Submitted by Diogo Barreiros (diogo.barreiros@ufba.br) on 2017-02-09T19:20:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 706863 bytes, checksum: b4fe1469b23eb1f7c0904dc09c59fe8e (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-10T11:17:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 706863 bytes, checksum: b4fe1469b23eb1f7c0904dc09c59fe8e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T11:17:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 706863 bytes, checksum: b4fe1469b23eb1f7c0904dc09c59fe8e (MD5) / Esta dissertação trata do controle de um sistema não linear representado por um sistema de levitação magnética. O objetivo é controlar a posição de um disco magnético por meio da aplicação de uma corrente elétrica em uma bobina. O sistema físico utilizado neste trabalho foi fabricado pela ECP – Educational Control Product e está disponível no Laboratório de Controle da Escola Politécnica da UFBA, onde este trabalho foi desenvolvido. Este sistema foi utilizado para validação dos resultados obtidos por simulações computacionais, tanto para modelagem matemática quanto para a técnica de controle utilizada. O levitador magnético foi modelado matematicamente por meio de uma equação diferencial não linear de 2ª ordem, obtida a partir do estudo fenomenológico das leis físicas que regem o sistema, e relaciona o deslocamento do disco magnético em função da corrente aplicada à bobina. Para o projeto do sistema de controle foi utilizada a técnica de linearização exata por realimentação de estados. Esta técnica pode ser aplicada a uma classe de sistemas não lineares representados por equações de estados e que sejam controláveis e involutivos. A aplicação da técnica permite o cancelamento direto das não linearidades do sistema, por meio de uma transformação dos estados, tornando a dinâmica do sistema linear. Dessa forma, para o novo sistema linearizado, pode-se projetar um controlador linear. Nesta segunda parte, utilizou-se o método de alocação de pólos, que consiste na alocação de todos os pólos de malha fechada do sistema em posições desejadas de modo que a estabilidade do sistema seja garantida e critérios de projeto sejam atendidos. A técnica de linearização exata por realimentação de estados combinada com o método de alocação de pólos foram simulados no Matlab/Simulink e aplicados ao modelo teórico do sistema de levitação magnética. Em seguida, as técnicas foram aplicadas na planta do levitador magnético. Os resultados obtidos com a simulação foram validados comparando-os com os resultados da implementação das técnicas no sistema físico. Observou-se que a combinação das técnicas de linearização exata por realimentação de estados e alocação de pólos cumpriu seu papel ao controlar a posição do disco magnético em posições desejadas atendendo aos critérios de projeto.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we consider two approaches to vehicle traffic: the macroscopic and the microscopic one. Traffic is macroscopically described by three physical quantities interconnected: velocity, density and flow, conservation laws describing the number of vehicles. There are various models to the macroscopic vehicle traffic. Most of them treats vehicular traffic as a compressible fluid, extends the law of mass conservation for vehicles and requires state law to speed-density pair, establishing a relationship between them. And the model described by the microscopic approach considers vehicles as individual particles. We consider the class of models car-following. These models are based on the principle that the speed of the (n - 1)-th vehicle (called following- car) depends on the speed of n-th vehicle. We analyze the equation of conservation of the number of vehicles for macroscopic traffic flow models. We solve this equation by linearization of the model, using the characteristics method and we also a present resolution of the nonlinear problem in bounded domains using the method of characteristics / Nesta dissertação consideramos duas abordagens para o tráfego de veículos: a macroscópica e a microscópica. O tráfego é descrito macroscopicamente por três grandezas físicas interligadas entre si, a saber, a velocidade, a densidade e o fluxo, descrevendo leis de conservação do número de veículos. Há vários modelos para o tráfego macroscópico de veículos. A maioria deles trata o tráfego de veículos como um fluido compressível, traduzindo a lei de conservação de massa para os veículos e requer uma lei de estado para o par velocidade-densidade, estabelecendo uma relação entre eles. Já o modelo descrito pela abordagem microscópica considera os veículos como partículas individuais. Consideramos os modelos da classe "car - following". Estes modelos baseiam-se no princípio de que o (n - 1)-ésimo veículo (denominado de "following-car") acelera em função do estímulo que recebe do n-ésimo veículo. Analisamos a equação de conservação do número de veículos em modelos macroscópicos para fluxo de tráfego. Posteriormente resolvemos esta equação através da linearização do modelo, estudando suas retas características e apresentamos a resolução do problema não linear em domínios limitados utilizando o método das características

