Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-04T12:27:27Z No. of bitstreams: 1 134584.pdf: 2494709 bytes, checksum: 642f2b2ff5fab5978c8ddcb5556048d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-04T12:27:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 134584.pdf: 2494709 bytes, checksum: 642f2b2ff5fab5978c8ddcb5556048d9 (MD5) Previous issue date: 1974-02 / São estudados dois modelos para análise dinâmica de estruturas de grande altura que tenham comportamentos assimiláveis ao de uma viga em balanço ou que tenham diafragmas rígidos horizontais. É suposta a ação do vento sob o ponto de vista determinista. As equações gerais do movimento são obtidas a partir do Princípio de Hamilton. É introduzido o amortecimento do tipo viscoso. Algumas considerações são feitas sobre a construção da matriz de amortecimento, fixando-se percentagens do amortecimento crítico, desacoplamento de sistemas amortecidos e métodos de cálculo de valores característicos. Foi desenvolvido um programa automático em linguagem FORTRAN para o IBM/360 que fornece as características dinâmicas e resposta a diversos tipos de solicitações. / The dynamic response of tall building is studied for two different behaviors of structures: a cantilever beam and a shear building. The wind action is supposed to be deterministic. A viscous type damping is introduced and the general equations of the motion are obtained from the Hamilton Principle. Some considerations are done on the nature of the damping matrix, by means of specifying the percentage of critical damping, uncoupling of damped systems and methods for the calculation of the eigenvalues. An automatic computer program is developed to provide the dynamic characteristics and response to several types of loading. The program is written in FORTRAN for the IBM/360 computer.

Submitted by Willian Minnemann Kuhnert null (willian.kuhnert@feb.unesp.br) on 2016-08-29T20:53:53Z No. of bitstreams: 1 VERSAO_FINAL_WILLIANMK.pdf: 7510529 bytes, checksum: d0f36cb6fb5aeb748d7d26333a6c853c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-31T12:32:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 kuhnert_wm_me_bauru.pdf: 7510529 bytes, checksum: d0f36cb6fb5aeb748d7d26333a6c853c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T12:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 kuhnert_wm_me_bauru.pdf: 7510529 bytes, checksum: d0f36cb6fb5aeb748d7d26333a6c853c (MD5) Previous issue date: 2016-07-19 / Fundação para o Desenvolvimento da UNESP (FUNDUNESP) / O isolamento de vibração é a técnica mais utilizada atualmente para a proteção de mecanismos e estruturas que sofrem excitação, seja ela por choque/impacto, seja ela harmônica. Este trabalho adiciona ao isolador de vibração comum, composto por molas e amortecedores, um elemento conhecido como inerter, que recentemente tem chamado bastante a atenção da comunidade científica, e também, separadamente, adiciona amortecedores não lineares, com o intuito de avaliar a influência destes elementos no isolamento. As curvas de transmissibilidade obtidas, que indicam a performance do isolamento à excitação harmônica, para os isoladores com inerter são comparadas à de um isolador comum composto somente por uma mola, e entre elas, enquanto que as curvas obtidas para os isoladores com amortecedores não lineares são comparadas entre si e à de um isolador comum com amortecimento linear. Os resultados obtidos mostram que a adição do inerter aos isoladores de vibração pode ser muito benéfica para o isolamento em determinadas faixas de frequência, mas em outras não, e tais faixas dependem de como o isolador é construído. Além disso, os isoladores com inerter são benéficos principalmente para sistemas subamortecidos. Os isoladores subamortecidos com inerter apresentaram características de isolamento diferentes uns dos outros, o que os leva a serem aplicados em diferentes situações. Os resultados obtidos para os isoladores com amortecedores não lineares mostraram que tais sistemas também podem melhorar ou piorar o isolamento em determinadas faixas de frequência quando comparados à um isolador com amortecimento linear. / The vibration isolation is currently the most used technique for protecting mechanisms and structures which are under shock/impact or harmonic excitation. This work presents to the common vibration isolator, consisted by springs and dampers, an element known as inerter, which recently has took great attention in the scientific community, and also presents the use of non-linear dampers to analyze the influence of these elements on isolation. The transmissibility curves obtained, which indicate the performance of the isolation for systems under harmonic excitation, for the isolators with the inerter element are compared with the spring-damper isolator frequency response as well the isolators with non-linear damping. The results obtained show that the addition of the inerter element can be beneficial for the isolation performance in a frequency range, but degrades the high frequency isolation, and they depend on how the isolator is built. Besides, the isolators with inerter are beneficial mainly for underdamped systems. The different underdamped systems with inerter presented unique isolation characteristics. The results obtained for the isolators with non-linear dampers presented that such systems can also improve the isolation in certain frequency ranges when compared to an isolator with linear damping. / FUNDUNESP: 110/2013-CCp/PIB

