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ABSTRACT:The objective of this study was to model mathematically and to simulate the dynamic behavior of an auger-type fertilizer applicator (AFA) in order to use the variable-rate application (VRA) and reduce the coefficient of variation (CV) of the application, proposing an angular speed controller ( ) for the motor drive shaft. The input model was and the response was the fertilizer mass flow, due to the construction, density of fertilizer, fill factor and the end position of the auger. The model was used to simulate a control system in open loop, with an electric drive for AFA using an armature voltage (V A ) controller. By introducing a sinusoidal excitation signal in V A with amplitude and delay phase optimized and varying during an operation cycle, it is obtained a reduction of 29.8% in the CV (constant V A ) to 11.4%. The development of the mathematical model was a first step towards the introduction of electric drive systems and closed loop control for the implementation of AFA with low CV in VRA.KEYWORDS: seeder fertilizer drill, modeling, precision agriculture. DOSADOR HELICOIDAL DE FERTILIZANTE GRANULAR: MODELO MATEMÁTICO E SIMULAÇÃO DA DINÂMICARESUMO: O objetivo deste trabalho foi modelar matematicamente e simular o comportamento dinâmico de um dosador helicoidal de fertilizantes (DHF) a fim de utilizá-lo em aplicação a taxas variáveis (ATV)e reduzir o coeficiente de variação (CV) da aplicação, propondo uma forma de atuação na velocidade angular de acionamento ( ) do seu eixo. A entrada do modelo foi e a resposta foi a vazão mássica de fertilizante em função de suas características construtivas, densidade do fertilizante, fator de enchimento e posição do fim do helicoide. O modelo foi usado na simulação de um sistema de controle em malha aberta, com o acionamento do DHF feito por meio de um motor elétrico com atuação na tensão de armadura (V A ). Introduzindo-se um sinal de excitação senoidal em V A com amplitude e defasagem otimizada, consequentemente variando-se durante um ciclo de operação, obteve-se redução no CV de 29,8 % (V A constante) para 11,4 %. O desenvolvimento do modelo matemático foi um primeiro passo no sentido da introdução de acionamento elétrico e de sistemas de controle em malha fechada, visando à aplicação de DHF com baixos índices de CV em ATV.

O presente trabalho relata o desenvolvimento de um penetrógrafo, construído para operar de forma automática, executando um ensaio de penetração com um simples toque no botão de partida. Ele possui incorporado, um sistema dedicado de aquisição de dados, que pode armazenar até 187 ensaios e uma interface de comunicação, dispensando a conexão ao microcomputador ou "datalogger". As condições do ensaio como, por exemplo, data, localização (latitude e longitude) e profundidade, podem ser atualizadas, assim como a aferição da célula de carga, via teclado com mostrador de duas linhas. Verificou-se variação de velocidade < 5% com relação à do padrão ASAE, para índices de cone entre 500 e 5.684 kPa. O equipamento é compacto, de fácil manuseio e com capacidade operacional de até um ensaio por minuto.

-Studies of control strategies for refrigeration systems observe, among other variables, the dynamic behavior of temperature and the consumption of electrical energy. Aiming to contribute to these studies, this work presents the proposal and validation of a mathematical model for the cooling system of a cold-storage unit. The model approximates the dynamics and interdependence of the variables, to first-order systems with time delay and the summation of effects. The input variables available are the frequency of compressor activation and the thermal load imposed on the unit, and as output variables, the air temperature both at the evaporator inlet and at the centre of the chamber, as well as the electrical power consumed by the compressor. The results obtained were satisfactory, with an error of less than 0.11 °C for the air temperature at the evaporator inlet, of less than 0.09 °C for the temperature at the centre of the chamber, and of less than 1% for the electrical energy consumed.Key words: Variable rotation. Simulation. Agricultural products-storage. Electrical energy-consumption.RESUMO -Os estudos de estratégias de controle para sistemas de refrigeração observam, entre outras variáveis, o comportamento dinâmico da temperatura e da energia elétrica consumida. Com o objetivo de contribuir com estes estudos, o presente trabalho apresenta a proposta e a validação de um modelo matemático do sistema de refrigeração de uma câmara fria. O modelo aproxima a dinâmica e a interdependência das variáveis a sistemas de primeira ordem com tempo de atraso e somatória de efeitos. Como variáveis de entrada tem-se a frequência de acionamento do compressor e a carga térmica imposta à câmara e como variáveis de saída as temperaturas do ar na entrada do evaporador e no centro da câmara, bem como a potência elétrica consumida pelo compressor. Os resultados obtidos foram satisfatórios, com erro menor que 0,11 °C para a temperatura do ar na entrada do evaporador, menor que 0,09 ºC para a temperatura do ar no centro da câmara e menor que 1% para energia elétrica consumida.Palavras-chave: Rotação variável. Simulação. Produtos agrícolas-armazenamento. Energia elétrica-consumo.

