Orientadores: Stefano De Leo, Marcio Jose Menon / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:45:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nishi_CelsoChikahiro_M.pdf: 1901346 bytes, checksum: 1c63ab49afb14097e1ba0142399f38cd (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Revisamos a Mecânica Quântica das Oscilações de neutrinos sob o ponto de vista da primeira quantização com o uso de pacotes de onda. Formalizamos o problema, assumindo como boa aproximação a propagação livre do neutrino depois da criação e antes de ser detectada. Desse modo, nenhuma consideração concreta é feita sobre os processos de criação e detecção, nem sua influência sobre o formalismo é considerada. Mesmo assim, como consequência direta, o formalismo permite resolver alguns problemas de normalização presentes em algumas abordagens usando pacotes de onda. Além disso, algumas características gerais do comportamento das fórmulas de oscilação podem ser inferidas, entre elas, o limite incoerete. Não há necessidade de distinção entre processos relativísticos e não relativísticos no formalismo, a não ser nas aproximações em cálculos explícitos. Do mesmo modo, não há efeitos de amplificação da oscilação em casos não relativísticos, apesar de tais efeitos serem advogados por alguns trabalhos. O uso explícito de pacotes de onda gaussianos permite-nos, nesse caso, classificar os regimes de oscilação. Nela estão presentes os fenômenos: de oscilação de sabor, de separação de pacotes e de alargamento do pacote; estes últimos são desprezados em outros trabalhos. O principal ganho de se incluir o efeito de alargamento é a melhora da aproximação analítica da fórmula de oscilação, já que isso inclui termos de ordem superior. Do mesmo modo, parâmetros característicos desses fenômenos podem ser quantificados. Alguns problemas referentes a integrações no tempo e médias são esclarecidas, e uma forma coerente de tomar médias mostra que esse procedimento só é relevante se a taxa de criação do neutrino variar muito rapidamente em relação à incerteza no tempo de detecção causado pela incerteza na posição. Mesmo assim, alguns problemas fundamentais restaram. A solução completa do problema da indefinição de sabor inicial não foi possível mas, mostramos que sob certas condições o formalismo é plenamente aplicável. Por fim, sob a luz do formalismo de pacotes de onda, as fórmulas de oscilação deduzidas a partir de ondas planas são analisadas e, constata-se que as fórmulas com fatores adicionais não correspondem a limites do formalismo com pacotes de onda. Algumas explicações são expostas a esse respeito / Abstract: We review the Quantum Mechanics of Neutrino Oscillations focused on the first quantization point of view, with the use of wave packets (WP). We formalize the problem, assuming as a good approximation the free propagation of the neutrinos after production and before detection. Therefore, no real consideration is made about the production and detection processes nor is its in uence on the formalism considered. Even so, as a direct consequence, the formalism allows us to solve some problems of normalization appearing in some approaches using WP. Moreover, some general features of the behavior of the oscillation formulas can be inferred, among them, the incoherent limit. There is no need to distinguish between relativistic and non relativistic processes in the formalism, except in the approximations in explicit calculations. There is no effects of enhancement of oscillation in the non relativistic limit as well. The explicit use of gaussian WP allow us to classify the oscillation regimes in this case. They are characterized by the phenomena of avor oscillations, wave packet slippage and spreading effects. The last is usually not taken into account. The main gain to include spreading effects is the better analytic approximation we get in the oscillation formulas, since it includes higher order terms. Characterictic parameters for these phenomena can be inferred as well. Some problems concerning time integrations and time averages are cleared up, and a correct way of taking averages shows that this procedure is only important when the production rate varies more rapidly than time uncertainty caused by position uncertainty in detection. Even though, some fundamental problems rest. The complete solution of the initial avor definition was not yet found, but we show that under certain conditions the formalism is well aplicable. At last, under the light of the WP approach, the oscillation formulas deduced with the