A pesquisa em redes neurais artificiais (RNAs) está atualmente experimentando um crescente interesse por modelos que utilizem a variável tempo como um grau de liberdade extra a ser explorado nas representações neurais. Esta ênfase na codificação temporal (temporal coding) tem provocado debates inflamados nas neurociências e áreas correlatas, mas nos últimos anos o surgimento de um grande volume de dados comportamentais e fisiológicos vêm dando suporte ao papel-chave desempenhado por este tipo de representação no cérebro [BALLARD et al. (1998)]. Contribuições ao estudo da representação temporal em redes neurais vêm sendo observadas nos mais diversos tópicos de pesquisa, tais como sistemas dinâmicos não-lineares, redes oscilatórias, redes caóticas, redes com neurônios pulsantes e redes acopladas por pulsos. Como conseqüência, várias tarefas de processamento da informação têm sido investigada via codificação temporal, a saber: classificação de padrões, aprendizagem, memória associativa, controle sensório-motor, identificação de sistemas dinâmicos e robótica. Freqüentemente, porém, não fica muito claro até que ponto a modelagem dos aspectos temporais de uma tarefa contribui para aumentar a capacidade de processamento da informação de modelos neurais. Esta tese busca apresentar, de uma maneira clara e abrangente, os principais conceitos e resultados referentes à proposição de dois modelos de redes neurais não-supervisionadas (RNATs), e como estas lançam mão da codificação temporal para desempenhar melhor a tarefa que lhes é confiada. O primeiro modelo, chamado rede competitiva Hebbiana temporal (competitive temporal Hebbian - CTH), é aplicado especificamente em tarefas de aprendizagem e reprodução de trajetórias do robô manipulador PUMA 560. A rede CTH é uma rede neural competitiva cuja a principal característica é o aprendizado rápido, em apenas uma época de treinamento, de várias trajetórias complexas contendo ) elementos repetidos. As relações temporais da tarefa, representadas pela ordem temporal da trajetória, são capturadas por pesos laterais treinados via aprendizagem hebbiana. As propriedades computacionais da rede CTH são avaliadas através de simulações, bem como através da implementação de um sistema de controle distribuído para o robô PUMA 560 real. O desempenho da rede CTH é superior ao de métodos tabulares (look-up table) tradicionais de aprendizagem de trajetórias robóticas e ao de outras técnicas baseadas em redes neurais, tais como redes recorrentes supervisionadas e modelos de memória associativa bidirecional (BAM). O segundo modelo, chamado rede Auto-Organizável NARX (Self-Organizing NARX-SONARX), é baseado no conhecido algoritmo SOM, proposto por KOHONEN (1997). Do ponto de vista computacional, as propriedades de rede SONARX são avaliadas em diferentes domínios de aplicação, tais como predição de séries temporais caóticas, identificação de um atuador hidráulico e no controle preditivo de uma planta não-linear. Do ponto de vista teórico, demonstra-se que a rede SONARX pode ser utilizada como aproximador assintótico de mapeamentos dinâmicos não-lineares, graças a uma nova técnica de modelagem neural, chamada Memória Associativa Temporal via Quantização Vetorial (MATQV). A MATQV, assim como a aprendizagem hebbiana da rede CTH, é uma técnica de aprendizado associativo temporal. A rede SONARX é comparada com modelos NARX supervisionados, implementados a partir das redes MLP e RBF. Em todos os testes realizados para cada uma das tarefas citadas no parágrafo anterior, a rede SONARX tem desempenho similar ou melhor do que o apresentado por modelos supervisionados tradicionais, com um custo computacional consideravelmente menor. A rede SONARX é também comparada com a rede CTH na parendizagem de trajetórias robóticas complexas, com o intuito de destacar as principais diferenças entre os dois ) tipos de aprendizado associativo. Esta tese também propõe uma taxonomia matemática, baseada na representação por espaço de estados da teoria de sistemas, que visa classificar redes neurais não-supervisionadas temporais com ênfase em suas propriedades computacionais. Esta taxonomia tem como principal objetivo unificar a descrição de modelos neurais dinâmicos, facilitando a análise e a comparação entre diferentes arquiteturas, contrastando suas características representacionais e operacionais. Como exemplo, as redes CTH e a SONARX serão descritas usando a taxonomia proposta. / Neural network research is currently witnessing a significant shift of emphasis towards temporal coding, which uses time as an extra degree of freedom in neural representations. Temporal coding is passionately debated in neuroscience and related fields, but in the last few years a large volume of physiological and behavioral data has emerged that supports a key role for temporal coding in the brain [BALLARD et al. (1998)]. In neural networks, a great deal of research is undertaken under the topics of nonlinear dynamics, oscillatory and chaotic networks, spiking neurons, and pulse-coupled networks. Various information processing tasks are investigated using temporal coding, including pattern classification, learning, associative memory, inference, motor control, dynamical systems identification and control, and robotics. Progress has been made that substantially advances the state-of-the-art of neural computing. In many instances, however, it is unclear whether, and