Redes socias científicas e inteligência artificial – uma revisão sistemática aplicada a reconhecimento de padrões / Scientific social networks and artificial intelligence - a systematic review applied to recognition of standards

O presente artigo busca realizar uma Revisão Sistemática com o intuito de verificar estudos na área de Reconhecimento e Padrões com Redes Sociais Científicas envolvendo estudos dos cientistas. O método de Revisão Sistemática foi escolhido devido a sua consolidação metodológica em realizar buscas de forma mais rigorosa em bases de dados. Como resultado, nove artigos foram encontrados, sendo que apenas dois deles apresentaram um trabalho relacionado com a questão central de pesquisa

Redes socias científicas e inteligência artificial – uma revisão sistemática aplicada a reconhecimento de padrões / Scientific social networks and artificial intelligence - a systematic review applied to recognition of standards

O presente artigo busca realizar uma Revisão Sistemática com o intuito de verificar estudos na área de Reconhecimento e Padrões com Redes Sociais Científicas envolvendo estudos dos cientistas. O método de Revisão Sistemática foi escolhido devido a sua consolidação metodológica em realizar buscas de forma mais rigorosa em bases de dados. Como resultado, nove artigos foram encontrados, sendo que apenas dois deles apresentaram um trabalho relacionado com a questão central de pesquisa

