Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-03-21T18:54:51Z No. of bitstreams: 2 LUCAS LEOCÁDIO DAS NEVES.pdf: 9169463 bytes, checksum: 1d244ed938380c2c5aadc7abf9a4dee1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-03-22T15:35:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 LUCAS LEOCÁDIO DAS NEVES.pdf: 9169463 bytes, checksum: 1d244ed938380c2c5aadc7abf9a4dee1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T15:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 LUCAS LEOCÁDIO DAS NEVES.pdf: 9169463 bytes, checksum: 1d244ed938380c2c5aadc7abf9a4dee1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Wilson-Cowan model describes the interaction between an excitatory neuronal population connected to an inhibitory neuronal population. In this work, the dynamics of this network is analytically studied by using a linear approximarion. It is shown that the activity of these neuronal populations can be stationary or periodic, depending on the parameter values. Then, two Wilson-Cowan networks are coupled and the activity of this new system is investigated, also by using a linear approximation. It is numerically shown that coupled networks can exhibit stationary, periodic, or chaotic behavior. The motivation for this work comes from studies on the codes employed by the nervous system to transmit information. / O modelo de Wilson-Cowan descreve a interacão entre uma populacão neuronal excitatória conectada a uma populacão neuronal inibitória. Neste trabalho, estuda-se analiticamente a dinâmica dessa rede usando uma aproximacão linear. Mostra-se que a atividade desses populacões neuronais pode ser estacionária ou periódica, dependendo dos valores dos parâmetros. Então, acoplam-se duas redes de Wilson-Cowan e investigase a atividade desse novo sistema, também usando uma aproximacão linear. Mostra-se, numericamente, que redes acopladas podem exibir comportamento estacionário, periódico ou caótico. A motivacão para este trabalho vem dos estudos sobre os códigos usados pelo sistema nervoso para transmitir informacão.

Objetivos: Estudos clássicos mostraram que, na locomoção de vertebrados, a transição entre os tipos de passada ocorre justamente quando se inicia um aumento na demanda energética. Uma vez que o movimento muscular é realizado sob controle do sistema nervoso central, é este que determina o tipo de passada a ser utilizada. Portanto, essa estrutura consegue traduzir eventos mecânicos ligados a esses conceitos e, mais do que isso, consegue operar o sistema de modo a mantê-lo num ótimo de demanda. Nossa abordagem pretende criar um mapeamento, no sistema nervoso central, das aferências e eferências de um sistema mecânico de maneira a se modelar uma rede de controle motor. Com isso, estabelece-se um modelo cânon para encontrar a região de operação que minimiza a geração de entropia no sistema mecânico. Métodos: Modelos matemáticos para o funcionamento de músculos esqueléticos e tendões, acoplados em um sistema pendular e suas aferências, fusos e corpos tendinosos de Golgi, foram desenvolvidos e validados como plataforma biomecânica. Essas aferências foram então utilizadas como entradas para outro modelo descrevendo Redes Neurais Biológicas (BNNs, do inglês), o qual gera as eferências que são, então, utilizadas como sinais de controle para acionamento dos músculos. Todos os modelos foram baseados em equações diferenciais (ODEs), e sua resolução numérica realizada em ambiente Simulink. Resultados: A rede neural de controle proposta mostrou-se capaz de operar o sistema biomecânico levando-o a oscilar de forma similar a passadas, tendo como entrada sinais das fibras tipo Ib e Ia. Medidas de otimização baseadas no cálculo da geração de entalpia nos músculos mostraram que a rede é capaz de operar a maquinaria mecânica em regiões de melhor relação geração de entalpia por velocidade ou distância percorrida. Conclusões: Os resultados teóricos desse trabalho fornecem algumas questões experimentais interessantes, como relações entre perfil de ativação muscular e escala biológica, além de embasar a visão de que existem arquiteturas neurais básicas envolvidas no controle dos processos biológicos. / Objectives: Classical studies showed that the transition among gait patterns, in vertebrate locomotion, occur when there is an increase in energetic demand. Since the muscular movement is performed under central nervous system control, it is this one that determines the gait pattern in the end. Therefore, this structure is able to translate mechanical events related to force/energy and more, it is capable to operate the whole system in such a way to put it in a demand optimum. Our approach aims to create a central nervous system mapping of the afferences and efferences present in a mechanical system to create a motor control network model, and then, find the operation range that minimizes the entropy generation of the mechanical system. Methods: Mathematical models of working skeletal muscles and tendons, linked to a pendulum system, and their a afferences (i.e., spindles and Golgi tendon organs) were developed and validated as a biomechanical platform. These afferences were used as inputs to another model describing a Biological Neural Network that generate the efferences used as inputs to muscle control. All models were explicited as differential equations and numerically solved in the Simulink environment. Results: The proposed neural network was able to control the biomechanical system, driving it to oscillate similarly to a gait, autonomously, using signals from Ib and Ia fibers as inputs. Optimization measures based in muscular enthalpy generation calculations pointed out that the network is capable to operate the biomechanical machinery in regions of best enthalpy generation by velocity or distance relations. Conclusions: The theoretical results of this work present some interesting experimental questions about possible relations between muscle activation patterns and biological scaling. It also gives support to the idea that exist some basic neural architecture involved in the control of biological mechanical processes in vertebrates.

