Neste trabalho, observamos a influência da remoção de indivíduos de uma população no seu processo de evolução. Consideramos que esta população depende continuamente do tempo e da idade de seus indivíduos. Primeiramente, apresentamos um modelo de crescimento populacional linearmente dependente da idade baseado na Equação de McKendrick-Von Foerster, que não estabelece nenhuma relação de dependência com a densidade populacional. Num segundo momento, discutimos resultados analíticos obtidos quando acoplamos a extração ao modelo linear. Finalmente, apresentamos um modelo dependente da densidade que nos conduz a um modelo não linear, no qual introduzimos a extração de uma fração da população. Considerando perfis reprodutivos que simulam processos reprodutivos naturais, obtemos resultados analíticos e numéricos que nos auxiliam na compreensão dos efeitos da extração na dinâmica populacional. / In this study we observe the infiuence of harvesting in a population in its process of evolution in time. We assume that the population depends on time and age in a continuous fashion. First we present a linear model based in the McKcndrick-Von Foerster equation in which no dependence on population density is assumed. vVe then discuss some analitical results obtained when we add harvesting to the linear model. Finally wc include density dependence in our model which leads to a nonlinear model in which we couple the cffects of harvesting a fraction of the population. We considered reproductive schedules that mimic natural reproductive processes and obtained numerical and analltical results that help us to the understand the effects of the harvesting in the population dynamics.

Neste trabalho, observamos a influência da remoção de indivíduos de uma população no seu processo de evolução. Consideramos que esta população depende continuamente do tempo e da idade de seus indivíduos. Primeiramente, apresentamos um modelo de crescimento populacional linearmente dependente da idade baseado na Equação de McKendrick-Von Foerster, que não estabelece nenhuma relação de dependência com a densidade populacional. Num segundo momento, discutimos resultados analíticos obtidos quando acoplamos a extração ao modelo linear. Finalmente, apresentamos um modelo dependente da densidade que nos conduz a um modelo não linear, no qual introduzimos a extração de uma fração da população. Considerando perfis reprodutivos que simulam processos reprodutivos naturais, obtemos resultados analíticos e numéricos que nos auxiliam na compreensão dos efeitos da extração na dinâmica populacional. / In this study we observe the infiuence of harvesting in a population in its process of evolution in time. We assume that the population depends on time and age in a continuous fashion. First we present a linear model based in the McKcndrick-Von Foerster equation in which no dependence on population density is assumed. vVe then discuss some analitical results obtained when we add harvesting to the linear model. Finally wc include density dependence in our model which leads to a nonlinear model in which we couple the cffects of harvesting a fraction of the population. We considered reproductive schedules that mimic natural reproductive processes and obtained numerical and analltical results that help us to the understand the effects of the harvesting in the population dynamics.

Neste trabalho, observamos a influência da remoção de indivíduos de uma população no seu processo de evolução. Consideramos que esta população depende continuamente do tempo e da idade de seus indivíduos. Primeiramente, apresentamos um modelo de crescimento populacional linearmente dependente da idade baseado na Equação de McKendrick-Von Foerster, que não estabelece nenhuma relação de dependência com a densidade populacional. Num segundo momento, discutimos resultados analíticos obtidos quando acoplamos a extração ao modelo linear. Finalmente, apresentamos um modelo dependente da densidade que nos conduz a um modelo não linear, no qual introduzimos a extração de uma fração da população. Considerando perfis reprodutivos que simulam processos reprodutivos naturais, obtemos resultados analíticos e numéricos que nos auxiliam na compreensão dos efeitos da extração na dinâmica populacional. / In this study we observe the infiuence of harvesting in a population in its process of evolution in time. We assume that the population depends on time and age in a continuous fashion. First we present a linear model based in the McKcndrick-Von Foerster equation in which no dependence on population density is assumed. vVe then discuss some analitical results obtained when we add harvesting to the linear model. Finally wc include density dependence in our model which leads to a nonlinear model in which we couple the cffects of harvesting a fraction of the population. We considered reproductive schedules that mimic natural reproductive processes and obtained numerical and analltical results that help us to the understand the effects of the harvesting in the population dynamics.