Signal-flow graphs: Direct method of reduction and MATLAB implementation

Block diagrams and signal-flow graphs are used to represent and to obtain the transfer function of interconnected systems. The reduction of signal-flow graphs is considered simpler than the reduction of block diagrams for systems with complex interrelationships. Signal-flow graphs reduction can be made without graphic manipulations of diagrams, and it is attractive for a computational implementation. In this paper the authors propose a computational method for direct reduction of signal-flow graphs. This method uses results presented in this paper about the calculation of literal determinants without symbolic mathematics tools. The Cramer's rule is applied for the solution of a set of linear equations, A program in MATLAB language for reduction of signal-flow graphs with the proposed method is presented.

Proportional controllers: Direct method for stability analysis and MATLAB implementation

In most cases, the cost of a control system increases based on its complexity. Proportional (P) controller is the simplest and most intuitive structure for the implementation of linear control systems. The difficulty to find the stability range of feedback systems with P controllers, using the Routh-Hurwitz criterion, increases with the order of the plant. For high order plants, the stability range cannot be easily obtained from the investigation of the coefficient signs in the first column of the Routh's array. A direct method for the determination of the stability range is presented. The method is easy to understand, to compute, and to offer the students a better comprehension on this subject. A program in MATLAB language, based on the proposed method, design examples, and class assessments, is provided in order to help the pedagogical issues. The method and the program enable the user to specify a decay rate and also extend to proportional-integral (PI), proportional-derivative (PD), and proportional-integral-derivative (PID) controllers.

Generating VHDL-AMS models of digital-to-analogue converters from MATLAB (R)/SIMULINK (R)

Today, the trend within the electronics industry is for the use of rapid and advanced simulation methodologies in association with synthesis toolsets. This paper presents an approach developed to support mixed-signal circuit design and analysis. The methodology proposed shows a novel approach to the problem of developing behvioural model descriptions of mixed-signal circuit topologies, by construction of a set of subsystems, that supports the automated mapping of MATLAB (R)/SINIULINK (R) models to structural VHDL-AMS descriptions. The tool developed, named (MSSV)-S-2, reads a SIMULINK (R) model file and translates it to a structural VHDL-AMS code. It also creates the file structure required to simulate the translated model in the SystemVision (TM). To validate the methodology and the developed program, the DAC08, AD7524 and AD5450 data converters were studied and initially modelled in MATLAB (R)/SIMULINK (R). The VHDL-AMS code generated automatically by (MSSV)-S-2, (MATLAB (R)/SIMULINK (R) to SystemVision (TM)), was then simulated in the SystemVision (TM). The simulation results show that the proposed approach, which is based on VHDL-AMS descriptions of the original model library elements, allows for the behavioural level simulation of complex mixed-signal circuits.

Vibration energy harvesting using piezoelectric transducer and non-controlled rectifiers circuits

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Generating VHDL-AMS models of digital-to-analogue converters from MATLAB®/SIMULINK®

Today, the trend within the electronics industry is for the use of rapid and advanced simulation methodologies in association with synthesis toolsets. This paper presents an approach developed to support mixed-signal circuit design and analysis. The methodology proposed shows a novel approach to the problem of developing behvioural model descriptions of mixed-signal circuit topologies, by construction of a set of subsystems, that supports the automated mapping of MATLAB®/SIMULINK® models to structural VHDL-AMS descriptions. The tool developed, named MS 2SV, reads a SIMULINK® model file and translates it to a structural VHDL-AMS code. It also creates the file structure required to simulate the translated model in the System Vision™. To validate the methodology and the developed program, the DAC08, AD7524 and AD5450 data converters were studied and initially modelled in MATLAB®/ SIMULINK®. The VHDL-AMS code generated automatically by MS 2SV, (MATLAB®/SIMULINK® to System Vision™), was then simulated in the System Vision™. The simulation results show that the proposed approach, which is based on VHDL-AMS descriptions of the original model library elements, allows for the behavioural level simulation of complex mixed-signal circuits.

Fuzzy environmental quality index

This paper presents the construction of a fuzzy environmental quality index for decision support in municipal environmental management. Five groups of indicators were selected in order to obtain an equation that best represented reality in terms of environmental quality. The calculation was carried out using fuzzy mathematical concepts, with the aid of the package Fuzzy Logical Toolbox 2.1 for Matlab ® 6.1, which provides functions and some applications of the theory of fuzzy sets. The work seeks to create a method of inference concerning the nature of urban areas that are unsustainable with respect to the environment, an issue that is often relegated to the background during public policy discussions. The development of this index, together with its implementation and dissemination, could improve public awareness of environmental issues, and promote mobilization towards the use of best practices in local development. © 2010 IEEE.