Neste trabalho reunimos alguns resultados afirmativos relacionados ao closing lemma de classe C^r em variedades bidimensionais compactas. / In this work we present some partial results corcerning closing lemma for smooth flows on compact bidimensional manifolds.

O principal objetivo desta tese é estudar os difeomorfismos planares que satisfazem as hipóteses da Versão Modificada da Conjectura Discreta de Markus-Yamabe. Para estes difeomorfismos, definimos um conceito construtivo de número de rotação. Além disto, exibimos um contra-exemplo para a Versão Modificada da Conjectura Discreta de Markus-Yamabe que apresenta uma intersecção homoclínica transversal e implica a existência de infinitos pontos periódicos hiperbólicos / The main goal of this thesis is to study the plane diffeomorphisms satisfying the hypothesis of the Modified Version of the Discrete Conjecture of Markus-Yamabe. For these diffeomorphisms, we define a constructive concept of rotation number. Moreover, we present a counter-example to the Modified Version of the Discrete Markus-Yamabe Conjecture which exhibits a transversal homoclinic intersection, implying the existence of infinitely many hyperbolic periodic points

The theory of impulsive dynamical systems is an important tool to describe the evolution of systems where the continuous development of a process is interrupted by abrupt changes of state. This phenomenon is called impulse. In many natural phenomena, the real deterministic models are often described by systems which involve impulses. The aim of this work is to investigate topological properties of impulsive semidynamical systems. We establish necessary and sufficient conditions to obtain uniform and orbital stability via Lyapunov functions. We solve a problem of Jake Hale for impulsive systems where we obtain the existence of a maximal compact invariant set. Also, we obtain results about almost periodic motions and asymptotically almost periodic motions in the context of impulsive systems. Some asymptotic properties for impulsive systems and for their associated discrete systems are investigated. The new results presented in this text are in the papers [11], [15] and [16]. / A teoria de sistemas dinâmicos com impulsos é apropriada para descrever processos de evolução que sofrem variações de estado de curta duração e que podem ser consideradas instantâneas. Este fenômeno é chamado impulso. Para muitos fenômenos naturais, os modelos determinísticos mais realistas são frequentemente descritos por sistemas que envolvem impulsos. O objetivo deste trabalho é estudar propriedades topológicas para sistemas semidinâmicos impulsivos. Estabelecemos condições necessárias e suficientes para obtermos estabilidade uniforme e estabilidade orbital utilizando funções do tipo Lyapunov. Resolvemos um problema de Jack Hale para os sistemas impulsivos, onde obtemos a existência de um conjunto invariante compacto maximal. Além disso, obtemos resultados de movimentos quase periódicos e movimentos assintoticamente quase periódicos para sistemas impulsivos. Algumas propriedades assintóticas são estabelecidas para um sistema impulsivo e para seu sistema discreto associado. Os resultados novos apresentados neste trabalho estão presentes nos artigos [11], [15] e [16].

