Orientador: Norian Marranghello / Banca: Rodrigo Capobianco Guido / Banca: Henrique Dezani / Resumo: Atualmente, as instituições de ensino, em sua grande maioria, estão disponibilizando cursos na modalidade de ensino a distância com o intuito de possibilitar aos indivíduos que não podem frequentar as aulas regularmente a realização de estudos a distância. Em muitos casos, os indivíduos desistem dessa modalidade de ensino sem concluir os estudos, isso se deve a vários fatores, sendo um deles, a dificuldade no entendimento do conteúdo disponibilizado durante as aulas devido a forma com que o mesmo é apresentado. Esta dissertação apresenta a utilização da lógica nebulosa em um classificador computacional, que tem por objetivo classificar indivíduos por aspectos cognitivos que estão relacionados com a Teoria das Inteligências Múltiplas propostas, originalmente, por Howard Gardner. O resultado dessa classificação possibilita direcionar os indivíduos para ambientes de ensino em que o conteúdo esteja adequado ao seu perfil cognitivo. Os testes foram realizados utilizando uma ferramenta acadêmica de mineração de dados que possibilitou determinar padrões cognitivos em cada indivíduo pela inserção de dados de entrada obtidos por meio da aplicação de um questionário e retornando os aspectos cognitivos mais aflorados de cada indivíduo. Após validados, os resultados mostraram aproximadamente 67% das classificações condizentes com os aspectos cognitivos identificados em aula / Abstract: Most educational institutions are offering distance-learning courses, in order to enable individuals who cannot attend classes regularly, to conduct their studies. In many cases, individuals drop out of this mode of teaching without completing their studies. One of the factors for that being the difficulty in understanding the content due to the way content is presented. This dissertation presents the use of fuzzy logic in a computational classifier that aims to classify individuals by cognitive aspects related to Howard Gardner's Theory of Multiple Intelligences. The outcome of such a classifier makes it possible to direct individuals to learning environments in which the content is presented according to his/her main cognitive profile. The tests were performed using a data mining academic tool that allowed determining cognitive patterns for each individual by inputting data obtained from a questionnaire and returning the cognitive aspect most outlined in each individual. After validated, about 67% of the classification outcomes were considered in accordance to the cognitive aspects identified in classroom observations / Mestre

As estruturas aeronáuticas estão sujeitas a uma variedade de fenômenos aeroelásticos que podem comprometer o desempenho das aeronaves. Com o desenvolvimento de novos materiais, essas estruturas têm se tornado mais leves e flexíveis, e portanto mais sujeitas a problemas aeroelásticos, tais como flutter e buffeting. Pesquisadores têm trabalhado em soluções alternativas para resolver esses problemas aeroelásticos indesejáveis. Uma dessas soluções envolve o conceito de estruturas inteligentes, que são aquelas que apresentam atuadores e sensores incorporados, integrado com sistema de controle e processamento de sinal, possibilitando a adaptação do sistema estrutural a mudanças nas condições operacionais. Modelos matemáticos que incorporam elementos atuadores e sensores são de grande importância nas fases preliminares de análise de estruturas aeronáuticas inteligentes. Neste contexto, métodos de modelagem são necessários para capturar a ação da dinâmica estrutural e de carga aerodinâmica. O presente trabalho apresenta o estudo de um controlador difuso ativo para resposta aeroelástica de uma asa inteligente com atuadores piezelétricos incorporados. Características não-lineares da resposta aeroelástica são analisadas para condições críticas de flutter. É utilizado o método de elementos finitos para o modelo estrutural não-linear e o método de malha de vórtices para o modelo aerodinâmico não-estacionário. / Aeronautical structures are submitted to a variety of aeroelastic phenomena that may compromise its performance. With this development of new materials, aeronautical structures have become lighter, more flexible, and more subjected to aeroelastic problems, such as flutter and buffeting. Researchers have been working on alternatives to solve these undesired aeroelastic problems, as the recent concept of smart or intelligent structures. Smart structures are those that present embedded sensors and actuators, integrated with control systems and signal processing, to enable the adaptation of the structural system to changes in the operational conditions. Mathematical models that incorporate actuator elements or sensors are of great importance in preliminary phases of analysis of smart aeronautical structures. In this context, modeling methods are necessary to capture dynamic-structural behavior and unsteady aerodynamic loading. The present work is the study of an active fuzzy controller for aeroelastic response of a smart wing with embedded piezoelectric actuators. Nonlinear characteristics of aeroelastic responses are analyzed for critical flutter conditions. The finite elements method for the nonlinear structural model and vortex-lattice method for the unsteady aerodynamic model has been used.