Orientador: Edilaine Martins Soler / Banca: Geraldo Roberto Martins da Costa / Banca: Edmea Cassia Baptista / Resumo: O problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) é considerado um importante problemada Engenharia Elétrica desde a década de 1960. A partir de então, muitos trabalhos forampublicados com diferentes formulações e abordagens para a resolução deste problema.Muitas destas abordagens desconsiderava a natureza discreta das variáveis de controlee consideram todas as variáveis do problema como contínuas. Estas formulações sãoaproximações do problema de FPO, pois, algumas variáveis podem somente ser ajustadaspor passos discretos, conforme a realidade do sistema. No problema de Fluxo de PotênciaÓtimo Reativo (FPOR), caso particular do problema de FPO, as variáveis relacionadas àpotência ativa são fixadas e a otimização somente considera as variáveis relacionadas àpotência reativa. O problema de FPOR pode ser modelado matematicamente como umproblema de programação não-linear com variáveis discretas e contínuas. Neste trabalho,propõem-se das abordagens para resolução do problema FPOR que consideram a naturezadiscreta das variáveis do problema. Nas abordagens propostas são utilizadas funçõespenalidade associadas a um método de pontos interiores, combinando as vantagens de ambospara a resolução do problema de FPOR. Desenvolvem-se funções penalidade polinomiaispara tratar as variáveis de controle discretas do problema, taps dos transformadorese bancos de capacitores e de reatores shunt, obtendo-se uma sequência de problemascontínuos, diferenciáveis e penalizado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Optimal Power Flow Problem (OPF) is considered an important problem of theelectrical engineering since the 1960s. From that moment, many papers were published withdifferent formulations and approaches for solving this problem. Many of these approachesdisregard the discrete nature of the control variables and consider all the variables of theproblem as continuous. These formulations are approximations of the OPF problem, becausesome variables can be adjusted only by discrete steps, according to the system reality. Inthe Reactive Optimal Power Flow problem (ROPF), particular case of the OPF problem,the variables related to the active power are fixed and the optimization only considersthe variables related to the reactive power. The ROPF problem can be mathematicallymodeled as a nonlinear programming problem with discrete and continuous variables. Inthis work, two approaches are presented for solving the ROPF problem considering thediscrete nature of its variables. In the presented approaches, penalty functions are usedassociated with an interior-point method, combining the advantages of both for solvingthe ROPF problem. Polynomial penalty functions are used to treat the discrete controlvariables of the problem, transformers taps and shunt susceptances, obtaining a sequenceof continuous, differentiable and penalized problems, which are solved by the interior-pointmethod implemented in the IPOPT free solver. The solution of such problems conver... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: José Manoel Baltazar / Banca: Reyolando Manoel Lopes Rebello da Fonseca Brasil / Banca: Angelo Marcelo Tusset / Resumo: Recentemente o interesse e a pesquisa sobre a colheita de energia têm aumentado substancialmente. Muitos pesquisadores têm concentrado seus esforços em encontrar a melhor configuração para estes sistemas e para otimizar sua potência de saída. No processo de colheita de energia, a energia elétrica é obtida através da conversão de energia mecânica criada por uma fonte de vibração do ambiente por meio de um transdutor, por exemplo, um fino filme piezocerâmico. Essa fonte de vibração é, por exemplo, uma barra sofrendo alguma força mecânica capaz de gerar certa vibração na estrutura, como pontes onde passam veículos, um trem, ou até mesmo pessoas que podem causar vibrações na estrutura. Diferentes mecanismos de acoplamento eletromecânico têm sido desenvolvido para dispositivos de colheita de energia, existindo um interesse particular na utilização de modelos que transformam essas vibrações mecânicas em corrente elétrica utilizando um elemento piezoelétrico. Estruturas aporticadas, como por exemplo, uma ponte onde passam veículos ou ferrovias podem conter ressonâncias internas entre seus modos de vibrar, quando por exemplo, a estrutura vibra verticalmente e horizontalmente. Uma ressonância interna de 2:1 pode ser apresentada na estrutura entre esses dois modos de vibração, assim sendo possível a verificação de um fenômeno chamado saturação modal e o fenômeno de troca de energia de vibração entre os modos. Essa energia é transferida do modo vertical para o horizontal. Logo, é possível utilizar a colheita de energia elétrica a partir da energia de vibração horizontal. Tendo a colheita de energia como a ideia principal, este trabalho propõe o estudo de um modelo dinâmico não-linear acoplado a um material piezoelétrico não-linear com uma excitação externa