As redes de distribuição de sinais de tempo - ou redes de sincronismo - têm a tarefa de distribuir os sinais de fase e freqüência ao longo de relógios geograficamente dispersos. Este tipo de rede é parte integrante de inúmeras aplicações e sistemas em Engenharia, tais como sistemas de comunicação e transmissão de dados, navegação e rastreamento, sistemas de monitoração e controle de processos, etc. Devido ao baixo custo e facilidade de implementação, a topologia mestre-escravo tem sido predominante na implementação das redes. Recentemente, devido ao surgimento das redes sem fio - wireless - de conexões dinâmicas, e ao aumento da freqüência de operação dos circuitos integrados, topologias complexas, tais como as redes mutuamente conectadas e small world têm ganhado importância. Essencialmente cada nó da rede é composto por um PLL - Phase-Locked Loop - cuja função é sincronizar um oscilador local a um sinal de entrada. Devido ao seu comportamentamento não-linear, o PLL apresenta um jitter com o dobro da freqüência de livre curso dos osciladores, prejudicando o desempenho das redes. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo o estudo analítico e por simulação das condições que garantam a existência de estados síncronos, e do comportamento do jitter de fase nas redes de sincronismo. São analisadas as topologias mestre-escravo e mutuamente conectada para o PLL analógico clássico. / Network synchronization deals with the problem of distributing time and fre- quency among spatially remote locations. This kind of network is a constituent element of countless aplications and systems in Engineering, such as communication and data transmission systems, navigation and position determination, monitoring and process control systems, etc. Due to its low cost and simplicity, the master-slave architec- ture has been widely used. In the last few years, with the growth of the dynamically connected wireless networks and the rising operational frequencies of the integrated cir- cuits, the study of the mutually connected and small world architectures are becoming relevant. Essentially, each node of a synchronization network is constituted by a PLL - Phase-Locked Loop - circuit that must automatically adjust the phase of a local oscillator to the phase of an incoming signal. Because of its nonlinear behavior the PLL presents a phase jitter with the double of the free running frequency of the oscillators, impairing the network performance. Thus, this work aims to study, both analytically and by simulation, the existence conditions of the synchronous states and the behavior of the double frequency jitter in the synchronization networks. Specifically the One Way Master Slave (OWMS) and Mutually Connected (MC) network architectures for classical analogical PLLs are analyzed.

Este trabalho elaborou um modelo computacional representativo das relações entre os componentes determinantes do comportamento do sistema de ensino superior que permitiu a execução de simulações de diferentes cenários para avaliação da adoção de políticas públicas. Utilizando a metodologia de Dinâmica de Sistemas e abordando o ensino superior como um sistema complexo, utilizou-se um paralelo da qualidade da educação sob a ótica da gestão de operações que utiliza o grau de atendimento das demandas do cliente como parâmetro. Para levantamento das características do ensino superior brasileiro foi realizada uma revisão da literatura, seguida de uma série de entrevistas com profissionais ligados ao ensino superior, incluindo gestores de instituições de ensino superior, coordenadores de cursos de graduação, especialistas em educação e especialistas em pesquisa, englobando instituições públicas e privadas de três regiões do país: sul, sudeste e nordeste. Foram identificados três principais clientes que tiveram suas demandas do ensino superior representadas no modelo: estudantes, empregadores e a sociedade. Adotando a habilitação financeira de estudantes a partir de financiamentos, bolsas ou vagas em instituições públicas como o principal fator foco de políticas públicas, foram realizadas simulações de nove diferentes cenários futuros até 2060. Foram considerados três níveis distintos de ofertas de educação superior, com os cenários distribuindo os focos da habilitação financeira de formas diferentes entre eles. Além disso, as simulações também consideraram a variação na demanda por profissionais formados nestes três níveis. Os resultados demonstraram cenários que variaram entre pouco efeito na produtividade, um ganho maior no curto prazo e um ganho maior no longo prazo. As simulações permitiram também identificar uma forte demanda pelo ensino superior no Brasil, sendo que o fator limitante para ingresso se demonstrou ser puramente a questão financeira, não havendo barreira para entrada em função de baixa qualidade da formação anterior dos estudantes. Como contribuições teóricas o processo de modelagem estabeleceu um modelo de estratificação