Desde la implantación de la Evaluación del Impacto Ambiental en España, hace ya más de tres décadas, ni los procedimientos ni el concepto mismo parecen haber experimentado evolución alguna, al menos a mejor. Varios factores han contribuido a que, en la actualidad, la EIA se haya convertido en poco más que un requisito administrativo, en “una cosa más” que pedir a los promotores que pretendan implementar sus proyectos. La verdadera importancia de una EIA consistente y orientada a la protección y conservación del medio ambiente ha sido relegada a una posición de languidecimiento como principio y de obstáculo como requisito para el desarrollo. Las causas deben buscarse entre varias razones: - La apatía de la Administración y su propio interés en que el Medio Ambiente no tenga la entidad que la sociedad demanda (de lo cual es buena muestra el que en ninguna de las Administraciones del Estado, este goce de identidad propia, sino que se encuentra supeditado a otros principios políticamente superiores, como el urbanismo o la industria, de quienes es subsidiario en todos los casos) o de que sus competencias estén repartidas entre esas otras instancias “de rango superior”. - La confusión normativa, distinta (a veces muy distinta) en las diferentes Comunidades Autónomas. - La supeditación (completamente artificial y equivocada) de lo medioambiental a lo técnico. - La falta de medios humanos de la administración. - La falta de preparación, tanto entre el personal de la Administración como entre los profesionales del medio ambiente dedicados a la EIA. - La bajísima calidad promedio de los Estudios de Impacto Ambiental que se vienen presentando ante la Administración. En este último punto, el único que consideramos está en nuestras manos el contribuir a paliar, es en el que nos hemos centrado en nuestro trabajo, dividido en tres partes: 1. Trabajo de campo: Se evaluaron un total de 127 EsIA que, a falta de mayor colaboración por parte de la Administración, hubieron de ser obtenidos fundamentalmente de internet. De ellos, 77 se consideraron adecuados para su evaluación. 2. Procesos de evaluación de alternativas: Dada la habitual falta de un procedimiento claro y consistente de participación pública y elección de la mejor alternativa viable, exponemos algunos métodos matemáticamente consistentes de apoyo a la toma de decisiones. 3. Metodología de evaluación de impactos ambientales: En la actualidad, la metodología de evaluación de impactos más ampliamente utilizada es la llamada de los “números crisp”, o “números precisos”. Argumentamos la falta de consistencia matemática del procedimiento y proponemos la utilización de métodos basados en la lógica difusa; diseñamos, construimos y probamos un sistema de inferencia difusa al que llamamos SIDEIA, y proponemos su utilización como medio de incorporar la ineludible subjetividad, imprecisión e incertidumbre subyacente en gran cantidad de los datos relativos al medio ambiente necesarios para realizar la evaluación de impactos.