de forma harmônica. Como as vibrações são facilmente econtradas no meio ambiente e podem ser facilmente provocadas por excitações... / Abstract: Recently, the interest and the research about the energy harvesting has increased substantially. Many researchers have concentrated their efforts to manage the best configuration to those systems and to optimize its output power. In the energy harvesting process, the electric energy is provided by converting mechanical energy from an environment vibrating source through a tranducer, for example, a thin film piezoceramic. This vibrating source is, for example, a beam suffering some mechanical force able to generate certain vibration in the structure, like bridges where vehicles travel, a train, or even people which cause vibrations in the structure. Different mechanisms of electromechanical coupling have been developed to energy harvesting devices, and a particular interest has been depicted to the use of models which transform those mechanical vibrations in electrical current using a piezoelectric element. Portal frames, structures like a bridge where vehicles travel or railways, may contain internal resonances between its vibrating models, those are vertical vibrating and horizontal vibrating. An internal resonance 2:1 can be presented in structures between these two vibrating modes, thus it's possible t verifying a phenomenon called saturation mode and the vibrating energy exchange phenomenon between the modes. This energy is transferred from the vertical mode to the horizontal mode. Soon, it is possible to compute the energy haversting from the horizontal vibrating energy. Considering the energy harvesting as the main idea, this work purpose study of a nonliner dynamic model coupled to a nonlinear piezoelectric material with an external excitation. Vibrations are easily found in the environment and can be easily caused by external excitations, the importance o this project is to analyze the quantity of analyze the quantity of the harvested energy from the dynamic model / Mestre

O setor varejista de móveis e eletrodomésticos encontra-se em expansão e é diretamente afetado pela competividade do mercado. As empresas do setor buscam constantemente a redução dos preços e dos prazos de entrega dos produtos, para manterem a sua posição perante os concorrentes. Um dos fatores que influenciam diretamente a competitividade dessas organizações são os elevados custos do sistema de distribuição. A fim de reduzir os impactos no sistema de distribuição, o presente estudo teve por objetivo propor um modelo de apoio à tomada de decisão para a localização de centros de distribuição no setor varejista de móveis e eletrodomésticos. O trabalho foi dividido em três etapas para a sua concepção. Na primeira etapa utilizou-se um modelo por programação não-linear para definir um ponto ótimo na região abordada no estudo e posteriormente foram identificadas cinco cidades em torno desse ponto ótimo. A segunda etapa foi composta pela definição dos critérios e subcritérios influentes na decisão, e pela aplicação do método AHP para a seleção da melhor cidade para a instalação do centro de distribuição. Na terceira etapa buscou-se identificar o melhor terreno entre três alternativas, que foram avaliadas pelo método AHP a partir da definição dos critérios e subcritérios voltados a esse contexto de decisão. Os resultados apresentados mostram que o fator transporte e mercado são os principais responsáveis para a escolha da cidade, e a instalação e acessibilidade para a localização do terreno. O estudo identificou a alternativa Arapongas como a melhor cidade e o terreno três como o melhor local para a instalação do centro de distribuição. / The retail sector of furniture and appliances is in expansion and is directly affected by market competitiveness. The Companies in this sector are constantly seeking reduction of prices and delivery times of products, to maintain their position before competitors. One of the factors that directly influence the competitiveness of these organizations are the high costs of the distribution system. In order to reduce the impacts on the distribution system, the present study aimed to propose a model to support decision making for the location of distribution centers in the retail sector of furniture and appliances. The work divided into three stages for its conception. In the first stage was used a non-linear programming model to define an optimal point in the region covered in the study and subsequently been identified five cities around that optimal point. The second stage was composed by defining criteria and sub-criteria that influence the decision, and the application of AHP method for selecting the best city for installing the distribution center. In the third stage is sought to identify the best ground among three alternatives, that been evaluated by AHP method from the definition of criteria and sub-criteria directed this decision context. The result show that the factor transport and market are mainly responsible for choosing the city, and the installation and accessibility to the location of the ground. The study identified the alternative Arapongas as the best city and the ground 3 as the best place to install the distribution center.

