Algebraic derivative estimation applied to nonlinear control of magnetic levitation.

The subject of this thesis is the real-time implementation of algebraic derivative estimators as observers in nonlinear control of magnetic levitation systems. These estimators are based on operational calculus and implemented as FIR filters, resulting on a feasible real-time implementation. The algebraic method provide a fast, non-asymptotic state estimation. For the magnetic levitation systems, the algebraic estimators may replace the standard asymptotic observers assuring very good performance and robustness. To validate the estimators as observers in closed-loop control, several nonlinear controllers are proposed and implemented in a experimental magnetic levitation prototype. The results show an excellent performance of the proposed control laws together with the algebraic estimators.

Stability of a Novel Intraocular Lens Design: Comparison of Two Trifocal Lenses

PURPOSE: To compare visual outcomes, rotational stability, and centration in a randomized controlled trial in patients undergoing cataract surgery who were bilaterally implanted with two different trifocal intraocular lenses (IOLs) with a similar optical zone but different haptic shape. METHODS: Twenty-one patients (42 eyes) with cataract and less than 1.50 D of corneal astigmatism underwent implantation of one FineVision/MicoF IOL in one eye and one POD FineVision IOL in the contralateral eye (PhysIOL, Liège, Belgium) at IOA Madrid Innova Ocular, Madrid, Spain. IOL allocation was random. Outcome measures, all evaluated 3 months postoperatively, included monocular and binocular uncorrected distance (UDVA), corrected distance (CDVA), distance-corrected intermediate (DCIVA), and near (DCNVA) visual acuity (at 80, 40, and 25 cm) under photopic conditions, refraction, IOL centration, haptic rotation, dysphotopsia, objective quality of vision and aberration quantification, patient satisfaction, and spectacle independence. RESULTS: Three months postoperatively, mean monocular UDVA, CDVA, DCIVA, and DCNVA (40 cm) under photopic conditions were 0.04 ± 0.07, 0.01 ± 0.04, 0.15 ± 0.11, and 0.16 ± 0.08 logMAR for the eyes implanted with the POD FineVision IOL and 0.03 ± 0.05, 0.01 ± 0.02, 0.17 ± 0.12, and 0.14 ± 0.08 logMAR for those receiving the FineVision/MicroF IOL. Moreover, the POD FineVision IOL showed similar centration (P > .05) and better rotational stability (P < .05) than the FineVision/MicroF IOL. Regarding halos, there was a minimal but statistically significant difference, obtaining better results with FineVision/MicroF. Full spectacle independence was reported by all patients. CONCLUSIONS: This study revealed similar visual outcomes for both trifocal IOLs under test (POD FineVision and FineVision/MicroF). However, the POD FineVision IOL showed better rotational stability, as afforded by its design.

Controlador integrado baseado em conceito híbrido e controle geométrico para embarcações posicionadas dinamicamente.

O conceito de controle híbrido é aplicado à operação de alívio entre um FPWSO e um navio aliviador. Ambos os navios mantêm suas posições e aproamentos pelo resultado da ação do seu Sistema de Posicionamento Dinâmico (SPD). O alívio dura cerca de 24 horas para ser concluído. Durante este período, o estado de mar pode se alterar e os calados estão sendo constantemente alterados. Um controlador híbrido é projetado para permitir modificacões dos parâmetros de controle/observação se alguma alteração significante do estado de mar e/ou calado das embarcações ocorrer. O principal objetivo dos controladores é manter o posicionamento relativo entre os navios com o intuito de evitar perigosa proximidade ou excesso de tensão no cabo. Com isto em mente, uma nova estratégia de controle que atue integradamente em ambos os navios é proposta baseda em geometria diferencial. Observadores não lineares baseados em passividade são aplicados para estimar a posição, a velocidade e as forças externas de mares calmos até extremos. O critério para troca do controle/observação é baseado na variação do calado e no estado de mar. O calado é assumido conhecido e o estado de mar é estimado pela frequência de pico do espectro do movimento de primeira ordem dos navios. Um modelo de perturbação é proposto para encontrar o número de controladores do sistema híbrido. A equivalência entre o controle geométrico e o controlador baseado em Multiplicadores de Lagrange é demonstrada. Assumindo algumas hipóteses, a equivalência entre os controladores geométrico e o PD é também apresentada. O desempenho da nova estratégia é avaliada por meio de simulações numéricas e comparada a um controlador PD. Os resultados apresentam muito bom desempenho em função do objetivo proposto. A comparação entre a abordagem geométrica e o controlador PD aponta um desempenho muito parecido entre eles.

