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

Orientador : Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-31T17:50:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_RafaelRibeiroDiasVilelade_M.pdf: 1301756 bytes, checksum: 03f1033594a7b9d0285dbd19b8615341 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Estudamos a ocorrência de caos homoclínico nas órbitas (geodésicas) de partículas-teste sujeitas à ação gravitacional de um buraco-negro central e de uma casca (halo) exterior de matéria. Para isso, supomos que a casca externa tem simetria axial, de maneira que a métrica resultante é uma métrica de Weyl. Tratamos os efeitos gravitacionais dessa casca como perturbação multipolar da métrica de Schwarzschild e utilizamos o Método de Melnikov para detectar a presença do emaranhado homoclínico no espaço de fase, estrutura que implica dinâmica caótica do tipo Ferradura de Smale. Concluímos que caos homoclínico é geral nessa situação e discutimos algumas possíveis conseqüências físicas / Abstract: We study the occurrence of homoclinic chaos in the orbits (geodesics) of test-particles under the gravitational action of a central black-hole and an exterior shell of matter. To this purpose we assume that the shell is axially symmetric, so that the corresponding metric is a Weyl one. We treat the gravitational effects of the shell as a multipolar pertubation of the Schwarzschild metric and use the Melnikov Method to show the existence of the homoclinic tangle in phase space, which implies that the dynamics is chaotic in the sense of the Smale horseshoe. We conclude that homoclinic chaos is general in this situation and discuss some physical consequences / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador : Ketty Abaroa de Rezende / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-01T00:40:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MontufarLopez_HernanRoberto_M.pdf: 801513 bytes, checksum: 7983c79f394948cf7e06c201811281d1 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador: Manuel Folledo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação / Made available in DSpace on 2018-07-20T18:20:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_DurvalMunizde_M.pdf: 5174247 bytes, checksum: 25f4379ee8335b6c4a529c92ea7c64c5 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O presente trabalho visa mostrar que a gestão da qualidade total (GOT) pode ser entendida como um processo cognitivo, o que permite sua análise multidisciplinar, integrada e coerente. O conhecimento foi selecionado como objeto de estudo, uma vez que representa papel fundamental nas técnicas da gestão da qualidade e, ainda, é estudado por diversas disciplinas científicas e filosóficas, sendo fundamental para a compreensão da natureza humana. Para fundamentar a análise, buscamos subsídios em quatro disciplinas, que contribuem com conceitos importantes para o entendimento do processo cognitivo dentro da qualidade total. A primeira é a teoria do conhecimento, que investiga seus fundamentos e condições de validade. A segunda é a psicologia cognitiva, focalizando os processos mentais que participam em sua elaboração. A terceira é a das ciências sociais, compreendendo três fenômenos: (a) a emergência do conhecimento a partir das relações sociais, (b) a comunicação humana e (c) as relações entre conhecimento e estruturas sociais. A quarta é a teoria geral dos sistemas, permitindo integrar aspectos fundamentais das três anteriores. O estudo do processo cognitivo na administração é realizado através da análise de algumas das principais teorias e técnicas: fundamentos da autoridade nas organizações, escola clássica, organização como sistema social, administração como empreendimento, cultura organizacional e a comunicaçã9 como instrumento fundamental da administração. A gestão da qualidade total surge como confluência de dois processos evolutivos, o primeiro representado pelos aperfeiçoamentos das teorias e práticas administrativas e o segundo pelas técnicas de melhoria da qualidade dos produtos, que acabaram por envolver a empresa como um todo. O aspecto fundamental da GOT é tomar a figura do cliente como referência para o processo cognitivo da organização, em substituição à figura do patrão, que constitui a referência das empresas tradicionais. Para que essa mudança possa ser efetuada, são necessários dois passos. Primeiro, é necessário que o grupo desenvolva uma representação do cliente como "outro" da relação social. Este passo é concretizado pela "conscientização para a qualidade", na qual os conceitos da qualidade são expostos e discutidos com os colaboradores da empresa. Segundo, é necessário implementar um sistema de comunicação que dê vida a essa imagem, trazendo, por assim dizer, o cliente para dentro da empresa. Este passo é dado através do uso dos diversos instrumentos da qualidade total: estruturais, de apoio e analíticos. O instrumento básico da GOT é o ciclo da qualidade, o modelo do processo cognitivo, o fundamento sobre o qual os demais são construídos. A gestão da qualidade total revela-se então como processo de comunicação humana, como um diálogo envolvendo os colaboradores da empresa e os clientes, no qual as diferenças individuais são respeitadas e a unidade de ação é buscada, visando o benefício da sociedade. / Abstract: The objective of the present work is to show that total quality management (TQM) can be understood as a cognitive process, allowing its multidisciplinary analysis, in a coherent and integrated way. Knowledge has been selected as object of this study because it plays a fundamental role in all quality management techniques and, beyond that, is studied by various philosophical and scientific disciplines, playing a fundamental role in the understanding of human nature. To support the analysis, we initially gather elements from four disciplines, that contribute important concepts to the understanding of the cognitive process within total quality management. The first one is knowledge theory, which investigates the fundaments and validity conditions of knowledge. The second is cognitive psychology, which focuses the mental processes that participate in the construction of know ledge. The third comprehends social sciences, including: (a) the emergence of knowledge from social relations, (b) human communication and (c) the relations hip between knowledge and social structures. The fourth consists in the general systems theory, allowing to integrate fundamental aspects of the former approaches. The study of the cognitive process in management is effected through the analysis of some of the most important theories and techniques: foundations of authority in organizations, classical school, organization as a social system, management as entrepreneurship, organizational culture and communication as the fundamental instrument of management. Total quality management appears as the junction of two evolutionary processes, the first one represented by successive improvements of management theory and practice, and the second by product quality improvement techniques, which presently involve business as a whole. The fundamental aspect of TQM is to put the image of the customer as reference for the organization's cognitive process, in the place formerly occupied by the image of the boss, which is the reference for traditional business. To effect this change, two steps are necessary. First, it is necessary that the group develops an initial representation of the customer as an "other" of a social relation. This step is effected through "quality awareness", in which quality concepts are presented and discussed with managers and workers. Secondly, it is necessary to implement a communication system that brings this image to life, bringing, so to say, the customer inside the organization. This step is effected through integrated application of total quality management instruments: structural, support and analytic. The fundamental tool of TQM is the quality cycle,a cognitive process model, which is the basis upon which the other instruments are built. Total quality management appears then as a human communication process, as a dialogue involving the organization's cooperator sand clients, in which individual differences are respected and unity of action is obtained, aiming at the benefit of society. / Mestrado / Mestre em Qualidade