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we consider two approaches to vehicle traffic: the macroscopic and the microscopic one. Traffic is macroscopically described by three physical quantities interconnected: velocity, density and flow, conservation laws describing the number of vehicles. There are various models to the macroscopic vehicle traffic. Most of them treats vehicular traffic as a compressible fluid, extends the law of mass conservation for vehicles and requires state law to speed-density pair, establishing a relationship between them. And the model described by the microscopic approach considers vehicles as individual particles. We consider the class of models car-following. These models are based on the principle that the speed of the (n - 1)-th vehicle (called following- car) depends on the speed of n-th vehicle. We analyze the equation of conservation of the number of vehicles for macroscopic traffic flow models. We solve this equation by linearization of the model, using the characteristics method and we also a present resolution of the nonlinear problem in bounded domains using the method of characteristics / Nesta dissertação consideramos duas abordagens para o tráfego de veículos: a macroscópica e a microscópica. O tráfego é descrito macroscopicamente por três grandezas físicas interligadas entre si, a saber, a velocidade, a densidade e o fluxo, descrevendo leis de conservação do número de veículos. Há vários modelos para o tráfego macroscópico de veículos. A maioria deles trata o tráfego de veículos como um fluido compressível, traduzindo a lei de conservação de massa para os veículos e requer uma lei de estado para o par velocidade-densidade, estabelecendo uma relação entre eles. Já o modelo descrito pela abordagem microscópica considera os veículos como partículas individuais. Consideramos os modelos da classe "car - following". Estes modelos baseiam-se no princípio de que o (n - 1)-ésimo veículo (denominado de "following-car") acelera em função do estímulo que recebe do n-ésimo veículo. Analisamos a equação de conservação do número de veículos em modelos macroscópicos para fluxo de tráfego. Posteriormente resolvemos esta equação através da linearização do modelo, estudando suas retas características e apresentamos a resolução do problema não linear em domínios limitados utilizando o método das características

Nesta dissertação vamos estudar alguns importantes resultados acerca da resolubilidade local de operadores lineares de primeira ordem. Mais especificamente, seja o campo vetorial singular L em \'R POT. n\' e dado por: L = \'\\SIGMA SUP. m\' . INF. j=1\' a IND. j\' (x) \'SUP. \\PARTIAL\' INF. \\PARTIAL x INF. j\'. Esta trabalho dirige-se ao estudo da resolubilidade local de L, isto é, dada f \'PERTENCE A\' \' C POT. INFINITO\' (\'R POT. n\') e dado \'x IND. 0\' \'PERTENCE A\' \'R POT. n queremos encontrar u \'PERTENCE A\' D\'(\'R POT.n \') tal que Lu = f numa vizinhança de \'x INF. 0\'. Será dada atenção especial ao caso em que os coeficientes \'a IND. j\'(x) de L são função lineares. Também, serão apresentados resultados sobre a resolubilidade local da equação Lu = cu + f, sendo c \'PERTENCE A\' \'C POT. INFINITO\' (\'R POT. n\') / This dissertation aims to study some important results about local solvability of first order differential operators. Specifically, let L be a singular vector field on \'R POT. n\' given by L = \' \\SIGMA SUP. m INF.j=1\' \'a IND. j(x) \'\\PARTIAL SUP. INF. \\PARTIAL x INF. j\'. This work explore the local solvability of L, that is, given f \'IT BELONGS\' \'C POT. INFINITY\' (\'R POT. n\' and \'x INF. 0\' \'IT BELONGS\' \'R POT. n\' we want to find u \'IT BELONGS\' 2 D\'(\'R POT. n) such that Lu = f in a neighborhood of \'x INF. 0\'. We give special attention to the case where the coefficients \'a IND. j\'(x) are linear. We also present some results about local solvability of the equation Lu = cu + f for c \'IT BELONGS\' \'C POT. INFINITY\' (\'R POT. n\')

