MODELAGEM E ANÁLISE DE UM SISTEMA ELETRO-HIDRÁULICO COM CONTROLE DE PRESSÃO INFLUENCIADO POR CARGA NEGATIVA

O presente artigo descreve o comportamento de um motor hidráulico que opera com cargas de tração num plano vertical. Com o objetivo de evitar que haja um decréscimo de pressão na entrada do atuador em consequência da ação da carga é realizado o controle de pressão por meio de uma válvula limitadora de pressão proporcional e um controlador PI. Para tanto, é desenvolvido um modelo matemático linear de 5ª. ordem, a partir do qual se analisa a influência da carga negativa e alterações na velocidade de operação do atuador sobre as variáveis do processo. Alterações nos coeficientes do modelo da válvula limitadora de controle da pressão são efetuadas a fim de avaliar o comportamento do servomecanismo operando com válvulas de diferentes níveis de amortecimento. Características entre diferentes configurações de válvulas de contrabalanço mecânicas, tradicionalmente usadas neste tipo de aplicação, são analisadas. Entradas em tensão na forma de funções rampa e degrau são aplicadas ao modelo a fim de simular os comandos efetuados pelo operador da máquina hidráulica. As curvas de resposta dinâmica das diversas variáveis, em particular, da pressão controlada, demonstram a coerência do modelo usado sob a perspectiva do comportamento da máquina. O projeto de controle usando um controlador PI mostrou-se satisfatório no atendimento aos requisitos de desempenho dinâmico da compensação

MODELAGEM E ANÁLISE DE UM SISTEMA ELETRO-HIDRÁULICO COM CONTROLE DE PRESSÃO INFLUENCIADO POR CARGA NEGATIVA

O presente artigo descreve o comportamento de um motor hidráulico que opera com cargas de tração num plano vertical. Com o objetivo de evitar que haja um decréscimo de pressão na entrada do atuador em consequência da ação da carga é realizado o controle de pressão por meio de uma válvula limitadora de pressão proporcional e um controlador PI. Para tanto, é desenvolvido um modelo matemático linear de 5ª. ordem, a partir do qual se analisa a influência da carga negativa e alterações na velocidade de operação do atuador sobre as variáveis do processo. Alterações nos coeficientes do modelo da válvula limitadora de controle da pressão são efetuadas a fim de avaliar o comportamento do servomecanismo operando com válvulas de diferentes níveis de amortecimento. Características entre diferentes configurações de válvulas de contrabalanço mecânicas, tradicionalmente usadas neste tipo de aplicação, são analisadas. Entradas em tensão na forma de funções rampa e degrau são aplicadas ao modelo a fim de simular os comandos efetuados pelo operador da máquina hidráulica. As curvas de resposta dinâmica das diversas variáveis, em particular, da pressão controlada, demonstram a coerência do modelo usado sob a perspectiva do comportamento da máquina. O projeto de controle usando um controlador PI mostrou-se satisfatório no atendimento aos requisitos de desempenho dinâmico da compensação

ESTUDO DE UM POSICIONADOR ELETRO-HIDRÁULICO OPERANDO COM CARGA NEGATIVA

No presente trabalho é realizado o estudo comportamental de um posicionador eletro-hidráulico assimétrico acoplado a uma carga suspensa e controlado por uma válvula direcional proporcional. Com o objetivo de testar os limites operacionais do servomecanismo, a pressão de trabalho do circuito é alterada e, resultados relacionados às especificações do projeto de controle, em particular, o tempo de assentamento e erro de regime permanente, são analisados. Em acréscimo, faz-se a comparação entre os resultados interligando a válvula ao atuador nas configurações 4/3 e 3/3, onde se observa que, de acordo com as condições de realização do experimento, ambas apresentam vantagens e desvantagens em termos de desempenho estático e dinâmico. Observou-se durante os experimentos que a variação da pressão tornou mais evidente as diferenças de comportamento devidas às características físicas de cada configuração testada do conjunto válvula e atuador, e que limitações do sistema mecânico, como atrito do atuador, zona morta, perda de carga e histerese da válvula, podem limitar o desempenho do sistema no tocante ao atendimento dos requisitos dos parâmetros de controle. Por fim, foi realizado o projeto do controle por meio de um controlador PD, o qual se mostrou satisfatório no atendimento das especificações de projeto

ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE ESCOAMENTO DE SISTEMAS DE POSICIONAMENTO ELETRO-HIDRÁULICOS EMPREGANDO O MÉTODO DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO

Resumo: Diversas técnicas têm sido usadas na modelagem de escoamento laminar em tubulações. Em sistemas hidráulicos, a dinâmica do escoamento pode ser considerada suficientemente rápida. Aliado a isto, os comprimentos dos segmentos das tubulações não são muito longos, e por estas razões, a dinâmica do escoamento em tubos normalmente é desprezada. O estudo dinâmico de sistemas hidráulicos normalmente é direcionado à interação dos componentes, fenômenos presentes inerentes às não linearidades e perturbações externas que, de modo geral, podem ser representados por modelos a parâmetros concentrados. O modelo de tubos pode ser representado simplesmente por um coeficiente de perda de carga. Uma representação mais completa inclui a compressibilidade e a inércia associado ao fluido. Para o caso de modelagem empregando-se o modelo a parâmetros concentrados, pode ainda ser prático dividir a tubulação das linhas de escoamento em partes ou segmentos de tubo. Para alguns sistemas que operam com longas linhas de transmissão, como é o caso de sistemas hidráulicos de aeronaves, ou ainda aqueles cujo efeito dinâmico do fluido nas linhas possa interferir no seu funcionamento, é importante usar modelos mais precisos que descrevam com maior fidelidade o comportamento real das variáveis de saída. Para tal, podem ser usados modelos a parâmetros distribuídos, próprios para análise no domínio da frequência. A modelagem e simulação mais acurada visa predizer qual será o comportamento do fluido sob determinadas condições de trabalho, a fim de se encontrar meios de corrigir ou amenizar possíveis efeitos negativos de projeto. Os principais efeitos oriundos da dinâmica do escoamento geralmente são caracterizados por pulsações contínuas ou transientes de pressão e/ou valores de vazão que possam causar instabilidades no funcionamento do circuito. Golpes hidráulicos podem ser gerados em resposta a rápidas comutações da válvula de comando. Dependendo da magnitude dos picos de pressão, poder haver redução da vida útil dos componentes, irregularidades no movimento da máquina e fadiga dos materiais. Neste cenário, o presente artigo utiliza o método das linhas de transmissão para modelar as linhas de escoamento de um sistema de posicionamento eletro-hidráulico no qual são utilizadas linhas longas e de pequeno diâmetro. O objetivo é o de verificar o comportamento do sistema fluídico e compará-lo à modelagem tradicional que utiliza parâmetros concentrados. Os resultados da simulação são apresentados e discutidas as equivalências e discrepâncias entre os modelos analisados

Tumor-immune metaphenotypes orchestrate an evolutionary bottleneck that promotes metabolic transformation

Introduction: Metabolism plays a complex role in the evolution of cancerous tumors, including inducing a multifaceted effect on the immune system to aid immune escape. Immune escape is, by definition, a collective phenomenon by requiring the presence of two cell types interacting in close proximity: tumor and immune. The microenvironmental context of these interactions is influenced by the dynamic process of blood vessel growth and remodelling, creating heterogeneous patches of well-vascularized tumor or acidic niches. Methods: Here, we present a multiscale mathematical model that captures the phenotypic, vascular, microenvironmental, and spatial heterogeneity which shapes acid-mediated invasion and immune escape over a biologically-realistic time scale. The model explores several immune escape mechanisms such as i) acid inactivation of immune cells, ii) competition for glucose, and iii) inhibitory immune checkpoint receptor expression (PD-L1). We also explore the efficacy of anti-PD-L1 and sodium bicarbonate buffer agents for treatment. To aid in understanding immune escape as a collective cellular phenomenon, we define immune escape in the context of six collective phenotypes (termed “meta-phenotypes”): Self-Acidify, Mooch Acid, PD-L1 Attack, Mooch PD-L1, Proliferate Fast, and Starve Glucose. Results: Fomenting a stronger immune response leads to initial benefits (additional cytotoxicity), but this advantage is offset by increased cell turnover that leads to accelerated evolution and the emergence of aggressive phenotypes. This creates a bimodal therapy landscape: either the immune system should be maximized for complete cure, or kept in check to avoid rapid evolution of invasive cells. These constraints are dependent on heterogeneity in vascular context, microenvironmental acidification, and the strength of immune response. Discussion: This model helps to untangle the key constraints on evolutionary costs and benefits of three key phenotypic axes on tumor invasion and treatment: acid-resistance, glycolysis, and PD-L1 expression. The benefits of concomitant anti-PD-L1 and buffer treatments is a promising treatment strategy to limit the adverse effects of immune escape

ENERGY HARVESTING TO POWER AN AUTONOMOUS SENSOR FROM MECHANICAL VIBRATIONS

This paper describes an approach for harvesting electrical energy from a low-cost piezoelectric element operating at low amplitude vibration to power an autonomous and self-powered sensor. The converter consists of an ordinary piezoelectric buzzer and a steel ball bonded onto it. Furthermore, the design of the CMOS energy processor is presented focusing on the voltage multiplier and for which simulation and measurements results are discussed. This paper presents simple and analytical formulas with high precision to predict the dc output voltage of the voltage multiplie

Productive Livestock Characterization and Recommendations for Good Practices Focused on the Achievement of the SDGs in the Ecuadorian Amazon

The increase in livestock production in the Ecuadorian Amazon Region has caused an increase in deforestation and the advance of the agricultural frontier. The aim of the current study was to conduct a socioeconomic and productive characterization in Andean-Amazonian livestock systems in Ecuador. The study area was part of the Sumaco Biosphere Reserve (SBR) and three other zones: low (400 to 700 masl), middle (701 to 1600 masl), and high (701 to 1600 masl). Data were collected from 167 ranching households. There are significant differences (p ≤ 0.001) in the results. It was identified that 56.1% of the producers in the middle zone are indigenous (Kichwa). The largest (p ≤ 0.01) average household size (6.7 household members) and the highest level of household heads without schooling (16%) were found in the same area. Heads of households over 54 years of age were reported throughout the gradient. The largest farms were also found in the middle zone, with an average of 62.3 ha, of which an average of 32.9 ha is native forest, 2.1 ha is agricultural land, and 27.2 ha is cattle pasture. The household economy is driven by a greater investment in livestock in the upper area, and therefore their annual gross income has a high impact on their economy. With these results, this study presents recommendations to achieve the Sustainable Development Goals