Exploiting sensor redundancy for the calculation of fractional derivatives in the presence of noise

In this paper a new method for the calculation of the fractional expressions in the presence of sensor redundancy and noise, is presented. An algorithm, taking advantage of the signal characteristics and the sensor redundancy, is tuned and optimized through genetic algorithms. The results demonstrate the good performance for different types of expressions and distinct levels of noise.

A fractional approach for the motion planning of redundant and hyper-redundant manipulators

The trajectory planning of redundant robots through the pseudoinverse control leads to undesirable drift in the joint space. This paper presents a new technique to solve the inverse kinematics problem of redundant manipulators, which uses a fractional differential of order α to control the joint positions. Two performance measures are defined to examine the strength and weakness of the proposed method. The positional error index measures the precision of the manipulator's end-effector at the target position. The repeatability performance index is adopted to evaluate if the joint positions are repetitive when the manipulator execute repetitive trajectories in the operational workspace. Redundant and hyper-redundant planar manipulators reveal that it is possible to choose in a large range of possible values of α in order to get repetitive trajectories in the joint space.

A coherent approach to non-integer order derivatives

Signal Processing, vol. 86, nº 10

A new least-squares approach to differintegration modeling

Signal Processing, Vol. 86, nº 10

A new symmetric fractional B-spline

Signal Processing, Vol. 83, nº 11

On the initial conditions in continuous-time fractional linear systems

Signal Processing, Vol. 83, nº 11

The comb signal and its Fourier transform

SignalProcessing, Vol. 81, nº 3

Complex-order dynamics in hexapod locomotion

This paper studies the dynamics of foot–ground interaction in hexapod locomotion systems. For that objective the robot motion is characterized in terms of several locomotion variables and the ground is modelled through a non-linear spring-dashpot system, with parameters based on the studies of soil mechanics. Moreover, it is adopted an algorithm with foot-force feedback to control the robot locomotion. A set of model-based experiments reveals the influence of the locomotion velocity on the foot–ground transfer function, which presents complex-order dynamics.

Dynamical modelling of a genetic algorithm

This work addresses the signal propagation and the fractional-order dynamics during the evolution of a genetic algorithm (GA). In order to investigate the phenomena involved in the GA population evolution, the mutation is exposed to excitation perturbations during some generations and the corresponding fitness variations are evaluated. Three distinct fitness functions are used to study their influence in the GA dynamics. The input and output signals are studied revealing a fractional-order dynamic evolution, characteristic of a long-term system memory.

Fractional order electromagnetics

The Maxwell equations constitute a formalism for the development of models describing electromagnetic phenomena. The four Maxwell laws have been adopted successfully in many applications and involve only the integer order differential calculus. Recently, a closer look for the cases of transmission lines, electrical motors and transformers, that reveal the so-called skin effect, motivated a new perspective towards the replacement of classical models by fractional-order mathematical descriptions. Bearing these facts in mind this paper addresses the concept of static fractional electric potential. The fractional potential was suggested some years ago. However, the idea was not fully explored and practical methods of implementation were not proposed. In this line of thought, this paper develops a new approximation algorithm for establishing the fractional order electrical potential and analyzes its characteristics.

Deterministic approach for multiple-source tsunami hazard assessment for Sines, Portugal

In this paper, we present a deterministic approach to tsunami hazard assessment for the city and harbour of Sines, Portugal, one of the test sites of project ASTARTE (Assessment, STrategy And Risk Reduction for Tsunamis in Europe). Sines has one of the most important deep-water ports, which has oil-bearing, petrochemical, liquid-bulk, coal, and container terminals. The port and its industrial infrastructures face the ocean southwest towards the main seismogenic sources. This work considers two different seismic zones: the Southwest Iberian Margin and the Gloria Fault. Within these two regions, we selected a total of six scenarios to assess the tsunami impact at the test site. The tsunami simulations are computed using NSWING, a Non-linear Shallow Water model wIth Nested Grids. In this study, the static effect of tides is analysed for three different tidal stages: MLLW (mean lower low water), MSL (mean sea level), and MHHW (mean higher high water). For each scenario, the tsunami hazard is described by maximum values of wave height, flow depth, drawback, maximum inundation area and run-up. Synthetic waveforms are computed at virtual tide gauges at specific locations outside and inside the harbour. The final results describe the impact at the Sines test site considering the single scenarios at mean sea level, the aggregate scenario, and the influence of the tide on the aggregate scenario. The results confirm the composite source of Horseshoe and Marques de Pombal faults as the worst-case scenario, with wave heights of over 10 m, which reach the coast approximately 22 min after the rupture. It dominates the aggregate scenario by about 60 % of the impact area at the test site, considering maximum wave height and maximum flow depth. The HSMPF scenario inundates a total area of 3.5 km2. © Author(s) 2015.