Sistemas de Control Automático. Práctica 1 (curso 2010-2011)

Práctica 1 de la asignatura sistemas de control automático. Ajuste y sintonización de controladores.

Desarrollo Riguroso de Sistemas Tolerantes a Fallas

Los sistemas críticos son aquellos utilizados en áreas en las cuales las fallas, o los eventos inesperados, pueden ocasionar grandes perdidas de dinero; o quizás peor aún, daños a vidas humanas. Esta clase de sistemas juegan un rol importante en actividades esenciales de la sociedad tales como la medicina y las comunicaciones. Los sistemas críticos, cada vez son más usuales en la vida real, algunos ejemplos de estos son los sistemas de aviones, sistemas para automóviles y sistemas utilizados en telefonia móvil. Para minimizar las fallas, y las perdidas materiales o humanas ocasionadas por el funcionamiento incorrecto de dichos sistemas, se utilizan técnicas de tolerancia a fallas. Estas técnicas permiten que los sistemas continúen funcionando aún bajo la ocurrencia de fallas, o eventos inesperados. Existen diversas técnicas para lograr tolerancia a fallas utilizando, por ejemplo, redundancia a diferentes niveles de abstracción, como, por ejemplo, al nivel de hardware. Sin embargo, estas técnicas dependen fuertemente del sistema, y del contexto en las que se utilizan. Más aún, la mayoría de la técnicas de tolerancia a fallas son usadas a bajo nivel (código fuente o hardware), estimamos que el uso de formalismos rigurosos (con fundamentos matemáticos) pueden llevar al diseño de sistemas tolerantes a fallas y robustos a un nivel de abstracción más alto, a la vez que la utilización de técnicas de verificación que han sido exitosas en la práctica tales como model checking, o la síntesis de controladores, pueden llevar a una verificación y producción automática de sistemas robustos. El objetivo del presente proyecto es estudiar tanto marcos teóricos, que permitan la construcción de sistemas más robustos, como también herramientas automáticas que hagan posible la utilización de estos formalismos en escenarios complejos. Para lograr estos objetivos, será necesario considerar casos de estudios de diferente complejidad, y además que sean relevantes en la práctica. Por ejemplo: bombas de insulina, protocolos de comunicación, sistemas de vuelo y sistemas utilizados con fines médicos. Planeamos obtener prototipos de algunos de estos casos de estudio para evaluar los marcos teóricos propuestos. En los últimos años diferentes formalismos han sido utilizados para razonar sobre sistemas tolerantes a fallas de una forma rigurosa, sin embargo, la mayoría de estos son ad hoc, por lo cual sólo son aplicables a contextos específicos. Planeamos utilizar ciertas lógicas modales, en conjunto con nociones probabilísticas, para obtener un conjunto de herramientas suficientemente generales para que puedan ser utilizadas en diferentes contextos y aplicaciones. Los materiales a utilizar son equipos informáticos, en particular computadoras portátiles para el equipo de trabajo y computadoras más potentes para el testeo y desarrollo del software necesario para lograr los objetivos del proyecto. Para construir los prototipos mencionados se utilizarán equipos de computación estándar (el equipo investigación cuenta con computadoras intel y mac) en conjunto con lenguajes de programación modernos como JAVA o C#. En el caso de que los sistemas de software sean sistemas embebidos; se piensa desarrollar un motor de simulación que permita evaluar el desempeño del software cuando es ejecutado en el dispositivo mencionado. Se espera desarrollar, e investigar, las propiedades de formalismos matemáticos que permitan el desarrollo de sistemas tolerantes a fallas. Además, se desarrollarán herramientas de software para que estos sistemas tolerantes a fallas puedan verificarse, o obtenerse automáticamente. Los resultados obtenidos serán difundidos por medio de publicaciones en revistas del área. El desarrollo de sistemas tolerantes a fallas por medio de técnicas rigurosas, a diferentes niveles de abstracción (captura de requisitos, diseño, implementación y validación), permitirá minimizar los riesgos inherentes en actividades críticas.

