervention, nos résultats indiquent une diminution significative de la douleur et une amélioration des capacités fonctionnelles ainsi que de l’attitude posturale. Pré intervention en direction ML, nous avons observé une contribution significativement plus élevée de la stratégie de cheville au contrôle du CPnet et un retour vers des valeurs normales post-intervention. L’impact de l’intervention thérapeutique sur la performance du contrôle postural s’est avéré non significatif en ML et en AP.