La finalidad principal de este trabajo de tesis es ponderar la viabilidad de la aplicación del análisis multicriterio y la lógica difusa en la evaluación de impactos ambientales como una herramienta de ayuda a la toma de decisiones ambientales, se inicia con una revisión de la evolución histórica y legal de la evaluación de impacto ambiental y hace una revisión a la situación europea de cómo se han ido incorporando a la legislación de sus estados miembros las Directivas relativas, y la forma en que los Programas Comunitarios Medioambientales han influido en la política interna de medio ambiente con un énfasis especial al caso España y particularmente de Cataluña. Se hace también un breve análisis a la situación en los países de América.Se dedica un capítulo a las metodologías de evaluación de impactos ambientales con la finalidad de ofrecer un panorama general de los métodos más usados y que más adelante dan origen al método propuesto en este trabajo con la incorporación de técnicas difusas.Merece una atención especial la valoración del medio natural, las principales barreras de carácter ideológico, de procedimiento y metodológico existentes para la selección, ponderación e integración de los criterios de evaluación seleccionados y la desigual calidad de la información disponible. Esta evaluación es llevada a cabo mediante una considerable variedad de técnicas y métodos que tienen en común el hecho de basarse en factores objetivos y subjetivos difícilmente separables y que requieren del auxilio de una técnica matemática que pueda conciliar lo cualitativo con lo cuantitativo.La aplicación del análisis multicriterio y la lógica difusa a la evaluación de impacto ambiental actualiza y mejora el uso de los métodos clásicos y generalmente aceptados, con la ventaja de que permite manejar simultáneamente información cualitativa y cuantitativa sin los problemas de agregación que se presentan en el sistema crisp (convencional) ya que el modelo semántico en que se basa, es proporcionado por la teoría de conjuntos difusos que ha demostrado en otras áreas del conocimiento una mejor aproximación a la realidad, al admitir que la naturaleza tiene matices y que las decisiones se toman en función de una amplia gama de posibilidades y de criterios en ocasiones contradictorios o en conflicto, todos igualmente válidos.Finalmente, a tres proyectos realizados en la Isla de Mallorca considerados en el Plan Director Sectorial para la Gestión de los Residuos Urbanos para una zona de actuación localizada en Son Reus, se les aplica un método de evaluación de impactos ambientales que asimila las técnicas difusas y el análisis multicriterio denominado AIEIA, dichos proyectos son: una Planta Incineradora de RSU, una Planta Metanizadora de residuos biodegradables y una Planta de Compostaje.El uso del programa informático AIEIA (aplicación integral de evaluación de impacto ambiental) desarrollado por un grupo de investigadores de la Universidad de Granada, España encabezado por el Dr. Armando Blanco Morón con la colaboración del Dr. José Manuel Martín Ramos y otros, es una herramienta sumamente útil y práctica que integra el proceso de estudio de impacto ambiental (EsIA) y la toma de decisiones multicriterio difusa; su evaluación ha sido parte de este trabajo, con resultados muy satisfactorios que nos permiten afirmar que resulta viable la aplicación de estas técnicas matemáticas en la evaluación de impactos ambientales. Los resultados obtenidos son equiparables a otros métodos con las ventajas de proporcionar información en términos absolutos y relativos de los impactos ambientales, por actividad, por grupo de actividades, factores ambientales, grupos de factores ambientales y evaluación global del proyecto, en términos lingüísticos, en términos numéricos y en números difusos, además de permitir un análisis de alternativas. / The main purpose of this thesis dissertation is to weigh up the viability of the application of multicriteria analysis and fuzzy logic in the environmental impact assessment as a tool for decision make. It begins with a revision of the historical and legal evolution of environmental impact assessment and makes a revision to European situation of the incorporation of related Directives to the legislation of member states; and the way that Communitarian Environmental Programmes have influenced the internal environmental policies, with an especial emphasis to the case of Spain and, particularly, Catalonia. A brief analysis of the situation of American countries is also presented.The methodologies for environmental impact assessment cover a section of this dissertation, with the objective of illustrating the general state-of-the-science of most used methods that, furthermore, are the origin for the proposed methodology in this work with the incorporation of fuzzy techniques.A remarkable attention is focused in the valuation of the environment, the main ideological, proceedings and methodological barriers existing for the selection, weighting and integration of the assessment criteria selected; and the uneven quality of the available information. This assessment takes place through a considerable variety of techniques and methods that have in common the fact that they are based in both objective and subjective factors hardly separable, and that require the aid from a mathematical technique which reconciles the qualitative and the quantitative.The application of multicriteria analysis and fuzzy logic to the environmental impact assessment actualises and improves the use of classical and accepted methods, with the advantage that it allows to manage simultaneously the qualitative and quantitative information without the problems of aggregation that are present in the crisp (conventional) system; since the semantic model on which that is based is supplied by the theory of fuzzy set, which has shown a better approximation to reality in other subjects when admitting that nature has nuances and decisions are taken in function of a wide range of possibilities and criteria that are often contradictory or in conflict, all of them equally valid.