Controlo de estufagem do Vinho Madeira em escala piloto

Um dos processos de envelhecimento do Vinho Madeira é a “Estufagem” realizada através da circulação de água aquecida a uma determinada temperatura por um sistema de serpentina existente no interior de cada estufa. De modo a tornar o processo de estufagem eficiente e preservar a qualidade do Vinho Madeira, a monitorização, registo e controlo da temperatura reveste-se da maior importância sendo, atualmente, todo esse processo realizado, por norma, manualmente, quer no sistema de dez estufas de aço inox existente no laboratório de enologia da Universidade da Madeira (UMa), quer nos sistemas das cooperativas de Vinho Madeira. Existem, no mercado, alguns sistemas que solucionam, com menor ou maior limitação, este problema. Porém, nenhum desses sistemas implementa um sistema de controlo “inteligente” capaz de se adaptar automaticamente a diferentes períodos de temperaturas predefinidos e manter o aquecimento das estufas de acordo com essas temperaturas com uma margem de erro inferior a ±0,5℃, bem como o custo associado aos mesmos é elevado o que dificulta a sua implementação neste setor. O sistema implementado, nesta tese, consiste em duas aplicações: uma aplicação web e uma Windows Forms Application. A aplicação web foi desenvolvida em C# com recurso à framework ASP.NET Web Pages e implementa toda a lógica necessária à monitorização gráfica e à gestão do sistema, nomeadamente a definição do setpoint para cada estufa. A Windows Forms Application, também desenvolvida em C# devido à necessidade de interligação com a biblioteca fornecida pela CAREL para conexão aos controladores de temperatura IR32, efetua o registo e controlo automático da temperatura, de acordo com o setpoint definido para cada estufa através da aplicação web. O controlo de temperatura realiza-se com recurso às redes neuronais, nomeadamente através dum controlador DIC (Direct Inverse Controller) que obteve, de entre os vários controladores testados, o melhor Erro Quadrático Médio (MSE) e o melhor Coeficiente de Correlação (R). Através da utilização do sistema implementado conseguiu-se eliminar a limitação física de erro com ± 1℃ em torno do setpoint tendo-se conseguido, para o melhor caso, uma margem de erro de ± 0,1℃ relativamente ao setpoint reduzindo-se, assim, a margem de variação de temperatura até um máximo de 1,8ºC e, consequentemente, o erro associado.

Morphomechanical Innovation Drives Explosive Seed Dispersal

How mechanical and biological processes are coordinated across cells, tissues, and organs to produce complex traits is a key question in biology. Cardamine hirsuta, a relative of Arabidopsis thaliana, uses an explosive mechanism to disperse its seeds. We show that this trait evolved through morphomechanical innovations at different spatial scales. At the organ scale, tension within the fruit wall generates the elastic energy required for explosion. This tension is produced by differential contraction of fruit wall tissues through an active mechanism involving turgor pressure, cell geometry, and wall properties of the epidermis. Explosive release of this tension is controlled at the cellular scale by asymmetric lignin deposition within endocarp b cells-a striking pattern that is strictly associated with explosive pod shatter across the Brassicaceae plant family. By bridging these different scales, we present an integrated mechanism for explosive seed dispersal that links evolutionary novelty with complex trait innovation.

The late Pliocene pollen record of ODP Site 108-658 off Cape Blanc, Atlantic Ocean

A 200 m long marine pollen record from ODP Site 658 (21°N, 19°W) reveals cyclic fluctuations in vegetation and continental climate in northwestern Africa from 3.7 to 1.7 Ma. These cycles parallel oxygen isotope stages. Prior to 3.5 Ma, the distribution of tropical forests and mangrove swamps reached Cape Blanc, 5°N of the present distribution. Between 3.5 and 2.6 Ma, forests occurred at this latitude during irregular intervals and nearly disappeared afterwards. Likewise, a Saharan paleoriver flowed continuously until isotope Stage 134 (3.35 Ma). When river discharge ceased, wind transport of pollen grains prevailed over fluvial transport. Pollen indicators of trade winds gradually increased between 3.3 and 2.5 Ma. A strong aridification of the climate of northwestern Africa occurred during isotope Stage 130 (3.26 Ma). Afterwards, humid conditions reestablised followed by another aridification around 2.7 Ma. Repetitive latitudinal shifts of vegetation zones ranging from wooded savanna to desert flora dominated for the first time between between 2.6 and 2.4 Ma as a response to the glacial stages 104, 100 and 98. Although climatic conditions, recorded in the Pliocene, were not as dry as those of the middle and Late Pleistocene, latitudinal vegetation shifts near the end of the Pliocene resembled those of the interglacial-glacial cycles of the Brunhes chron.

