Redes neurais caracterizadas por cadeias de osciladores acoplados são um dentre vários tipos de redes que possuem propriedades peculiares relacionadas com a sua estrutura topológica. A dinâmica que descreve o comportamento dessas redes é modelada por sistemas de equações diferenciais, nos quais cada neurônio (nó) é considerado como um oscilador. Estudos realizados em redes desse tipo, em tarefas de reconhecimento de padrões estáveis gerados aleatoriamente, têm apresentado resultados computacionais satisfatórios. Esta tese propôs um desenvolvimento teórico e computacional que forneceu um algoritmo, para o estudo do desempenho de redes neurais em forma de osciladores de Ciclo-Limite de Stuart-Landau, no reconhecimento de figuras fractais. Neste trabalho apresentaremos contextos reais em que podemos encontrar características deste tipo de redes e motivações. Em seguida, serão expostos conceitos de redes de Hopfield, reconhecimento de padrões, teorias dos fractais e dos osciladores de Ciclo-Limite de Stuart-Landau; tais conceitos, por sua vez, serviram como ferramentas principais para o algoritmo construído que será explicado posteriormente. Antes de apresentá-lo, será exposta a maneira como a dinâmica desses osciladores pode se tornar caótica, por meio de simulações computacionais alterando numericamente variáveis intrínsecas, como tempos de disparos entre neurônios, ou quantidades destes no sistema. Estas descobertas serviram como confirmações para elaborar e compor do algoritmo, bem como orientaram as simulações de reconhecimento de figuras fractais. Por fim, será apresentada a conclusão dos resultados encontrados. / Neural networks characterized by chains of coupled oscillators are one of several types of networks which have peculiar properties related with their topological structure. The dynamics that describes the behavior of these networks is modeled by systems of differential equations, of which each neuron (node) is considered as an oscillator. Studies on such networks, in tasks of recognizing randomly generated stable patterns, have presented satisfactory computational results. This thesis proposed a theoretical and computational development that provided an algorithm for the study of the performance of neural networks in the form of Cycle-Limit oscillators of Stuart-Landau, in the recognition of fractals. In this work we will present real contexts in which we can find characteristics of this type of networks and motivations. Next, concepts of Hopfield networks, pattern recognition, fractals theories and the Stuart-Landau Cycle-Limit oscillators will be presented; these concepts, in turn, served as the main tools for the algorithm constructed that will be explained later. Before presenting it, it will be exposed how the dynamics of these oscillators can become chaotic, through computer simulations numerically altering intrinsic variables, such as firing times between neurons, or quantities of these in the system. These findings served as confirmations for elaborating and composing the algorithm, as well as guiding the simulations of the recognition of fractals. Finally, the results will be presented.

A emergência de estruturas espaço-temporais auto-organizadas em sistemas químicos abertos e afastados do estado de equilíbrio termodinâmico resulta da cooperação entre os processos de reação e transporte de espécies ativas e tem se tornado uma área de intensa atividade nos últimos anos. Auto-organização dinâmica na interface sólido/líquido durante a eletrodeposição de Cu-Sn em regime oscilatório é o tema central do presente trabalho. O sistema estudado consistiu da co-eletrodeposição de cobre e estanho sobre eletrodo de ouro policristalino na presença do surfactante Triton X-100. Instabilidades temporais na forma de oscilações de corrente sob controle potenciostático resultantes da presença de uma região de resistência diferencial negativa no perfil voltamétrico têm sido experimentalmente observadas nesse sistema. Acompanhando essas oscilações de corrente há uma deposição intercalada em multicamadas de diferentes composições (basicamente Cu e CuSn), espessuras e morfologias. Especificamente foram estudadas neste trabalho a variedade dinâmica (i.e., o formato e escala de tempo das oscilações de corrente) e a estrutura e composição dos eletrodepósitos formados. Esse estudo tomou como base o mapeamento das regiões de instabilidade no plano (resistência externa, Rext) x (voltagem aplicada, U) sob diferentes concentrações das espécies eletroativas. Curvas de polarização foram obtidas por meio de experimentos quasi-estacionários de varredura catódica a baixas velocidades. De posse do conhecimento da localização das regiões nas quais oscilações de corrente foram observadas, experimentos estacionários foram realizados, e a morfologia e composição dos depósitos foram investigadas ex-situ por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e EDX, respectivamente. / The study of the dynamics self-organization on the solid/liquid interface during the co-electro deposition of copper and tin in the presence of adsorbed surfactant was carried out. Temporal instabilities in form of current oscillations under potentiostatic control resulted from the presence of a negative differential resistance in the voltametric profile has been reported in this system. The electro deposits obtained by this oscillatory regimen exhibit layer-by-layer structure with different compositions of Cu-Sn alloys. In the present work current density (j) versus potential(U) curves and j versus time (t) curves were recorded for the co-electro depositions under a series of external resistances (Rext) and polarization potentials. The characterization of the films were carried out by scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive x-ray (EDX) analysis. The results confirm that for different values of external resistance and polarization potentials different compositions of the electro deposited Cu-Sn alloys were obtained.