Esta dissertação apresenta a modelagem matemática de um giroscópio de controle de momento (CMG) e aplica técnicas de controle digital para o controle de atitude dessa planta. CMGs são atuadores importantes para o controle de atitude de corpos no espaço, tais como satélites e veículos espaciais. Desenvolve-se a modelagem da planta por meio da mecânica Lagrangiana e estudam-se técnicas específicas de controle PID (proporcional-integral-derivativo) e LQR (linear-quadratic regulator ) digitais para aplicação em sistemas com a planta nas configurações desacoplada e acopladas de fase mínima e não-mínima. Realizam-se ensaios via simulação, com o modelo não-linear da planta, bem como via experimentos práticos, com o sistema real, para validar os controladores projetados. Com isso, obtêm-se resultados positivos com ambas as técnicas estudadas, com exceção ao caso acoplado de fase não-mínima, para o qual uma das técnicas não foi capaz de controlar a atitude da planta. / This dissertation presents the mathematical modeling of a control moment gyroscope (CMG) and applies digital control techniques for its attitude control. CMGs are important actuators for bodies attitude control in the space, such as satellites and space vehicles. The system modeling is developed with the Lagrangian mechanics and a digital proportionalintegral- derivative (PID) and a digital linear-quadratic regulator (LQR) control techniques are studied and applied to a decoupled system and coupled systems with minimum and non-minimum phases. Simulation tests with the non-linear plant model and experimental tests with the real plant are done in order to validate the control techniques. Then, positive results are reached with both studied techniques, excepting in the coupled system with non-minimum phase, in which one technique was not able to control it.

Este trabalho aborda o problema da inversão do vetor momento magnético, com ampla aplicação na Ressonância Nuclear Magnética (RNM). Em vez de uma sequência de impulsos e de abordarmos somente o problema de conduzir o vetor de -e3 para +e3, escolhemos uma lei de controle limitada e analisamos o processo de várias iterações (voltas completas). Através do método da medianização, obtemos uma solução explícita aproximada para o sistema e, através dela e de alguns teoremas auxiliares sobre rotações, discutimos a propagação do erro em módulo e fase cometido após a realização dessas iterações. / This dissertation considers the problem of inversion of the magnetic moment vector, with wide application in Nuclear Magnetic Resonance (NMR). Instead of a pulse sequence and only approach the problem of driving the vector from -e3 to +e3, we choose limited controls and we analyze several iterations of the process (laps). By the averaging method, we obtain an approximate explicit solution for the system and through this method, together with some auxiliary theorems on rotations, we discuss the propagation of error in magnitude and phase committed after performing these iterations.

The subject of this thesis is the real-time implementation of algebraic derivative estimators as observers in nonlinear control of magnetic levitation systems. These estimators are based on operational calculus and implemented as FIR filters, resulting on a feasible real-time implementation. The algebraic method provide a fast, non-asymptotic state estimation. For the magnetic levitation systems, the algebraic estimators may replace the standard asymptotic observers assuring very good performance and robustness. To validate the estimators as observers in closed-loop control, several nonlinear controllers are proposed and implemented in a experimental magnetic levitation prototype. The results show an excellent performance of the proposed control laws together with the algebraic estimators. / O tema dessa dissertação é a implementação em tempo real dos estimadores algébricos de derivadas como observadores no controle não-linear de levitação magnética. Esses estimadores são baseados no cálculo operacional e implementados como filtros FIR, resultando em uma implementação viável em tempo real. O método algébrico permite estimar os estados do sistema de maneira rápida e não-assintótica. Para os sistemas de levitação magnética, os estimadores algébricos podem substituir os observadores assintóticos assegurando boas propriedades de robustez e performance. A fim de validar os estimadores como observadores no controle em malha fechada, vários controladores não-lineares são propostos e implementados em um protótipo experimental. Os resultados mostram uma excelente performance dos controladores propostos juntamente com os estimadores algébricos.