O objetivo deste trabalho é estudar as principais características de uma família de modelos que busca retratar a dinâmica do equilíbrio geral de uma economia. Por equilíbrio em economia entende-se como sendo uma situação onde nenhum agente econômico tem qualquer incentivo para modificar a sua estratégia escolhida. Neste trabalhamos não haverá uma preocupação em demonstrar a existência, unicidade e estabilidade do equilíbrio, mas sim entender como alterações exógenas afetam o equilíbrio. Brevemente, podemos entender a definição de equilíbrio geral como sendo a perspectiva de análise de equilíbrio simultâneo entre todos os mercados de uma economia. No conceito de equilíbrio geral todos os mercados devem estar em equilíbrio, de modo que nenhuma mudança em um mercado específico não venha a recompensar um determinado agente. O equilíbrio geral é constratado com a perspectiva de equilíbrio parcial, no qual parte da economia é considerada, tomando-se como dado o que está acontecendo nos demais mercados. Os modelos de equilíbrio geral que envolvem dinâmica e choques estocástico são conhecidos pelo acrônimo DSGE, ou seja, Dynamic Stochastic General Equilibrium. Na realidade trata-se de uma família de modelos, pois compreendem uma gama variada de modelos com diferentes níveis de sofisticação. Neste exercício pelo caráter generalista da modelagem decidimos por estudar o modelo DSGE proposto por Smets-Wouters (2003). Veremos neste estudo uma descrição deste modelo, seus fundamentos teóricos, e uma simulação deste modelo, de modo a vermos quais as direções de política econômica que tal modelo nos permite compreender. Os resultados obtidos utilizando-se dados da economia americana nos permitiu inferir direções para as variáveis produto e consumo diante de um choque de inovação. Foi possível por meio do modelo adotado estimar uma direção para a trajetória do PIB para os próximos anos. / The purpose of this academic work is to study a family of models called stochastic economic general equilibrium models (DSGE), and implement a solution to a general model developed model by Smets-Wouters (2003). We will note in this essay a description of this model, its theoretical foundations, and a simulation of this model, so as to see what the economic policy directions that such a model allows us to understand. The results obtained using data from the US economy allowed us to infer directions for the variables product and consumption under a innovation shock. Yet we will be able to estimate a direction to the trajectory of PIB for years to next years.

Orientador: John Fredy Franco Baquero / Resumo: O planejamento bem-sucedido de redes de distribuição requer uma metodologia que inclua um modelo de rede preciso que considere não apenas os custos econômicos, mas também os custos associados à confiabilidade do sistema. Considerando estas duas características essenciais, esta tese propõe modelos matemáticos que permitam incluir a avaliação da confiabilidade dentro do problema do planejamento de expansão de sistemas de distribuição com múltiplos estágios, visando expandir os ativos de rede (ramos e subestações) e minimizar os custos de confiabilidade do sistema. Em relação às características da rede, o modelo de planejamento proposto utiliza um fluxo de potência AC não-linear e não convexo, que é convertido em um problema convexo usando reformulação cônica, técnicas de linearização por partes, com o intuito de obter tratabilidade computacional usando técnicas clássicas de otimização. Além disso, a avaliação de confiabilidade convencional baseada em simulação é implementada de forma equivalente por meio de expressões algébricas dentro do modelo matemático. Vários casos de estudo são usados ​​para demostrar a eficácia da metodologia de planejamento proposta. / Abstract: Successful planning of distribution networks requires a methodology that includes an accurate network model that considers not only the economic costs but also the costs associated with system reliability. Considering these two essential characteristics, this thesis proposes mathematical models that include reliability assessment within multi-stage expansion planning problem of distribution systems, aiming at expanding network assets (branches and substations) and minimizing reliability costs of the system. In relation to the network characteristics, the proposed planning model uses a non-convex nonlinear AC power flow, which is converted into a convex problem using conic reformulation and piece-wise linearization, to obtain the computational treatability using classical optimization techniques. In addition, conventional simulation-based reliability assessment is implemented equivalently through algebraic expressions. Several benchmarks are used to demonstrate the effectiveness of the proposed planning methodology. / Doutor