High-resolution pollen record of ODP Hole 175-1078C

To address the connection between tropical African vegetation development and high-latitude climate change we present a high-resolution pollen record from ODP Site 1078 (off Angola) covering the period 50-10 ka BP. Although several tropical African vegetation and climate reconstructions indicate an impact of Heinrich Stadials (HSs) in Southern Hemisphere Africa, our vegetation record shows no response. Model simulations conducted with an Earth System Model of Intermediate Complexity including a dynamical vegetation component provide one possible explanation. Because both precipitation and evaporation increased during HSs and their effects nearly cancelled each other, there was a negligible change in moisture supply. Consequently, the resulting climatic response to HSs might have been too weak to noticeably affect the vegetation composition in the study area. Our results also show that the response to HSs in southern tropical Africa neither equals nor mirrors the response to abrupt climate change in northern Africa.

Changes in the vegetation and trade winds in equatorial Northwest Africa 140,000-70,000 yr B.P., as deduced from two marine pollen records

The deep-sea cores M 16415-2 and M 16416-2 at about 9°N off Sierra Leone were analysed palynologically for the time interval 140,000-70,000 yr B.P. Results were presented in absolute (pollen concentration and pollen influx) and relative diagrams (pollen percentage). In a previous study it was evidenced that in northwest Africa pollen is mainly transported to the Atlantic by wind, so that the efficiency of aeolian pollen transport (pollen flux) could be used to evaluate changes in the intensity of the northeast trade winds. The glacial episodes (represented by the oxygen isotope stages 6 and 4) are characterized by strong northeast trade winds, whereas the last interglacial (stage 5) is characterized by weak trade winds. The pollen influx diagram shows that the intensity of the trade winds increased slightly during the relatively cool intervals of stage 5 (viz. 5.4 and 5.2). Tropical forest had maximally expanded around 124,000 yr B.P. (stage 5.5), around 98,000 yr B.P. (transition of stage 5.3 to 5.2), and around 70,000 yr B.P. (first part of stage 4): an increasing delay of the response of tropical forest to global intervals with maximum temperature is apparent during the last interglacial. As tropical forests need continuous humidity, the record of tropical forest monitors changes in climatic humidity south of the Sahara. During the last interglacial, the southern boundary of the Sahara shifted only little: expansions and contractions of the tropical forest area are correlated with contra-oscillations of the grass-dominated savanna zone. Great latitudinal shifts of the desert savanna boundary, on the contrary, occurred during the penultimate glacial interglacial transition (around 128,000 yr B.P.) to the north, and during the last interglacial-glacial transition (around 65,000 yr B.P.) to the south.

Ni︠e︡skolʹko sovremennykh voprosov /

"Pod zaglavīem: "Ni︠e︡skolʹko sovremennykh voprosov" izdai︠u︡tsi︠a︡ bolʹshei︠u︡ chastʹi︠u︡ statʹi ... napechatannyi︠a︡ v "Moskovskikh Vi︠e︡domosti︠a︡kh" i v "Nashem Vremeni"--p. [5]

Akty, otnosi a shchiesi a k istorii i u zhnoi i zapadnoi Rossii /

Imprint varies.

Svod botanicheskikh terminov, vstri e chai u shchikhsi a v Russkoi botanicheskoi literaturi e /

"K 'Trudam Bi u ro po prikladnoi botaniki e ' Uchenago Komiteta Trafnago Upravleni i a Zemleustroi stva i Zemledi e li i a , izdavaemym pod redakt s i ei Zavi e d. Bi u ro Rob. Ed. Regeli a "

Nastolʹnyĭ slovarʹ dli︠a︡ spravok po vsi︠e︡m otrasli︠a︡m znanīi︠a︡. (Spravochnyĭ ėnt︠s︡iklopedicheskīĭ leksikon) v III tomakh.

Vol. 3, "Sostavlennyĭ pod redakt︠s︡ěi︠u︡ V.P. Zotova i F. Tolli︠a︡."

Polnoe sobranīe sochinenīĭ.

"Prilozhenie k zhurnalu "Niva" na 1894g.