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:34:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Gustavo Friggi Rodrigues.pdf: 661005 bytes, checksum: c997e34c966c242662e247b32683e95a (MD5) Previous issue date: 2008-08-11 / With the growth of social complexity, comes the need of legal mechanisms that correspond to the social stabilization expectations that are inherent to the exercise of a legitimate power. The insertion of open-content laws, or referred to values inserted in the social system observation, as occurs with general clauses that carries the concept of social function, impose an enormously difficult job to the judges, specially when it comes to the base arguments of those decisions applying the integration of such clauses. Therefore, the role of Legal Dogmatic, as a law science, should be reformulated in its whole signification, becoming to comprehend the law not only by a purist-legal perspective, as it came to be on the twentieth century, but integrated to a hermeneutic job that will open methodological possibilities for the judicial application of social function regulated general clauses. To enlighten a possible way to this Dogmatic opening, this work situates it in the studies of The Social Systems Theory by Niklas Luhmann, as a form to make compatible the rigidness of positive law with the perspective of it's opening to the assumption of values inside the law system. Besides the exposition over Dogmatic and it's reformulation, the philosophic hermeneutics and the hermeneutic circle formulated by Heidegger and Gadamer represent a historic path to self-observation and self- reference of law, projecting the individual as an emitter and receiver of information from the ambient, always positioned and respectful to the consolidated tradition, but in a way that makes possible a full comprehension of positive law. This work concentrates in the field of research The citizenship modeling the State , since it puts under analytic focus the relation between two State powers entrusted of law creation (Legislative) and law application (Judiciary), exposing systemic operations (on Luhmann's System Theory, Political and Legal subsystem, respectively) that conduct to their inter-relations inside the social environment, fed and formed by the whole human conscience, as much as its communicative elements. / Com o crescimento da complexidade social, surge a necessidade de novos mecanismos normativos que correspondam às expectativas de estabilização de condutas que são próprias do exercício do poder legitimado. A inserção de normas de conteúdo aberto, ou referida a valores inseridos na observação do ambiente social, como ocorre com as cláusulas gerais que dispõem sobre a função social, impõe um trabalhoso exercício ao julgador, em especial quanto à fundamentação das decisões que façam a integração de tais normas. Assim, o papel da Dogmática Jurídica, como ciência normativa do direito, deve passar por uma reformulação de seu significado, passando a compreender o direito não só por uma perspectiva purista-normativa, como veio a consolidar-se no século XX, mas integrando-se a um trabalho hermenêutico que abrirá possibilidades metodológicas para a aplicação judicial das cláusulas gerais de função social. Para iluminar um possível caminho nessa abertura da Dogmática, o presente trabalho a situa no estudo da Teoria dos Sistemas Sociais de Niklas Luhmann, como forma de compatibilizar a rigidez do direito positivo com a perspectiva de sua abertura para a assunção de valores no sistema jurídico. Ao lado da exposição sobre a Dogmática e sua reformulação, a hermenêutica filosófica e o círculo hermenêutico formulado por Heidegger e Gadamer representam a historicidade na auto-observação e auto-referência do direito, projetando o indivíduo como emissor e receptor de informações em seu ambiente, sempre posicionado e em respeito à tradição consolidada, mas de forma a possibilitar uma compreensão plena e total do direito positivo. Este trabalho converge à linha de pesquisa A cidadania modelando o Estado , uma vez que põe sob enfoque analítico a relação entre os poderes estatais incumbidos da criação normativa (Legislativo) e da aplicação normativa (Judiciário), expondo as operações de caráter sistêmico (na Teoria dos Sistemas de Luhmann, subsistemas Político e Jurídico, respectivamente) que conduzem às suas inter-relações no interior do ambiente social, formado e alimentado tanto pela consciência coletiva humana, como por seus elementos comunicativos.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcos Kleber Soares Kunyosi.pdf: 2418852 bytes, checksum: ab6795f8d39445430da1eca23e865c56 (MD5) Previous issue date: 2006-09-11 / Instituto Presbiteriano Mackenzie / Recognition of patterns can be performed by using neural networks built with oscillators, like phase-locked loops (PLLs). These networks are modeled with differential equation systems and can be studied by using Dynamical System Theory, which is used in this work in order to investigate the dynamical behavior related to a synaptic configuration of a neural network. As a result of such an investigation, two methods (Brute Force and Algebric) that help to build neural networks formed by PLLs are presented. These methods aim to relate the synaptic configuration of the network to the corresponding basin of attraction of fixed points, which represent the stored patterns on the