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-07-05T11:13:00Z No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 5985689 bytes, checksum: e2f3d175a672f23ee85dc623a4d67bda (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-08T14:54:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 5985689 bytes, checksum: e2f3d175a672f23ee85dc623a4d67bda (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T14:54:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 5985689 bytes, checksum: e2f3d175a672f23ee85dc623a4d67bda (MD5) Previous issue date: 2017-03-16 / Este trabalho tem como objeto principal a avaliação teórica e experimental do uso de controladores (drivers) comutados no dobro da frequência da rede elétrica, aplicados ao acionamento de luminárias de iluminação pública (IP) empregando diodos emissores de luz, ou LEDs, do inglês Light Emitting Diodes. Inicialmente, o estudo apresenta informações sobre a iluminação pública no Brasil e os novos paradigmas relacionados ao uso dos LEDs nos sistemas de IP. Na sequência, uma revisão bibliográfica sobre drivers para luminárias LED é apresentada. Em seguida, é feita a modelagem matemática de um controlador de LEDs baseado no pré-regulador boost de elevado fator de potência comutado em baixa frequência (120 Hz). Uma metodologia de projeto detalhada é apresentada, sendo aplicada a uma luminária LED de 160 W, que é uma potência típica empregada em iluminação pública. Os resultados experimentais mostram que é possível alcançar elevado fator de potência (0,99), elevado rendimento (95%) e reduzida distorção harmônica total da corrente de entrada (9,4%). Posteriormente, foi realizada a modelagem dinâmica em pequenos sinais e o projeto do controle em malha fechada desse driver. Resultados experimentais mostram que o compensador proposto é capaz de rejeitar distúrbios provenientes da tensão de entrada e da carga, mantendo a corrente nos LEDs no valor de referência. Outras topologias similares também foram exploradas, com destaques para o driver baseado no pré-regulador Ćuk de baixa frequência. Resultados de simulação e resultados experimentais comparam essas topologias entre si, mostrando suas principais vantagens e desvantagens. Como conclusão, a principal contribuição da presente Tese consiste na proposição de topologias de controladores de LEDs empregados em iluminação pública fundamentados em alternativas bastante simples, de baixo custo e elevada vida útil, por dispensarem o uso de capacitores eletrolíticos. Outra contribuição se refere à comprovação de que tais estruturas apresentam conformidade com a norma IEC 61.000-3-2 (2014), classe C, além de corresponderem aos critérios exigidos na norma brasileira NBR 16026 (2012): Dispositivo de controle eletrônico c.c. ou c.a. para módulos de LED - Requisitos de desempenho. / The main purpose of this research is the theoretical and experimental evaluation of the use of drivers switched at twice the frequency of the power grid, applied to street lighting luminaires utilizing light emitting diodes (LEDs). Initially, the study presents information about the street lighting in Brazil and the new paradigms related to the use of LEDs in street lighting systems. Thereafter, a bibliographic review about drivers for LED luminaires is presented. Afterwards, the mathematical modeling of an LED driver based on the high power factor boost pre-regulator switched in low frequency (120 Hz) is shown. A detailed design methodology is presented, applied to a 160 W LED luminaire, which is a usual power level used on street lighting systems. The experimental results show that it is possible to reach high power factor (0.99), high efficiency (95%) and reduced total harmonic distortion of the input current (9.4%). Subsequently, the dynamic modeling in small signals and the control project in closed loop of this driver are performed. Experimental results show that the compensator proposed is capable of rejecting disturbances coming from the input voltage and from the load, keeping the current on the LEDs always at the reference value. Other similar topologies are also examined, highlighting the driver based on the low frequency Ćuk pre-regulator and the quadratic boost pre-regulator. Simulation results and experimental results compare these topologies among themselves, presenting their advantages and disadvantages. As conclusion, the main contribution of this thesis consists is the proposition of topologies of LED drivers used in street lighting luminaires based on very simple circuits, with low cost and long lifetime, because they do not require the use of electrolytic capacitors. Another contribution relates to the corroboration that these structures comply with IEC 61.000-3-2 (2012) class C standard, and correspond to the criteria required in the Brazilian Standard NBR 16026 (2012) standard: Electronic control device c.c. or c.a. for LED modules - Performance requirements.