RESUMOA produção em ambientes protegidos é uma técnica por meio da qual se objetiva proteger flores e hortaliças contra a ação dos elementos meteorológicos que a afetam, além de permitir ambientes favoráveis de produção durante todo o ano, com vantagens produtivas e comerciais. Um fator importante da produção em estufas é o controle da temperaturae da umidade relativa do ar. A automação do controle do ambiente possibilita o aumento da qualidade dos produtos, maior eficiência e uso racional dos recursos. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver um sistema de controle de temperatura e umidade relativa do ar para o protótipo de uma ambiente protegido em escala reduzida, utilizando-se dos conceitos da lógica Fuzzy. As variáveis de entrada foram a temperatura e a umidade do ar e as variáveis de saída foram as atuações nos sistemas de aquecimento e de umidificação do ambiente. O processo de controle do ambiente foi simulado e os parâmetros do projeto foram ajustados. Os resultados obtidos na simulação demonstraram que os ajustes das variáveis Tar e UR, baseados no sistema de inferência Fuzzy desenvolvido, foram satisfatórios para o desempenho do sistema de controle do ambiente protegido. Palavras-chave: microclima, ambiente protegido, inferência FuzzyDevelopment and simulation of an advanced system of ambient control in agricultural greenhouses ABSTRACT Production in greenhouses is a technique that aims at protecting flowers and vegetable production against meteorological agents that affect production adversely, as well as allowing favorable environments throughout the year with productive and commercial advantages. One important issue regarding greenhouse systems is the control of the air temperature and relative humidity. The automatic environmental control allows the improvement of quality, and the efficient and rational use of resources. The aim of this work was to develop a system of temperature and humidity control for a greenhouse prototype in reduced scale, by using the concepts of Fuzzy Logic. The input variables were: air temperature and humidity, and the output variables were: changes in the environmental heating system and humidification. The environmental control was simulated and project parameters were adjusted. The results of the simulation showed that the air temperature and humidity adjustment based on the inference developed Fuzzy system, was satisfactory for the performance of the greenhouse environmental control.

The present study shows the development, simulation and actual implementation of a closed-loop controller based on fuzzy logic that is able to regulate and standardize the mass flow of a helical fertilizer applicator. The control algorithm was developed using MATLAB's Fuzzy Logic Toolbox. Both open and closed-loop simulations of the controller were performed in MATLAB's Simulink environment. The instantaneous deviation of the mass flow from the set point (SP), its derivative, the equipment´s translation velocity and acceleration were all used as input signals for the controller, whereas the voltage of the applicator's DC electric motor (DCEM) was driven by the controller as output signal. Calibration and validation of the rules and membership functions of the fuzzy logic were accomplished in the computer simulation phase, taking into account the system's response to SP changes. The mass flow variation coefficient, measured in experimental tests, ranged from 6.32 to 13.18%. The steady state error fell between -0.72 and 0.13g s -1 and the recorded average rise time of the system was 0.38 s. The implemented controller was able to both damp the oscillations in mass flow that are characteristic of helical fertilizer applicators, and to effectively respond to SP variations.KEYWORDS: fertilizer applicator, agricultural machinery, closed-loop control. DOSADOR DE FERTILIZANTE ACIONADO ELETRICAMENTE E CONTROLADOPOR LÓGICA FUZZY RESUMO: Este trabalho apresenta o desenvolvimento, a simulação e a implementação de um sistema de controle, em malha fechada, baseado em lógica fuzzy, para regular e uniformizar a vazão mássica aplicada por um dosador de fertilizante do tipo helicoidal. A estratégia de controle foi desenvolvida, utilizando-se da ferramenta "Fuzzy Logic Toolbox", do programa MATLAB. Foi simulado, em linguagem Simulink -MATLAB, o sistema operando em malha aberta e em malha fechada. A variável manipulada pelo controlador foi a tensão do motor elétrico de corrente contínua (MECC), e as suas variáveis de entrada foram: o erro e a variação do erro entre a vazão mássica atual aplicada e o valor de referência (VR), além da velocidade de deslocamento e a variação da velocidade de deslocamento do equipamento. A sintonia e o projeto das regras das funções de pertinência da lógica fuzzy foram realizados por meio de simulações, além de verificação de que o sistema foi capaz de responder às mudanças no VR. Nos testes experimentais, o coeficiente de variação da vazão mássica ficou entre 6,32 e 13,18%, o erro em regime estacionário variou de -0,72 a 0,13 g s -1 e o tempo de resposta médio foi de 0,38 s. O sistema de controle foi capaz de reduzir a característica oscilatória da vazão mássica aplicada pelo mecanismo dosador e foi eficiente em acompanhar as mudanças do VR.PALAVRAS CHAVE: adubadora, máquinas agrícolas, controle em malha-fechada.