network. Also general properties of synaptic configuration are presented in order to generate other useful configurations. Then a model of an image recognition machine able to store in its memory a monochromatic image and able to determine if other image is similar to the memorized one is proposed. / Reconhecimento de padrões pode ser feito usando redes neurais construídas com osciladores, como malhas de sincronismo de fase (PLLs). Essas redes são modeladas por sistemas de equações diferenciais e podem ser estudas pela Teoria de Sistemas Dinâmicos, que é usada neste trabalho para investigar o comportamento dinâmico associado a uma configuração sináptica de uma rede neural. Como resultado dessa investigação, são apresentados dois métodos (Força Bruta e Algébrico) que auxiliam na construção de redes neurais formadas por PLLs. Esses métodos têm como objetivo relacionar a configuração sináptica da rede às respectivas bacias de atração de pontos atratores, os quais representam os padrões memorizados na rede. Também são apresentadas propriedades gerais da configuração sináptica que podem ser usadas para compor outras configurações de interesse. Por fim, é proposto um modelo de máquina reconhecedora de imagem capaz de armazenar em sua memória uma figura monocromática e determinar se uma imagem qualquer apresentada a ela é semelhante à memorizada.

Em experimentação agrícola, é freqüente a necessidade de análise conjunta de grupos de experimentos. Em muitos casos, o pesquisador deseja generalizar resultados para condições gerais de regiões e/ou em avaliar o desempenho de vários genótipos (tratamentos) em diversos ambientes (locais e/ou ano). Quando um conjunto de experimentos é planejado para vários locais é necessário considerar o delineamento individual em cada local e a combinação total dos genótipos com os locais (interação genótipo × ambiente). Logo, os dados observados podem ser organizados em uma tabela de dupla entrada. Existem várias metodologias de análise e interpretação para a interação genótipo × ambiente proveniente de um grupo de cultivares testados em vários ambientes. Entre essas metodologias destaca-se os modelos AMMI (“additive main effects and multiplicative interaction model”), como o próprio nome diz é um método uni-multivariado, que engloba uma análise de variância para os efeitos principais, que são os efeitos dos genótipos (G) e os ambientes (E) e para efeitos multiplicativos (interação genótipo × ambiente), utiliza-se a decomposição em valor singular (DVS). Essa técnica multivariada baseia-se no uso dos autovalores e autovetores provenientes da matriz de interação genótipo × ambiente. Araújo e Dias (2005) verificaram o problema de superestimação e subestimação de autovalores estimados da maneira convencional. Para superar esses problemas de estimação de autovalores, Muirhead (1987) apresenta três métodos para corrigir autovalores estimados a partir das matrizes de covariâncias amostral e alerta que nem sempre essas correções mantêm a ordem decrescente de valores, assim é sugerido o uso de regressão isotônica para ordenar esses dados, mas propriamente um algoritmo apresentado por Lin e Pearlman (1985). Os resultados indicaram que: A regressão isotônica juntamente com o algoritmo foi necessária e se mostrou muito importante em todos conjuntos de dados; Houve uma redução no número de componentes significativos para serem retidos nos modelos, fazendo com que os modelos AMMI selecionados sejam mais parcimoniosos quando se utiliza qualquer um dos métodos de correção; O método 2 apresentou as menores taxa de correção da soma de quadrados da interação genótipo × ambiente e o método 3 apresentou a maiores taxa de correção; Em relação a medida RMSPDPRESS, os menores valores foram obtidos quando se utilizou o método de correção 2. Já o método de correção 3 apresentou os maiores valores para RMSPDPRESS; O método 2 também se mostrou melhor quando o interesse era verificar o ganho em número de repetições, sendo que este benefício esteve sempre próximo de 3 repetições. Já o método 3 é o que apresenta um menor ganho em número de repetições, em torno de duas repetições. / In agricultural research is common to analyse groups of experiments. In many cases, the researcher intends to generalize results to general conditions of areas and/or evaluate the responses of several genotypes (treatments) in several environments (places and/or years). When a group of experiments is planned for several places it is necessary to consider the of design in each place and the combinations of the genotypes with the places (the interaction of genotype × environment). The observed data can be organized in an array. There are several methods of analysis and interpretation for the genotype × environment interaction from a group of genotype tested in several environments. These methods include AMMI models (“additive main effect and multiplicative interaction models”). As the name says it is a uni-multivariate method, that includes an analysis of variance for the main effects (the