Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7710_1.pdf: 1970770 bytes, checksum: 32db2284b5821407a424ede60f9fb4af (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O termo reptação está associado ao tipo de movimento executado por répteis, especificamente as serpentes, sendo empregado para descrever a difusão de objetos com a topologia da linha. A reptação de um fio injetado numa cavidade é estudada através de medidas do deslocamento quadrático médio <r2> de um ponto do fio, em função do comprimento h injetado. A espessura do fio é z = 0,1 cm e, o ponto escolhido corresponde ao centro de massa em uma dimensão (CM1D), também denominado por ponto central topológico. A cavidade é circular com raio R = 10 cm e de espessura pouco maior que z, de forma a permitir a existência de apenas uma camada de fio na cavidade. O fio é injetado manualmente à velocidade uniforme, por dois canais dispostos em ângulo de 180°. Foram realizados experimentos com fios de cobre, Sn0,6Pb0,4 (solda elétrica), alumínio, latão, náilon e aço duro. As medidas mostram que <r2> (exceto para fios de náilon e aço duro) passa por um regime transiente no terço inicial do experimento, e por regime quase-estável no tempo restante, por conta do confinamento do CM1D. Inspirando-se no modelo de Flory para polímeros, desenvolvemos um modelo de campo médio onde o ponto central é descrito por uma partícula sujeita a dois potenciais que simulam interações de auto-exclusão, a influência da fronteira e as flutuações devido às propriedades mecânicas do fio e ao ruído inerente ao processo de empacotamento. A lei de escala r~h1/5 prevista pelo modelo, é avaliada com base nos resultados experimentais. Por fim, os resultados obtidos para o fio de solda indicam um comportamento intermediário entre as dinâmicas de reptação de Rouse e de de Gennes