use of plain waves are analyzed. We verify that the formulas with extra factors in the oscillation phase do not correspond to limits of the wave packet formalism. Some explanations are given about that / Mestrado / Física / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9086_1.pdf: 969332 bytes, checksum: 1a01a164ee6d8512cc98f0177aa054e4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / As oscilações espaciais da concentração de Xenônio-135 são significativas em reatores de grande porte, pois possuem o potencial para provocar oscilações na distribuição do fluxo neutrônico. Se o grau da distribuição do fluxo neutrônico ultrapassar os limites de segurança estipulados nas especificações técnicas do reator, há possibilidade de comprometimento térmico do sistema. Tais oscilações podem ser geradas a partir de qualquer perturbação no fluxo de nêutrons ou podem acontecer naturalmente num reator. Neste estudo foi desenvolvido um algoritmo em diferença finita, empregando o método de Crank-Nicolson generalizado, para resolver as equações diferenciais que regem o comportamento das concentrações de Iodo-135 e Xenônio-135 e do fluxo de nêutrons, e um código computacional, XECAR, em linguagem FORTRAN foi desenvolvido. Por simplicidade foi considerado um modelo do reator em uma dimensão e foram desprezados os efeitos da temperatura, os nêutrons atrasados e o efeito Doppler. Para a manutenção da criticalidade do reator foi considerado na equação de difusão um termo proveniente da teoria de perturbação a um grupo. A potência total do reator foi mantida. Foi utilizado o parâmetro da divergência axial (Axial Offset) da concentração do Xenônio-135 e fluxo neutrônico, para avaliar os resultados gerados pelo código. Foram simulados uma diminuição global da potência, após ser atingido o estado de equilíbrio da concentração de xenônio, variações dos parâmetros de discretização e dos parâmetros neutrônicos. Os resultados encontrados seguem a tendência esperada de forma a amenizar ou a continuar as oscilações espaciais. Foi definido um conjunto de valores de variáveis e denominado de caso padrão e a partir dele obtiveram-se resultados que trazem oscilações espaciais do fluxo de nêutrons e da concentração do nuclídeo. Foram encontradas oscilações com um período maior do que a encontrada nas referências bibliográficas

Orientador: Sigmar Maurer Deckmann / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-07-18T04:49:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_VivaldoFernandoda_D.pdf: 9273917 bytes, checksum: ea550dd0c8722911f1787b8532f3b760 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: o principal objetivo deste trabalho é descrever detalhadamente um Modelo de Sensibilidade de Potência ( MSP ) , especialmente desenvolvido para a simulação e análise da dinâmica de baixa frequência em sistemas multimáquinas. O modelo proposto é baseado em sensibilidades de potências, utilizadas para estabelecer o balanço dinamico de potência em cada barra do sistema. A interpretação física do diagrama de blocos resultante, permite uma comparação direta com o clássico modelo Heffron-Phillips para o caso de um gerador síncrono, conectado ao barramento infinito. Par-a a simulação ao longo do tempo é possível explorar as características de decomposição do modelo nas escalas de tempo rápido-lento. Além disso, através da decomposição ativo-reativo resulta um eficiente algoritmo de solução do problema dinâmico linearizado. A análise paramétrica dos coeficientes de sensibilidades mostra claramente a influência dos principais parâmetros e das variáveis de estado na estabilidade do gerador síncrono em relação aos fenômenos de baixa frequência / Abstract: The main objective of this report is to describe the detailed derivation of a Power- Sensitivity Model (PSM), suited for the simulation and analysis of the low frequency dynamics in multimachine networks. The proposed model is based on power sensitivities, used to established the dynamic power balance conditions at the network buses. The physical interpretation of the resulting block diagram allows a direct comparison with the classical Heffron-Phillips model for the single machine case, connected to an infinite bus. For a time solution it is possible to explore the decomposition features of the model into the slow-fast time scales. Furthermore, active-reactive decoupling characteristics lead to an efficient solution algorithm of the linearized dynamic problem. The parametric analysis of the sensitivities shows clearly the influence of the main parameters and the state variables on the stability of the synchronous machines with respect to low frequency phenomena / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