to what extent, the temporal aspects of the models contribute to information processing capabilities. This thesis seeks to present, in a clear and collective way, the main issues and results regarding the proposal of two unsupervised neural models, emphasizing how these networks make use of temporal coding to perform better in the task they are engaged in. The first model, called Competitive Temporal Hebbian (CTH) network, is applied specifically to learning and reproduction of trajectories of a PUMA 560 robot. The CTH model is a competitive neural network whose main characteristic is the fast learning, in just one training epoch, of multiple trajectories containing repeated elements. The temporal relationships within the task, represented by the temporal order of the elements of a given trajectory, are coded in lateral synaptic trained with hebbian learning. The computational properties of the CTH network are assessed through simulations, as well ) as through the practical implementation of a distributed control system for the real PUMA 560 robot. The CTH performs better than conventional look-up table methods for robot trajectory learning, and better than other neural-based techniques, such as supervised recurrent networks and bidirectional associative memory models. The second model, called Self-Organizing NARX (SONARX) network, is based on the well-known SOM algorithm by KOHONEN (1997). From the computational view-point, the properties of the SONARX model are evaluated in different application domains, such as prediction of chaotic time series, identification of an hydraulic actuator and predictive control of a non-linear plant. From the theoretic viewpoint, it is shown that the SONARX model can be seen as an asymptotic approximator for nonlinear dynamical mappings, thanks to a new neural modelling technique, called Vector-Quantized Temporal Associative Memory (VQTAM). This VQTAM, just like the hebbian learning rule of the CTH network, is a temporal associative memory techniques. The SONARX network is compared with supervised NARX models which based on the MLP and RBF networks. For all simulations, in each one of the forementioned application domains, the SONARX network had a similar and sometimes better performance than those observed for standard supervised models, with the additional advantage of a lower computational cost. The SONARX model is also compared with the CTH network in trajectory reproduction tasks, in order to contrast the main differences between these two types of temporal associative learning models. In this thesis, it is also proposed a mathematical taxonomy, based on the state-space representation of dynamical systems, for classification of unsupervised temporal neural networks with emphasis in their computational properties. The main goal of this taxonomy is to unify the description of dynamic neural models, ) facilitating the analysis and comparison of different architectures by constrasting their representational and operational characteristics. Is is shown how the CTH and SONARX models can be described using the proposed taxonomy.

Neste trabalho apresenta-se um procedimento de projeto para sistemas dinâmicos com não linearidades do tipo setor. Um sistema linear com incerteza estruturada é utilizado para descrever o sistema não linear, permitindo encontrar funções de Lyapunov, subconjuntos do domínio de atração e regiões invariantes do sistema não linear de forma relativamente simples. O controlador de ganho programado utiliza os estados do sistema para chavear controladores lineares robustos em subconjuntos do domínio de atração do sistema em torno do ponto de operação. O procedimento garante a estabilidade do sistema em malha fechada e reduz o conservadorismo que resulta quando uma grande região de atração é considerada. Além disto, também considera-se o problema de transição garantida entre pontos de operação, utilizando um caminho pré especificado no espaço de estado. Para o controle do sistema linear com incerteza, apresenta-se uma técnica de controle de custo garantido utilizando desigualdades de matrizes lineares. Um sistema de suspensão magnética e um sistema de bioxidação microbiana de sorbitol a sorbose são apresentados como exemplos de aplicação do controlador de ganho programado. / In this work a gain scheduling controller design procedure for dynamic systems with sector nonlinearities is given. An uncertain linear system with structured uncertainty is used to describe the nonlinear system, yielding an easy way to obtain Lyapunov functions, invariant sets and subsets of the system domain of attraction. The gain scheduling controller proposed uses the system state to switch linear robust controllers in subsets of the system domain of attraction around the operating point. The procedure guarantees the stability ofthe closed loop system and reduces the amount of conservatism that results when a large region of attraction around the operating point is considered. In addition, we also consider the problem of guaranteed transition between operating points by using a pre specified path in the state space for the system operating points. A guaranteed cost control law for uncertain linear systems using linear matrix inequalities is also presented. A magnetic suspension system and a sorbitol to sorbose microbial oxidation system are presented as applications of the gain scheduled controller.