CAPES / Este trabalho tem como objetivo principal a proposição de um sistema híbrido baseado em Computação Natural que seja capaz de solucionar, de forma eficiente, diferentes instâncias do problema de Despacho Econômico de Energia Elétrica com efeito de ponto de válvula. Para isso está sendo proposta uma abordagem baseada em um Algoritmo Cultural, o qual tem como espaço populacional um Algoritmo Imunológico Artificial. No espaço de crenças são utilizados quatro tipos de conhecimentos: situacional, normativo, topográfico e histórico. Nos protocolos de comunicação, a função de aceitação e dinâmica e a função de influência e baseada em um Sistema de Inferência Fuzzy, o qual define o possível percentual de aplicação de cada um dos conhecimentos. Para avaliar o paradigma proposto são utilizadas três instâncias do problema do Despacho Econômico de Energia Elétrica. Os resultados mostram que a introdução de um Sistema de Inferência Fuzzy, auxiliando a decisão do tipo de conhecimento a ser aplicado, pode trazer benefícios nos resultados. Na comparação com os resultados reportados na literatura, observa-se que a abordagem, apesar de não ter seus parâmetros otimizados para cada caso, e competitiva com os algoritmos do estado-da-arte. / The main objective of this work is the proposal of a hybrid system based on Natural Computing approaches, which is capable of efficiently solving different instances of the Economic Load Dispatch problem of electrical energy with valve-point effect. For this purpose it is developed a new approach based on Cultural Algorithm, which has as its population space an Artificial Immune System. In the belief space, we use four knowledge types: situational, normative, topographical and historical. In the communication protocols, the acceptance function is dynamic and the principal influence function is based on a Fuzzy Inference System which defines the probable percentage of application of each knowledge type. Three instances of the Economic Load Dispatch with Non-smooth Cost Functions problem are used to evaluate the proposed paradigm. The results show that the introduction of fuzzy systems to support the decision of which type of knowledge must be applied can bring benefits to the obtained results. Although its parameters were not optimized for each case of study, the proposed algorithm performed likewise the state-of-the-art algorithms.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-13Bitstream added on 2014-06-13T20:40:35Z : No. of bitstreams: 1 isoda_ly_dr_ilha.pdf: 519614 bytes, checksum: 8efa9d6eaa776e3e613a4da6439527c1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese apresenta-se uma proposta para análise da estabilidade estática de tensão de sistemas de energia elétrica utilizando uma rede neural baseada na arquitetura ART (Adaptive Resonance Theory), designada rede neural ARTMAP Fuzzy. As redes neurais ARTdescendentes apresentam as características de estabilidade e plasticidade, as quais são propriedades imprescindíveis para a realização do treinamento e execução da análise de forma rápida e confiável. A versão ARTMAP Fuzzy é uma rede neural supervisionada, ou seja, a extração do conhecimento se processa por estímulos de entrada e de saída. O problema da análise de estabilidade de tensão é formulado considerando-se o estímulo de entrada composto pelas potências ativa e reativa nodais. O estímulo de saída é adotado como sendo a margem de segurança, a qual representa a “distância” entre o ponto de operação do sistema e a fronteira da estabilidade estática de tensão. Esta margem de segurança é calculada, via análise de sensibilidade e álgebra matricial de Kronecker, a partir da função determinante da matriz jacobiana relativa ao problema do fluxo de potência de Newton-Raphson. A operacionalidade das redes neurais é constituída por três fases principais: treinamento (ou aprendizado), análise e treinamento continuado. A fase de treinamento requer uma grande quantidade de processamento, enquanto que a fase de análise é realizada, efetivamente, sem esforço computacional. Esta é, por conseguinte, a principal justificativa para o uso das redes neurais para a resolução de problemas complexos que exigem soluções rápidas, como é o caso de aplicações em tempo real. Na fase de treinamento, o perfil de geração e de carga do sistema elétrico é gerado empregando-se uma distribuição aleatória (ou pseudo-aleatória) e a respectiva saída (margem de segurança) calculada via execução... / This work develops a methodology to effectuate static voltage stability of electrical power systems by neural network. The neural network used is based on the ART (Adaptive Resonance Theory) architecture, named ARTMAP Fuzzy neural network. The ART descendent neural networks present the characteristics of stability and plasticity, which are important properties to execute the training and the analysis fast and reliable. The ARTMAP Fuzzy version is a supervised neural network, i.e. the extraction of the knowledge is processed by input/output stimulus. The voltage stability analysis problem is formulated