Orientador: Ricardo Luiz Viana / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: Potenciais biestáveis são frequentemente encontrados na análise de problemas envolvendo física de lasers e na Mecânica Quântica. Neste trabalho estudamos o comportamento dinâmico de um oscilador não-linear amortecido e periodicamente forçado, sob a ação de um potencial biestável da forma V{x) = x 2 + Xx2/ ( l + g x 2). U m a análise qualitativa é realizada através de retratos de fase, mapas de Poincaré e espectros de potência. Métodos de aproximação são utilizados para construir curvas de ressonância, que caracterizam a resposta dinâmica, do sistema à excitação externa, e para identificar soluções harmônicas. / Abstract: Bistable potentials are often found in .the analysis of problems in laser physics and Quantun Mechanics as well. In this work, we study the dynamical behaviour of a damped, periodically forced nonlinear oscillator under the action of a bistable potential of the form l/(x) = x 2 + X x 2/{[ + cjx2). A qualitative analysis was carried out through phase space portraits, Poincare maps and power spectra. Approximation methods are used to generate resonance curves, which characterize the dynamical response of the system to the external excitation, and to identify harmonic solutions.

Orientador : Ricardo Luiz Viana / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: Um oscilador linear por partes, carregado, amortecido e forçado é investigado numericamente. A não-linearidade é devida à rigidez assimétrica. A motivação física remete às ondulações de uma ponte pênsil, estimulada pelo fluxo lateral do vento. Um mapa de Poincaré bidimensional é obtido. Os parâmetros são introduzidos gradualmente, favorecendo uma abordagem fenomenológica. Retratos de fase revelam multi-estabilidade com estrutura de bacia muito intrincada, cujo expoente de incerteza resulta não-inteiro, apesar de argumentos geométricos demonstrarem que esta estrutura não é fractal. Um atrator caótico é destruído por uma crise de fronteira. Próximo ao parâmetro crítico, o tempo médio de transiente diminui com o amortecimento segundo uma lei de potência. Ocorre erosão da bacia de segurança quando é introduzido um limiar de ruptura para a mola unilateral. Atratores de períodos mais altos são destruídos pela adição de ruído. Movimento quasiperiódico, sincronização e caos são criados pelo acoplamento entre dois osciladores conectados por uma mola unilateral. / Abstract: A forced damped and preloaded piecewise-linear oscillator is numerically investigated. Nonlinearity is due to asymmetrical stiffness. Physical motivation alludes to the undulations of a suspension bridge, stimulated by transversal wind flow. A two-dimensional Poincare map is obtained. Parameters are gradually introduced, enhancing a phenomenological approach. Phase portraits reveal multistability with a highly entangled basin structure, which uncertainty exponent is non-integer, despite geometrical arguments demonstrate this structure is not fractal. A chaotic attractor is destroyed through boundary crisis. Close to critical parameter, average transient time decreases with damping as a power-law. Erosion of safe basin occurs as a rupture threshold for the one-sided spring is established. Periodic attractors with higher periods are destroyed by addition of noise. Quasiperiodic motion, synchronization and chaos are created by the coupling between two oscillators connected by a one-sided spring.