Made available in DSpace on 2014-05-23T02:00:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000458176-Texto+Completo-0.pdf: 1398476 bytes, checksum: 6e569958bcd1acf711ee0ad6ae85de51 (MD5) Previous issue date: 2014 / This work addresses discrete time optimal controllers, in particular: the Proximate Time Optimal Servomecanism (PTOS) and the Dynamically Damped Proximate Time Optimal Servomecanism (DDPTOS). Lyapunov theory is used to ensure the stability of the controllers by casting the problem in terms of Linear Matrix Inequalities (LMI). Considering this, there are two main objectives of this work: shown the discrete formulation of the DDPTOS and; relaxed constraints of the classic proof of stability of these controllers, allowing an extension of these techniques to damped systems. Initially, the stability of the closed-loop system is assessed by casting the PTOS nonlinearities in a sector-bounded framework, leading to a set of LMI conditions to be satisfied by the controller parameters. Then, a similar formulation is applied to the discrete DDPTOS, where a linear parametric varying model is used to represent the nonlinearity that adds damping to the system. As a result, a polytopic approach is taken on the limits of the varying parameter given by this representation. The two proposed approaches are validated through experiments in a physical system consisting of a damped servomechanism. / Este trabalho aborda controladores de tempo ótimo no domínio discreto, sendo eles: Proximate Time Optimal Servomecanism (PTOS) e Dynamically Damped Proximate Time Optimal Servomecanism (DDPTOS). Para garantir a estabilidade destes controladores é utilizado a Teoria de Lyapunov e como solução a formulação por desigualdade linear matricial (em inglês, linear matrix inequalities - LMI). Considerando isso, são dois os objetivos principais deste trabalho: apresentar a formulação discreta para o controlador DDPTOS e; relaxar as restrições da prova clássica de estabilidade destes controladores, possibilitando a extensão da técnica para sistema com atrito. Inicialmente, a prova de estabilidade do sistemas em malha fechada é avaliada enquadrando a função não-linear do controlador PTOS dentro de um setor delimitado, conduzindo a um conjunto de restrições LMIs a ser satisfeita pelos parâmetros do controlador. Em seguida, uma formulação similar é aplicada no controlador discreto DDPTOS, onde a sua principal diferença é a utilização do modelo de sistemas lineares com dependência paramétrica para representar a nãolinearidade que adiciona amortecimento ao sistema. Como consequência, forma-se um politopo com os limites obtidos através desta representação. As duas abordagens propostas são validadas através de exemplos de simulação e experimento em um sistema físico composto por um servomecanismo com atrito.

O setor varejista de móveis e eletrodomésticos encontra-se em expansão e é diretamente afetado pela competividade do mercado. As empresas do setor buscam constantemente a redução dos preços e dos prazos de entrega dos produtos, para manterem a sua posição perante os concorrentes. Um dos fatores que influenciam diretamente a competitividade dessas organizações são os elevados custos do sistema de distribuição. A fim de reduzir os impactos no sistema de distribuição, o presente estudo teve por objetivo propor um modelo de apoio à tomada de decisão para a localização de centros de distribuição no setor varejista de móveis e eletrodomésticos. O trabalho foi dividido em três etapas para a sua concepção. Na primeira etapa utilizou-se um modelo por programação não-linear para definir um ponto ótimo na região abordada no estudo e posteriormente foram identificadas cinco cidades em torno desse ponto ótimo. A segunda etapa foi composta pela definição dos critérios e subcritérios influentes na decisão, e pela aplicação do método AHP para a seleção da melhor cidade para a instalação do centro de distribuição. Na terceira etapa buscou-se identificar o melhor terreno entre três alternativas, que foram avaliadas pelo método AHP a partir da definição dos critérios e subcritérios voltados a esse contexto de decisão. Os resultados apresentados mostram que o fator transporte e mercado são os principais responsáveis para a escolha da cidade, e a instalação e acessibilidade para a localização do terreno. O estudo identificou a alternativa Arapongas como a melhor cidade e o terreno três como o melhor local para a instalação do centro de distribuição. / The retail sector of furniture and appliances is in expansion and is directly affected by market competitiveness. The Companies in this sector are constantly seeking reduction of prices and delivery times of products, to maintain their position before competitors. One of the factors that directly influence the competitiveness of these organizations are the high costs of the distribution system. In order to reduce the impacts on the distribution system, the present study aimed to propose a model to support decision making for the location of distribution centers in the retail sector of furniture and appliances. The work divided into three stages for its conception. In the first stage was used a non-linear programming model to define an optimal point in the region covered in the study and subsequently been identified five cities around that optimal point. The second stage was composed by defining criteria and sub-criteria that influence the decision, and the application of AHP method for selecting the best city for installing the distribution center. In the third stage is sought to identify the best ground among three alternatives, that been evaluated by AHP method from the definition of criteria and sub-criteria directed this decision context. The result show that the factor transport and market are mainly responsible for choosing the city, and the installation and accessibility to the location of the ground. The study identified the alternative Arapongas as the best city and the ground 3 as the best place to install the distribution center.