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6925_1.pdf: 2994319 bytes, checksum: fdeaa6794e2982744e5325805b2f482c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Estuda-se a dinâmica do sistema cardiorespiratório à luz da Teoria de Shannon. O estudo tem dois suportes metodológicos, um é o estudo de dois osciladores de van der Pol acoplados de diferentes maneiras e o outro é a ferramenta estatística, Informação Mútua, da Teoria da Informação de Shannon. Faz-se, primeiramente, uma revisão da fisiologia dos dois sistemas: o cardiovascular e o respiratório. Explora-se a interação entre a freqüência respiratória e a freqüência cardíaca como um possível marcador de eventuais disfunções fisiológicas. Analisa-se as possíveis formas de acoplamento entre dois osciladores de van der Pol. Os resultados reais, obtidos com o estudo de quatro pacientes do Instituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, confirmaram a grande potencialidade da ferramenta Informação Mútua como um indicador fisiológico

Orientador: José Manoel Balthazar / Banca: Angelo Marcelo Tusset / Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Resumo: Alves Godoy, Willians Roberto, análise de um oscilador não linear acoplado a um absorvedor tipo "snap through truss" (stta). Bauru: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual Paulista "Julio de Mesquita Filho", 2011, 102 pp., Dissertação (Mestrado). Recentemente os estudos sobre os absorvedores de energia vêm ganhando importância e destaque, principalmente na indústria automobilística e aeronáutica. Esse tipo de absorvedor permite fazer o controle passivo de um sistema vibratório. Na busca por melhores resultados, verificou-se a ansiedade da utilização de absorvedores não lineares, já que estes demonstraram poder receber energia além de uma pequena faixa de freqüencia de vibração do oscilador. Neste trabalho, considera-se o sistema vibratório constituído de um controlador passivo, o absorvedor tipo "snap-through truss" (STTA) acoplado a um oscilador submetido à excitação de um motor elétrico com uma excentricidade e potência limitada, caracterizando um oscilador não ideal (NIO). Busca-se utilizar o absorvedor STTA como um absorvedor não linear, aproveitando sua não linearidade geométrica, e estabelecer condições para que as amplitudes de movimento do sistema principal se tornem menores em determinadas condições. O principal objetivo nesse trabalho é obter as condições em que as amplitudes de movimento do NIO são menores durante a passagem pela ressonância, atenuando o efeito Sommerfeld. Os resultados obtidos nessa situação mostraram que o STTA é eficiente na redução das amplitudes de movimento do NIO antes e dentro da região de ressonâcia. Em contrapartida, ao sair da ressonância ficou evidente que o absorvedor deve ser retirado do sistema por implicar grandes amplitudes ao NIO. Além disso, um breve estudo da atuação do STTA sobre um sistema... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In recent years studies on energy absorver in order to reduce some systems vibration amplitudes has been gaining importance and prominence. This type of absorber allows vibrating system passive control. In order to better results, it was verified the need to use non-lienar absorbers as these have been shown to receive power more than a small band of vibration frequency of the oscillator. This work considers the vibrating system that consists of a snap-through truss absorber (STTA) coupled to an oscillator under excitation of an electric motor with an eccentricity and limited power, characterizing a non-ideal oscillator (NIO). it is aimed to use the absorver STTA as non-linear absorber and establish the conditions for the motion amplitudes become smaller under certain conditions the mian system. Therefore, this work aims to determine the conditions in which the main system, while it passes through resonance, has attenuated its amplitude of moviment and do not waste energy working in this condition. The main objective of this work is to obtain the conditions under which amplitudes motion of NIO are smaller in the passage through resonance, reducing the Sommerfeld effect. The results obtained in this situation showed that the STTA is effectie to reduce amplitudes motion of NIO before and within region of resonance. In contrast, out of resonance, it was evident that absorber must be removed from the system by imply large amplitudes to the NIO. In addition, a brief study of the performance of STTA on an ideal system was performed. In this situation, the STTA showed significant results in the attenuation of amplitudes motion of the oscillator. Therefore, this work shows that the use of snap-through truss absorber is a good alternative among passive abserbers in attenuation of Sommerfeld effect in non-ideal systems / Mestre