effects of the genotypes (G) and environments (E)) and assumes multiplicative effects for the genotype × environment interaction, using a singular value decomposition (DVS). This method estimates the eigenvalues and eigenvectors deriving from the matrix of genotype × environment interaction. Araújo and Dias (2005) found an overestimation and underestimation problem with the eigenvalues in the conventional way. To correct these problems Muirhead (1987) presents three methods to correct the eigenvalues from covariance the matrix and noted that these do not always maintain the order of values. The author suggested the use of isotonic regression to correct the eigenvalues, using an algorithm presented by Lin and Pearlman (1985). The results indicated that: The isotonic regression with the algorithm is necessary and it showed very important in all groups of data; There was a reduction in the number of significant components to be kept in the models and the order that the AMMI model selected is more parsimonious when any of the correction methods is used; The method 2 has the smallest rate of correction to the sum of squares of the genotype × environment interaction and method 3 has the largest correction rate; The measure RMSPDPRESS was smallest when method of correction 2 was used. The method of correction 3 has the largest values for RMSPDPRESS; Method 2 was also better when the interest was to verify the gain in number of replicates, and this benefit was always close to 3 replicates. The method 3 gives the smaller gain in the number of replicates, of around two replicates.

Orientador: Ketty Abaroa de Rezende / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-26T22:09:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_EwertonRocha_D.pdf: 1632095 bytes, checksum: 5dc3208efc5649260ca62805c3e8e1b6 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Nessa tese, apresentamos uma unificação da teoria das matrizes de transição algébrica, singular, topológica e direcional ao introduzir a matriz de transição (generalizada), a qual engloba todas as quatros citadas anteriormente. Alguns resultados de existência são apresentados bem como a verificação de que cada matriz de transição supracitada são casos particulares da matriz de transição (generalizada). Além disso, nós abordamos como as aplicações das quatros matrizes de transiçao, na teoria do índice de Conley, se traduzem para a matriz de transição (generalizada). Quando a matriz de transição (generalizada) satisfizer o requerimento adicional de cobrir o isomorfismo do índice de Conley F definido pelo fluxo, pode-se provar propriedades de existência e de conexão de órbitas. Essa matriz de transição com a propriedade de cobrir o isomorfismo F é definida como matriz de transição topológica generalizada e a utilizamos para obter conexões de órbitas num fluxo Morse-Smale sem órbitas periódicas bem como para obter conexões de órbitas numa continuação associada à sequência espectral dinâmica / Abstract: In this thesis, we present a unification of the theory of algebraic, singular, topological and directional transition matrices by introducing the (generalized) transition matrix which encompasses each of the previous four. Some transition matrix existence results are presented as well as the verification that each of the previous transition matrices are cases of the (generalized) transition matrix. Furthermore, we address how applications of the previous transition matrices to the Conley Index theory carry over to the (generalized) transition matrix. When this more general transition matrix satisfies the additional requirement that it covers flow-defined Conley-index isomorphisms, one proves algebraic and connection-existence properties. These general transition matrices with this covering property are referred to as generalized topological transition matrices and are used to consider connecting orbits of Morse-Smale flows without periodic orbits, as well as those in a continuation associated to a dynamical spectral sequence / Doutorado / Matematica / Doutor em Matemática

A teoria da sociedade de Niklas Luhmann, construída como teoria de sistemas sociais, encontra freqüentes críticas voltadas contra seu pretendido distanciamento moral e político no diagnóstico da sociedade contemporânea. Pesa sobre a teoria de sistemas sociais a generalização de um juízo prematuro conforme o qual ela se reduziria a uma sociologia conservadora de tendência tecnocrata, uma herdeira radicalizada do positivismo. Contudo, e contrariamente a essa percepção geral, a teoria de sistemas sociais parece ter um potencial crítico ainda inexplorado em toda a sua extensão, e que pode ser ativado por uma leitura que permita expandir o alcance da teoria. Essa expansão pode ser promovida quando a teoria de sistemas sociais é mobilizada para fundamentar uma teoria da comunicação de matriz materialista (capítulo 1), capaz de permitir que sua categoria fundamental a autopoiese seja compreendida em estreita relação com a apresentação do capital por Karl Marx (capítulo 2) e confrontada com uma teoria do capitalismo (capítulo e 3). Na seqüência, a teoria de sistemas sociais é empregada para dar conta das múltiplas dimensões da desigualdade social (capítulo 4) e da dinâmica dos conflitos e das contradições da sociedade atual (capítulo 5). Esta tese propõe um primeiro passo na direção de uma recepção crítica da obra teórica de Niklas Luhmann. Trata-se de testar os limites e as possibilidades da teoria de sistemas sociais. / Niklas Luhmanns theory of society, built as theory of social systems, is usually met with criticisms pointed against its intended moral and political distance in diagnosing contemporary society. Weights upon the social systems theory the generalization of a premature judgement according to which, this theory would be reduced to a conservative sociology with technocratic tendencies, a radicalised heir to positivism. However, and against this usual perception, the theory of social systems seems to have a critical potential not yet developed in its full extension and which may be activated by an interpretation capable of expanding its range. This extension can be carried out when we handle social systems theory in order to ground a materialistic theory of communication (chapter 1), enabling a close connection between its main conceptual category autopoiesis and Karl Marxs presentation of the capital (chapter 2), as well as a confrontation with a theory of capitalism (chapter 3). Afterwards, social systems theory is used to explaining the manifoldness of social inequality (chapter 4) and the dynamics of contemporary conflicts and societal contradictions (chapter 5). This thesis proposes a first step in the direction of a critical reception of Niklas Luhmanns theoretical work. It is a matter of testing limits and possibilities of social systems theory

Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma plataforma inercial autônoma com três graus de liberdade para aplicação em estabilização de sensores - por exemplo, gravimétricos estacionários e embarcados - podendo ser utilizada também para estabilização de câmeras. O sistema é formado pela Unidade de Medida Inercial, IMU, desenvolvida utilizando um sensor micro eletromecânico, MEMS - que possui acelerômetro, giroscópio e magnetômetros nos três eixos de orientação - e um microcontrolador para aquisição, processamento e envio dos dados ao sistema de controle e aquisição de dados. Para controle dos ângulos de inclinação e orientação da plataforma, foi implementado um controlador PID digital utilizando microcontrolador. Este recebe os dados da IMU e fornece os sinais de controle utilizando as saídas PWM que acionam os motores, os quais controlam a posição da plataforma. Para monitoramento da plataforma foi desenvolvido um programa para aquisição de dados em tempo real em ambiente Matlab, por meio do qual se pode visualizar e gravar os sinais da IMU, os ângulos de inclinação e a velocidade angular. Testou-se um sistema de transmissão de dados por rádio frequência entre a IMU e o sistema de aquisição de dados e controle para avaliar a possibilidade da não utilização de slip rings ou fios entre o eixo de rotação e os quadros da plataforma. Entretanto, verificou-se a inviabilidade da transmissão em razão da baixa velocidade de transmissão e dos ruídos captados pelo receptor de rádio frequência durante osmovimentos da plataforma. Sendo assim, dois pares de fios trançados foram utilizados fios para conectar o sensor inercial ao sistema de aquisição e processamento. / This work presents the development of a three-degree of freedom autonomous inertial platform for the use in sensors stabilization - for example, stationary and embedded gravimeters. It can also be used to stabilize cameras. The system is composed by the Inertial Measurement Unit, IMU, developed using a micro electromechanical sensor, MEMS - which has an accelerometer, a gyroscope and a magnetometer in the three axes of orientation - and a microcontroller for data acquisition, data processing and data sending to the control and data acquisition system. To control the platform angles and its orientation, a digital PID controller was implemented using a microcontroller. It receives data from the IMU and provides the control signals using the PWM outputs that drive the motors to control the platform position. In order to supervise the platform operation, a real time data acquisition software was developed in Matlab, where IMU signals, inclination angles and angular velocities can be displayed and recorded. Data transmission via radio frequency between the IMU and the data acquisition and control system was tested in order to evaluate the possibility of not using slip rings or wires between the rotation axis and platform frames. This approach was unsuccessful due to the low speed of data transmission and to the noise that affected the radio frequency receiver during the platform\'s movements. In view of that wire was used to directly connect the inertial sensor to the acquisition and processing system.