Orientador: Mario Antonio Bernal Rodriguez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-30T22:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TelloCajiao_JohnJames_M.pdf: 2614936 bytes, checksum: e5bdfc91b42434b003cad0b5fa850afb (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar a influência da conformação do DNA na probabilidade de dano direto produzido por partículas ionizantes. Além disso, os fundamentos mecanicísticos do modelo Linear-Quadrático são investigadas através de um modelo biofísico desenvolvido neste trabalho, baseado na TADR (Teoria da Ação Dual da Radiação). Para este fim, três modelos geométricos do material genético foram construídos. Os modelos têm resolução atomística e levam em conta ? 10^9 pares de base (bps) nas configurações A,B e Z do DNA. A partir de um único bp, os diferentes níveis organizacionais no interior do núcleo da célula foram criados por meio de transformações lineares. Em seguida, o código Monte Carlo (MC) GEANT4-DNA foi usado para simular o transporte de prótons de 0.5, 1, 5, 7 e 10 MeV assim como de partículas alfa de 2, 5, 7 e 10M eV . O número de partículas em cada caso é de tal modo que as doses absorvidas estão entre 0.5 ? 16Gy. Os três modelos foram consistentes com as dimensões das estruturas reais. Em particular, os modelos foram compatíveis com a exigência de que o diâmetro da cromatina seja de 30 nm, bem como com os volumes bp reportados em outros trabalhos. Os rendimentos tanto das quebras totais quanto das quebras duplas (TSBY e DSBY) foram obtidos para cada qualidade de radiação. Além disso, a probabilidade de impacto (SHP) definida como a razão entre o volume do DNA e o volume núcleo, foi calculada teoricamente e a partir das simulações. O modelo biofísico em conjunto com as simulações MC forneceu o número de lesões letais (N_LL) em função da dose, para prótons de 0,5 e 10 MeV, e para partículas alfa de 2 e 10 MeV . Os N_LL puderam ser divididos em aqueles criados por uma única trajetória e aqueles originados pela interacção de duas trajetórias. Concluiu-se que o TSBY é praticamente determinada pela SHP e depende fracamente da qualidade de radiação incidente. No entanto, o DSBY mostrou forte dependência tanto da conformação do DNA quanto da qualidade de radiação. Isto é devido à relação entre a capacidade de agrupamento das deposições de energia para uma radiação dada e o empacotamento do DNA. Por outro lado, a análise dos mecanismos de produção de dano, baseada na TADR e testada com o modelo biofísico desenvolvido, mostraram que os efeitos de uma única trajetória (de primeira ordem) dependem linearmente com a dose. Além disso, os efeitos inter-trajetórias seguem um comportamento quadrático com a dose, com um termo linear que influencia o mecanismo de primeira ordem. Isto significa que o comportamento linear-quadrático do N_LL com a dose, tem fundamentos mecanicistas, pelo menos, na primeira fase do dano / Abstract: The aim of this work is to study the influence of the DNA conformation on the probability of direct damage induction by ionizing particles. Also, the mechanistic grounds of the Linear-Quadratic radiobiological model are investigated through the eyes of a home-made biophysical model based on the DRAT (Dual Radiation Action Theory). To this end, three geometrical models of the genetic material were constructed. The models have atomistic resolution and account for ? 10^9 base pairs (bps) in the A-, B- and Z-DNA configurations. Starting from a single bp, the different organizational levels inside the cell nucleus were created by means of linear transformations. Next, the Monte Carlo (MC) code GEANT4-DNA was used to simulate the transport of protons of 0.5, 1, 5, 7 and 10 MeV , and alpha particles of 2, 5, 7 and 10 MeV. The number of particles in each case is such that the absorbed doses range between 0.5 Gy and 16 Gy. The three models proved to be consistent with the dimensions of the real structures. In particular, the models were compatible with the 30 nm chromatin fiber diameter requirement as well as with the bp volumes reported in other works. The Total and Double Strand Break Yields (TSBY and DSBY) were obtained for every radiation quality. Also, the Site-Hit Probability (SHP) defined as the total target to the nucleus volume ratio, was computed theoretically and from the simulations. The biophysical model in conjunction with the MC simulations furnished the number of lethal lesions (N_LL) as a function of dose, for protons of 0.5 and 10 MeV , and for alpha particles of 2 and 10 MeV . The N_LL could be split into those created by a single track and those originated by interaction of two tracks. It is concluded that the TSBY is practically determined by the SHP and depends weakly on the incident radiation quality. Nevertheless, the DSBY showed strong dependence on both the DNA conformation and the radiation quality. This is due to the interplay between the energy deposition clustering capacity of a given radiation and the DNA spatial packing. On the other hand, the analysis of the mechanisms of damage production based on the DRAT and tested with the biophysical model developed, showed that single-track (first order) effects depend linearly on the dose. Moreover, inter-track effects follows a quadratic behavior with the dose, having a linear term that influences the first order mechanism. This means that the Linear-Quadratic behavior of the N_LL with the dose, has mechanistic groundings at least at the first stage of the damage / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1370449/2014 / CAPES

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joaquim Gomes Brito Filho.pdf: 577773 bytes, checksum: 0d9ad903ecdf123ced443b5b094e37aa (MD5) Previous issue date: 2006-05-31 / In this work is presented a method to solve the Eigenstructure Allocation pro- blem for multivariable dynamic systems by means of Robust Controllers Design Linear Quadratic Gaussian, LQG/LTR Loop transfer Recovery and Hierarchical Genetic Algorithm in three levels. It shows an uni¯ed method for controllers ro- bust design that are one systematical of the three stages of LQG/LTR methodo- logy. The evolutionary computation is used in the primary level that is the gain controller optimal determination to guarantee the terms of robust stability. The intermediary level, consists in the utilization of a AG to determine the Kalman state observer gain. The last level of this hierarchy consists of recovery the ro- bustness properties of the LQR design which were lost due to inclusion of the LQG loop by means of a GA. The method is veri¯ed in a dynamic system which represents an aircraft in cruzeiro speed, a LQG/LQR-hierarchic design perfor- mance analysis in the frequency domain and of time show the commitments that should be taken over in applications of the real world systems. / Apresenta-se um método para resolver o problema de Alocação de Auto-estrutura para sistemas dinâmicos multivariáveis por meio do Projeto de Controladores Ro- busto Gaussiano Linear Quadrático, Recuperação da Malha de Transferência e Algoritmo Genético Hierárquico em três níveis. Mostra-se um método unificado para o projeto de controladores robustos que são uma sistematização das três etapas da metodologia LQG/LTR. A computação evolutiva é utilizada no nível primário que é a determinação dos ganhos do controlador ótimo para garantir as condições de estabilidade robusta. O nível intermediário, consiste na utilização de um AG para determinar os ganhos de Kalman do observador de estado. O último nível desta hierarquia consiste da recuperação das propriedades de ro- bustez do projeto LQR que foram perdidas devido a inclusão da malha LQG por meio de um AG. O método é verficado em um sistema dinâmico que re- presenta uma aeronave em velocidade cruzeiro, uma análise de desempenho do projeto LQG/LQR-hierárquico no domínio da frequência e do tempo mostram os compromissos que devem ser assumidos em aplicações de sistemas do mundo real.