As válvulas de controle são elementos finais muito importantes na indústria de processos, pois são as responsáveis por controlar a pressão em dutos ou vazão dos fluidos de processo, impactando diretamente na qualidade do produto final. Por serem elementos mecânicos móveis estão sujeitas ao atrito, uma não linearidade que quando excessiva, pode causar oscilações e erros na abertura da válvula. A presença de oscilações nas malhas de controle aumenta a variabilidade das variáveis de processo, o desgaste dos componentes e o consumo de energia, além de provocar o desperdício de materiais. O desenvolvimento de novas técnicas de compensação de atrito é fundamental para melhorar o desempenho das malhas de controle, sendo, portanto, de grande interesse para a indústria de processos industriais. Este trabalho apresenta o estudo de cinco compensadores não lineares: controlador rastreador de trajetória, controlador por modos deslizantes, controlador por modos deslizantes integrador, controlador por modelo interno não linear e controlador PI não linear, os quais são desenvolvidos desde a teoria à implementação prática em uma válvula de controle real. Os resultados obtidos, mostram que os controladores projetados apresentaram desempenho bastante satisfatórios, sendo que o controlador por modos deslizantes e por modos deslizante integrador apresentaram os melhores desempenho. / Control valves are very important final elements in process industry, due they are the responsible to control the pressure in pipelines and the flow of the process fluids, directly impacting in the quality of the final product. Due to the mechanical mobile elements, they are subjected to friction, a nonlinearity that can generate oscillations and errors in the valve aperture. Oscillations in the control loops increase the process variability, wear in the actuators and the power consumption, besides generating raw material waste. The development of new friction compensation techniques is very important to increase the control loops performance, therefore, it is of great interest for the process industry. This work presents the study of five nonlinear compensators: Trajectory tracking controller, sliding mode controller, sliding mode controller integrator, nonlinear internal model controller and nonlinear PI controller, which ones are developed from theory to practical implementation in a real control valve. The results show that the controllers presented satisfactory performance, where the sliding mode controller and sliding mode control integrator presented the best performance.

O objetivo deste trabalho é estudar as principais características de uma família de modelos que busca retratar a dinâmica do equilíbrio geral de uma economia. Por equilíbrio em economia entende-se como sendo uma situação onde nenhum agente econômico tem qualquer incentivo para modificar a sua estratégia escolhida. Neste trabalhamos não haverá uma preocupação em demonstrar a existência, unicidade e estabilidade do equilíbrio, mas sim entender como alterações exógenas afetam o equilíbrio. Brevemente, podemos entender a definição de equilíbrio geral como sendo a perspectiva de análise de equilíbrio simultâneo entre todos os mercados de uma economia. No conceito de equilíbrio geral todos os mercados devem estar em equilíbrio, de modo que nenhuma mudança em um mercado específico não venha a recompensar um determinado agente. O equilíbrio geral é constratado com a perspectiva de equilíbrio parcial, no qual parte da economia é considerada, tomando-se como dado o que está acontecendo nos demais mercados. Os modelos de equilíbrio geral que envolvem dinâmica e choques estocástico são conhecidos pelo acrônimo DSGE, ou seja, Dynamic Stochastic General Equilibrium. Na realidade trata-se de uma família de modelos, pois compreendem uma gama variada de modelos com diferentes níveis de sofisticação. Neste exercício pelo caráter generalista da modelagem decidimos por estudar o modelo DSGE proposto por Smets-Wouters (2003). Veremos neste estudo uma descrição deste modelo, seus fundamentos teóricos, e uma simulação deste modelo, de modo a vermos quais as direções de política econômica que tal modelo nos permite compreender. Os resultados obtidos utilizando-se dados da economia americana nos permitiu inferir direções para as variáveis produto e consumo diante de um choque de inovação. Foi possível por meio do modelo adotado estimar uma direção para a trajetória do PIB para os próximos anos. / The purpose of this academic work is to study a family of models called stochastic economic general equilibrium models (DSGE), and implement a solution to a general model developed model by Smets-Wouters (2003). We will note in this essay a description of this model, its theoretical foundations, and a simulation of this model, so as to see what the economic policy directions that such a model allows us to understand. The results obtained using data from the US economy allowed us to infer directions for the variables product and consumption under a innovation shock. Yet we will be able to estimate a direction to the trajectory of PIB for years to next years.