Diagnóstico Energético e proposta de melhorias numa unidade de Produção de Peças de Borracha

O consumo de energia de forma irracional acarreta desvantagens a nível económico para o consumidor e problemas ambientais para toda a sociedade, como a escassez de recursos naturais e o aumento da poluição. Neste contexto, a otimização energética na indústria, e em particular no setor das borrachas, é indispensável de forma a utilizar racionalmente a energia e assim contribuir para a viabilidade das empresas. Este trabalho, efetuado na Flexocol - Fábrica de Artefactos de Borracha, Lda., teve como principal objetivo efetuar um levantamento energético à unidade fabril e propor alternativas que permitissem a redução do consumo de energia elétrica. Foi ainda realizado um estudo sobre a possibilidade de substituir o n-hexano, solvente utilizado na limpeza dos moldes, por um solvente mais adequado. O levantamento energético efetuado permitiu identificar o consumo das utilidades existentes na Flexocol. Esta empresa consome gasóleo e energia elétrica, sendo esta última, a forma de energia mais consumida correspondendo a 96%. O consumo global de energia é cerca 151 tep anuais, inferior a 500 tep/ano, ou seja é considerada uma empresa não consumidora intensiva de energia. Com base neste levantamento determinou-se os indicadores de consumo específico de energia e da intensidade carbónica, 2,73 tep/ ton e 1684,5 kg CO2/tep. A análise do consumo de energia elétrica dos diferentes equipamentos permitiu verificar que o setor que mais consome energia elétrica é a Vulcanização com 45,8%, seguido do setor da Mistura e Serralharia com 27,5% e 26,7%, respetivamente. O sistema de iluminação nos vários setores foi também alvo de estudo e permitiu identificar a Vulcanização como o setor com mais consumo e o da Mistura como o que menos consome. O estudo das variáveis anteriormente referidas permitiu apresentar algumas propostas de melhoria. Uma das propostas analisada foi implementação de condensadores no quadro parcial de forma a diminuir a energia reativa. Com esta medida prevê-se uma poupança de 5631 €/ano e um retorno de investimento de 0,045 anos. Foi também analisada relativamente à iluminação a possibilidade de instalação de balastros eletrónicos que conduziria a uma poupança na energia elétrica de cerca 7072 kWh/ano, mas com um retorno de investimento desfavorável. Por último estudou-se o solvente alternativo ao n-hexano. A acetona foi o solvente proposto uma vez que tem as propriedades indicadas para o fim a que se destina.

Conhecer e saber: uma caracterização enunciativa

Conhecer e saber remetem, pelo seu semantismo, para actividades .que exprimem funções cognitivas. São aliás classificados como verbos de actividade mental (Mateus et alii, 1998: 270-272). Não seria, porém, necessário recorrer ao seu semantismo específico para, enquanto formas lingüísticas, se constituírem, desde logo, como representações lingüísticas, marcadoras, portanto, de determinadas operações de natureza cognitiva, operações essas de que resultam, naturalmente, os enunciados. Partimos, pois, de uma concepção de linguagem como actividade simbólica de representação - de base cognitiva, portanto -, actividade que implica um sistema de operações concatenadas que se fazem marcar por formas gramaticais. Segundo esta concepção de linguagem, definida no interior da Teoria Formal Enunciativa proposta por Antoine Culioli, a enunciação enquadra-se no contexto global da construção da significação. Ora, a significação não é considerada em si mesma como um dado, mas, antes pelo contrário, concebida como o resultado ou finalidade última da actividade lingüística levada a cabo por um sujeito.

Existência e inexistência, uma representação linguística

Ao falar de existência e do que lhe seja correlativo, a inexistência, poderei expor-me a mal- entendidos. Ainda que o faça declaradamente sob um ponto de vista linguístico, diria mesmo poder tratar-se de uma exposição desarmada, não fizesse parte do objectivo central desta comunicação proceder a uma definição destes mesmos conceitos- existência e inexistência - no interior de um quadro teórico muito bem definido : a Teoria de Operações Enunciativas de Antoine Culioli . Esta teoria formal enunciativa apresenta-se como um paradigma descritivo e explicativo próprio. É uma teoria geral das operações que constituem o mecanismo da construção de representação em linguística . Antes de mais, a definição da perspectiva que orienta esta proposta de análise linguística exige uma clara demarcação de qualquer perspectiva lógico-filosófica. O conceito de existência veio a adquirir uma importância central num conjunto alargado de reflexões provenientes de horizontes filosóficos e lógicos muito distintos.

Stress-Related Mucosal Disease: Incidence of Bleeding and the Role of Omeprazole in its Prophylaxis

BACKGROUND: Upper gastrointestinal bleeding is the severe complication of stress-related mucosal disease in hospitalized patients. In intensive care units (ICU), risk factors are well defined and only mechanical ventilation and coagulopathy proved to be relevant for significant bleeding. On the contrary, in non-ICU settings there is no consensus about this issue. Nevertheless, omeprazole is still widely used in prophylaxis of bleeding. The objective of our study was to evaluate the relevance of stress-related mucosal disease bleeding in patients admitted to an internal medicine ward, and the role of omeprazole in its prophylaxis. METHODS: We conducted a retrospective study in which we analysed consecutive patients who were admitted to our ward over a year. We recorded demographic characteristics of the patients, potential risk factors for stress-related mucosal disease (clinical data, laboratory, and medication), administration of prophylactic omeprazole, and total cost of this prophylaxis. Patients with active gastrointestinal bleeding on the admission were excluded. We recorded every upper gastrointestinal bleeding event with clinical relevance. RESULTS: Five hundred and thirty-five patients, mean age 70 years, mean length of stay 9.6+/-7.7 days; 140 (26.2%) patients were treated with 40 mg of omeprazole intravenously, 193 (36.1%) with 20mg of omeprazole orally, and 202 (37.8%) patients had no prophylaxis. There was only one episode (0.2%) of clinically relevant bleeding. CONCLUSION: In patients admitted to an internal medicine ward, incidence of upper gastrointestinal bleeding as a complication of stress-related mucosal disease is low. We found that there is no advantage in prophylaxis with omeprazole.