Orientadores: Alberto Vazquez Saa, Marcus Aloizio Martinez de Aguiar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T09:56:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Depetri_GabrielaIunes_D.pdf: 7529104 bytes, checksum: 4925754e8306e25b65371018747949bf (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Nesta tese estudamos, através dos métodos de Melnikov, o comportamento de dois sistemas dinâmicos que são exemplos paradigmáticos de integrabilidade em Mecânica Clássica, quando sujeitos a perturbações: (i) o pêndulo plano simples, no caso em que o pivô oscila harmonicamente ao longo de um eixo inclinado em relação à direção vertical; e (ii) o problema de Kepler, no caso em que a massa do corpo que gera o campo gravitacional possui momento de quadrupolo. Para o pêndulo simples parametricamente excitado ao longo de uma direção inclinada, analisamos a ocorrência de caos homoclínico, e também de oscilações subharmônicas, com o objetivo de comparar os nossos resultados com aqueles conhecidos para o caso em que a excitação ocorre ao longo da direção vertical. Verificamos que o critério para a ocorrência de caos homoclínico é numericamente muito próximo em ambos os casos, mas em relação à ocorrência de soluções oscilatórias subharmônicas notamos uma diferença relevante devido à quebra de simetria nas equações do movimento do sistema: enquanto para o caso vertical a condição de Melnikov garante apenas a existência de oscilações subharmônicas de ordem par, nada se podendo afirmar em relação às subharmônicas de ordem ímpar, para o caso inclinado ela garante a ocorrência de todo o espectro de ressonâncias. Sabemos que apesar de alguns autores reportarem a ocorrência de oscilações subharmônicas de ordem ímpar no caso vertical, estas são muito raras e difíceis de ser encontradas, ao contrário do que acontece com as oscilações subharmônicas de ordem par. Entretanto, neste trabalho mostramos, através de simulações numéricas e dados experimentais, que no caso inclinado elas podem ser encontradas trivialmente em regiões de ressonância, provavelmente porque as bacias de atração dessas órbitas são de natureza diferente em cada caso. Os dados experimentais apresentados nesta tese foram tomados no Laboratório de Fenômenos Não-Lineares (LFNL) do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP), em colaboração com o Prof. Dr. José Carlos Sartorelli. Para o problema de Kepler, as inomogeneidades na distribuição da massa do corpo que gera o campo gravitacional são descritas através de expansão multipolar. Sabemos o termo de dipolo mantém o sistema integrável. O termo de quadrupolo, por sua vez, pode provocar a ocorrência de caos no sistema. Em um trabalho de 2001, Géron e Letelier afirmam, baseados em simulações numéricas, que no caso em que a perturbação é oblata, o sistema é integrável, enquanto se a perturbação é prolata, o sistema pode apresentar caos. Entretanto, em um trabalho mais recente, Letelier it et al mostram, também numericamente, que ambos os casos podem apresentar trajetórias caóticas. Com o nosso trabalho, resolvemos esta inconsistência na literatura, determinando que a ocorrência de caos de fato não depende do tipo da deformação. Nosso resultado está de acordo com o caso mais geral estudado na literatura / Abstract: In this PhD thesis we study, through the Melnikov methods, the behaviour of two dynamical systems that are paradigms of integrability in Classical Dynamics, when subject to perturbations: (i) the planar simple pendulum, in the case that the pivot oscillates harmonically along a tilted direction; and (ii) the Kepler problem, in the case that the mass of the body generating the gravitational field is not homogeneous, but instead presents a quadrupole moment term. To the simple pendulum parametrically excited along a tilted direction, we analyze the occurence of homoclinic chaos, and also of subharmonic oscillatory solutions, willing to compare our results with those already known in the literature in the case the excitation is along the vertical direction. We verified the criterium to the occurence of homoclinic chaos is numerically very close in both cases, but considering the occurence of subharmonic oscillatory orbits we noted an important difference due to the symmetry breaking of the equations of motion describing the system: while in the vertical case the Melnikov conditions can only assure the occurence of even subharmonic oscillations (nothing can be said about the odd subharmonic oscillating solutions), in the tilted case it guarantees the occurence of all subharmonic oscillations. Still some authors report the occurence of odd subharmonic oscillations in the vertical case, unlike the even oscillatory orbits, those are very rare and hard to find. In this work we show, through numeric simulations and experimental data, that in the tilted case they can be easily found in resonance regions, probably because their basins of attraction have different characteristics in both cases. The experimental data presented in this thesis were taken at the Laboratory of Nonlinear Phenomena (LFNL) at the Physics Institute of the University of São Paulo (IFUSP), in collaboration with Prof. Dr. José Carlos Sartorelli. To the Kepler problem, the inhomogeneities in the mass distribution of the heavy body generating the gravitational field are described through multipolar expansion. We know the dipole term keeps the integrability of the system. The quadrupole term, instead, can lead to the occurence of chaotic orbits in the system. In 2001, Géron and Letelier, based on numeric simulations, assert that the system is integrable if the perturbation is of oblate type, but chaotic if it is of prolate type. However, in a more recent work, Letelier et al show, also via numeric computation, that both cases can present chaotic trajectories. We solve this inconsistency in the literature by determining that the occurence of chaos in fact does not depend on the deformation type. Our results agree with the more general case studied in the literature / Doutorado / Física / Doutora em Ciências / 141762/2011-0 / CNPQ