do ensino superior que permite avaliar o seu desempenho de forma desagregada. Como contribuições práticas, o modelo gerado pode ser utilizado para aprendizado e testes de ações de forma a auxiliar no processo de tomada de decisão por gestores públicos. Finalmente o modelo sugere alguns aspectos que foram desconsiderados na modelagem como focos de estudos futuros. / This study developed a computational model representing the relations between the behavior determinants of the higher education system that was used to run different simulation scenarios in order to evaluate the adoption of public policies. Using Systems Dynamics and approaching higher education as a complex system, the analisys used the quality perspective from operations management that uses satisfaction of customers needs as a parameter for quality. A literature review was carried out to survey the characteristics of Brazilian higher education, followed by a series of interviews with professionals related to higher education, including managers of higher education institutions, coordinators of undergraduate courses, education specialists and research specialists, including public and private institutions in three regions of the country: South, Southeast and Northeast. Three main clients were identified who had their higher education needs represented in the model: students, employers and society. Adopting the financial enabling of students from financing, scholarships or acceptance in public institutions as the main focus of public policies, simulations of nine different future scenarios were carried out until 2060. Three distinct levels of offerings of higher education were considered, with the scenarios distributing the foci of financial enablement in different proportions among them. The simulations also considered the variation in demand for professionals educated at these three different levels. The results showed scenarios that varied between little effect on productivity, a greater gain in the short term and a greater gain in the long term. The simulations also demonstrated a strong demand for higher education in Brazil, and the limiting factor for admission was shown to be purely financial reasons, with no barrier to entry due to poor quality of the students\' previous education. As theoretical contributions, the modeling process established a stratification model of higher education that allows its performance evaluation in a disaggregated way. As a practical contribution, the generated model can be used for learning and testing of actions in order to assist in the decision making process by public managers. Finally the model suggests some aspects that were disregarded in the modeling as possible foci for future studies.

Orientador: Franco Giuseppe Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T19:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santiciolli_FabioMazzariol_M.pdf: 3517962 bytes, checksum: dce3e151594966ee424d36ea933a24f9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho tem a intenção de contribuir com o projeto de veículos elétricos híbridos com foco no compromisso entre economia de combustível e custo de rodagem. Com esta finalidade, faz-se uma revisão sobre a modelagem de alguns dos principais subsistemas dos veículos elétricos híbridos, como ultracapacitores, baterias, motores elétricos e motores de combustão interna, bem como sobre as formas de associação destes subsistemas em torno do veículo completo. Também se revisam os fatores que compõe a dinâmica veicular longitudinal como o Arrasto Aerodinâmico, a Resistência à Rolagem e a Resistência ao Aclive. Após o domínio dos subsistemas mais importantes e da dinâmica veicular, montam-se modelos matemáticos de veículos completos e em torno de simulações computacionais. Neste estudo fazem-se quatro tipos de simulações principais, uma relativa a um veículo convencional e outras três versões alternativas hibridizadas, variando-se o modo de associação entre baterias, ultracapacitores, choppers e motores elétricos. Em sequência, para cada versão otimizam-se os armazenadores em função da capacidade de tração elétrica e do ciclo brasileiro normatizado de condução urbana. Por fim faz-se uma análise crítica dos resultados / Abstract: This research intends to contribute to the design of hybrid electric vehicles focusing on compromise between fuel economy and running costs. For this purpose, it contains a review on the modeling of some of the main subsystems of hybrid electric vehicles, such as ultracapacitors, batteries, electric motors and internal combustion engines, as well as the forms of associating these subsystems around the whole vehicle. It also revises the factors that compose the longitudinal vehicle dynamics like Aerodynamic Drag, Rolling Resistance and Uphill Resistance. After the dominance of the main subsystems and vehicle dynamics, it describes the mathematical models of complete vehicles and around computer simulations. This study