considering the input stimulus composed by the active and reactive nodal power. The output stimulus is adopted as the security margin, which represents the distance with the operation point and the static voltage stability frontier. The security margin is calculated by sensitivity analysis and Kronecker algebra from the determinant function of the Jacobian matrix related to the power flow problem by Newton-Raphson. Neural Network operation is constituted by three principal phase: training (or learning), analysis and continuous training. The training phase needs great processing effort, while the analysis is effectuated without computational effort. This is the principal advantage to use neural networks to solve complex problems that need fast solutions as the real time applications. On the training phase, the generation and load profile is generated using a random (or pseudo random) distribution and the respective output (security margin) is calculated by executing a conventional power-flow with adequate adaptations. The procedure proposed is independent of how is defined the generation dispatch and how the system load evolves. This is a more realistic approach, when compared to the most of the proposals found on the specialized literature that considers the load increasing linearly... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-19T10:36:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3114007 bytes, checksum: 23cf7ef1458c16cecd8c52dc98936b7a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-19T10:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3114007 bytes, checksum: 23cf7ef1458c16cecd8c52dc98936b7a (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Devido a questões ambientais e estratégicas, a biomassa vem despontando como uma das alternativas para a diversificação da matriz energética no mundo todo. A biomassa florestal é abundante no estado de Minas Gerais; porém, seu uso para geração de energia ainda é um nicho a ser explorado. O planejamento geográfico da produção da energia da biomassa é de extrema importância para a garantia de distribuição de energia barata e limpa. Este trabalho apresenta uma metodologia desenvolvida em ambiente SIG para a prospecção de unidades energéticas à base de biomassa florestal em Minas Gerais. Primeiramente, foi feito o zoneamento de aptidão para o desenvolvimento da atividade, combinando diversos fatores ambientais, sociais e de infraestrutura do estado, por meio da lógica fuzzy. Em um segundo momento, foi gerado um modelo de localização-alocação envolvendo as áreas de elevada aptidão para o empreendimento, a distribuição espacial da disponibilidade de matéria-prima e a malha viária do estado. Simularam-se vários cenários com diferentes números de usinas bioenergéticas, utilizando-se um modelo de localização-alocação capacitado, de modo a consumir metade do estoque de madeira do estado. As localidades ótimas e o número ideal de usinas foram determinados de modo a minimizar as distâncias de transporte da matéria- prima até as fábricas. / Modern society is dependent on energy use in several ways. Due to environmental and strategic issues, biomass is emerging as an alternative for the diversification of energy sources worldwide. Forest biomass is abundant in the state of Minas Gerais, but its usage for power generation is still a niche to be exploited. The geographical planning of biomass energy production is of utmost importance to guarantee the distribution of cheap and clean energy. This study presents a GIS-based methodology GIS for prospecting of forest biomass power plants in the state of Minas Gerais, Brazil. First, the suitable zones for the development of the activity were identified by combining various environmental and social factors, along with State road network infrastructure, applying fuzzy logic. In a second step, a location-allocation model was generated considering only the most suitable areas for the plants development, the spatial availability of raw materials and the existing road network. Various scenarios were simulated with different numbers of bioenergy plants, using a capacitated location- allocation model, in order to consume half of the state forests biomass stock. The best locations and the optimum number of power plants were found by minimizing transport distances of raw material to the factories.