Orientador: José Manoel Balthazar / Banca: Angelo Marcelo Tusset / Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Resumo: Alves Godoy, Willians Roberto, análise de um oscilador não linear acoplado a um absorvedor tipo "snap through truss" (stta). Bauru: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual Paulista "Julio de Mesquita Filho", 2011, 102 pp., Dissertação (Mestrado). Recentemente os estudos sobre os absorvedores de energia vêm ganhando importância e destaque, principalmente na indústria automobilística e aeronáutica. Esse tipo de absorvedor permite fazer o controle passivo de um sistema vibratório. Na busca por melhores resultados, verificou-se a ansiedade da utilização de absorvedores não lineares, já que estes demonstraram poder receber energia além de uma pequena faixa de freqüencia de vibração do oscilador. Neste trabalho, considera-se o sistema vibratório constituído de um controlador passivo, o absorvedor tipo "snap-through truss" (STTA) acoplado a um oscilador submetido à excitação de um motor elétrico com uma excentricidade e potência limitada, caracterizando um oscilador não ideal (NIO). Busca-se utilizar o absorvedor STTA como um absorvedor não linear, aproveitando sua não linearidade geométrica, e estabelecer condições para que as amplitudes de movimento do sistema principal se tornem menores em determinadas condições. O principal objetivo nesse trabalho é obter as condições em que as amplitudes de movimento do NIO são menores durante a passagem pela ressonância, atenuando o efeito Sommerfeld. Os resultados obtidos nessa situação mostraram que o STTA é eficiente na redução das amplitudes de movimento do NIO antes e dentro da região de ressonâcia. Em contrapartida, ao sair da ressonância ficou evidente que o absorvedor deve ser retirado do sistema por implicar grandes amplitudes ao NIO. Além disso, um breve estudo da atuação do STTA sobre um sistema... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In recent years studies on energy absorver in order to reduce some systems vibration amplitudes has been gaining importance and prominence. This type of absorber allows vibrating system passive control. In order to better results, it was verified the need to use non-lienar absorbers as these have been shown to receive power more than a small band of vibration frequency of the oscillator. This work considers the vibrating system that consists of a snap-through truss absorber (STTA) coupled to an oscillator under excitation of an electric motor with an eccentricity and limited power, characterizing a non-ideal oscillator (NIO). it is aimed to use the absorver STTA as non-linear absorber and establish the conditions for the motion amplitudes become smaller under certain conditions the mian system. Therefore, this work aims to determine the conditions in which the main system, while it passes through resonance, has attenuated its amplitude of moviment and do not waste energy working in this condition. The main objective of this work is to obtain the conditions under which amplitudes motion of NIO are smaller in the passage through resonance, reducing the Sommerfeld effect. The results obtained in this situation showed that the STTA is effectie to reduce amplitudes motion of NIO before and within region of resonance. In contrast, out of resonance, it was evident that absorber must be removed from the system by imply large amplitudes to the NIO. In addition, a brief study of the performance of STTA on an ideal system was performed. In this situation, the STTA showed significant results in the attenuation of amplitudes motion of the oscillator. Therefore, this work shows that the use of snap-through truss absorber is a good alternative among passive abserbers in attenuation of Sommerfeld effect in non-ideal systems / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-02Bitstream added on 2014-06-13T20:37:42Z : No. of bitstreams: 1 godoy_wra_me_bauru.pdf: 2181363 bytes, checksum: 2a22bf1c96c4aa3286f7cf3ced444283 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Alves Godoy, Willians Roberto, análise de um oscilador não linear acoplado a um absorvedor tipo snap through truss (stta). Bauru: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, 2011, 102 pp., Dissertação (Mestrado). Recentemente os estudos sobre os absorvedores de energia vêm ganhando importância e destaque, principalmente na indústria automobilística e aeronáutica. Esse tipo de absorvedor permite fazer o controle passivo de um sistema vibratório. Na busca por melhores resultados, verificou-se a ansiedade da utilização de absorvedores não lineares, já que estes demonstraram poder receber energia além de uma pequena faixa de freqüencia de vibração do oscilador. Neste trabalho, considera-se o sistema vibratório constituído de um controlador passivo, o absorvedor tipo snap-through truss (STTA) acoplado a um oscilador submetido à excitação de um motor elétrico com uma excentricidade e potência limitada, caracterizando um oscilador não ideal (NIO). Busca-se utilizar o absorvedor STTA como um absorvedor não linear, aproveitando sua não linearidade geométrica, e estabelecer condições para que as amplitudes de movimento do sistema principal se tornem menores em determinadas condições. O principal objetivo nesse trabalho é obter as condições em que