Este trabalho tem por objetivo desenvolver uma abordagem fuzzy focando na estimação de curto prazo da demanda de potência ativa de um alimentador de sistema de distribuição de energia elétrica. A motivação para este trabalho encontra-se na redução do erro de estimação para que o sistema de distribuição como um todo seja corretamente operado. O destaque da abordagem desenvolvida é a metodologia de seleção de entradas para o sistema de estimação, que o treina fornecendo-lhe informações não redundantes e não desnecessárias sobre o comportamento da série temporal. Os resultados, obtidos com treinamento e teste de um sistema de inferência fuzzy multicamadas, mostram que as estimações realizadas selecionando as entradas do sistema de forma criteriosa apresentam menor erro que quando não há critério de seleção. Conclui-se então que a metodologia foi funcional e eficiente para o caso estudado, o que faz com que este trabalho resulte em válidas contribuições nas áreas de sistemas inteligentes, de sistemas dinâmicos e inclusive na forma metodológica de especificação de modelos de estimação de séries temporais. / This work aims to develop a fuzzy approach focusing on the short-term active power demand forecast in a feeder of an electrical energy distribution system. This work motivation lies on the reduction of the forecast error so that the whole distribution system can be correctly operated. The highlight of the developed approach is the methodology to select the inputs for the estimation system, which trains it giving to it non-redundant and non-unnecessary information about the time series behavior. The results, obtained by training and testing a multilayer fuzzy inference system, show that the estimations made by following a criterion to select the inputs have smaller error than when there is no selection criterion at all. It is therefore concluded that the methodology was functional and efficient for the case under study, what makes this work result in valid contributions for the fields of intelligent systems, dynamic systems and in the methodological way to specify models to estimate time series.

A teoria das redes complexas tem se tornado cada vez mais em uma poderosa teoria computacional capaz de representar, caracterizar e examinar sistemas com estrutura não trivial, revelando características intrínsecas locais e globais que facilitam a compreensão do comportamento e da dinâmica de tais sistemas. Nesta tese são exploradas as vantagens das redes complexas na resolução de problemas relacionados com tarefas do âmbito musical, especificamente, são estudadas três abordagens: reconhecimento de padrões, mineração e síntese de músicas. A primeira abordagem é desempenhada através do desenvolvimento de um método para a extração do padrão rítmico de uma peça musical de caráter popular. Nesse tipo de peças coexistem diferentes espécies de padrões rítmicos, os quais configuram uma hierarquia que é determinada por aspectos funcionais dentro da base rítmica. Os padrões rítmicos principais são caracterizados por sua maior incidência dentro do discurso musical, propriedade que é refletida na formação de comunidades dentro da rede. Técnicas de detecção de comunidades são aplicadas na extração dos padrões rítmicos, e uma medida para diferenciar os padrões principais dos secundários é proposta. Os resultados mostram que a qualidade da extração é sensível ao algoritmo de detecção, ao modo de representação do ritmo e ao tratamento dado às linhas de percussão na hora de gerar a rede. Uma fase de mineração foi desempenhada usando medidas topológicas sobre a rede obtida após a remoção dos padrões secundários. Técnicas de aprendizado supervisionado e não-supervisionado foram aplicadas para discriminar o gênero musical segundo os atributos calculados na fase de mineração. Os resultados revelam a eficiência da metodologia proposta, a qual foi constatada através de um teste de significância estatística. A última abordagem foi tratada mediante o desenvolvimento de modelos para a composição de melodias através de duas perspectivas, na primeira perspectiva é usada uma caminhada controlada por critérios sobre redes complexas predefinidas e na segunda redes neurais recorrentes e sistemas dinâmicos caóticos. Nesta última perspectiva, o modelo é treinado para compor uma melodia com um valor preestabelecido de alguma característica tonal subjetiva através de uma estratégia de controle proporcional que modifica a complexidade de uma melodia