Valor preditivo do potencial de implantação embrionário pela análise do perfil químico de meios de cultivo por espectrometria de massas (ESI-Q-ToF)

Objective: This case-control study analyzed mass spectrometry fingerprinting patterns of culture media samples used for embryo culture to predict embryo implantation. Methods: The culture medium harvested after embryo transfer of 22 embryos from 13 patients was used for the experiments. After embryo transfer, the remaining culture media were collected and samples were split in positive (n=8) and negative (n=14) implantation groups according to implantation outcomes (100% or 0% of implantation). Samples were individually diluted and injected directly to the Electrospray ionization (ESI) MS coupled to a Quadrupole Time-of-flight MS (Q-ToF-MS).Ions relative intensities of each spectrum were considered. Data analysis was conducted in MatLab 7.0 version using Partial Least Squares - Discriminant Analysis toolbox. Results: There were 3027 observed ions at 100% and 0% implantation groups by ESI-Q-ToF-MS. The statistical model could categorize the samples in two clusters, based on their positive and negative implantation outcomes. Less intense ions present in the mass spectra with statistical significance have contributed to the major differences to group distinction. Conclusions: Positive and negative implantation embryos showed a specific biochemical pattern present in culture media, which could be detected as a fast, simple and non-invasive way. This biochemical profile could help the selection of the most viable embryo, improving single embryo transfer and thus eliminating the risk and undesirable outcomes of multiple pregnancies. © Todos os direitos reservados a SBRA - Sociedade Brasileira de Reprodução Assistida.

Detecção de rodovias em imagens digitais de alta resolução com o uso da teoria de morfologia matemática

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação de um Modelo de Difusão Anisotrópica e Morfologia Matemática na Detecção de Feições Cartográficas

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Sistema de aterramento com cabo contrapeso representado por linhas de transmissão implementado em Matlab com circuitos em cascatas de PÍ

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

O uso de rede neural artificial MLP na predição de estruturas secundárias de proteínas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Projetos de controladores baseados em LMI usando realimentação da derivada dos estados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Programa computacional com interface gráfica para identificação estocástica de parâmetros modais de estruturas civis: aplicação em pontes e torres de linha de transmissão

O interesse no comportamento dinâmico de estruturas metálicas vem crescendo nas últimas décadas no Brasil, em decorrência de acidentes com colapso total de algumas estruturas devido às vibrações ambientes em diversas regiões do país. Na região amazônica, por exemplo, onde esse tipo de estrutura deve vencer obstáculos como florestas e rios de grande largura, casos de colapso total de estruturas metálicas também são relatados. O foco principal dessa dissertação é o estudo do comportamento modal de estruturas metálicas submetidas às vibrações ambientes cuja magnitude das forças de excitação é desconhecida. Dois estudos de caso são apresentados: no primeiro deles, o comportamento modal de uma torre de linha de transmissão de energia elétrica é investigado; e no segundo caso, tanto o comportamento modal como os níveis de desconforto de uma ponte são estudados. Os estudos realizados neste último caso visam avaliar os níveis de desconforto da ponte quando submetida às excitações ambientes como rajadas de vento e o tráfego de veículo de acordo a norma brasileira NBR 8800 (1986). Em ambos os estudos de caso foram realizadas análises experimentais e computacionais. Na etapa experimental, ambas as estruturas foram monitoradas com emprego de um conjunto de acelerômetros de baixa freqüência e também de um sistema de aquisição apropriados para ensaios de vibração de estruturas civis. Como é muito difícil medir a magnitude das forças de excitação ambientes, foram utilizados os métodos de identificação estocásticos SSI-DATA e SSI-COV para extração de parâmetros modais de estruturas civis a partir somente dos dados de resposta coletados nos ensaios de vibração. Entre as atividades desenvolvidas nessa etapa, destaca-se a criação de um programa computacional com recursos do Graphical User Interface (GUI) da plataforma Matlab®, destinado à identificação modal de estruturas civis com o emprego dos referidos métodos estocásticos. Esse programa é constituído de três módulos: o primeiro é destinado ao processamento e tratamento dos sinais coletados nos ensaios de vibração; o segundo é utilizado para adicionar as informações do posicionamento dos acelerômetros utilizados nos arquivos dos sinais de resposta; e o terceiro e último módulo é destinado à identificação a partir dos arquivos de dados de resposta processados nos dois primeiros módulos. Na etapa das análises teóricas, foram criados modelos numéricos utilizando o método dos elementos finitos para simular o comportamento dinâmico das estruturas analisadas. Comparando os resultados obtidos em ambas as etapas de análise, verifica-se que resultados experimentais e teóricos apresentaram parâmetros bastante próximos entre si nos primeiros modos de vibração. Os resultados experimentais mostraram que ambos os métodos estocásticos foram muito eficientes na identificação das estruturas ensaiadas.

Sintonia de controlador fuzzy por algoritmo genético em sistema de nível de líquidos

O presente trabalho demonstra a aplicação de um Algoritmo Genético com o intuito de projetar um controlador Fuzzy MISO, através da sintonia de seus parâmetros, em um processo experimental de nivelamento de líquido em um tanque, cuja dinâmica apresenta características não-lineares. Para o projeto e sintonia do controlador, foi utilizado o suporte do software Matlab, e seus pacotes Simulink e Global Optimization Toolbox. O Controlador Fuzzy ora projetado teve seu desempenho avaliado através de ensaios em tempo real em um Sistema de Nível de Liquido.

An open source GPS multipath simulator in Matlab/Octave

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)