as amplitudes de movimento do NIO são menores durante a passagem pela ressonância, atenuando o efeito Sommerfeld. Os resultados obtidos nessa situação mostraram que o STTA é eficiente na redução das amplitudes de movimento do NIO antes e dentro da região de ressonâcia. Em contrapartida, ao sair da ressonância ficou evidente que o absorvedor deve ser retirado do sistema por implicar grandes amplitudes ao NIO. Além disso, um breve estudo da atuação do STTA sobre um sistema... / In recent years studies on energy absorver in order to reduce some systems vibration amplitudes has been gaining importance and prominence. This type of absorber allows vibrating system passive control. In order to better results, it was verified the need to use non-lienar absorbers as these have been shown to receive power more than a small band of vibration frequency of the oscillator. This work considers the vibrating system that consists of a snap-through truss absorber (STTA) coupled to an oscillator under excitation of an electric motor with an eccentricity and limited power, characterizing a non-ideal oscillator (NIO). it is aimed to use the absorver STTA as non-linear absorber and establish the conditions for the motion amplitudes become smaller under certain conditions the mian system. Therefore, this work aims to determine the conditions in which the main system, while it passes through resonance, has attenuated its amplitude of moviment and do not waste energy working in this condition. The main objective of this work is to obtain the conditions under which amplitudes motion of NIO are smaller in the passage through resonance, reducing the Sommerfeld effect. The results obtained in this situation showed that the STTA is effectie to reduce amplitudes motion of NIO before and within region of resonance. In contrast, out of resonance, it was evident that absorber must be removed from the system by imply large amplitudes to the NIO. In addition, a brief study of the performance of STTA on an ideal system was performed. In this situation, the STTA showed significant results in the attenuation of amplitudes motion of the oscillator. Therefore, this work shows that the use of snap-through truss absorber is a good alternative among passive abserbers in attenuation of Sommerfeld effect in non-ideal systems

Orientador: Edson Denis Leonel / Banca: Ricardo Egydio de Carvalho / Banca: Tiago Kroetz / Resumo: Neste trabalho estudamos dois bilhares com fronteira móvel cuja perturbação temporal é dada por um oscilador van der Pol. Estudamos um bilhar unidimensional e outro bidimensional na qual uma ou mais partículas clássicas de massa m não interagentes são confinadas ao interior da fronteira que define o bilhar. Investigando algumas propriedades dinâmicas e estatísticas da partícula em função do parâmetro X que controla o termo não linear e o parâmetro y0 que controla a amplitude do oscilador de van der Pol. O bilhar unidimensional consiste em duas paredes rígidas, em que uma delas é móvel centrada na origem regida pelo oscilador de van der Pol e a outra xa em L. Descrevemos todos os procedimentos para construção do mapeamento que fornece a dinâmica da partícula, assim como as equações necessárias que defnem o movimento da parede móvel. O espaço de fases, o expoente de Lyapunov e a velocidade média são obtidos para diferentes valores de parâmetros de controle. Para o caso em que massa da partícula (mp) é muito menor que a massa da parede móvel (mw), m = mp=mw ' 0, podemos dividir o regime dinâmico em função do parâmetro c em dois tipos: (i) que recupera os resultados do modelo Fermi- Ulam; e (ii) no qual é observado um regime de crescimento da velocidade média nal. Para o caso em que m 6= 0, as colisões da partícula com a parede móvel perturbam o movimento da parede móvel e o sistema se torna dissipativo. Neste caso a dinâmica da partícula tende a pontos xos de forma assintótica passando por um transiente inicial. Para este caso construímos a bacia de atração e a frequência do número de períodos de um conjunto de condições iniciais. Para o bilhar bidimensional, construímos um modelo em que a fronteira é do tipo ovoide, analisamos o caso estático e o móvel regida pelo oscilador de van der Pol... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Some dynamical properties for an ensemble of non-interacting particles con ned in a billiard with a time-dependent boundary are studied. The boundary is given by van der Pol oscillator and two cases are considered namely: (i) one-dimensional and (ii) twodimensional dynamics. For the one-dimensional case, we considered the dynamics of classical particle of mass m con ned to bounce between two rigid walls. One of them is xed at a distance L from the average position of the rst that uctuates according to a van der Pol oscillator. We consider the case where the mass of the particle is su ciently small as compared to the mass of the moving wall. Then we investigate some properties of the phase space including the average velocity of the particle. Our results reveal a scaling invariance for the nal average velocity, i.e., when n!