caótica, melodia que atua como entrada de inspiração da rede. / The theory of complex networks has become increasingly a powerful computational tool capable of representing, characterizing and examining systems with non-trivial structure, revealing both local and global intrinsic structures that facilitate the understanding of the behavior and dynamics of such systems. In this thesis, the virtues of complex networks in solving problems related to tasks within the musical scope are explored. Specifically, three approaches are studied: pattern recognition, data mining, and synthesis. The first perspective is addressed by developing a method for extracting the rhythmic pattern of a piece of popular music. In that type of musical pieces, there coexist different types of rhythm patterns which constitute a hierarchy determined by functional aspects within the basic rhythm. The main rhythmic patterns are characterized by a higher incidence within the musical discourse and this factor is reflected in the formation of communities within the network constructed from the music piece. Community detection techniques are applied in the extraction of rhythmic patterns, and a measure to distinguish the main patterns of the secondary is proposed. The results showed that the quality of extraction is sensitive to the detection algorithm, the method of representing rhythm, and treatment of percussion lines when generating the network. Data mining is performed using topological measures over the network obtained after the removal of secondary patterns. Techniques of supervised and unsupervised learning are applied to discriminate the musical genre according to the attributes calculated in the data mining phase. The quantitative results show the efficiency of the proposed methodology, which is confirmed by a test of statistical significance. Regarding the melody generation, an algorithm using a walk controlled by criteria on predefined complex networks has been developed, as well as the development of melody composition models using recurrent neural networks and chaotic dynamical systems. In the last approach, the model is trained to compose a melody with a subjective characteristic melodic value pre-established by a proportional control strategy that acts on the parameters of a chaotic melody as input inspiration.

Cada vez mais, a competividade fortalece a filosofia de administração empresarial baseada na orientação para o cliente e para o lucro. A busca de novas formas de relacionamento com os clientes requer instrumentos que possam personalizar inclusive os preços que compõem a equação de valor de cada um. O que temos visto, na prática, são ações que não consideram a dinâmica das forças do mercado, representada pelas curvas de oferta e demanda, e por isso expõem a organização ao risco de propor um processo de troca que não atenda ao preceito de que deve beneficiar tanto o vendedor quanto o comprador, como fator mais importante para a manutenção de um relacinamento de longo prazo. Os instrumentos apresentados como equações matemamáticas, pretendem viabilizar a adoção de forma monitorada com os objetos da gestão econômica. Como benefício complementar, os intrumentos por requererem regras claras, objetivas e bem delimitadas para os processos de negociação, permitem compartilhar de maneira justa, a responsabilidade sobre o atingimento dos resultados através de transações comerciais. / Competitiveness fortifies the entrepreneurial management philosophy that prioritizes more and more, customers and profit. The search for new relationship between companies and customers requires appropriate tools to even, embody the prices that composes the equation of value. We have noticed according to the procedures, actions disrespecting the dynamic of market forces, represented by supply and demand curves and, as a consequence, the companies can be involved in a trading process that can not serve neither the seller nor the buyer, damaging the relationship in the long run. The algorithms presented as mathematical equation aim at enabling the approval of the dynamic prices in trading processes to support their own flexibility in a controlled way that is connected to the goals of the economic management. As a complementary benefit, the algorithms require clear, delimitative and objective rules for the dealing processes and make possible sharing in a fair way, the responsability for the achievement of the results through the trading negotiations.