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This master thesis presents the analysis and design of an electronic drive system for fluorescent induction lamps. This lighting technology, despite being patented since the 60s, is not widely diffused in the market context. However, it is an extremely attractive alternative due to long lifetime and high luminous efficiency. The analysis circuit consists of a power factor correction associated with a power control stage, which provides the lamp ignition and current limitation. An integration methodology is applied in order to reduce the number of active semiconductor switches. The resulting topology, called here SEPIC half-bridge, presents a shared switch able to act, both in the pre-regulator stage, as well as for the power control stage. The number of elements reduction also occurs by magnetic integration. In this case, the pre-regulator inductors are distributed in a single core. For electronic system flexibility, it was inserted the dimming capability, where the low frequency modulation technique was evaluated. This technique is suitable for high power variation rates and provides a stable operation. The topology is controlled by a feedback system ensuring a satisfactory response of the system when subjected to disturbances, in addition to ensuring the correct power to the lamp. The electronic ballast designed behavior was evaluated experimentally. In this situation, there was obtained a low input current distortion associated with a high power factor. The lamp power variation range was 70% (30 W to 100 W), with an average efficiency around 82%. / Neste trabalho de mestrado, apresenta-se a análise e o projeto de um sistema eletrônico de acionamento para lâmpadas fluorescentes de indução. Esta tecnologia de iluminação, apesar de ser patenteada desde a década de 60, ainda é pouco difundida em âmbito comercial. Entretanto, é uma alternativa extremamente atraente devido a longa vida útil e a elevada eficiência luminosa. O circuito analisado consiste de um estágio de pré-regulação do fator de potência associado a um estágio de controle de potência, capaz de prover as necessidades de partida e limitar a corrente aplicada à lâmpada. Para estes estágios, visando a redução do número de semicondutores ativos, é aplicada a metodologia de integração de interruptores. A topologia resultante, chamada de SEPIC half-bridge, apresenta um interruptor compartilhado, capaz de atuar tanto para o pré-regulador, quanto para o controle de potência. A redução do número de elementos se dá também pela integração de magnéticos. Nesta situação, os indutores do pré-regulador são distribuídos em um único núcleo. Buscando a flexibilidade do sistema eletrônico, neste foi inserido a capacidade de variação da intensidade luminosa, onde a técnica de modulação de baixa frequência foi avaliada. Tal técnica é apropriada para elevados índices de variação de potência, além de proporcionar uma operação estável do circuito. A topologia é controlada por um sistema de retroalimentação, capaz de garantir uma resposta satisfatória do sistema quando submetido a distúrbios, além de garantir a potência processada pela lâmpada. O comportamento do reator eletrônico projetado foi avaliado experimentalmente. Nesta situação, obteve-se uma baixa distorção da corrente de entrada e elevado fator de potência. A faixa de variação de potência foi de 70% (100 W à 30 W), com um rendimento médio de 82%.

[pt] A concepção e modelagem de objetos educacionais para compreensão da dinâmica de motocicletas/bicicletas em projetos de engenharia têm nesta tese dois objetivos gerais: o entendimento da dinâmica de veículos de duas rodas de bitola zero e a apresentação de solução para o problema de incompatibilidade, ainda que parcial, do perfil do formando em engenharia quando comparado ao desejado pelo mercado de trabalho. Para cumprir com o primeiro objetivo, este trabalho desenvolve a modelagem de bicicletas e motocicletas utilizando as técnicas de Grafo de Ligação e Fluxo de Potência, para em seguida descrever aparatos educacionais em desenvolvimento no LDSM (Laboratório de Desenvolvimento de Sistemas Mecatrônicos da PUC-Rio) projetados para auxiliar no entendimento desses veículos. No intuito de conseguir responder à questão que envolve o segundo objetivo geral, este trabalho apresenta um breve estudo sobre aprendizagem ativa para então, passando pela análise dos projetos pedagógicos dos cursos de engenharia mecânica e de controle e automação, propor solução para uma melhor formação do engenheiro utilizando a metodologia de aprendizagem ativa, denominada PBL. O autor emprega os conhecimentos obtidos ao alcançar o primeiro objetivo para propor a utilização de projetos criados em torno dos veículos em questão como ferramentas do processo de ensino/aprendizagem. Através de pesquisas bibliográficas e de comparação do alcance e da abrangência entre, por um lado, a organização curricular vigente e, por outro, aquela proposta utilizando a metodologia de aprendizagem ativa, o autor evidencia que esta última cumpre satisfatoriamente com o rigor da formação técnica do engenheiro. Através de pesquisas bibliográficas e experimentação em aula, ele verifica que a nova organização curricular pode ir além e cobrir também as competências não ligadas à formação