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:57:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329765.pdf: 4938840 bytes, checksum: a70e20072ee3be17f69f063ea60af2d5 (MD5) Previous issue date: 2014 / A realidade dos centros urbanos brasileiros caracteriza-se com problemas que desafiam o governo na busca por soluções eficientes. Entre estas soluções pode-se destacar a implantação de Equipamentos Urbanos Comunitários (EUC), em especial as Unidades Básicas de Saúde (UBS). Quando estes são bem planejados observa-se um entrosamento entre comunidade e o poder público. No entanto, na grande maioria das cidades a implantação destes equipamentos ocorre de forma inadequada ou pouco expressiva. Visando auxiliar os gestores na busca de locais adequados para a implantação de UBS, levando em consideração diversos fatores que constituem uma cidade, propõe-se um método de orientação para auxiliar na definição de novas localizações. O método consiste de várias etapas, as quais incorporam ferramentas de apoio, como o Sistema de Informação Geográfica, o software de otimização CPLEX Optimization Studio e a Lógica Fuzzy, que integradas aos tradicionais modelos de localização p-mediana e máxima cobertura apresentam grande potencial para aplicações em planejamento urbano e tomada de decisão. O método é aplicado na implantação de unidades básicas de saúde, na cidade de Joinville, cujos resultados apresentam a situação atual de atendimento das unidades existentes, bem como a necessidade de implantação de novas unidades. Foram realizadas simulações com crescimento populacional projetado para o ano de 2020, 2028 e 2035, com incremento de 1 nova unidade para cada ano de projeto considerado. O método ainda determina possíveis locais para implantação de novas unidades e avalia a viabilidade destes através da lógica Fuzzy, com a utilização dos software Excel, InFuzzy e FuzzyTECH, comparando variáveis qualitativas e quantitativas e gerando um grau para cada alternativa avaliada. As ferramentas e modelos utilizados apresentaram resultados satisfatórios e maior compreensão por meio da visualização espacial que se materializaram por mapas temáticos, mostrando-se eficientes ao planejamento de localização de unidades básicas de saúde. A aplicação do método mostrou-se útil ao planejamento das unidades de saúde para a cidade de Joinville e pode ser aplicado para outros equipamentos em diferentes locais, desde que as características peculiares de cada cidade sejam consideradas na análise.<br> / Abstract: The Brazilian major urban centers are afflicted for problems that challenge the government to solve this issues. In that scenario, one initiative that stands out is the implement of Urban Facilities, in particular the Basic Health Centers. When the implementation of the urban facilities are well planned, most citizens are served, thus creating public welfare. Despite that, in most cities the implementation of UCE's are not adequate. Aiming to help the government decision makers in the location and building of the Basic Health Centers, an orientation method are proposed showing the optimal location of new facilities. The method presented is made of several steps, using Fuzzy Logic, geographical information system and optimization software as CPLEX Optimization Studio. When that tools are combined with more traditional models like p-median and maximum covering, the urban planning and decision making are enhanced. The implementation of the method were applied in the implementation of basic health units, in a city of South of Brazil - Joinville - State of Santa Catarina. The results showed the actual location of the existents basic health units, as well as the lack of new units . Simulations were made with population growth considering the years of 2020, 2028 and 2035 with increments of one unit per year. Through use of fuzzy logic and software support (Excel, InFuzzy and FuzzyTECH) comparing qualitative and quantitative variables (given in one degree for each viable alternative), determines the possible optimal location of the basic health units. The models and tools used helped on the elaboration of thematic spatial maps, broadened the problem comprehension and gave satisfactory results helping the location planning of the basic health units. The application of the method proved to be useful to plan the location of the new health units to Joinville city, and can be applied elsewhere, providing that the peculiarities of each city are observed.

Com o aperfeiçoamento de materiais compósitos de alto desempenho, surge a possibilidade do desenvolvimento de estruturas inteligentes, onde atuadores e sensores piezelétricos estão integrados na estrutura com sistemas de controle adequados para a atenuação de vibrações. Projetos multidisciplinares se tornam cada vez mais complexos e sofisticados, envolvendo diversas fontes de incertezas que devem ser analisadas e quantificadas. O escopo principal desse trabalho visa o estudo da propagação de incertezas em estruturas de materiais compósitos laminados com atuadores e sensores piezelétricos, onde entradas e parâmetros do projeto podem ser fontes aleatórias e/ou nebulosas. Para atingir esse objetivo é adotada a metodologia fuzzy, com a aplicação de otimização de cortes-α. Essa técnica é utilizada na presença de informações vagas ou imprecisas acerca da aleatoriedade presente. Nesse estudo projetam-se, através do método dos elementos finitos, estruturas em forma de placa e casca de material compósito laminado com atuadores e sensores piezelétricos acoplados, controlados pelos reguladores Linear Quadratic Regulator (LQR) e Linear Quadratic Gaussian (LQG). Inicialmente são realizados estudos de otimização para encontrar a melhor localização dos componentes piezelétricos pelos Gramianos de controlabilidade