Este trabalho avalia a importância relativa dosmodos dinâmicos na composição da estrutura vertical do fluxo geostrófico e de suas anomalias em relação à média, com o objetivo de fornecer uma descrição das formas de estratificação predominantes na coluna de água e de identificar prováveis regiões de ocorrência de ondas de Rossby planetárias (OR) dos diversos modos dinâmicos. Raios de deformação internos são estimados para avaliar a possibilidade de interações não-lineares entre OR e as alterações da estratificação local forçadas por sua própria passagem. A análise proposta baseia-se em dados de densidade estimados a partir de perfis verticais de salinidade climatológicos aliados a perfis sintéticos de temperatura. Estes últimos são extrapolados verticalmente a partir de dados orbitais da temperatura da superfície do mar (TSM) e da anomalia da altura da superfície livre (h), segundo um método de reconstrução estatística desenvolvido para este estudo. O primeiro modo baroclínico é dominante tanto no fluxo total quanto em suas anomalias, respondendo em média por 30% da estrutura vertical de velocidade, sendo que este valor descresce aproximadamente por uma razão de três em modos superiores. O segundo modo é significativo ou mesmo dominante em algumas regiões, particularmente em latitudes próximas ao equador. O terceiro é evidente em algumas áreas localizadas, mas não assume papéis importantes em escala de bacia. O modo 0 responde por frações de 6 a 9%, mas é provável que estes resultados sejam subestimados pela metodologia aplicada. Anomalias verticais relacionadas ao primeiro modo coincidem com regiões onde OR longas do primeiro modo tem maior expressão, enquanto o segundo modo parece ser um marcador de OR curtas e ondas de instabilidade tropical. Fenômenos transientes associados ao terceiro modo são observados em áreas restritas dos três oceanos. A magnitude das variações dos raios internos em resposta à fenômenos transientes em algumas regiões implicam em variações significativas na velocidade de fase teórica de OR longas lineares, um indício de que efeitos não-lineares podem ser importantes. Por fim, amplificações da importância do modo barotrópico sobre feições topográficas significativas sugere a existência de mecanismos de transferência de energia entre modos dinâmicos induzidas pela interação com a batimetria. / This study evaluates the relative importance of the dynamical modes in the composition of the geostrophic flow and of its anomalies from the long-term average, respectively seeking to determine the dominant vertical stratification structures of the water column and to identify regions where planetary Rossby waves (RW) of different dynamical modes may most likely occur. The baroclinic Rossby radii of deformation are estimated to evaluate the possibility of nonlinear interactions between RWand changes of the local stratification forced by the wave\'s passing. This analysis is based on density data estimated from climatological salinity profiles and synthetic temperature profiles. The latter are vertically extrapolated for sea surface temperature (SST) and sea surface height anomaly (h) satellite data, using a statistical reconstruction method developed in this study. The first baroclinic mode dominates both the total geostrophic flow and its anomalies, accounting for 30% of the velocity\'s vertical structure on average, where this value decreases approximately by a factor of 3 in subsequent baroclinic orders. The second mode is significant or even dominant in some areas, particularly near the equator. The third mode is evident in some localized regions, but can be ignored at basin-scales. The barotropic mode accounts for 6 to 9% fractions on average, however these values are probably underestimated by the used methods. Vertical anomalies related to the first baroclinic mode coincide with regions where long RWs answers for a significant fraction of local variance, while the second mode highlights zones where short RWs and tropical instability waves are reported. Transient phenomena related with the third mode are observed in comparatively small areas on all three oceans. The magnitude of the baroclinic radii\'s variations in response of the transient variability results in significant changes of the theorethical phase speed for long linear RWs, an evidence that nonlinear effects may be important. Lastly, the greater significance of the barotropic mode over proeminent bottom features suggests the existence of energy transfer mechanisms between dynamical modes triggered by the interaction with the bathymetry.