As válvulas de controle são elementos finais muito importantes na indústria de processos, pois são as responsáveis por controlar a pressão em dutos ou vazão dos fluidos de processo, impactando diretamente na qualidade do produto final. Por serem elementos mecânicos móveis estão sujeitas ao atrito, uma não linearidade que quando excessiva, pode causar oscilações e erros na abertura da válvula. A presença de oscilações nas malhas de controle aumenta a variabilidade das variáveis de processo, o desgaste dos componentes e o consumo de energia, além de provocar o desperdício de materiais. O desenvolvimento de novas técnicas de compensação de atrito é fundamental para melhorar o desempenho das malhas de controle, sendo, portanto, de grande interesse para a indústria de processos industriais. Este trabalho apresenta o estudo de cinco compensadores não lineares: controlador rastreador de trajetória, controlador por modos deslizantes, controlador por modos deslizantes integrador, controlador por modelo interno não linear e controlador PI não linear, os quais são desenvolvidos desde a teoria à implementação prática em uma válvula de controle real. Os resultados obtidos, mostram que os controladores projetados apresentaram desempenho bastante satisfatórios, sendo que o controlador por modos deslizantes e por modos deslizante integrador apresentaram os melhores desempenho. / Control valves are very important final elements in process industry, due they are the responsible to control the pressure in pipelines and the flow of the process fluids, directly impacting in the quality of the final product. Due to the mechanical mobile elements, they are subjected to friction, a nonlinearity that can generate oscillations and errors in the valve aperture. Oscillations in the control loops increase the process variability, wear in the actuators and the power consumption, besides generating raw material waste. The development of new friction compensation techniques is very important to increase the control loops performance, therefore, it is of great interest for the process industry. This work presents the study of five nonlinear compensators: Trajectory tracking controller, sliding mode controller, sliding mode controller integrator, nonlinear internal model controller and nonlinear PI controller, which ones are developed from theory to practical implementation in a real control valve. The results show that the controllers presented satisfactory performance, where the sliding mode controller and sliding mode control integrator presented the best performance.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-03T12:32:25Z No. of bitstreams: 1 Joâo Cândido Moraes Neves_.pdf: 1725890 bytes, checksum: 3ca8d300deeac94f8bd1dc3faf2e4d4a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-03T12:32:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joâo Cândido Moraes Neves_.pdf: 1725890 bytes, checksum: 3ca8d300deeac94f8bd1dc3faf2e4d4a (MD5) Previous issue date: 2015-02-02 / IFRS - Instituto Federal do Rio Grande do Sul / A presente tese tem como objetivo problematizar um dos enunciados que integram o discurso da Educação Matemática Escolar: “Os alunos não aprendem Matemática por ‘falta de base”’. O estudo utiliza as seguintes noções foucaultianas: enunciado, discurso, verdade e regimes de verdade. O material de pesquisa analisado é constituído por enunciações de um grupo de bolsistas do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (Pibid), que emergiram de entrevistas, diário de campo e seus relatórios finais; e também por teses, dissertações e artigos acadêmicos do período de 1994 a 2013, disponíveis no portal da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e na mídia, que remetem ao enunciado objeto do estudo. A análise do material de pesquisa mostrou: 1) a recorrência de enunciações que vinculam a dificuldade em aprender matemática à “falta de base” dos estudantes; 2) O enunciado “Os alunos não aprendem Matemática por ‘falta de base’” está entrelaçado com dois outros enunciados presentes no discurso pedagógico: a) A matemática escolar é constituída por um conjunto hierarquizado de conhecimentos (que tem estreitos vínculos com o enunciado O conhecimento matemático apresenta-se hierarquizado); b) O currículo escolar é hierarquizado, isto é, segue uma ordenação linear. / This thesis aims to discuss one of the statements that is part of the discourse of School Mathematics Education: "The students do not learn Mathematics by 'lack of basic skills'”. The study uses the following Foucault’s notions: statement, discourse, truth and regimes of thruth. The research material analized consists of utterances of a college group of the Teacher Induction Program (Pibid), which emerged from interviews, field diary, and their final reports; and also for theses, dissertations and scholarly articles from the period of 1996 to 2014, available on the website of Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel portal (CAPES) and the media, referring to the statement object of the study. The analysis of the research material showed: 1) the recurrence of utterances that link the difficulty in learning Mathematics to "lack of basic skills" of students; 2) The statement "The students do not learn Mathematics by 'lack of basic skills' " is interlaced with two other statements presented in the pedagogical discourse: a) The scholar Mathematics is consisted of a hierarchical set of knowledges (which has close ties with the statement - The mathematical knowledge is hierarchical); b) The school curriculum is hierarchical, thus, follows a linear ordering.