contains four main types of simulations, relative to a conventional vehicle and three other alternatives hybridized versions, varying the mode of association between batteries, ultracapacitors, choppers and electric motors. In sequence, to the amount of electric traction and the Brazilian standardized urban driving cycle are the parameters that command the optimization of each version is the energy stores. Finally it finishes in a critical analysis of the results / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rafael Santos Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:57:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pessanha_ChristianoPereira_M.pdf: 4407160 bytes, checksum: 0d35dfe9b59f63e7ff8b6a0bdbac52f2 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho objetiva o estudo da verificação de especificações em sistemas dinâmicos a eventos mscretos via lógica modal.Um grafo de eventos temporizado (ou GET) é utilizado para modelar o sistema dinâmicoque se deseja analisar. Asrelações entre as transições do GET e a especificaçãoque se deseja verificar são expressasatravés de fórmulas da lógica modal NK. Um tableau analítico é utilizado para verificar se a especificaçãoé conseqüência lógica do conjuntode fórmulas que representaa rede. Os ramos abertos retomados pelo tableau estão associados a modelos que falseiam a especificação.Introduz..seo conceitode terminaçãode um ramo e prova-seque a solução retomada por um ramo terminado está associada às caracteristicas de minimalidade, causalidade,unicidadee impulsividade.Com base nesses teoremas propoo-seum algoritmo para o tableau. Descreve-se a implementaçãocomputacionaldo algoritmo.Exemplos de sua utilizaçãosão apresentados / Abstract: This works is a study on the verification of specification in discrete event dynamicsystemsthroughthe use of modallogic. TimedEvent Graphs(TEG)describedby its eqmtions in dioids are used to model the systemwhose propertiesshouldbe verified. NK modallogic formulasexpressthe dynamicsof the systemas well as the specificationto be verified. An Analytic Tableau is used to verify if the formula correspondingto the specificationis a logica1consequenceof the formulasdescribingthe system.The tableau will retum open branchesassociatedto modelsthat falsifythe specification.The conceptof branch termination is introduced and proved to be associatedto featores as minimality, causality,unicity and impulsivity. A new algorithm, based on these conceptsis proposed and its computational implementation is described. Examples are presented. / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Wilson Castro Ferreira Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Takahashi_LucyTiemi_D.pdf: 5298647 bytes, checksum: a6b92d0766c165d7b9f7b8a45e7dd97d (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Invasões biológicas é uma área importante da pesquisa em biomatemática, mais ainda se considerarmos espécies como vetores de doenças que ameaçam a saúde pública de extensas populações, o que certamente é o caso do Aedes aegypti e das epidemias de dengue na América do Sul. Sem a perspectiva de uma vacina efetiva e de baixo custo a curto prazo, qualquer política pública para o controle da epidemia da dengue em climas tropicais deve necessariamente incluir estratégias apropriadas para minimizar o fator população de mosquitos. O presente trabalho discute alguns modelos matemáticos designados a descrever as dinâmicas vital e de dispersão do Aedes aegypti e o efeito do transporte rodoviário numa rede de cidades sobre as dinâmicas de propagação do Aedes aegypti e da dengue; estes estudos têm como objetivo focalizar a prática de procedimentos para a minimização dos impactos que o Aedes aegypti exerce como um vetor da dengue. Estratégias para conter a invasão e suas predições baseadas sobre as medidas dos parâmetros são analisadas / Abstract: Biological invasion is an important area of research in mathematical biology and so more if it concerns species which are vectors for diseases threatening the public health of Iarge populations. That is certainly the case of Aedes aegypti and the dengue epidemics in South America. Without the prospect of an effective and cheap vaccine in the near horizon any feasibIe public policy to control the dengue epidemics in tropical climates must necessarily include appropriate strategies to minimize the mosquitoes population factor. The present work discusses some mathematical models designed to describe the Aedes aegypti's vital and dispersal dynamics and the effect oí the road transport in a net of cities on dynamics of the propagation of the Aedes aegypti and of the dengue; these studies have as objective to focus the practice of procedures for the minimization of the impacts that the Aedes aegypti exercises as a vector of the dengue. Strategies for invasion containment and its prediction based on measurabIe parameters are analyzed. / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada