Orientador: Jose Francisco Gomes. / Doutor

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The class of infinite dimensional systems often occurs when dealing with distributed parameter models consisting of partial differential equations. Although forming a comprehensive description, they mainly become manageable by finite dimensional approximations which likely neglect important effects, but underlies a certain structure. In contrast to common techniques for controlling infinite dimensional systems, this work focuses on using robust control methods. Thus, the uncertainty structure that occurs due to the discretization shall be taken into account particularly. Additionally, optimal performance measures can be included into the design process. The mixed H2/H∞ control approach handles the inclusion of disturbances and inaccuracies while guaranteeing specified energy or magnitude bounds. In order to include various of these system requirements, multi-objective robust control techniques based on the linear matrix inequality framework are utilized. This offers great flexibility concerning the formulation of the control task and results in convex optimization problems which can be solved numerically efficient by semi-definite programming. A flexible robot arm structure serves as the major application example during this work. The model discretization leads to an LTI system of specified order with an uncertainty model which is obtained by considering the concrete approximation impact and frequency domain tests. A structural analysis of the system model relates the neglected dynamics to a robust characterization. For the objective selection, stability shall be ensured under all expected circumstances while the aspects of optimal H2 performance, passive behavior and optimal measurement output selection are included. The undesirable spillover effect is thoroughly investigated and thus avoided. / Tesis

Submitted by Marcos Samuel (msamjunior@gmail.com) on 2017-06-09T14:19:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Versão final - Tatiana Santos - o-conceito-de-3.pdf: 1305137 bytes, checksum: f80d8880b49b22aac9c091fa3f84d127 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-16T14:50:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Versão final - Tatiana Santos - o-conceito-de-3.pdf: 1305137 bytes, checksum: f80d8880b49b22aac9c091fa3f84d127 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-16T14:50:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Versão final - Tatiana Santos - o-conceito-de-3.pdf: 1305137 bytes, checksum: f80d8880b49b22aac9c091fa3f84d127 (MD5) / Este trabalho pretende apresentar ao leitor uma sequência de problemas que envolvem o conceito de infinito na Matemática com o objetivo de promover o conhecimento de maneira geral e, no âmbito escolar, auxiliar professores no processo de ensino aprendizagem como também despertar o interesse do estudante do ensino básico pelo tema. Cada problema é seguido de um comentário e/ou resolução. Além disso, mostra um breve histórico da construção do conceito de Infinito desde a Antiguidade até os tempos atuais, enfatizando os eventos mais relevantes e os nomes que se destacaram nesta busca. Apresenta algumas definições, teoremas e demonstrações da teoria dos conjuntos que ajudam na compreensão e resolução dos problemas apresentados e mostra a importância do conceito de Infinito em outras ciências.

Ingeniero Civil Matemático / Dos grafos son gemelos si son mutuamente subgrafos entre sí. En grafos finitos la única forma de que dos grafos sean mutuamente subgrafos entre sí es que sean isomorfos. Sin embargo, en grafos infinitos existen grafos que se incluyen mutuamente y no isomorfos entre sí. Bonato y Tardif [3] se preguntaron por la cantidad de gemelos que puede tener un grafo. La conjetura de alternativa en árboles plantea que si un árbol tiene gemelos no isomorfos a él, entonces tiene infinitos gemelos. En el presente trabajo se presenta una demostración de la conjetura para árboles localmente finitos con una cantidad contable de ends. Se comienza realizando una revisión general de los conceptos y teoremas de grafos infinitos. Se introducen los conceptos básicos de grafos infinitos (rayo, doble rayo, end etc). Luego se estudia también una topología definible para un grafo infinito, que describe de mejor manera el grafo y sus ends que es de relevancia en la demostración dada posteriormente. Posteriormente se estudian los conceptos, definiciones y teoremas propios de la conjetura. Se revisarán los trabajos hechos hasta ahora, las ideas que han surgido a partir de intentos para demostrar la conjetura y la descripción de un grafo con propiedades interesantes. A continuación se estudia en detalle la relación subgrafo en grafos infinitos. Se introduce el concepto de morfismo y se muestra su relación con los conceptos de subgrafo e isomorfismo. También se estudia el grupo de automorfismos del doble rayo y de árboles finitos. Se mostrará además una forma de definir isomorfismos entre árboles infinitos localmente finitos a partir de isomorfismos locales. También se estudiará la construcción de isomorfismos definidos por componentes. Luego, se demuestra la conjetura para árboles con una cantidad finita de ends. Primero se demuestra la conjetura para árboles con exactamente un end, luego con exactamente dos ends y finalmente para árboles con más de 2 ends. Finalmente, se demuestra la conjetura para árboles con una cantidad infinita contable de ends. Se introduce el concepto de centro-end y a partir de éste se demostrará una extensión de un teorema dado por Halin [7] para árboles con una cantidad contable de ends. Este resultado fue dado por Polat y Sabidussi [9] para automorfismos, se presenta una demostración alternativa que también abarca endomorfismos. Usando esta extensión se demuestra la conjetura. Se define el concepto de ecuación gráfica, que junto con el teorema extendido de Halin permiten demostrar la conjetura en el caso más difícil.

[pt] Apresentamos, nesta dissertação, a teoria dos modos de Espinosa, tendo como pano de fundo a P.8 da Parte II da Ética, onde surge uma aparente ruptura na simetria entre os nexos causais dos modos infinitos e finitos dos atributos pensamento e extensão, imposta pela tese do paralelismo universal, principal tese do sistema espinosista. Esta assimetria comprometeria a aplicabilidade da tese paralelista à teoria dos modos tal como formulada na Parte I da Ética. Por isso buscamos, no decorrer deste trabalho, apresentar uma interpretação da teoria dos modos que possa dissolver esta aparente contradição, garantindo a aplicabilidade da tese paralelista à teoria dos modos e mostrando que a questão levantada a partir da P.8 da Parte II da Ética não deve ser considerada uma dificuldade real. / [en] In this work, we present Spinoza´s theory of modes, against the background of proposition 8 of the Book II of the Ethics. This proposition seems to break the symmetry between the causal nexus of the infinite and finite modes of the attributes of thought and extension, wich follows from the doctrine of universal parallelism, core thesis of Spinoza’s system. This asymmetry seems to compromise the applicability of the parallelist thesis to the theory of modes, as it is presented in Ethics, Book I. Therefore we try to offer an account of the theory of modes, that would solve this seeming contradiction, assuring the applicability of the parallelist thesis to the theory of modes and showing that the question that arises from proposition 8 in Ethics Book II should not be considered a true difficulty.

The class of infinite dimensional systems often occurs when dealing with distributed parameter models consisting of partial differential equations. Although forming a comprehensive description, they mainly become manageable by finite dimensional approximations which likely neglect important effects, but underlies a certain structure. In contrast to common techniques for controlling infinite dimensional systems, this work focuses on using robust control methods. Thus, the uncertainty structure that occurs due to the discretization shall be taken into account particularly. Additionally, optimal performance measures can be included into the design process. The mixed H2/H∞ control approach handles the inclusion of disturbances and inaccuracies while guaranteeing specified energy or magnitude bounds. In order to include various of these system requirements, multi-objective robust control techniques based on the linear matrix inequality framework are utilized. This offers great flexibility concerning the formulation of the control task and results in convex optimization problems which can be solved numerically efficient by semi-definite programming. A flexible robot arm structure serves as the major application example during this work. The model discretization leads to an LTI system of specified order with an uncertainty model which is obtained by considering the concrete approximation impact and frequency domain tests. A structural analysis of the system model relates the neglected dynamics to a robust characterization. For the objective selection, stability shall be ensured under all expected circumstances while the aspects of optimal H2 performance, passive behavior and optimal measurement output selection are included. The undesirable spillover effect is thoroughly investigated and thus avoided. / Tesis

Dados um espaço de medida (X;A;m) e números reais p,q>1 com 1/p+1/q=1, o Teorema de Representação de Riesz afirma que Lq(X;A;m) é o dual topológico de Lp(X;A;m) e que Loo(X;A; m) é o dual topológico de L1(X;A;m) se o espaço (X;A;m) for sigma-finito. Observamos que a sigma-finitude de (X;A;m) é condição suficiente mas não necessária para que Loo(X;A;m) seja o dual de L1(X;A;m). Os contra-exemplos tipicamente apresentados para essa última identificação são \"triviais\", no sentido de que desaparecem se \"consertarmos\" a medida , transformando-a numa medida perfeita. Neste trabalho apresentamos condições sufcientes mais fracas que sigma-finitude a fim de que Loo(X;A;m) e o dual de L1(X;A;m) possam ser isometricamente identificados. Além disso, introduzimos um invariante cardinal para espaços de medida que chamaremos a dimensão do espaço e mostramos que se o espaço (X;A;m) for de medida perfeita e tiver dimensão menor ou igual à cardinalidade do continuum então uma condição necessária e suficiente para Loo(X;A;m) seja o dual de L1(X;A;m) é que X admita uma decomposição. / Given a measure space (X;A;m) and real numbers p,q>1 with 1/p+1/q=1, the Riesz Representation Theorem states that Lq(X;A;m) is the topological dual space of Lp(X;A;m) and that Loo(X;A; m) is the topological dual space of L1(X;A;m) if (X;A; m) is sigma-finite. We observe that the sigma-finiteness of (X;A;m) is a suficient but not necessary condition for Loo(X;A;m) to be the dual of L1(X;A;m). The counter-examples that are typically presented for Loo(X;A;m) = L1(X;A;m)* are \"trivial\", in the sense that they vanish if we fix the measure , making it into a perfect measure. In this work we present suficient conditions weaker than sigma-finiteness in order that Loo(X;A; m) and L1(X;A;m)* can be isometrically identified. Moreover, we introduce a cardinal invariant for measure spaces which we call the dimension of the space and we show that if the space (X;A;m) has perfect measure and dimension less than or equal to the cardinal of the continuum then a necessary and suficient condition for Loo(X;A;m) = L1(X;A;m)* is that X admits a decomposition.