e observabilidade, assim como os fatores de ponderação das leis de controle. O desenvolvimento é realizado no espaço modal reduzido visando um melhor desempenho computacional. As métricas escolhidas para avaliação do controle de vibração e análise das saídas incertas do sistema são baseadas nas energias cinética, potencial e elétrica. Também apresentam-se estudos de envelopes relacionados ao deslocamentos e às frequências naturais da estrutura devido às incertezas. Os resultados mostraram que as otimizações por corte-α para tratar números fuzzy nesse tipo de problema são robustas e eficientes, encontrando-se valores extremos das saídas desejadas. Além de ser um método não intrusivo, também pode ser utilizado em problemas com um número elevado de parâmetros incertos como entrada. / The possibility of developments of smart structures arises with high performance composite materials improvements, where piezoelectric actuators and sensors are embedded into the structures, following a suitable control laws for vibration attenuation. Multidisciplinary projects are becoming highly complex and sophisticated, involving several sources of uncertainty that should be analyzed and quantified. The main objective for this work is to study the uncertainty propagation in composite laminate structures with embedded piezoelectric actuators and sensors, considering random and/or fuzzy sources for the inputs and design parameters. To accomplish this objective, it is adopted the fuzzy α-cut optimizations methodology. This technique is used when the available information related to the actual randomness is vague or imprecise. In this study, laminated composite shells and plates structures are designed and analyzed by the finite element method, where embedded piezoelectric actuators and sensors controlled by Linear Quadratic Regulator (LQR) and Linear Quadratic Gaussian (LQG) are present. Initially, optimization analyses are executed to find the best arrangement for the piezoelectric material using controllability and observability Gramians metrics, as well as the best controller parameters. This study is developed in the reduced modal space looking for computational costs savings. The chosen rating metrics for the vibration control and uncertainty analysis are based on kinetic, potential and electrical energies. Structural displacements and natural frequency envelopes due uncertainty are also studied and presented. The results have shown that the fuzzy α-cut optimizations methodology is robust and efficient to find extreme values for the sought outputs. In addition to being a non-intrusive method, it is also able to deal with a large number of uncertain input parameters.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:37:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8870_Dissertacao_Final_Carlos.pdf: 11369566 bytes, checksum: 39ee3ea380a35381e42784ae28b11e5e (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / O Bioma Mata Atlântica destaca-se pela sua biodiversidade, e ainda, por ser um dos biomas mais ameaçados do planeta. O estado do Espírito Santo, que está localizado em sua totalidade sob domínio do Bioma Mata Atlântica, possui cerca de 12,2% de remanescentes florestais. A fragmentação florestal é impulsionada pela atividade desordenada de uso e ocupação da terra e pelo crescimento populacional. Os aspectos mais graves do processo de fragmentação florestal são o efeito de borda e a perda da biodiversidade. Os corredores ecológicos surgem como alternativa para mitigar os efeitos da fragmentação florestal permitindo entre eles fluxo gênico de fauna e flora e a recolonização de áreas degradadas. Com o intuito de somar esforços à proteção e ao manejo deste bioma, o presente trabalho teve como objetivo mostrar que a lógica Fuzzy pode ser utilizada na identificação de fragmentos florestais que sugerem maior conservação do ponto de vista das métricas da ecologia da paisagem, bem como propor corredores ecológicos na bacia hidrográfica do rio Itapemirim dentro limites do estado do Espírito Santo. O mapeamento dos fragmentos florestais foi realizado por meio de técnicas de Sensoriamento Remoto utilizando imagens do sensor Landsat 8, obtidas gratuitamente através do site da instituição United States Geological Survey (USGS), empregando técnicas de classificação supervisionada. Para o cálculo dos índices de ecologia, foi utilizado o aplicativo computacional ArcGis 10.2, por meio da extensão de domínio público V-LATE 2.0. Após o mapeamento dos fragmentos verificou-se a acurácia por meio do índice Kappa (82,03%) e pelo valor de Exatidão Global (91,90%), validando assim classificação. Foram identificados 11.749 fragmentos, que representam 22% de cobertura florestal na área de estudo. Os fragmentos mapeados foram divididos em classes de tamanho. Os fragmentos (< 5 ha) foram encontrados em maior número, 8.394, seguidos pelos fragmentos de (5 - 10 ha), 1.581, (10 - 50 ha), 1.414, (50 - 100 ha), 204, (100 - 300 ha), 105, (> 300 ha), 51. O número de fragmentos apresentou relação inversa com sua contribuição em área. Na