Contribution to the Study of Rotating Machines containing nonlinearities

This thesis focuses specifically on issues related to smart rotors, i.e., those which are able of monitoring their dynamic behavior, analyze their response and propose solutions with a certain degree of autonomy so that safe operation is ensured even in the presence of faults that may compromise either the rotors safety or efficiency. In general terms, this work encompasses rotating machines with nonlinear characteristics. More specifically, it is interested on nonlinearities associated with rotors that have time-varying parameters, such as cracked shafts and systems with electromagnetic actuators (EMA). The electromagnetic actuators introduce forces that are inversely proportional to the squared gap value. In this sense, three most significant issues are addressed in the present work, as described in the following. The first issue is related to the identification of time-varying parameters, through the expansion of the system input and output signals together with the expansion of the physical parameters of the system, in series of orthogonal functions, thus allowing the identification of the unknown parameters of the system. Both constant and varying parameters can be identified. A cracked shaft was considered as a varying parameters system and the proposed methodology was applied to determine the crack parameters. For this aim, a crack model was developed, enabling the complete simulation of the structure by using the finite element technique. The second case studied was the possible application of an electromagnetic actuator (EMA) for the purpose of maintaining the crack closed by controlling the fatigue process of a rotating shaft. The crack dynamics behavior is mainly influenced by the moments caused on the crack s surface. These moments can be determined through the variation of the angular displacements in the nodes at the ends of the cracked element. It was observed through the simulations that the use of EMA allows modifying several dynamics characteristics of the rotation system, such as critical speed, amplitude of vibration, etc. As a result of changes in the angular displacement, it was verified the possibility of using EMA to keep the crack closed along the rotation of the shaft. It follows a methodology for self-correction of the problem created by the presence of the crack (self-healing scheme). The third and last topic is related to the unbalance identification through the use of inverse problems techniques. For this, the rotating machine model must be known (or have been previously identified). Thus, a methodology based on a heuristic optimization technique was used aiming at balancing the system for the linear case (without the electromagnetic actuators) as well as for the system containing electromagnetic actuators that insert nonlinearity. It should be noted that classic techniques of balancing cannot solve such problem since they assume a linear relation between the excitation (unbalance) and the response (vibration) of the rotor.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDoutor em Engenharia MecânicaEsta tese procura enfocar problemas relacionados a rotores inteligentes, ou seja, aqueles que são capazes de monitorar seu comportamento dinâmico, analisálo, propor soluções com certa autonomia e garantir seu funcionamento mesmo quando do aparecimento de falhas que podem comprometer seu comportamento seguro ou sua eficiência. Este trabalho, de maneira geral, está inserido no contexto da dinâmica de máquinas rotativas com características não-lineares. Mais especificamente, interessa-se a não-linearidades causadas por rotores que apresentam parâmetros variantes no tempo, como é o caso dos eixos trincados, e de sistemas com atuadores eletromagnéticos (AEM) que introduzem forças que são funções inversas do quadrado do deslocamento. Neste sentido, três assuntos mais significativos foram abordados, conforme abaixo especificado. O primeiro assunto está relacionado com a identificação de parâmetros variantes no tempo, através da expansão dos sinais de entrada e saída do sistema, além da expansão, também, dos parâmetros físicos do sistema em séries de funções ortogonais, permitindo, desta forma, a identificação dos parâmetros desconhecidos do sistema rotativo, tanto daqueles que são constantes como daqueles que variam com o tempo. Assim, um eixo contendo uma trinca foi considerado como um sistema de parâmetros variantes, ao qual se aplicou a metodologia proposta para identificação destes parâmetros. Para tanto, uma modelagem para a trinca foi desenvolvida, possibilitando a simulação completa da estrutura a partir do método dos elementos finitos. O segundo caso estudado foi sobre a possível aplicação de um atuador eletromagnético (AEM) com a finalidade de manter a trinca fechada, controlando assim o processo de fadiga de um eixo rotativo. O comportamento dinâmico da trinca é, principalmente, influenciado pelos momentos causados em sua superfície. Esses momentos podem ser determinados através da variação entre os deslocamentos angulares nos nós da extremidade do elemento com a trinca. Observou-se, através de simulações feitas que, a utilização dos AEM permite modificar várias características da dinâmica do sistema rotativo, tais como velocidades críticas, amplitude dos deslocamentos, dentre outras. Como conseqüência das alterações do deslocamento angular, verificou-se a possibilidade de utilização dos AEM para manter a fissura fechada. Resulta uma metodologia para auto- correção do problema criado pela presença da trinca (self healing). O terceiro e último tópico abordado está relacionado com a identificação do desbalanceamento através da utilização de técnicas de problemas inversos. Para isso, o modelo da máquina rotativa tem que ser conhecido (ou ter sido previamente identificado). Assim, foi utilizada uma metodologia baseada numa técnica heurística de otimização, buscando o balanceamento do sistema tanto para o caso linear (sem os atuadores eletromagnéticos) como do sistema contendo atuadores eletromagnéticos que introduzem não-linearidades. Deve-se salientar que as técnicas clássicas de balanceamento não podem resolver este tipo de problema, uma vez que partem do princípio da linearidade entre a excitação (desbalanceamento) e a resposta (vibração) do rotor, característica esta que não é verificada nos sistemas não-lineares

Diagnóstico de falhas via observadores de estado com excitações desconhecidas, identificadas via funções ortogonais

Neste trabalho desenvolveram-se metodologias de diagnóstico de falhas utilizando observadores de estado do tipo Filtro de Kalman, nas quais, as entradas para os observadores são identificadas utilizando as funções ortogonais de Fourier, Legendre e Chebyshev. Um tipo de observador denominado Proporcional-Integral é apresentado para a identificação de entradas desconhecidas. Este observador consegue estimar, sob certas condições, as entradas e ou distúrbios presentes no sistema e essas entradas são utilizadas para a diagnose de falha utilizando um observador do tipo Filtro de Kalman. Também é apresentado o desenvolvimento de uma metodologia de identificação de parâmetros bem como das forças de excitação, através das funções ortogonais, utilizando somente a resposta. Apresentam-se resultados obtidos por meio de simulações computacionais e realizados experimentalmente numa bancada de teste pertencente ao laboratório de vibrações mecânicas do Departamento de Engenharia Mecânica de Ilha Solteira.In this work a methodology for fault diagnosis of mechanical systems was developed by using Kalman Filter state observes, in which the input of the observers are identified by using Fourier, Legendre and Chebyshev orthogonal functions. A proportional-integral observer is presented to the unknown input identification. This observer is able to find the unknown inputs of the system and these inputs are used to fault detection purposes by using a Kalman Filter Observer. The methodology for the identification of system parameters and excitation forces by using only the response of the system, through orthogonal functions. The methodology developed is applied to a mechanical structure containing vibrating tables, in the Mechanical Vibrations Laboratory, at Unesp, Ilha Solteira.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Fault detection using state observers with unknown input, identified by orthogonal functions