This dissertation is dedicated to the rigorous study of discontinuous transitions in star graphs of coupled phase oscillators. A star graph consists of a central node, called hub, connected to peripheral nodes called leaves. We consider the setting where the frequency of the leaves is identical and the hub has a higher frequency when isolated. This captures the effect of positive correlation between the hub high number of connections and its high natural frequency. Hub higher frequency turns out to be the key feature for discontinuity in the transition from incoherent to synchronous behavior. This transition has been observed numerically and explained via a non-rigorous analytical treatment in the thermodynamic limit. Using Möbius group reduction and the theory of persistence of normally hyperbolic invariant manifold, we prove that this transition is indeed discontinuous for a certain set of initial conditions. / Esta dissertação dedica-se em estudar rigorosamente transições descontínuas de osciladores de fase acoplados em grafos estrelas. Um grafo estrela é composto de um nó central, chamado hub, conectado a nós periféricos chamados folhas. Consideramos a situação na qual a frequência das folhas é igual e o hub tem frequência mais elevada, o efeito de correlação positiva entre o grande número de conexões do hub e sua frequência. A elevada frequência do hub resulta por ser o aspecto crucial na descontinuidade da transição do comportamento incoerente para o síncrono. Esta transição foi observada numericamente e estudada por meio de tratamento analítico não rigoroso no limite termodinâmico. Usando técnica de redução a partir do grupo de Möbius e a teoria de variedades invariantes normalmente hiperbólicias, provamos que esta transição é de fato descontínua para certo conjunto de condições iniciais.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2018

This dissertation is dedicated to the rigorous study of discontinuous transitions in star graphs of coupled phase oscillators. A star graph consists of a central node, called hub, connected to peripheral nodes called leaves. We consider the setting where the frequency of the leaves is identical and the hub has a higher frequency when isolated. This captures the effect of positive correlation between the hub high number of connections and its high natural frequency. Hub higher frequency turns out to be the key feature for discontinuity in the transition from incoherent to synchronous behavior. This transition has been observed numerically and explained via a non-rigorous analytical treatment in the thermodynamic limit. Using Möbius group reduction and the theory of persistence of normally hyperbolic invariant manifold, we prove that this transition is indeed discontinuous for a certain set of initial conditions. / Esta dissertação dedica-se em estudar rigorosamente transições descontínuas de osciladores de fase acoplados em grafos estrelas. Um grafo estrela é composto de um nó central, chamado hub, conectado a nós periféricos chamados folhas. Consideramos a situação na qual a frequência das folhas é igual e o hub tem frequência mais elevada, o efeito de correlação positiva entre o grande número de conexões do hub e sua frequência. A elevada frequência do hub resulta por ser o aspecto crucial na descontinuidade da transição do comportamento incoerente para o síncrono. Esta transição foi observada numericamente e estudada por meio de tratamento analítico não rigoroso no limite termodinâmico. Usando técnica de redução a partir do grupo de Möbius e a teoria de variedades invariantes normalmente hiperbólicias, provamos que esta transição é de fato descontínua para certo conjunto de condições iniciais.

El objetivo de la tesis es estudiar en términos del ruido de fase, el diseño de osciladores de microondas sintetizados. La tesis realiza una revisión tecnológica de los componentes habitualmente empleados, en términos de ruido de fase, estableciendo las prestaciones y limitaciones de los subsistemas, analizando e incorporando las no alinealidades al método de diseño.Asimismo se realiza una caracterización experimental consistente en la medida del ruido de fase de los subsistemas y en la propuesta de un método innovador para la medida de la función de transferencia del pll. La tesis establece a partir de un catalogo de medidas, los criterios de diseño a seguir para la optimización de un oscilador sintetizado a frecuencias de microondas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-02Bitstream added on 2014-06-13T20:37:42Z : No. of bitstreams: 1 godoy_wra_me_bauru.pdf: 2181363 bytes, checksum: 2a22bf1c96c4aa3286f7cf3ced444283 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Alves Godoy, Willians Roberto, análise de um oscilador não linear acoplado a um absorvedor tipo snap through truss (stta). Bauru: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, 2011, 102 pp., Dissertação (Mestrado). Recentemente os estudos sobre os absorvedores de energia vêm ganhando importância e destaque, principalmente na indústria automobilística e aeronáutica. Esse tipo de absorvedor permite fazer o controle passivo de um sistema vibratório. Na busca por melhores resultados, verificou-se a ansiedade da utilização de absorvedores não lineares, já que estes demonstraram poder receber energia além de uma pequena faixa de freqüencia de vibração do oscilador. Neste trabalho, considera-se o sistema vibratório constituído de um controlador passivo, o absorvedor tipo snap-through truss (STTA) acoplado a um oscilador submetido à excitação de um motor elétrico com uma excentricidade e potência limitada, caracterizando um oscilador não ideal (NIO). Busca-se utilizar o absorvedor STTA como um absorvedor não linear, aproveitando sua