avaliação dos índices métricos da paisagem florestal foram empregados os grupos de métricas de área, densidade e tamanho, forma, proximidade e área central, sendo este último obtido para diferentes simulações de efeito de borda (40, 60, 100, 120, 140 e 200 m). Todos os índices apresentaram diferenciações quando observadas as classes de tamanho dos fragmentos, sinalizando que, os fragmentos das classes de tamanho (100 - 300 ha) e (> 300 ha), apresentam métricas com atributos espaciais que sugerem maior grau de conservação. Para cálculo do potencial espacial dos fragmentos florestais foi utilizada lógica Fuzzy. As funções de pertinência empregadas foram Fuzzy Small, para as variáveis, distância média do vizinho mais próximo, índice de forma e dimensão fractal, e a função de pertinência Fuzzy Large, para as variáveis, área central, área do vizinho mais próximo e área do fragmento. As variáveis foram combinadas por meio do operador Fuzzy Gamma para representar o potencial espacial dos fragmentos. Foram identificados e selecionados 10 fragmentos com maior potencial. Em seguida, utilizando a metodologia de distância de menor custo, os fragmentos potenciais foram conectados, utilizando 196 fragmentos e 95 corredores. Os corredores totalizaram 70.879,65 m de comprimento, com comprimento médio de 746,10 m, apresentando largura média de 74,61 m. Foram conectados 206 fragmentos, 24,72% da área total dos fragmentos remanescentes na bacia hidrográfica do rio Itapemirim. Os fatores considerados neste estudo como alto custo, ou impedância para implantação do corredor, representaram 1,71% da área total conectada / The Atlantic Forest biome is notable for its biodiversity, and also as one of the most threatened biomes on the planet. The state of Espírito Santo, which is located in its entirety under the control of the Atlantic Forest biome, has about 12.2% of remaining forests. Forest fragmentation is driven by the uncontrolled activity of land use and land occupation and population growth. The most serious aspects of forest fragmentation process are the edge effect and the loss of biodiversity. The ecological corridors are an alternative to mitigate the effects of forest fragmentation between them allowing gene flow of fauna and flora and the recolonization of degraded areas. In order to join efforts to the protection and management of this ecosystem, this study aimed to show that the Fuzzy logic can be used to identify forest fragments that suggest greater conservation from the perspective of landscape ecology metrics and propose ecological corridors in the catchment area of the river Itapemirim within state boundaries of the Espírito Santo. The mapping of forest fragments was carried out by means of remote sensing techniques using Landsat 8 sensor, available free of charge through the website of the institution United States Geological Survey (USGS) using supervised classification techniques. To calculate the indexes of ecology, the computer application ArcGis 10.2 was used, by extending V-LATE 2.0 public domain. After mapping of fragments verified the accuracy through Kappa (82.03%) and Global accuracy (91.90%), thus validating classification. 11,749 were identified fragments, representing 22% of forest cover in the study area. The fragments were mapped divided into size classes. The fragments (< 5 ha) were found in greater numbers, 8.394, followed by fragments (5.-10 ha), 1.581 (10 - 50 ha), 1.414, (50 -100 ha), 204 (100-300 ha), 105 (> 300 ha), 51. The number of fragments showed an inverse relationship with its contribution in the area. The evaluation of metric indices of forest landscape was employed with area groups of indexes; density and size, shape; proximity and central area, the latter being obtained for different edge effect simulation (40, 60, 100, 120, 140 and 200 m). All indexes showed differences when observing the fragments of size classes, signaling that the fragments of the size classes (100 - 300 ha) and (> 300 ha) have metrics with spatial attributes that suggest a greater degree of conservation. To calculate the spatial potential of forest fragments was used fuzzy logic. The membership functions were employed Fuzzy Small, for the variables, average distance from the nearest neighbor, shape index and fractal dimension, and the membership function Fuzzy Large, for the variables, central area, nearest neighbor area and area fragment. The variables were combined by means of Fuzzy Gamma operator to represent the potential space fragments. Selected and identified 10 fragments with the greatest potential. Then, using the lowest cost approach distance of the potential fragments were connected using fragments of 196 and 95 corridors. Runners totaled 70,879.65 m in length, with average length of 746.10 m, with an average width of 74.61 m. 206 fragments were connected, 24.72% of the total area of the remaining fragments in the catchment area of the river Itapemirim. Factors considered in this study as high cost, or impedance to implementation of the corridor, represented 1.71% of the total connected area.