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um projeto para auxílio no ensino de robôs manipuladores em nível superior utilizando uma plataforma PC com sistema de segurança e software de tempo real. O sistema permite aos alunos testar soluções já existentes e configurar suas próprias alternativas para simulação e controle de um robô manipulador real com até seis graus de liberdade. / This text describes the project development to aid the robot manipulator learning at undergraduate courses using a PC-based architecture with security system and real time software. The system allows the students to test previous solutions and configure their own alternatives for simulating and controlling a real robot manipulator with up to six degrees-of-freedom

Esta tese trata de um robô bípede em caminhar dinâmico. Neste robô, que normalmente é um sistema sub-atuado, fazemos uso de um disco de inércia que funciona num certo sentido como um atuador adicional. Através deste disco, obtém-se mais liberdade para a elaboração de passos repetitivos e um aumento na robustez. Por outro lado, o sistema de controle dos passos deve controlar, além do passo propriamente dito, também a velocidade do disco, de modo que não sejam saturados os atuadores (motores elétricos). Apresentamos então um controlador capaz de realizar estas ações simultaneamente. / This Thesis is about a bipedal robot in a dynamic walking gait. In this robot, which is usually a under-actuated system, a inertial wheel is employed and acts as an additional actuator. By using this wheel, one can design a cyclic walking gait with increased robustness and with more freedom. On the other hand, the control system must take care of the step itself, and also must ensure that the wheel speed does not exceed the actuators (motors) limits. We present a controller able to perform this tasks.