técnica que a atual organização não consegue contemplar satisfatoriamente, como consciência socioambiental e ética profissional, entre outras. Por fim o trabalho indica novos caminhos a serem seguidos, tanto na modelagem de tais veículos, como no estudo e na utilização da metodologia pesquisada. / [en] The conception and modeling of educational objects for understanding of motorcycles/bicycles dynamics in engineering design have in this thesis two general objectives: understanding the dynamics of two wheels vehicles of gage zero and resenting the solution for the incompatibility problem, even if partial, of the engineering graduate profile when referred to the profile desired by the job market. To accomplish with the first goal, this work develops the modeling of bicycles and motorcycles using the Bond Graphs and Power Flow techniques, to then describe education apparatuses developed in LDSM (Mechatronic Systems Development Laboratory of PUC-Rio) designed to aid in the understanding of those vehicles. In order to answer the question that involves the second general objective, this work presents a brief study on active learning and then, through the analysis of the mechanical and mechatronics engineering courses pedagogical projects, proposes a solution for engineers training using the active learning methodology, the so called PBL. The author uses the knowledge obtained in achieving the first objective to propose the use of projects created around the considered vehicles as tools to the teaching/learning process. Through bibliographical researches and through comparison of reach and inclusion among, on one hand, the current curricular organization and, on the other hand, that one proposed using active learning methodology, the author shows that this last one fulfills satisfactorily the rigor of the engineer s technical formation. Through bibliographical researches and experimentation in class, he verifies that the new curricular organization can go further and also covers the competences not linked to the technical formation that the current organization is not able to cover satisfactorily, as social- environmental awareness and professional ethics, among others. Finally, the work indicates new paths to follow, both in the modeling of such vehicles, as in the study and use of the researched methodology.

Made available in DSpace on 2016-04-29T13:18:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aline Abdelnur.pdf: 2517751 bytes, checksum: f53036a619b1c97b72702d9cd3cb701c (MD5) Previous issue date: 2007-05-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of this study was to compare 3 procedures to establish stimulus control between graphically similar letters. The participants were 12 non literate children, ages 2 to 6.The children were first exposed to an identity matching to sample test with letters. Then, they were randomly assigned to 1 of 3 simple discrimination training procedures: trial and error (in which all trials involved the two final letters), fading (in which intensity of S- was manipulated) and stimulus shaping (in which meaningful pictures were progressively shaped in the final letters). Each child received training in a simple discrimination task with 1 to 3 pairs of similar letters (a/o, a/e, b/d e f/t) and their reversals. Errors in the pretest determined the pairs of letters to be trained. They were then submitted to the the same identity MTS test with letters and to an identity MTS test with syllables, in which the consonants and vowels trained were combined to form 7 syllables, the sample stimuli. The incorrect comparisons were: the sequence vowel plus consonant (equal to the sample) and a syllable with the sample s consonant and a different vowel. A test with the simultaneous presentation of a syllable formed by a consonant + vowel (a true syllable in Portuguese) and a vowel+ consonant (a non existent syllable in Portuguese) was then conducted. Seven syllables were tested. A short simple discrimination training of those syllables with 100% errors during test and a second MTS test with syllables were conducted. Results showed that, although both stimulus control shaping procedures resulted in fewer errors during discrimination training, they were not fully effective in controlling discriminative behavior on the final trials of training and on the identity MTS posttest with letters. Training with fading resulted in more errors in the last trials. The syllable training seemed to be insufficient to establish control by the relative position of letters. Problems with the sequence of training stimuli used for stimulus shaping and the syllable training are discussed / O objetivo desta pesquisa foi comparar 3 procedimentos de estabelecimento de controle de estímulos na aquisição de discriminações entre letras de grafia semelhante. Os participantes foram 12 crianças, com idade entre 2 e 6 anos, que freqüentavam o ensino infantil e não eram alfabetizadas. As crianças foram inicialmente expostas a um pré-teste de matching de identidade de letras com 22 tentativas. Então, elas foram aleatoriamente