O estudo da variação de massa na superfície do eletrodo pode fornecer importantes informações a respeito de processos interfaciais. Quando bem interpretados, os resultados podem auxiliar na elucidação do mecanismo reacional. Assim, aspectos como adsorção de espécies eletroativas, formação e oxidação de adsorbatos, e processos de transferência de carga e sua dependência com o potencial podem ser avaliados. O aparecimento de instabilidades cinéticas em sistemas eletroquímicos, em particular durante a eletro-oxidação de moléculas orgânicas pequenas, tem sido tema de vários estudos. A eletro-oxidação de metanol foi estuda sobre platina em meios alcalino e ácido utilizando a técnica de nanobalança eletroquímica a cristal de quartzo. Os cátions de metais alcalinos têm um papel muito importante sobre os processos eletródicos, influenciando a formação de PtO e a corrente de oxidação do combustível. A oxidação da superfície em KOH é favorecida em relação ao LiOH e a variação de massa para esse processo é maior no primeiro caso. Contudo, a massa molar calculada para espécies oxigenadas na superfície foi maior para a solução contendo LiOH. Para verificar a interação da superfície de platina oxidada com o orgânico foram realizadas medidas de potencial de circuito aberto e verificou-se que na solução contendo íons Li+ o tempo que antecede a íngreme queda de potencial foi maior, sendo a variação de massa durante o transiente de -69,0 ng.cm-2 e -62,3 ng.cm-2 para as soluções de hidróxido de potássio aquoso e hidróxido de lítio aquoso, respectivamente. Nos experimentos conduzidos em meio ácido o foco foi estudar a variação de massa durante as oscilações em condições galvanostáticas. Verificou-se que essa variação de massa foi muito pequena, cerca de 4,7 ng.cm-2, quando utilizado eletrólito aquoso de ácido sulfúrico, e com resolução relativamente boa. Em seguida etapa foi estudada a eletro-oxidação do metanol em solução de ácido perclórico na ausência e na presença de íons cloreto, sobre platina. A oxidação da superfície de plantina é adiada para potenciais um pouco mais elevado na solução contendo cloreto do que em relação àquela sem estes íons. Após a adição de metanol foi realizada uma estimativa do recobrimento de óxido na superfície para as duas situações em questão. O valor de θO encontrado foi de 3,1 e de 3,4 para a solução sem cloreto e com cloreto, respectivamente. Nos experimentos galvanostáticos, verificou-se que as oscilações de potencial e massa apresentaram frequência maior quando havia íons Cl- na solução. Com os experimentos de nanogravimetria foi possível calcular a variação de θCO durante uma oscilação. Os valores obtidos foram 0,08 e 0,12 para a solução com e sem cloreto, respectivamente. Em uma última etapa, o eletrodo foi polarizado em 1,4 V durante 300 s e em seguida abriu-se o circuito e esperou-se até que atingisse o potencial de equilíbrio. Foi observado que o tempo para que este potencial fosse atingido foi de 9,1 s para solução sem cloreto e de 31 s para aquela contendo os ânions. Além disso, foi calculado o valor de θO para as duas soluções. Para a primeira o valor foi de 4,2 e para a segunda foi de 5,1. Os íons cloreto influenciam o processo de redução do óxido nos experimentos de potencial de circuito aberto durante todo o transiente devido o processo de quimissorção que ocorre e a competição com as moléculas de metanol por sítios livres. Este fenômeno também é, possivelmente, responsável pela maior variação de massa observada no transiente e consequentemente no valor de θO. / The study of the mass variation on the surface of the electrode can provide important information about interfacial processes. If there is a good interpretation, the results may aid in the elucidation of the reaction mechanism. So, aspects like adsorption of electroactive species, formation and oxidation of adsorbents, load transfer processes and their dependence on potential can be evaluated. The appearance of kinetic instabilities in electrochemical systems, particularly during the electro-oxidation of small organic molecules, has been the subject of several studies. The electro-oxidation of methanol was studied on platinum in alkaline and acid media using the technique of nanobalance electrochemical scale to quartz crystal. The alkali metal cations have a very important role on the electrodes processes, influencing the formation of PtO and