Stability control of a railway vehicle using absolute stiffness and inerters

Work presented in this paper studies the potential of employing inerters -a novel mechanical device used successfully in racing cars- in active suspension configurations with the aim to enhance railway vehicle system performance. The particular element of research in this paper concerns railway wheelset lateral stability control. Controlled torques are applied to the wheelsets using the concept of absolute stiffness. The effects of a reduced set of arbitrary passive structures using springs, dampers and inerters integrated to the active solution are discussed. A multi-objective optimisation problem is defined for tuning the parameters of the proposed configurations. Finally, time domain simulations are assessed for the railway vehicle while negotiating a curved track. A simplification of the design problem for stability is attained with the integration of inerters to the active solutions. © 2012 IEEE.

The use of a dynamic truck-trailer drive-by system to monitor bridge damping

Bridge structures are continuously subject to degradation due to the environment, ageing and excess loading. Periodic monitoring of bridges is therefore a key part of any maintenance strategy as it can give early warning if a bridge becomes unsafe. This article investigates an alternative method for the monitoring of bridge dynamic behaviour: a truck-trailer vehicle system, with accelerometers fitted to the axles of the trailer. The method aims to detect changes in the damping of a bridge, which may indicate the existence of damage. A simplified vehicle-bridge interaction model is used in theoretical simulations to assess the effectiveness of the method in detecting those changes. The influence of road profile roughness on the vehicle vibration is overcome by recording accelerations from both axles of a trailer and then analysing the spectra of the difference in the accelerations between the two axles. The effectiveness of the approach in detecting damage simulated as a loss in stiffness is also investigated. In addition, the sensitivity of the approach to the vehicle speed, road roughness class, bridge span length, changes in the equal axle properties and noise is investigated.

Predictive Maintenance for Improved Sustainability - An Ion Beam Etch Endpoint Detection System Use Case

In modern semiconductor manufacturing facilities maintenance strategies are increasingly shifting from traditional preventive maintenance (PM) based approaches to more efficient and sustainable predictive maintenance (PdM) approaches. This paper describes the development of such an online PdM module for the endpoint detection system of an ion beam etch tool in semiconductor manufacturing. The developed system uses optical emission spectroscopy (OES) data from the endpoint detection system to estimate the RUL of lenses, a key detector component that degrades over time. Simulation studies for historical data for the use case demonstrate the effectiveness of the proposed PdM solution and the potential for improved sustainability that it affords.

Timing verification in transaction modeling

Les systèmes Matériels/Logiciels deviennent indispensables dans tous les aspects de la vie quotidienne. La présence croissante de ces systèmes dans les différents produits et services incite à trouver des méthodes pour les développer efficacement. Mais une conception efficace de ces systèmes est limitée par plusieurs facteurs, certains d'entre eux sont: la complexité croissante des applications, une augmentation de la densité d'intégration, la nature hétérogène des produits et services, la diminution de temps d’accès au marché. Une modélisation transactionnelle (TLM) est considérée comme un paradigme prometteur permettant de gérer la complexité de conception et fournissant des moyens d’exploration et de validation d'alternatives de conception à des niveaux d’abstraction élevés. Cette recherche propose une méthodologie d’expression de temps dans TLM basée sur une analyse de contraintes temporelles. Nous proposons d'utiliser une combinaison de deux paradigmes de développement pour accélérer la conception: le TLM d'une part et une méthodologie d’expression de temps entre différentes transactions d’autre part. Cette synergie nous permet de combiner dans un seul environnement des méthodes de simulation performantes et des méthodes analytiques formelles. Nous avons proposé un nouvel algorithme de vérification temporelle basé sur la procédure de linéarisation des contraintes de type min/max et une technique d'optimisation afin d'améliorer l'efficacité de l'algorithme. Nous avons complété la description mathématique de tous les types de contraintes présentées dans la littérature. Nous avons développé des méthodes d'exploration et raffinement de système de communication qui nous a permis d'utiliser les algorithmes de vérification temporelle à différents niveaux TLM. Comme il existe plusieurs définitions du TLM, dans le cadre de notre recherche, nous avons défini une méthodologie de spécification et simulation pour des systèmes Matériel/Logiciel basée sur le paradigme de TLM. Dans cette méthodologie plusieurs concepts de modélisation peuvent être considérés séparément. Basée sur l'utilisation des technologies modernes de génie logiciel telles que XML, XSLT, XSD, la programmation orientée objet et plusieurs autres fournies par l’environnement .Net, la méthodologie proposée présente une approche qui rend possible une réutilisation des modèles intermédiaires afin de faire face à la contrainte de temps d’accès au marché. Elle fournit une approche générale dans la modélisation du système qui sépare les différents aspects de conception tels que des modèles de calculs utilisés pour décrire le système à des niveaux d’abstraction multiples. En conséquence, dans le modèle du système nous pouvons clairement identifier la fonctionnalité du système sans les détails reliés aux plateformes de développement et ceci mènera à améliorer la "portabilité" du modèle d'application.

A fresh look at the validity of the diffusion approximation for modeling fluorescence spectroscopy in biological tissue

Fluorescence has become a widely used technique for applications in noninvasive diagnostic tissue spectroscopy. The standard model used for characterizing fluorescence photon transport in biological tissue is based on the diffusion approximation. On the premise that the total energy of excitation and fluorescent photon flows must be conserved, we derive the widely used diffusion equations in fluorescence spectroscopy and show that there must be an additional term to account for the transport of fluorescent photons. The significance of this additional term in modeling fluorescence spectroscopy in biological tissue is assessed.

Modeling approach based on experimental results for prediction of measurement errors in energy meters

This paper presents a general modeling approach to investigate and to predict measurement errors in active energy meters both induction and electronic types. The measurement error modeling is based on Generalized Additive Model (GAM), Ridge Regression method and experimental results of meter provided by a measurement system. The measurement system provides a database of 26 pairs of test waveforms captured in a real electrical distribution system, with different load characteristics (industrial, commercial, agricultural, and residential), covering different harmonic distortions, and balanced and unbalanced voltage conditions. In order to illustrate the proposed approach, the measurement error models are discussed and several results, which are derived from experimental tests, are presented in the form of three-dimensional graphs, and generalized as error equations. © 2009 IEEE.