Neste trabalho, é desenvolvido um programa de computador para a análise estática e tridimensional de problemas de interação solo-estrutura. O programa permite considerar várias camadas de solo, cada qual com características físicas diferentes. Sobre este solo, o qual pode conter estacas, podem ser apoiados diversos tipos de estruturas, tais como placas e até um edifício. Todos os materiais considerados são homogêneos, isotrópicos, elásticos e lineares. O solo tridimensional é modelado com o método dos elementos de contorno (MEC), empregando as soluções fundamentais de Kelvin e uma técnica alternativa na consideração do maciço não-homogêneo. Esta técnica, que é uma contribuição original deste trabalho, é baseada no relacionamento das soluções fundamentais de deslocamento dos diferentes domínios, permitindo que sejam analisados como um único sólido sem a necessidade de equações de equilíbrio e compatibilidade. Isso reduz o sistema de equações final e melhora a precisão dos resultados, conforme comprovado nos exemplos apresentados. Para reduzir o custo computacional sem prejudicar a precisão dos resultados, é utilizada uma malha de elementos de contorno infinitos (ECI) nas bordas da malha de ECs para modelar o comportamento das variáveis de campo em longas distâncias. A formulação do ECI mapeado utilizado é outra contribuição original deste trabalho, sendo baseado em um EC triangular. É demonstrado por meio de exemplos que tal formulação é eficiente para a redução de malha, contribuindo de forma significativa na redução do custo computacional. Todas as estruturas que interagem com o solo, incluindo as de fundação, são simuladas empregando o método dos elementos finitos (MEF). Cada estaca é modelada como uma linha de carga empregando um único elemento finito com 14 parâmetros nodais, o qual utiliza funções de forma do quarto grau para aproximar os deslocamentos horizontais, do terceiro grau para as forças horizontais e deslocamentos verticais, do segundo grau para as forças cisalhantes verticais e constantes para as reações da base. Este elemento é empregado em outros trabalhos, no entanto os autores utilizam as soluções fundamentais de Mindlin na consideração da presença da estaca no solo. Desta forma, a formulação desenvolvida neste trabalho com as soluções fundamentais de Kelvin pode ser considerada mais uma contribuição original. No edifício, que pode incluir um radier como estrutura de fundação, são utilizados dois tipos de EFs. Os pilares e vigas são simulados com elementos de barra, os quais possuem dois nós e seis graus de liberdade por nó. As lajes e o radier são modelados empregando elementos planos, triangulares e com três nós. Nestes EFs triangulares são superpostos efeitos de membrana e flexão, totalizando também seis graus de liberdade por nó. O acoplamento MEC/MEF é feito transformando as cargas de superfície do MEC em carregamentos nodais reativos no MEF. Além de exemplos específicos nos Capítulos teóricos, um Capítulo inteiro é dedicado a demonstrar a abrangência e precisão da formulação desenvolvida, comparando-a com resultados de outros autores. / In this work, a computer code is developed for the static analysis of three-dimensional soil-structure interaction problems. The program allows considering a layered soil, which may contain piles. This soil may support several structures, such as shells or even an entire building. All materials are considered homogeneous, isotropic, elastic and linear. The three-dimensional soil is modeled with the boundary element method (BEM), employing Kelvin fundamental solutions and an alternative multi-region technique. This technique, which is an original contribution of this work, is based on relating the displacement fundamental solution of the different domains, allowing evaluating them as an unique solid and not requiring compatibility or equilibrium equations. In such a way, the final system of equations is reduced and more accurate results are obtained, as demonstrated in the presented examples. In order to reduce the computational cost maintaining the accuracy, an infinite boundary element (IBE) mesh is employed at the BE mesh limits to model the far field behavior. The mapped IBE utilized, based on a triangular EC, is another original contribution of this work. In the presented examples it is demonstrated that this IBE formulation is efficient for mesh reduction, implying on a significant computational cost reduction. All structures that interact with the soil, including the foundations, are simulated with de finite element method (FEM). The piles are modeled using a one-dimensional 14 parameter finite element, with forth degree shape functions for horizontal displacement approximation, third degree shape functions for horizontal forces and vertical displacement, second degree shape functions for vertical share force, and constant for the base reaction. This element is employed in other works, however the authors utilize Mindlin fundamental solutions for the pile presence consideration in the soil. In such a way, the formulation developed in this work with Kelvin fundamental solutions may be considered one more original contribution. The building, which may include a radier as a foundation structure, is modeled using two types os FEs. Piles and beams are simulated using bar FEs with two nodes and six degrees of freedom per node. The radier and pavements are modeled employing plane triangular three-node FEs. In these FEs plate and membrane effects are superposed, totalizing six degrees of freedom per node. FEM/BEM coupling is made by transforming the BEM tractions in nodal reactions in the FEM. Even though specific examples are presented in the theoretical Chapters, a role Chapter is dedicated for demonstrating the formulation accuracy and coverage. In most examples, the results are compared with the ones obtained by other authors.