the oxidation current of the fuel. The oxidation of the KOH surface is favored in relation to LiOH and the mass variation for this process is greater in the first case. However, the calculated molar mass for oxygenated species on the surface was higher for the solution containing LiOH. To verify the interaction of the oxidized platinum surface with the organic, open-circuit potential measurements were performed and it was found that in the solution containing Li+ ions the time before the steep drop in potential was greater, corresponding during the transient mass variation of -69.0 ng.cm-2 and - 62.3 ng.cm-2 for the solutions of aqueous potassium hydroxide and aqueous lithium hydroxide, respectively. In the acid experiments, the focus was to study the mass variation during oscillations under galvanostatic conditions. It was noted that this variation of mass it was very small, about 4.7 ng.cm-2, when aqueous sulfuric acid electrolyte was used, and with relatively good resolution. Then, the electro-oxidation of methanol in solution of perchloric acid in the absence and presence of chloride ions on platinum was studied. The oxidation of the plantine surface is delayed to potentials a little more high in the solution containing chloride than in relation to that without these ions, After the addition of methanol an estimation of the coating of oxidation in the surface was realized for the two situations in question. The value of θO found was 3.1 and 3.4 for the solution without chloride and with chloride, respectively. In the galvanostatic experiments, it was verified that the oscillations of potential and mass presented higher frequency when there were Cl- ions in the solution. With the nanogravimetry experiments, it was possible to calculate the variation of θCO during an oscillation. The values obtained were 0.08 and 0.12 for the solution with and without chloride, respectively. In a final step, the electrode was polarized at 1.4 V for 300 s and then the circuit was opened and waited until it reached equilibrium potential. It was observed that the time for this potential to be reached was 9.1 s for solution without chloride and 31 s for the one containing the anions. In addition, the value of θO was calculated for the two solutions. For the first, the value was 4.2 and for the second it was 5.1. The chloride ions influence in the oxidation reduction process in open circuit potential experiments throughout the transient due to the chemisorption process that occurs and competition with the methanol molecules through free sites. This phenomenon is also possibly responsible for the mass observed in the transient and consequently in the value of θO.

Ritmos biológicos são regulados por mecanismos homeostáticos que asseguram a confiabilidade funcional do relógio fisiológico independentemente de mudanças de temperatura no ambiente. Compensação de temperatura, ou a independência do período oscilatório em relação à temperatura, é conhecida por exercer um papel central em muitos ritmos biológicos, mas um fenômeno raro em osciladores químicos. Estudou-se nessa dissertação a influência da temperatura na dinâmica oscilatória durante a oxidação catalítica de ácido fórmico sobre eletrodo de platina policristalina. Os experimentos foram conduzidos em cinco temperaturas diferentes de 5 à 25 ºC, e as oscilações foram estudadas sob controle galvanostático. Resultados experimentais foram comparados a um novo modelo proposto para a eletro-oxidação de ácido fórmico, considerando formato como intermediário ativo e a desidrogenação da água em altos potenciais. Sob condições oscilatórias apenas comportamento anti-Arrhenius foi observado. Sobre-compensação com coeficiente de temperatura (q10, definido como a razão entre a constante de velocidade à temperatura T + 10 ºC e em T) < 1 é achada para a maioria dos casos, exceto em altas correntes aplicadas onde compensação de temperatura, q10 ~ 1 predomina. O comportamento do período e amplitude resulta de uma combinação complexa entre a temperatura e corrente aplicada ou, equivalentemente, a distância do equilíbrio termodinâmico. Altas energias de ativação aparente foram obtidas em condições voltamétricas, não-oscilatórias, as quais implicam que o comportamento anti-Arrhenius observado sob regime oscilatório resulta de um acoplamento entre as rotas reacionais em vez de uma fraca dependência da temperatura nas etapas elementares. Mecanisticamente, os experimentos e o modelo matemático sugerem que o período em regime de (sobre)compensação de temperatura durante a