A busca por um modelo conceitual de gestão do equilíbrio em arranjos produtivos é inicialmente justificada pela ausência de metodologias realmente alinhadas aos preceitos sistêmicos de compreensão da realidade. A pesquisa visou à obtenção de um modelo conceitual de análise que indicasse as características que denotariam o equilíbrio entre agentes e manutenção da estrutura de relações de um determinado arranjo econômico de qualquer ordem. Para tal, utilizou-se de recursos da Social Network Analysis e da Teoria dos Jogos, orientados sob uma supra-metodologia de pesquisa derivada da SSM. O resultado final foi a obtenção de um modelo conceitual de gestão do equilíbrio entre agentes econômicos de escopo regional, baseado na análise das características de equilíbrio entre agentes e comportamento da estrutura de relações de um determinado arranjo econômico de qualquer ordem, pautando-se pela obtenção das medidas de relevância interna ponderadas, sendo o indicador de centralidade ponderada de betweenness utilizado para isso, e medidas que indicam o nível de estabilidade dos relacionamentos que compõem a estrutura da rede. Entretanto, para considerar esse modelo realmente aderente às premissas do pensamento sistêmico, foi necessário abstrair que as redes são formadas por múltiplas camadas de relacionamentos de várias naturezas, ou seja, são redes multidimensionais. Para tal, foi necessária a adaptação do ferramental de aferição dos indicadores descritos para a realidade de convergência de múltiplas redes. Nesse intento, foi preciso considerar que cada agente integrante possui pontos de vista diferenciados, ainda que isso possa ser relativizado para efeitos de simulação. Por fim, alinharam-se os indicadores de desvio de relevância interna e estabilidade de rede multidimensional para uma condição que expressasse, em termos relativos a quadrantes, cada uma das típicas possibilidades situacionais da rede, nesta tese enunciada como Classificação Conceitual de Estado de Rede Multidimensional. / The search for a conceptual model of the regional economic agents\' relationships balance management is initially justified by the lack of methodologies that are really aligned to the Systems Thinking premises to comprehend the reality. The research aimed to obtaining a conceptual model that could indicate the characteristics which enable the understanding of the equilibrium between agents and maintenance of the relationships structure for a determined economic arrangement of any order. For that, it were used tools derived from the Social Networks Analysis and the Games Theory, oriented by a derivation of the Soft Systems Methodology as a supra methodology of research. The final result was the creation of a conceptual model which enables the management of the economic agents\' balance in a given economic network, reaching the objective of the research. It was possible by obtaining weighted measures of relevance, considering the betweenness of weighted centrality, and measures that indicate the level of stability of the relationships that make up the network structure. It was also necessary to abstract networks that are formed by multiple layers of varied natures\' relationships seeking to make this model really adhering to the assumptions of systemic thinking. It was equally necessary to adapt the tools for measuring the indicators described for the reality of the converged multiple networks. Finally, this dissertation enunciates the Conceptual Classification of the Multidimensional Networks Status.