In this work a methodology of fault analysis in mechanical systems was developed using Kalman Filter state observes, in which, the input to the observers are identified by Fourier, Legendre and Chebyshev orthogonal functions. The proportional-integral observer is presented to the unknown input identification, this observer can be able to find the unknown inputs of the system and these inputs are used to the fault detection by way Kalman Filter Observer. Here can be seen the methodology of parameters and force identification using only the response of the system thought orthogonal functions. The methodology developed is applied in a composed structure of shake tables from Mechanical Vibrations Laboratory

Fault detection using state observers with unknown input, identified by orthogonal functions

In this work a methodology of fault analysis in mechanical systems was developed using Kalman Filter state observes, in which, the input to the observers are identified by Fourier, Legendre and Chebyshev orthogonal functions. The proportional-integral observer is presented to the unknown input identification, this observer can be able to find the unknown inputs of the system and these inputs are used to the fault detection by way Kalman Filter Observer. Here can be seen the methodology of parameters and force identification using only the response of the system thought orthogonal functions. The methodology developed is applied in a composed structure of shake tables from Mechanical Vibrations Laboratory

Fault detection using state observers with unknown input, identified by orthogonal functions

Submitted by Jéssica Velho ([email protected]) on 2013-11-25T11:17:48Z No. of bitstreams: 1 Fault detection using state observers with unknown input, identified by orthogonal functions..pdf: 983641 bytes, checksum: e6af137b978ad0572a6d199a1eb398bd (MD5)Approved for entry into archive by Bruna Vieira ([email protected]) on 2013-11-25T19:32:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Fault detection using state observers with unknown input, identified by orthogonal functions..pdf: 983641 bytes, checksum: e6af137b978ad0572a6d199a1eb398bd (MD5)Made available in DSpace on 2013-11-25T19:32:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fault detection using state observers with unknown input, identified by orthogonal functions..pdf: 983641 bytes, checksum: e6af137b978ad0572a6d199a1eb398bd (MD5) Previous issue date: 2012In this work a methodology of fault analysis in mechanical systems was developed using Kalman Filter state observes, in which, the input to the observers are identified by Fourier, Legendre and Chebyshev orthogonal functions. The proportional-integral observer is presented to the unknown input identification, this observer can be able to find the unknown inputs of the system and these inputs are used to the fault detection by way Kalman Filter Observer. Here can be seen the methodology of parameters and force identification using only the response of the system thought orthogonal functions. The methodology developed is applied in a composed structure of shake tables from Mechanical Vibrations Laboratory

Control of the breathing mechanism of a cracked rotor by using electro-magnetic actuator: numerical study

This paper presents a numerical study devoted to the evaluation of the possibility of monitoring and controlling the dynamic behavior of a rotating machine with a cracked shaft by using an Electro-Magnetic Actuator (EMA). The EMA is located at the mid-span of the rotor to provide active control. The opening and closure (breathing) of the crack is determined by the stress field over its cross section resulting from the dynamic bending moment. The system is nonlinear due to the fact that the crack parameters must be determined for each time step and the EMA introduces forces that are inversely proportional to the square of the gap value between the stator and the rotor. The model developed takes into account the behavior of the crack and the in uence of the EMA. Simulations were carried out to access the possibility of controlling the breathing mechanism. The results obtained demonstrate the possibility of using the EMA in order to keep the crack closed along the rotation of the rotor, thus forming a self-healing scheme for the cracked rotor