eletro-oxidação de ácido fórmico sobre platina é governado pelo acoplamento entre as taxas reacionais de formação/remoção de monóxido de carbono e formato em condições oscilatórias. / Biological rhythms are regulated by homeostatic mechanisms that assure that physiological clocks function reliably independent of temperature changes in the environment. Temperature compensation, i.e. the independence of the oscillatory period on temperature, is known to play a central role in many biological rhythms, but it is rather rare in chemical oscillators. It was studied in this master thesis the influence of temperature on the oscillatory dynamics during the catalytic oxidation of formic acid on a polycrystalline platinum electrode. The experiments are performed at five temperatures from 5 to 25 ºC, and the oscillations studied under galvanostatic control. Experimental results are compared to a new model proposed for formic acid electro-oxidation, which includes formate as an active intermediate and water dehydrogenation at high potentials. Under oscillatory conditions only non-Arrhenius behavior is observed. Over-compensation with temperature coefficient (q10, defined as the ratio between the rate constants at temperature T + 10 ºC and at T) < 1 is found in most cases, except that temperature compensation with q10 ~ 1 predominates at high applied currents. The behavior of the period and the amplitude result from a complex interplay between temperature and applied current or, equivalently, the distance from thermodynamic equilibrium. High, positive apparent activation energies were obtained under voltammetric, non-oscillatory conditions, which implies that the non-Arrhenius behavior observed under oscillatory conditions results from the interplay among reaction steps rather than from a weak temperature dependence of the individual steps. Mechanistically, the experiments and the mathematical model suggest that the period in temperature (over)compensation regime during electro-oxidation of formic acid at platinum is governed by the coupling among the reaction rates of formation/removal of carbon monoxide and formate coverage in oscillatory conditions.

A aplicação de sistemas dinâmicos para processamento de informações é um tópico promissor de pesquisa. Um excelente exemplo são as redes neurais caóticas. Em geral, o caos tem duas características marcantes, quais são: complexidade dinâmica e grande regularidade. Estas características geram propriedades de sistemas caóticos muito ricas e, ao mesmo tempo, possivelmente tratáveis. A segmentação de cenários é um processo fundamental no processamento sensorial neural, porém o mecanismo neural básico continua bastante desconhecido. Considerações teóricas e estudos neuro-fisiológicos realizados no córtex visual de gatos revelam que a correlação oscilatória da atividade neural desempenha um papel importante no processo de segmentação. Geralmente, modelos de correlação oscilatória por segmentação de cenas requerem um mecanismo para sincronizar neurônios, o qual representa um objeto coerente e, ao mesmo tempo, outro para dessincronizar neurônios, o qual representa objetos diferentes. A principal dificuldade encontrada é tratar ao mesmo tempo estes dois fenômenos opostos: sincronização e assincronização. Chamamos o problema de Dilema da Sincronização-Assincronização: mais forte que a sincronização entre neurônios, mais difícil de conseguir que a assincronização e vice-versa. Para nosso conhecimento todos os modelos de correlação oscilatória esbarram neste problema. Neste trabalho de tese, é apresentada uma rede neural caótica LECON (Locally Excitatory Chaotic Oscillator Network) para tratar o problema supramencionado. É mostrado como o dilema sincronização-assincronização pode ser evitado pela sincronização e assincronização caótica. Com esta finalidade, primeiro é analisada a dinâmica caótica de um oscilador neural tipo Wilson-Cowan; a seguir, condições de sincronização caótica são analiticamente obtidas a partir de um vetor de N osciladores tipo Wilson-Cowan difusamente acoplados. Finalmente, é mostrado que o mecanismo de assincronização em uma rede LECON é garantido pela definição de caos. Comparada com outros modelos de correlação oscilatória, a rede LECON tem quatro características relevantes: 1) capacidade ilimitada de segmentação; 2) segmentação de forma paralela; 3) garantia teórica das funções do modelo; 4) tratamento matemático simples. Este modelo também representa um exemplo das vantagens do uso da dinâmica caótica para processamento de informações.