não linearidade geométrica, e estabelecer condições para que as amplitudes de movimento do sistema principal se tornem menores em determinadas condições. O principal objetivo nesse trabalho é obter as condições em que as amplitudes de movimento do NIO são menores durante a passagem pela ressonância, atenuando o efeito Sommerfeld. Os resultados obtidos nessa situação mostraram que o STTA é eficiente na redução das amplitudes de movimento do NIO antes e dentro da região de ressonâcia. Em contrapartida, ao sair da ressonância ficou evidente que o absorvedor deve ser retirado do sistema por implicar grandes amplitudes ao NIO. Além disso, um breve estudo da atuação do STTA sobre um sistema... / In recent years studies on energy absorver in order to reduce some systems vibration amplitudes has been gaining importance and prominence. This type of absorber allows vibrating system passive control. In order to better results, it was verified the need to use non-lienar absorbers as these have been shown to receive power more than a small band of vibration frequency of the oscillator. This work considers the vibrating system that consists of a snap-through truss absorber (STTA) coupled to an oscillator under excitation of an electric motor with an eccentricity and limited power, characterizing a non-ideal oscillator (NIO). it is aimed to use the absorver STTA as non-linear absorber and establish the conditions for the motion amplitudes become smaller under certain conditions the mian system. Therefore, this work aims to determine the conditions in which the main system, while it passes through resonance, has attenuated its amplitude of moviment and do not waste energy working in this condition. The main objective of this work is to obtain the conditions under which amplitudes motion of NIO are smaller in the passage through resonance, reducing the Sommerfeld effect. The results obtained in this situation showed that the STTA is effectie to reduce amplitudes motion of NIO before and within region of resonance. In contrast, out of resonance, it was evident that absorber must be removed from the system by imply large amplitudes to the NIO. In addition, a brief study of the performance of STTA on an ideal system was performed. In this situation, the STTA showed significant results in the attenuation of amplitudes motion of the oscillator. Therefore, this work shows that the use of snap-through truss absorber is a good alternative among passive abserbers in attenuation of Sommerfeld effect in non-ideal systems

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:10:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329572.pdf: 7892412 bytes, checksum: 1f2ea9bd448724ae34131b5e5f800e47 (MD5) Previous issue date: 2014 / O foco deste trabalho é a análise e o projeto de um receptor super-regenerativo voltado para aplicações biomédicas. Primeiramente, apresenta-se a fundamentação teórica da recepção super-regenerativa e, em seguida, mostra-se um circuito projetado segundo essa arquitetura, a qual incorpora um amplificador de baixo ruído, um oscilador e um detector de envoltória, além de um conversor balanceado-desbalanceado entre estes dois últimos. O projeto demonstra a vantagem dessa técnica para projetar receptores de baixa potência e elevada sensibilidade. Como o oscilador tende a ser o circuito com maior consumo elétrico em um receptor super-regenerativo, esta dissertação também apresenta uma técnica de projeto de osciladores para aplicações de baixa potência. O circuito é baseado no clássico oscilador Colpitts de porta comum com uma segunda fonte de realimentação positiva, a qual é fornecida por uma degeneração indutiva de porta. Esta técnica diminui a transcondutância requerida para originar as oscilações, o que faz com que seja possível reduzir a corrente de polarização e, consequentemente, o consumo de potência. Um protótipo foi produzido em uma tecnologia CMOS padrão de 0,18 µm para servir de prova de conceito. Simulações pós-leiaute demonstraram uma frequência de oscilação de 2,5 GHz com um ruído de fase de -112.9 dBc/Hz a uma frequência deslocada de 1 MHz da portadora, consumindo 124 µW a partir de uma tensão de alimentação de 0,575 V.<br> / Abstract : The goal of this work is the analysis and the design of a super-regenerative receiver aimed for biomedical applications. Firstly the theoretical foundation of the super-regenerative reception is presented and afterwards it is shown a circuit designed according such an architecture, which incorporates a lownoise amplifier, an oscillator, and an envelope detector, besides a balancedto- unbalanced converter between the last two. This project demonstrates the advantage of that technique to design low-power and high-sensitivity receivers. Since the oscillator tends to be the circuit with the highest power consumption in a super-regenerative receiver, this dissertation also presents an oscillator design technique for low-power applications. The circuit is based on the common-gate Colpitts oscillator with additional positive feedback provided by an inductive gate degeneration. This technique decreases the required transconductance to start-up oscillations, which makes possible to reduce the bias current and hence the power consumption. A prototype was designed in a standard 0.18 mm CMOS technology as a proof of concept. Post-layout simulations present an oscillating frequency of 2.5 GHz with a phase noise of -112.9 dBc/Hz at a 1 MHz offset frequency and consuming 124 mW from a 0.575-V supply voltage.