ABSTRACT:The process of cold storage chambers contributes largely to the quality and longevity of stored products. In recent years, it has been intensified the study of control strategies in order to decrease the temperature change inside the storage chamber and to reduce the electric power consumption. This study has developed a system for data acquisition and process control, in LabVIEW language, to be applied in the cooling system of a refrigerating chamber of 30m 3 . The use of instrumentation and the application developed fostered the development of scientific experiments, which aimed to study the dynamic behavior of the refrigeration system, compare the performance of control strategies and the heat engine, even due to the controlled temperature, or to the electricity consumption. This system tested the strategies for on-off control, PID and fuzzy. Regarding power consumption, the fuzzy controller showed the best result, saving 10% when compared with other tested strategies. KEYWORDS: energy-saving, PID controller, fuzzy controller, cold storage. SISTEMA PARA ESTUDOS DE ESTRATÉGIAS DE CONTROLE APLICADAS EM CÂMARAS FRIASRESUMO: O processo de armazenamento refrigerado em câmaras contribui, em grande parte, para a qualidade e a longevidade dos produtos. Nos últimos anos, têm-se intensificado os estudos de estratégias de controle com a finalidade de diminuir a variação da temperatura dentro da câmara de armazenamento e de reduzir o consumo de energia elétrica. Neste trabalho, foi desenvolvido um sistema para aquisição de dados e controle do processo, em linguagem LabVIEW, para ser aplicado no sistema de refrigeração de uma câmara frigorífica de 30m 3 . A utilização da instrumentação e do aplicativo desenvolvido possibilitou a realização de experimentos científicos, com o objetivo de estudar o comportamento dinâmico do sistema de refrigeração, comparar o desempenho das estratégias de controle da máquina térmica, tanto em função da temperatura controlada, quanto ao consumo de energia elétrica. Neste sistema, foram testadas as estratégias de controle liga-desliga, PID e fuzzy. Em relação ao consumo de energia elétrica, o controlador fuzzy obteve o melhor resultado, economizando 10% em relação às outras estratégias testadas. PALAVRAS-CHAVE: economia de energia, controlador PID, controlador fuzzy, armazenamento refrigerado.

RESUMOCom este trabalho, objetivou-se o desenvolvimento e avaliação de um sistema de controle para compensar a variação na rotação de acionamento dos dosadores de fertilizantes sólidos de um equipamento para formulação, dosagem e aplicação de fertilizantes sólidos no sulco, a taxas variáveis, em função da alteração da temperatura do óleo hidráulico. Desenvolveram-se controladores do tipo PID, para assegurar a manutenção precisa das rotações desejadas nos motores hidráulicos de acionamento dos dosadores de fertilizante. O equipamento foi testado em laboratório, utilizando-se sinais de testes padronizados, onde foi avaliado o seu comportamento em função do aquecimento do óleo hidráulico. Os testes realizados mostraram que o sistema de controle de rotação implementado foi adequado, mantendo inalterado o comportamento do sistema hidráulico, mesmo na ocorrência de variação da temperatura do óleo hidráulico.Palavras-chave: agricultura de precisão, aplicação localizada, controle hidráulico, VRT Development and evaluation of electronic control system in equipments for application of fertilizer ABSTRACTThe objective of this research was the development and evaluation of a control system used to compensate variation on angular speed of dosers in an equipment for formulation, dosing and application of solid fertilizers in the furrow, at variable rates, by monitoring the hydraulic oil temperature changes. PID controllers were designed to guarantee the desired angular speed of the hydraulic motors dosing shaft. The equipment was tested in laboratory using standard signal tests procedure, being able to analyze the machine behavior as a function of the hydraulic oil temperature variations. The accomplished tests showed that the implemented control system was suitable and exhibited a steady behavior even during hydraulic oil temperature changes.