Um sistema de bobinas de Mirnov foi construído, calibrado e utilizado para a análise das descargas de plasma no tokamak TCABR. Este sistema é composto de 22 bobinas magnéticas que foram instaladas ao redor de uma seção transversal no interior da câmara de vácuo do TCABR, tendo-se em conta os efeitos produzidos pela geometria toroidal do sistema. Cuidados especiais foram tomados para proteger os enrolamentos das bobinas com relação a ação do plasma, e também para evitar que correntes de Foucault viessem a comprometer o funcionamento do sistema. Para este diagnóstico também foi construído um sistema eletrônico específico para a filtragem e amplificação dos sinais das bobinas, para serem, depois, digitalizadas pelo sistema VME e gravados através do sistema de aquisição de dados do TCABR. Foi desenvolvido, também, um programa para a análise destes dados, baseados no processo da análise de Fourier, de forma a permitir a identificação dos modos de perturbação MHD presentes nas descargas do TCABR. Com esse sistema de deteção colocado em operação, foi então possível investigar as descargas de plasma do TCABR para dois regimes de operação: descargas de 'run-away' e plasma resistivo. Nas descargas com elétrons fugitivos 'run-away', foram observadas estruturas nos sinais de tensão de enlace, H alfa, raios-X duros e bobinas de Mirnov, bastante correlacionados entre si. Nas descargas com plasma resistivo, foi observado que as oscilações de Mirnov no tokamak TCABR possuem freqüências no intervalo de 10 kHz - 15 kHz. Em algumas das descargas também foram observadas correlações entre os sinais de emissão de raios-X duros e as oscilações de Mirnov, bem como correlações entre as flutuações da densidade de partículas e as oscilações de Mirnov. Experimentos com deslocamento horizontal da coluna de plasma permitiram observar como variava o comportamento das amplitudes dos sinais das bobinas de Mirnov. Também foram estudadas algumas descargas disruptivas com plasma resistivo no limite de altas densidades. Pode-se analisar as oscilações de Mirnov e os modos de perturbação antes da ocorrência de disrupturas. Observou-se, por exemplo, que o modo precursor m = 3 é predominante ao longo da descarga mas, antes da disruptura, os modos m = 1, 2, 3 e 4 passam a ser dominantes. Nesta situação a velocidade angular das ilhas magnéticas foi determinada como sendo de 5000 rad/s. Finalmente, utilizaram-se os sinais do sistema de bobinas de Mirnov para algumas análises preliminares envolvendo descargas resistivas com ondas de Alfvèn. Foi observado, por exemplo, que depois de 3 ms de serem ligadas as antenas de Alfvèn, as oscilações de Mirnov geralmente crescem em amplitude enquanto diminuem em freqüência, mantendo-se assim até o final da descarga.

Orientador: José Manoel Baltazar / Co-orientador: Átila Madureira Bueno / Banca: Paulo José Amaral Serni / Banca: Andre Luiz Andreoli / Resumo: O estudo de técnicas de controle de vibração tem grande importância em diversas áreas da Engenharia, tais como Aeroespacial, Automobilística, Mecânica, Robótica, etc. Um dos principais problemas observados nesses sistemas referem-se as oscilações mecânicas oriundas dos movimentos, ocasionando as vibrações nas estruturas flexíveis. Os sistemas de controle de veículos espaciais, satélites artificiais, manipuladores robóticos, guindastes rotativos, vigas engastadas, entre outros, mesmo se considerados rígidos, apresentam comportamento não-linear. Analisar essas situações expostas visa, dentro das diversas áreas, proporcionar maior margem de segurança e estabilidade do equipamento, da carga e dos usuários. Diante desse contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver modelos matemáticos para sistemas rotacionais em estruturas flexíveis e aplicar um Observador de Estados para estimar as variáveis de estado, que permite diminuir a quantidade de sensores, e projetar controladores para atenuar vibrações, com base na resposta experimental, na avaliação, verificação e validação do modelo desenvolvido para controlar vibrações em estruturas flexíveis. A metodologia utilizada baseia-se em desenvolver modelos matemáticos do sistema de controle de vibração para o sistema Rotary Flexible Link da Quanser, que consiste de uma haste metálica flexível acoplada a um servomecanismo que permite o movimento rotacional no plano horizontal. Para a obtenção das equações de movimento, considerou-se o método de Euler-Lagrange. Os resultados foram o desenvolvimento e validação experimental dos modelos matemáticos para controlar a vibração da viga flexível, e com a utilização do Observador de Estados permitiu demonstrar uma ótima estimativa das variáveis de estado, além de eliminar a utilização do tacômetro e do strain gage. / Abstract: The study of vibration control techniques has