expostas a 1 dentre 3 procedimentos de treino de discriminação simples entre pares de letras semelhantes: tentativa-e-erro (em que todas as tentativas eram formadas pelas letras finais), fading (em que a intensidade do S- foi manipulada) e shaping de estímulos (em que figuras com significado foram progressivamente modificadas até atingir a forma das letras finais). Cada criança recebeu treino de discriminação simples entre 1 a 3 pares de letras similares (a/o, a/e, b/d e f/t) e suas reversões a depender de seu desempenho no pré-teste. Procedeu-se então ao pós-teste de matching de identidade de letras e a um pré-teste de matching de identidade de sílabas, no qual 7 sílabas formadas pela combinação de consoantes e vogais treinadas eram apresentadas como estímulos modelo. Os estímulos de comparação incorretos eram: a seqüência vogal + consoante (iguais do modelo) e uma sílaba formada pela consoante do modelo e uma vogal diferente. Após este pré-teste, os 7 pares de seqüências consoante + vogal e vogal + consoante compuseram um pré-teste de sílaba x não-sílaba. Os pares com dois erros foram então treinados. Depois deste treino, pós-testes de matching de identidade de sílabas e o pós-teste sílaba x não-sílaba foram conduzidos. Os resultados mostraram que, embora os procedimentos de modelagem do controle de estímulos (fading e shaping) tenham gerado menos erros na aquisição da discriminação, eles não foram totalmente efetivos em gerar transferência de controle de estímulos para a discriminação final requerida entre as letras nas tentativas finais dos treinos e no pós-teste de matching de identidade de letras. Ainda, o procedimento de fading gerou mais erros nas tentativas finais de treino. O treino de sílaba x não-sílaba parece ter sido insuficiente em gerar controle pela posição relativa das letras. Possíveis falhas no planejamento do material de shaping de estímulos e no treino de sílabas são discutidas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The study of the best utilization of high intensity discharge lamps deals with the great global concern with energy efficiency. Electronic ballasts are the current devices that can make the good use of high luminous efficacy and the long useful life of these lamps. This work aims to develop an electronic ballast to supply high intensity discharge lamps. In order to avoid the acoustic resonance phenomenon occurrence, the lamp is supplied with low frequency square waveform. Power control and voltage inversion stage in the lamp are developed by the biflyback inverter topology. The analysis and design of this topology were performed, as well as the development of resonant inversion methodology of the lamp voltage. It is proposed one study, qualitative and quantitative, of active converters to provide the power factor correction, and their integration with the biflyback inverter topology. Buck biflyback inverter topology is chosen to the implementation of practical experiments, in order to validate the present work. The converter modeling, considering the lamp dynamic, such as the stability analysis and theoretical control strategy of current and lamp power are presented. Experimental results show that the proposed electronic ballast has the follow characteristics: high power factor (0.97), low input current harmonic distortion, high efficiency (88%) and not visible occurrence of acoustic resonance phenomenon. / O estudo do melhor aproveitamento das características das lâmpadas de descarga em alta pressão vem ao encontro da grande preocupação mundial com a eficientização energética. Reatores eletrônicos são os dispositivos atuais que melhor aproveitam a alta eficácia luminosa e longa vida útil dessas lâmpadas. Este trabalho visa o desenvolvimento de um reator eletrônico para a alimentação de lâmpadas de descarga em alta pressão. De modo a não excitar a ocorrência do fenômeno de ressonância acústica, a alimentação da lâmpada é realizada através de forma de onda de corrente quadrada em baixa frequência. Os estágios de controle de potência e inversão da tensão na lâmpada são realizados pela topologia biflyback inversora. A análise e projeto desta topologia foram realizados, assim como o desenvolvimento de uma metodologia de inversão ressonante da tensão da lâmpada. É proposto um estudo, qualitativo e quantitativo, dos conversores ativos para correção do fator de potência, e a integração destes, com a topologia biflyback inversora. A topologia buck biflyback inversora foi escolhida para a realização de experimentos práticos para a validação do trabalho. A modelagem do conversor, considerando a dinâmica de uma lâmpada de descarga em alta pressão de sódio foi realizada. Assim como a análise da estabilidade e estratégias de controle da corrente e da potência na lâmpada. Os resultados experimentais comprovam que o reator eletrônico proposto apresenta as características desejadas de: alto fator de potência (0,97), atendimento da norma IEC61000-3-2 para o nível das harmônicas da corrente de entrada, elevado rendimento (88%) e não excitação visível do fenômeno de ressonância acústica.