¥. We discuss also the case when the mass of the particle is a fraction of the mass of the moving wall therefore showing the system now shows features of dissipative model. This is characterized speci cally by the presence of attractors in the phase space. For the two-dimensional case, we considered the dynamics of a classical particle of mass m where the particle is con ned to bounce inside a billiard whose boundary is of ellipticaloval like shape. First we analyze the static case. Second we consider the case where the boundary moves according to a van der Pol oscillator. We discuss the model in a similar way as made for the 1-D case including very small mass of the particle (m = 0) and m 6= 0. Dynamical properties for the particle were obtained like the behavior of the average velocity therefore demonstrating that unlimited energy gain is in course, as predicted by the LRA conjecture For the case of... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Nobuo Oki / Banca: Carlos Antonio Alves / Banca: Fabiano Fruett / Resumo: Este trabalho apresenta um Oscilador Controlado por Corrente (CCO) com configuração em anel usando tecnologia CMOS, com melhorias na faixa de operação e ruído de fase. O oscilador proposto tem uma faixa de oscilação de 0,0989 GHz a 1,2 GHz com uma corrente de controle com um intervalo de 0,1 mA a 3 mA com uma potência dissipada de 11,8 mW. A arquitetura apresenta uma melhoria na fase de ruído de -7 dBc / Hz em relação a um oscilador em anel de três estágios (VCO), também apresentado neste trabalho. A estrutura proposta é baseada na mudança da entrada de controle do oscilador e também em modificações nas polarizações dos transistor de carga do estágio de atraso. Estas mudanças, além de aumentar a faixa de operação do oscilador e diminuir o efeito do ruído de fase, também reduzem a variação da amplitude do sinal de saída que acontece a medida que a frequência de operação aumenta ou diminui. Simulações realizadas com ambos os osciladores, confirmam os resultados. / Abstract: This dissertation presents a Current Controlled Oscillator (CCO-Current-Controlled Oscillator) at ring configuration using CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) technology, with improvements in operating range and phase noise. The proposed oscillator has an oscillation range of 98.959 MHz to 1.2 GHz with a current control with a range of 0.1 mA to 3 mA with a power dissipation of 11.8 mW. The architecture shows an improvement in phase noise of -7 dBc / Hz when compared with a ring oscillator in three stages (VCO-Voltage- Controlled Oscillator), also presented in this paper. The proposed structure is in the change of input control and also in the polarizations of the load transistor stage of delay. These changes, in modifications increase the operations range of the oscillator, reduce the phase noise and minimize the amplitude variation of the output signal when the frequency operation increase or decrease. Simulations with both oscillators and their comparisons confirm these results. / Mestre

Orientador : Pedro Luis Dias Peres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:20:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreno_UbirajaraFranco_D.pdf: 1467830 bytes, checksum: 29c4cbde5ed34663624e06d02b76fe8d (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-30Bitstream added on 2014-06-13T19:27:59Z : No. of bitstreams: 1 pereira_mva_me_ilha.pdf: 1675496 bytes, checksum: e8bfb14cdd90155eb3c43096d4c160df (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho apresenta um Oscilador Controlado por Corrente (CCO) com configuração em anel usando tecnologia CMOS, com melhorias na faixa de operação e ruído de fase. O oscilador proposto tem uma faixa de oscilação de 0,0989 GHz a 1,2 GHz com uma corrente de controle com um intervalo de 0,1 mA a 3 mA com uma potência dissipada de 11,8 mW. A arquitetura apresenta uma melhoria na fase de ruído de -7 dBc / Hz em relação a um oscilador em anel de três estágios (VCO), também apresentado neste trabalho. A estrutura proposta é baseada na mudança da entrada de controle do oscilador e também em modificações nas polarizações dos transistor de carga do estágio de atraso. Estas mudanças, além de aumentar a faixa de operação do oscilador e diminuir o efeito do ruído de fase, também reduzem a variação da amplitude do sinal de saída que acontece a medida que a frequência de operação aumenta ou diminui. Simulações realizadas com ambos os osciladores, confirmam os resultados. / This dissertation presents a Current Controlled Oscillator (CCO-Current-Controlled Oscillator) at ring configuration using CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) technology, with improvements in operating range and phase noise. The proposed oscillator has an oscillation range of 98.959 MHz to 1.2 GHz with a current control with a range of 0.1 mA to 3 mA with a power dissipation of 11.8 mW. The architecture shows an improvement in phase noise of -7 dBc / Hz when compared with a ring oscillator in three stages (VCO-Voltage- Controlled Oscillator), also presented in this paper. The proposed structure is in the change of input control and also in the polarizations of the load transistor stage of delay. These changes, in modifications increase the operations range of the oscillator, reduce the phase noise and minimize the amplitude variation of the output signal when the frequency operation increase or decrease. Simulations with both oscillators and their comparisons confirm these results.