great importance in several areas of Engineering, such as Aerospace, Automotive, Mechanics, Robotics, etc. One of the main problems observed in these systems refers to the mechanical oscillations originating from the movements, causing the vibrations in the flexible structures. Space vehicle control systems, artificial satellites, robotic manipulators, rotary cranes, clamped beams, among others, even if considered rigid, exhibit non-linear behavior. Analyzing these exposed situations aims, within the several areas, to provide greater margin of safety and stability of the equipment, the load and the users. Given this context, this work aims to develop mathematical models for rotational systems in flexible structures and to apply a State Observer to estimate the state variables, which allows to reduce the number of sensors, and design controllers to attenuate vibrations, based on the response Experimental, in the evaluation, verification and validation of the model developed to control vibrations in flexible structures. The methodology used is based on developing mathematical models of the vibration control system for the Rotary Flexible Link system of Quanser, which consists of a flexible metal beam coupled to a servomechanism that allows rotational movement in the horizontal plane. In order to obtain the equations of motion, the Euler-Lagrange method was considered. The results were the development and experimental validation of the mathematical models to control the vibration of the flexible beam, and with the use of the State Observer, it was possible to demonstrate a good estimation of the state variables, besides eliminating the use of the tachometer and the strain gage. / Mestre

No presente trabalho foram estudados alguns aspectos não lineares da catálise da oxidação de etileno glicol (EG) sob platina em meio alcalino (KOH). A dinâmica do sistema foi investigada através de voltametria cíclica, séries temporais de corrente e potencial e por espectroscopia de impedância eletroquímica. (EIE). Os resultados da EIE revelaram a presença de uma região de resistência diferencial negativa escondida nas proximidades o pico principal obtido na voltametria cíclica. De modo geral o sistema se mostrou apto a oscilar tanto sob regime potenciostático quanto galvanostático e por longos períodos de tempo apresentando uma miríade de estados dinâmicos que incluem oscilações harmônicas, de baixa e alta amplitudes, períodos 2, 3, 4 e modos mistos, além da duplicação de período na transição para o caos. A concentração tanto de EG como de KOH tiveram caráter essencial nos padrões temporais observados. A complexidade dos períodos aumenta com o aumento da concentração de EG resultando em 90% do tempo em que o sistema passa oscilando devotado às oscilações caóticas quando a concentração de EG é de 1,6 M. O aumento da densidade de corrente produz um efeito contrário nos padrões, ou seja, quanto mais alta é a corrente mais simples são os períodos. A influência de alguns produtos de oxidação parcial do EG foi estudada em diferentes condições. Os resultados das mudanças de morfologia das oscilações são racionalizados em termos das eventuais conexões com os intermediários de reação formados durante o processo de oxidação que, por sua vez, dependem da concentração do álcool e da densidade de corrente. / In the present work were studied some nonlinear aspects of the catalytic oxidation of ethylene glycol (EG) on platinum electrodes in alkaline media (KOH). The system\'s dynamics was investigated by means of cyclic voltammetry, current and potential time series, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The EIS results reveal the presence of a hidden negative differential resistance around the main voltammetric peak. Overall, the system was able to oscillate for several periods, displaying a myriad of dynamic states which includes harmonic, small and large amplitude, periods 2, 3, and 4, and mixed-mode oscillations, as well as period doubling transition to chaos. The concentration of both EG and KOH were found to play an essential role in the temporal patterns observed. The complexity of the periods increase with EG concentration resulting in 90% of the oscillating time devoted to chaotic patters when EG concentration is 1.6 M. The increment of the current density produces an opposite behavior of the patters: the higher the applied current the simpler the oscillatory dynamics. The influence of some products of partial EG oxidation was studied under different conditions and compared. The results of the changes in the oscillatory morphology are rationalized in terms of its eventual connection with reaction intermediates formed during the oxidation process that, in turn, depends on the alcohol concentration and on the current density.