O objetivo deste estudo é apresentar uma revisão sobre técnicas de redução da ordem de modelos dinâmicos lineares e invariantes no tempo. Com a implementação de tais técnicas, o autor mostra que é possível reproduzir as principais características da resposta de um modelo de alta ordem através de um modelo de ordem reduzida com menor número de graus de liberdade. Uma metodologia para redução da ordem de modelos de sistemas dinâmicos foi apresentada. Os processos envolvidos nesta metodologia foram descritos, os quais são: técnicas para realizar projeções do sistema em diferentes bases, selecionar os graus de liberdade que são bons candidatos a eliminação, eliminar graus de liberdade do modelo completo e implementar correções na resposta do modelo reduzido. Foram apresentadas maneiras de quantificar as similitudes entre as respostas dos modelos completo e reduzido através de métricas de representatividade. Para implementar e estudar as técnicas de redução apresentadas, o autor elaborou dois modelos para estudo de caso: um modelo para estudo da dinâmica vertical de um veículo de passeio e outro modelo para estudo da dinâmica longitudinal de um trem. Diferentes técnicas de redução foram implementadas a partir dos dois modelos para estudo de caso e os resultados foram comparados através das métricas de representatividade. O critério proposto pelo autor para quantificar desempenho de um modelo reduzido foi utilizado para determinar de maneira objetiva o modelo reduzido mais adequado para cada aplicação. Como contribuição neste trabalho, o autor propôs uma definição de desempenho de um modelo reduzido e um método para quantificar o mesmo, além de duas novas métricas para mensurar a capacidade do modelo reduzido em reproduzir os máximos sobre-sinais e tempos de acomodação do modelo completo. / The objective of this work is to present a revision about model order reduction techniques applied to linear, time invariant dynamic systems. With the implementation of these techniques, the author shows that it is possible to reproduce the main characteristics of the response of a high order dynamic system using a reduced order model with fewer degrees of freedom. A model order reduction methodology was presented. The processes which are involved in this methodology were described, which are: techniques for projection onto different basis, selection of the most suitable degrees of freedom to be reduced, elimination of degrees of freedom from the high order model, implementation of corrections at the reduced model response. The author showed ways to quantify the similarities between the responses of the complete and reduced models using representativeness metrics. In order to implement and study the presented model order reduction techniques, the author developed two case study models: one model to study the vertical dynamics of a passenger car and another model to study the longitudinal dynamics of a train. Different model order reduction techniques were implemented and its results were compared using representativeness metrics and the performance of the reduced models. The criteria proposed by the author to quantify the performance of a reduced order model was used to objectively determine the most suitable reduced order model for each application. The author proposed, as contribution at this work, a definition of the reduced order model performance, a method to quantify its performance and two new metrics to measure the capacity of the reduced model to reproduce the overshoots and settling times of the complete model.

Um dos aspectos regulatórios fundamentais para o mercado imobiliário no Brasil são os limites para obtenção de financiamento no Sistema Financeiro de Habitação. Esses limites podem ser definidos de forma a aumentar ou reduzir a oferta de crédito neste mercado, alterando o comportamento dos seus agentes e, com isso, o preço de mercado dos imóveis. Neste trabalho, propomos um modelo de formação de preços no mercado imobiliário brasileiro com base no comportamento dos agentes que o compõem. Os agentes vendedores têm comportamento heterogêneo e são influenciados pela demanda histórica, enquanto que os agentes compradores têm o seu comportamento determinado pela disponibilidade de crédito. Esta disponibilidade de crédito, por sua vez, é definida pelos limites para concessão de financiamento no Sistema Financeiro de Habitação. Verificamos que o processo markoviano que descreve preço de mercado converge para um sistema dinâmico determinístico quando o número de agentes aumenta, e analisamos o comportamento deste sistema dinâmico. Mostramos qual é a família de variáveis aleatórias que representa o comportamento dos agentes vendedores de forma que o sistema apresente um preço de equilíbrio não trivial, condizente com a realidade. Verificamos ainda que o preço de equilíbrio depende não só das regras de concessão de financiamento no Sistema Financeiro de Habitação, como também do preço de reserva dos compradores e da memória e da sensibilidade dos vendedores a alterações na demanda. A memória e a sensibilidade dos vendedores podem levar a oscilações de preços acima ou abaixo do preço de equilíbrio (típicas de processos de formação de bolhas); ou até mesmo a uma bifurcação de Neimark-Sacker, quando o sistema apresenta dinâmica oscilatória estável. / One of the fundamental regulatory aspects for the housing market in Brazil are the limits for obtaining a residential mortgage loan within the Sistema Financeiro de Habitação. These limits can be defined so as to increase or reduce credit supply in this market, changing its agents behavior and, therefore, the housing market price. In this work we propose a pricing model for the brazilian housing market based on the behavior of its agents. Sellers have heterogeneous behavior and are influenced by the historical demand, while buyers behavior is determined by credit availability. The availability of credit is, in its turn, defined by the regulatory limits for obtaining a residential mortgage loan. We have verified that the Markov process which describes the market price converges to a deterministic dynamical system as the number of agents increase, and we have analyzed the behavior of this emerging system. We show which family of random variables may represent the behavior of sellers so that the system has a nontrivial equilibrium price, consistent with reality. We have also verified that the equilibrium price depends not only on the regulatory limits for obtaing a loan, but also on buyers reserve price and on sellers memory and sensitivity to changes in the demand. Sellers memory and sensitivity to changes in the demand can result in price oscillations above or below the equilibrium level, which is typical in bubble formation processes; or even in a Neimark-Sacker bifurcation, when the price has a stable oscillatory dynamics.