O objetivo do trabalho é apresentar dois algoritmos para a solução de problemas de controle ótimo quadrático robusto com restrições, dentro de um contexto de controladores preditivos (MPC do inglês Model Predictive Control). Inicialmente apresentamos uma breve introdução aos algoritmos MPC, com ênfase na abordagem do controlador linear quadrático. Em seguida são apresentados os dois algoritmos de interesse, que utilizam técnicas de otimização LMI. Dessa forma as restrições e as incertezas podem ser colocadas em formas computacionalmente tratáveis. Por fim são realizadas simulações e comparações entre esses algoritmos, bem como com técnicas de MPC encontradas na literatura atual. / The goal of the work is to present two algorithms for the solution of robust quadratic optimal control problems with restrictions, within a model predictive control (MPC) setup. Initially we present a brief introduction of the MPC algorithms, emphasizing the linear quadratic controller approach. Next the two algorithms of interest, using LMI optimization techniques, are presented. By using this technique the restrictions and uncertainties can be written in a computational way. Finally some simulations and comparisons between these algorithms, as well as with MPC techniques found in the current literature, are performed.

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e a análise de métodos de filtragem e otimização aplicadas ao modelo de controle de infecções por HIV, incluindo implementação numérica computacional e avaliação dos resultados com dados reais. Os modelos utilizados contemplam a presença de incertezas paramétricas e ruídos exógenos estocásticos. É utilizado o Filtro de Kalman Estendido para se estimar o estado, necessário para realizar a versão malha fechada do Controle Ótimo. Avaliação comparativa dos métodos implementados são feitas à luz de critérios estabelecidos a priori, incluindo esquemas de tratamentos medicamentosos preconizados pela Organização Mundial de Saúde (OMS).

O trabalho consiste na implementação e na análise da lei de controle TECS (Total Energy Control System) em sistemas de automanete. Objetivando-se estabelecer uma comparação de desempenho, foram implementados, ainda, mais dois tipos de controladores (de velocidade e de ângulo de trajetória) baseados em leis de controle convencionais. Os modelos não-linear e linear e as topologias de controle utilizadas foram desenvolvidas através do software MatLab/Simulink (versão R13). Os ganhos dos controladores foram encontrados por meio de algoritmos de otimização, baseados nos índices de desempenho comumente utilizados na indústria aeronáutica. Visando-se a praticidade no manuseio dos modelos aeronáuticos em estudo, foi desenvolvida também uma ferramenta de interface com o usuário, capaz de demonstrar o comportamento dos modelos longitudinais de duas aeronaves conhecidas no mercado, em três pontos distintos do envelope de vôo.