Resumo: A aplicação industrial de tratamentos termoquímicos assistidos por plasma tem apresentado considerável crescimento nos últimos anos. Isso é consequência dos excelentes resultados obtidos na modificação de superfícies nos materiais de engenharia com baixo impacto ambiental. No caso da nitretação dos aços inoxidáveis, quando o tratamento é realizado em baixas temperaturas, normalmente abaixo de 450ºC, proporciona uma significativa melhora de seu comportamento tribológico e da resistência a corrosão. Dentre os diferentes tratamentos termoquímicos assistidos por plasma, a cementação tem mostrado bons resultados em aplicações práticas, possibilitando melhoras nas propriedades de superfície dos aços inoxidáveis por meio da difusão de carbono e/ou formação de carbonetos com os elementos de liga do metal. As propriedades mecânicas, químicas e metalúrgicas da camada tratada, dependem fortemente das variáveis utilizadas durante o processo, incluindo temperatura e tempo de tratamento, assim como a composição e fluxo da mistura gasosa. Neste contexto, no presente trabalho foram estudadas as características microestruturais de amostras do aço inoxidável martensítico AISI 420 cementadas por plasma a baixa temperatura, avaliando a influência dos parâmetros: composição da mistura gasosa, fluxo da mistura gasosa, tempo de tratamento e temperatura de tratamento. Quatro séries de amostras foram tratadas visando avaliar a influência dos parâmetros aplicados: a primeira, denominada variação da composição da mistura gasosa foi realizada a temperatura de 450ºC, por 4 horas, com conteúdo de CH4 variando entre 0,25 a 1%, com intervalos de 0,25%, em uma mistura gasosa contendo 20% de Ar e 80% de H2, a um fluxo de 100 sccm (standard cubic centimeter per minute); a segunda, intitulada variação do fluxo da mistura gasosa foi executada a temperatura de 420ºC, por 4 horas, usando uma mistura gasosa composta por 99,5% (80% H2 + 20% Ar) + 0,5% CH4 com fluxo variando entre 100 a 400 sccm, com intervalos de 100 sccm; a terceira, nomeada variação da temperatura de processo, foi realizada usando a mistura gasosa contendo 99,5% (80% H2 + 20% Ar) + 0,5% CH4, fluxo gasoso de 100 sccm, com tempo de tratamento de 8 horas e temperaturas variando entre 350 a 500 ºC, com diferença de 50 ºC; e a quarta, designada variação do tempo de tratamento, foi executada a temperatura de 450 ºC, fazendo uso de uma mistura gasosa com teor de CH4 de 0,5% e fluxo de 100 sccm, sendo realizado em períodos de tratamentos de 4, 8, 12 e 16 horas. Todos os ciclos foram realizados a pressão de 3 Torr e tensão de pico de 700 V. As camadas obtidas foram caracterizadas por meio de microscopia óptica, eletrônica de varredura e confocal laser, difração de raios-X e medidas de microdureza. Os resultados mostram que a modificação superficial do aço AISI 420 através da cementação por plasma nas condições avaliadas conduz a um significativo aumento na microdureza do material, a qual se deve à saturação intersticial de átomos de carbono e/ou à precipitação de Fe3C, o que é evidenciado pelos espectros de DRX obtidos e pelas micrografias que confirmam a presença de uma camada com morfologia modificada. Os resultados indicam uma relação direta entre os parâmetros utilizados nos tratamento de cementação a plasma e as propriedades da superfície modificada.