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-20T15:47:05Z No. of bitstreams: 1 2014_DavidMiguelChalcoPari.pdf: 4575756 bytes, checksum: 9fb94745d33c2740f0df6da0cf32fce7 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-26T13:29:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_DavidMiguelChalcoPari.pdf: 4575756 bytes, checksum: 9fb94745d33c2740f0df6da0cf32fce7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-26T13:29:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_DavidMiguelChalcoPari.pdf: 4575756 bytes, checksum: 9fb94745d33c2740f0df6da0cf32fce7 (MD5) / No âmbito dos sistemas de dissipação de energia passiva para proteção sísmica de estruturas de edifícios, os dissipadores de energia metálicos têm sido comumente usados. O foco deste trabalho está em um desses dispositivos - o amortecedor ADAS (Added Damping And Stiffness). A análise das estruturas que empregam estes dispositivos requer a utilização de métodos de análise não linear. Este trabalho apresenta uma metodologia detalhada pararealizar a análise dinâmica tempo-história não linear de pórticos planos com amortecedores ADAS pelo método dos elementos finitos. Adicionalmente mostram-se: o modelo força deslocamento bilinear para o comportamento não linear histerético do dispositivo ADAS, o algoritmo return-mapping para integrar este modelo bilinear e a idealização em elementos finitos do dispositivo ADAS. Na metodologia proposta são utilizados conjuntamente o método de Newmark, o método de Newton-Raphson e o algoritmo return-mapping para obtera resposta da estrutura ao longo do tempo.A implementação computacional desta metodologia se materializa com a criação de um programa computacional capaz de realizar a análise acima mencionada. A eficiência da metodologia proposta e a validade do programa criado são avaliadas por meio de dois exemplos académicos, nos quais se comparam os resultados das análises com os do programa de computador SAP2000. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Within the framework of passive energy dissipation systems for seismic protection of building structures, the metallic yield dampers have been commonly used. The focus of this study is on one of these devices - the ADAS (Added Damping And Stiffness) damper. The analysis ofstructures employing these devices requires the use of nonlinear analysis methods. This study presents a detailed methodology to perform the nonlinear time-history dynamic analysis of plane frames with ADAS dampers by finite element method. In addition are presented: the bilinear force-displacement model for the hysteretic nonlinear behavior of the ADAS device, the return-mapping algorithm to integrate this bilinear model, and the finite elementide alization of the ADAS device. In the proposed methodology the Newmark method, the Newton-Raphson method and the return-mapping algorithm are used together to obtain the response of the structure over time. The computational implementation of this methodology is materialized with the creation of a computational program capable of performing the aforementioned analysis. The efficiency of this proposed methodology and the validity of the created program are evaluated by means of two academic examples, in which we compare the results of the analyses with the ones of the computer program SAP2000.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Pós-Graduação em Sistemas Mecatrônicos, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-12-05T12:48:45Z No. of bitstreams: 1 2014_JoséOniramDeAquinoLimaverdeFilho.pdf: 26929737 bytes, checksum: 5057616614f3a401694ad33d19b06a90 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-09T18:54:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JoséOniramDeAquinoLimaverdeFilho.pdf: 26929737 bytes, checksum: 5057616614f3a401694ad33d19b06a90 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-09T18:54:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JoséOniramDeAquinoLimaverdeFilho.pdf: 26929737 bytes, checksum: 5057616614f3a401694ad33d19b06a90 (MD5) / O desenvolvimento de sistemas de controle vem abrangendo cada vez mais diferentes operações em campos de petróleo a fim de contornar os desafios recentes da indústria petrolífera. Nesta dissertação, uma abordagem de controle não-linear baseada na teoria de planicidade diferencial é apresentada em torno de questões práticas relacionadas ao posicionamento dinâmico de veículos marítimos e ao problema de otimização de produção em reservatórios sujeitos ao fenômeno do cone de água ou de gás. Dentro desse contexto, dois principais problemas na área de controle são discutidos: planejamento de trajetória e rastreamento de trajetória. A partir da noção de sistemas diferencialmente planos, esses problemas podem