This work presents the application of the Linear Quadratic Tracker (LQT) for the automatic landing system of passenger transport airplanes. The design method to achieve an autoland flare law with improved performance and disturbance rejection is described. With this method the design is direct and more formal thus avoiding the somewhat time consuming and more ad-hoc design iterations currently practice in industry. Although the design technique has been used for a autoland system, the approach is general enough to be used in other control applications. The structure of a traditional flare controller used for transport airplane and the LQT flare controller are presented. The performance of the flare control law designed based on LQT is compared against the performance of a traditional flare control law. Simulation time histories and Monte Carlo simulation results are presented. The time histories simulations cover the nominal and the most adverse conditions anticipated during the operation of the autoland system. The results show that the LQT law provides a more accurate path control and better disturbance rejection. The Monte Carlo simulation was made according to the certification requirements of an autoland system. The results show that the LQT controller provides reduced touchdown dispersion for the sink rate and distance at touchdown. The automatic landing system using LQT complies easily with the certification requirements, whereas the traditional system based on the classical design of autopilot inner loop/outer loop meets the certification requirements with smaller margins.

Esta dissertação tem como tema o estudo do movimento longitudinal de uma aeronave conceitual supersônica utilizando o posicionamento do centro de gravidade, além das superfícies de controle. Aeronaves supersônicas apresentam variações em seus comportamentos à medida que aumentam sua velocidade e estabelecem o regime supersônico. O posicionamento do centro de gravidade é um meio de se compensar tais variações. Os objetivos deste trabalho consistem na estimativa das derivadas de estabilidade da aeronave Strider, na verificação da influência do centro de gravidade no comportamento da aeronave e por fim, na proposta e simulação de um sistema de controle para o centro de gravidade. As derivadas de estabilidade são estimadas, em função de Mach e posição do centro de gravidade, utilizando o software USAF Stability and Control Digital Datcom. A influência do centro de gravidade é verificada nas derivadas e nas equações do movimento longitudinal. O sistema de controle é implementado através de realimentação de estados por um regulador linear quadrático (LQR). Simulações são realizadas utilizando as estimativas das derivadas de estabilidade e as equações não-lineares do movimento. Nos resultados são comparadas acelerações da aeronave em altitude constante utilizando três controladores distintos. O primeiro com centro de gravidade fixo, o segundo com matriz constante de ganhos e o terceiro com escalonamento de ganhos (de acordo com Mach).

Este trabalho se dedica a estudar e comparar os métodos de controle robusto H? Loop Shaping e LQG/LTR a partir de um exemplo de aplicação aeronáutica. Por motivos que serão apresentados adiante o uso de controladores robustos é extremamente interessante no ramo aeronáutico por apresentar uma segurança a mais de projeto levando-se em consideração diversos fatores. O estudo aqui apresentado consiste em um projeto de sistema de Aumento de Controle (Control Augmentation System - CAS) latero-direcional para o caça F-16 objetivando evitar uma derrapagem durante um comando de rolagem da aeronave. Por se tratar de uma aeronave de alto desempenho e instável, as limitações que atrapalham o desempenho de um controlador se tornam mais visíveis facilitando assim a análise do caso.

Neste trabalho são desenvolvidos modelos elementares de orifício, volume e trocador de calor, sendo os dois últimos, modelos dinâmicos destes elementos. Utilizando-se destes componentes, construída uma representação de válvulas e dutos, que, em conjunto com o trocador de calor compõem uma planta pneumática, representando o sistema de gerenciamento de ar de uma aeronave (e diversas de suas não-linearidades). Prossegue-se no desenvolvimento estabelecendo o ponto de operação sob o qual o sistema será analisado. São também apresentados os procedimentos de estabilização e linearização do modelo não-linear em torno do ponto de operação. Utilizando-se do sistema linear obtido, é projetado um controlador segundo a técnica LQG/LTR (Linear Quadratic Gaussian / Loop Transfer Recovery), resultando em um controlador de mesma ordem da planta utilizada em seu projeto. A ordem do controlador é então reduzida segundo critérios no domínio do tempo e da freqüência e são comparados o desempenho dos controladores de ordem completa e reduzida. O trabalho é finalizado com a análise do desempenho do controlador de ordem reduzida em casos de regulação e rastreamento.