A presente tese trata do estudo dos estimadores algébricos aplicados a sistemas de controle. Tais estimadores são filtros variantes no tempo que estimam as derivadas dos sinais de entrada e funcionam como uma alternativa ao uso de observadores. Este trabalho inclui uma contribuição teórica que permite determinar um limite superior do erro do estimador algébrico. Também, mostramos um resultado que garante estabilidade em malha fechada no contexto do princípio da separação para esta classe particular de sistemas. Um exemplo de levitação magnética baseado em linearização exata com estimadores algébricos de derivadas até segunda ordem implementados digitalmente é tratado com detalhe. Simulações em computador são apresentadas mostrando excelentes resultados. / This thesis deals with the algebraic estimators and their application in closed loop control systems. The algebraic estimators can be implemented as time-varying filters that produce an estimation of the derivatives of the input signal, and they can be an interesting alternative for substituting classical observers. This work includes a theoretic contribution that allows to compute a bound of the estimation error of the algebraic estimator. Furthermore it is shown that any derivative estimator that respects this bound will assure closed loop stability in the context of the separation principle, at least for a class of nonlinear systems. An example of magnetic levitation based on exact linearization and in closed loop with an estimator of the first and second derivatives is considered. A digital implementation of the algebraic estimation is also discussed, and simulations are presented, showing excellent results.

Human machine interface has been a growing field of scientific research for the last years. Conventional robots have been conceived as rigid metallic structures and, when metal meets human tissue, it is necessary to break the mindset in order to achieve better interaction. Exoskeletons, often called wearable robots, shares the same challenges with applications ranging from industry, to military, medicine and entertainment. This work introduces a systematic design of a development platform for exoskeleton research supported by Requirement Engineering and implemented through prototyping. The dynamics of the human joint and the robotic joint are modelled with different couplings between them. A Model Reference Adaptive Control is proposed as a solution for exoskeleton control and simulations indicate that it is capable of estimating human joint parameters in real time. The Model Reference controller is implemented, with successful modulation of the robotic joint apparent impedance. From a practical perspective, we present the design and construction of an experimental workbench and the use of an on-line repository for the control software development. The on-line repository results in a viable way for collaborative project management, software versioning and scientific contribution. The experimental workbench which was designed to meet the stakeholders needs - the university, patients and therapists - being of modular application, easy to operate and relatively low cost, can be used to conduct motor control experiments and rehabilitation tasks. / Interface homem e máquina tem sido um campo crescente de pesquisa científica nos últimos anos. Robôs convencionais têm sido concebidos como estruturas metálicas rígidas que, quando em contato com o tecido humano, faz necessário romper com o modo de pensar corrente para atingir uma melhor interação. Exoesqueletos, chamados também de robôs vestíveis, compartilham destes desafios e abrangem aplicação na indústria, militar, medicina e entretenimento. Este trabalho introduz uma abordagem sistemática, baseada em Engenharia de Requisitos e Prototipagem, para projeto de uma plataforma de desenvolvimento para pesquisa em exoesqueletos. A dinâmica da junta humana e da junta robótica são modeladas para diferentes acoplamentos entre si. O Controle Adaptativo por Modelo de Referência é proposto como uma solução para controle de exoesqueletos; simulações indicam ser capaz de estimar os parâmetros da junta humana em tempo real. O controlador por Modelo de Referência foi implementado, tendo sucesso na modulação da impedância aparente da junta robótica. De uma perspectiva mais prática, é apresentado o projeto e construção de uma bancada experimental e o uso de um repositório online para desenvolvimento do software de controle. O repositório on-line viabiliza gestão de projetos colaborativos, focado em versionamento de software e contribuição científica. A bancada experimental foi projetada para atender as necessidades de diferentes stakeholders - a universidade, os pacientes e terapeutas - sendo de aplicação modular, de fácil operação e relativo baixo custo, é capaz de conduzir experimentos de controle motor e tarefas de reabilitação.

Neste trabalho, consideramos o problema de desacoplamento de perturbações por realimentação dinâmica regular do estado para sistemas não lineares afins. Utilizando a abordagem geométrica-diferencial, estabelecemos condições necessárias e suficientes de solução de tal problema. Mostramos que tais condições são baseadas na geometria de um sistema estendido, obtido pela colocação de integradores em série com as entradas do sistema original. Quando tal problema e solúvel, mostramos também que o algoritmo de extensão dinâmica permite a construção do compensador solução. Como um subproduto de tais técnicas, obtemos uma forma geométrica de determinação da estrutura algébrica no infinito, através da geometria do sistema estendido. / In this work we consider the Problem of Disturbance Decoupling by Regular Dynamic Feedback for the class of affine nonlinear systems. We use the so-called Differential Geometric Approach to derive the necessary and sufficient conditions for this problem\'s solution. We show that the solvability of this problem is governed by the geometry of an Extended System obtained by putting integrators in series with the inputs of the original system. When the necessary conditions are satisfied, we show that the well known dynamic extension algorithm can be used to construct a solution. We also show that the algebraic structure at infinity can be computed by geometric methods with the aid of the Extended System.