ser definidos em relação a um sistema linear controlável equivalente na forma canônica de Brunovsky, reduzindo os esforços no desenvolvimento da lei de controle ao se comparar a técnicas tradicionais da teoria de controle não-linear. Adicionalmente, como essa propriedade não é verificada em todos os sistemas dinâmicos abordados nesse manuscrito, conceitos de sistemas liouvilianos e de entradas planas são apresentados com o objetivo de adaptar sistemas não-diferencialmente planos de tal forma que estratégias de controle baseadas na planicidade diferencial possam ser utilizadas. A partir da modelagem matemática existente na literatura e da teoria de planicidade diferencial, esse trabalho descreve o projeto de controladores de rastreamento de trajetória para os seguintes sistemas: navio de superfície, veículo subaquático autônomo e o comportamento dinâmico da superfície livre em reservatórios sujeitos ao fenômeno do cone 2D. Para um conjunto de trajetórias de referência, os resultados obtidos através de simulações numéricas e testes experimentais avaliam a performance dos controladores mesmo na presença de perturbações externas. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Control design is increasingly encompassing different operations in oil fields aiming to circumvent the recent challenges in oil and gas industry. In this work, a nonlinear control approach based on differential flatness theory is presented around practical issues concerning dynamic positioning of marine vehicles and optimization of oil production in reservoir subject to the phenomenon of water and gas coning. Within this context, two main problems in control theory are discussed here: motion planning and trajectory tracking. From the notion of differentially flat systems, these problems can be defined in relation to an equivalent controllable linear system in Brunovsky canonical form, reducing efforts on control law design over traditional techniques of nonlinear control theory. Additionally, as this property is not verified in all dynamic systems addressed in this manuscript, concepts of liouvillian systems and flat inputs are presented in order to adapt non-differentially flat systems so that control strategies based on differential flatness can be used. Based on the mathematical modeling from the existing literature and differential flatness theory, this manuscript describes the trajectory tracking control design for the following nonlinear systems: surface vessels, autonomous underwater vehicle and dynamic behavior of the free surface in reservoirs subject to the phenomenon of 2D cone. For a set of reference trajectories, the results obtained from numerical simulations and experimental tests evaluate the control performance, including in the presence of external disturbances.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-04T11:56:58Z No. of bitstreams: 1 2014_ElizaCristinaPaivaMarcos (1).pdf: 3093688 bytes, checksum: 85520412571f0886753453d46dc59c5c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-18T15:52:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_ElizaCristinaPaivaMarcos (1).pdf: 3093688 bytes, checksum: 85520412571f0886753453d46dc59c5c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-18T15:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_ElizaCristinaPaivaMarcos (1).pdf: 3093688 bytes, checksum: 85520412571f0886753453d46dc59c5c (MD5) / Este trabalho apresenta a modelagem dinâmica de uma ponte rolante de três graus de liberdade, considerando a presença de arrasto aerodinâmico causado por ventos. Dois tipos de controle são utilizados: um baseado em linearização por realimentação dinâmica de estados via extensão dinâmica, e outro, em controle hierárquico. O sistema de realimentação dinâmica baseia-se na propriedade de planicidade diferencial (Flatness) do modelo dinâmico da ponte rolante. Já o controlador hierárquico baseia-se em sistemas singularmente perturbados e separa o sistema em duas escalas de tempo. Demonstra-se que em sistemas com planicidade diferencial (Flat Systems), todas as variáveis podem ser apresentadas em função de suas chamadas saídas planas (flat outputs) e de um número finito de derivadas no tempo das mesmas saídas. Com o planejamento da trajetória destas, é possível planejar todas as variáveis do sistema. Simulações comparativas são apresentadas, incluindo diferentes condições de carregamento, arrasto aerodinâmico e tempo de transporte. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents the dynamic modeling of a three degree-of-freedom overhead crane considering the presence of aerodynamic drag force caused by winds. Two types of control are used, one based on dynamic state feedback linearization through dynamic extension, and another based on hierarchical control. On one hand, the dynamic feedback system is based on the Flatness property of the overhead crane. On the other hand, the hierarchical controller is based on singularly perturbed systems and it separates the system into two time scales. It is shown that in differentially flat systems, all variables can be presented according to their flat outputs and according to a finite number of their time derivatives. By planning the trajectory of these outputs, all system variables can also be planned. Comparative simulations are presented, including different conditions for loading, aerodynamic drag force and travelling time.