Este trabalho avalia a importância relativa dosmodos dinâmicos na composição da estrutura vertical do fluxo geostrófico e de suas anomalias em relação à média, com o objetivo de fornecer uma descrição das formas de estratificação predominantes na coluna de água e de identificar prováveis regiões de ocorrência de ondas de Rossby planetárias (OR) dos diversos modos dinâmicos. Raios de deformação internos são estimados para avaliar a possibilidade de interações não-lineares entre OR e as alterações da estratificação local forçadas por sua própria passagem. A análise proposta baseia-se em dados de densidade estimados a partir de perfis verticais de salinidade climatológicos aliados a perfis sintéticos de temperatura. Estes últimos são extrapolados verticalmente a partir de dados orbitais da temperatura da superfície do mar (TSM) e da anomalia da altura da superfície livre (h), segundo um método de reconstrução estatística desenvolvido para este estudo. O primeiro modo baroclínico é dominante tanto no fluxo total quanto em suas anomalias, respondendo em média por 30% da estrutura vertical de velocidade, sendo que este valor descresce aproximadamente por uma razão de três em modos superiores. O segundo modo é significativo ou mesmo dominante em algumas regiões, particularmente em latitudes próximas ao equador. O terceiro é evidente em algumas áreas localizadas, mas não assume papéis importantes em escala de bacia. O modo 0 responde por frações de 6 a 9%, mas é provável que estes resultados sejam subestimados pela metodologia aplicada. Anomalias verticais relacionadas ao primeiro modo coincidem com regiões onde OR longas do primeiro modo tem maior expressão, enquanto o segundo modo parece ser um marcador de OR curtas e ondas de instabilidade tropical. Fenômenos transientes associados ao terceiro modo são observados em áreas restritas dos três oceanos. A magnitude das variações dos raios internos em resposta à fenômenos transientes em algumas regiões implicam em variações significativas na velocidade de fase teórica de OR longas lineares, um indício de que efeitos não-lineares podem ser importantes. Por fim, amplificações da importância do modo barotrópico sobre feições topográficas significativas sugere a existência de mecanismos de transferência de energia entre modos dinâmicos induzidas pela interação com a batimetria. / This study evaluates the relative importance of the dynamical modes in the composition of the geostrophic flow and of its anomalies from the long-term average, respectively seeking to determine the dominant vertical stratification structures of the water column and to identify regions where planetary Rossby waves (RW) of different dynamical modes may most likely occur. The baroclinic Rossby radii of deformation are estimated to evaluate the possibility of nonlinear interactions between RWand changes of the local stratification forced by the wave\'s passing. This analysis is based on density data estimated from climatological salinity profiles and synthetic temperature profiles. The latter are vertically extrapolated for sea surface temperature (SST) and sea surface height anomaly (h) satellite data, using a statistical reconstruction method developed in this study. The first baroclinic mode dominates both the total geostrophic flow and its anomalies, accounting for 30% of the velocity\'s vertical structure on average, where this value decreases approximately by a factor of 3 in subsequent baroclinic orders. The second mode is significant or even dominant in some areas, particularly near the equator. The third mode is evident in some localized regions, but can be ignored at basin-scales. The barotropic mode accounts for 6 to 9% fractions on average, however these values are probably underestimated by the used methods. Vertical anomalies related to the first baroclinic mode coincide with regions where long RWs answers for a significant fraction of local variance, while the second mode highlights zones where short RWs and tropical instability waves are reported. Transient phenomena related with the third mode are observed in comparatively small areas on all three oceans. The magnitude of the baroclinic radii\'s variations in response of the transient variability results in significant changes of the theorethical phase speed for long linear RWs, an evidence that nonlinear effects may be important. Lastly, the greater significance of the barotropic mode over proeminent bottom features suggests the existence of energy transfer mechanisms between dynamical modes triggered by the interaction with the bathymetry.

Os paradigmas de mercado e produção têm-se alterado sensivelmente nos últimos cinquenta anos. Nesse novo contexto, para que as empresas tenham um desempenho competitivo, deve-se considerar fatores como integração, qualidade da informação e incertezas do ambiente. Um dos objetivos principais deste trabalho é analisar as inter-relações entre esses três fatores citados, no âmbito do Planejamento e Controle da Produção (PCP), bem como avaliar seu impacto no desempenho do PCP e da empresa. O desempenho do PCP foi avaliado considerando-se o nível de reprogramações, ou seja, o nível de modificações na programação da produção, e considerando-se o atendimento das metas definidas para os indicadores dessa função. Essa pesquisa qualitativa e descritiva foi feito por meio da metodologia de estudo de casos múltiplos. Como resultados, foram observadas evidências da existência de relações positivas entre os constructos analisados, ou seja, integração, incerteza, qualidade da informação e desempenho. Além disso, foram identificados diferentes mecanismos de integração utilizados nas empresas, e foram observadas diferentes causas para as reprogramações. O segundo objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo dinâmico para controle da produção de múltiplos produtos, capaz de responder às incertezas que afetam estabilidade dos sistemas produtivos. O objeto da modelagem foi um sistema com fluxo job shop destinado à produção de embalagens de polipropileno, pertencente a uma empresa dos setores têxtil e petroquímico. O modelo foi desenvolvido com base na Modelagem de Sistemas Dinâmicos e na Teoria de Controle. Para obtenção do equacionamento matemático, utilizou-se a metodologia dos Grafos de Ligação. A implementação e simulação do modelo foi realizada com o auxílio do módulo Simulink®, do software Matlab®. O objetivo de controle consiste no ajuste da frequência de operação das máquinas de forma a atender as demandas previstas e, simultaneamente, manter os níveis estabelecidos de estoque em processo. No presente trabalho, focou-se na análise da resposta do sistema com controle no regime transiente, com os estoques iniciais nulos. Os melhores resultados foram observados com a utilização de um controlador híbrido, que estabelece uma produção constante em um período inicial e passa posteriormente a atuar como um controlador proporcional. O modelo dinâmico desenvolvido neste trabalho é coerente com resultados obtidos na pesquisa qualitativa e com prática do PCP, pois está alinhado aos indicadores de desempenho desta função, promove a melhoria da qualidade das informações disponíveis ao planejamento e é capaz de responder a incertezas que afetam o fluxo de produção. / The production paradigm has considerably changed over the last fifty years. In this new context, factors such as integration, information quality and ability to respond to uncertainties must be pursued by companies that want to remain competitive. Thus, one of the main objectives of this research is to analyze the relationships among these three factors mentioned, in the level of the Production Planning and Control (PPC) function, as well as to assess their impact on the performance of the PPC function and on the overall business performance. The performance of the PPC function was measured by means of the rescheduling frequency, i.e., the frequency with which the production activities have to be rescheduled, and by means of the degree of accomplishment of organizational goals, that is, the extent to which the PPC metrics are accomplished. This qualitative and descriptive research was carried out as a multiple case study. Evidences of the existence of a positive relationship among the analyzed constructs, i.e., integration, uncertainty, information quality and performance, were found. In addition, different integration mechanisms and different rescheduling causes were observed on the studied cases. The second main objective of this work is the development of a dynamic model for the production control of multi-product systems, i.e, a model that could respond to the environmental and internal uncertainties that affect the production flow. A job shop production system of propylene bags from a manufacturing company of the textile and petrochemical industry was modeled. The model was developed using Control Theory, System Dynamics modeling, and, more specifically, the Bond Graph technique. The mathematical formulation of the system was derived from the Bond Graphs. System implementation and simulation was performed with the aid of Simulink® and Matlab® software. The control objective was to adjust the operation frequency of the machines to attend the required demand while simultaneously keeping the work in process at the desired levels. In this current work, the focus of the analysis was placed on the transient response of the controlled system, with initial inventory levels set to zero. The best results were achieved with a hybrid controller, which leads the machines to operate at constant frequency in the initial period and, later on, starts to perform as a proportional controller. The proposed dynamic model is compatible with the findings of the qualitative research and with the PPC practice, since it is aligned with the PPC metrics, it improves the quality of information available for planning and it can respond to the uncertainties that may affect the production flow.