A new approach for modeling and control of nonlinear systems via norm-bounded linear differential inclusions

A systematic approach to model nonlinear systems using norm-bounded linear differential inclusions (NLDIs) is proposed in this paper. The resulting NLDI model is suitable for the application of linear control design techniques and, therefore, it is possible to fulfill certain specifications for the underlying nonlinear system, within an operating region of interest in the state-space, using a linear controller designed for this NLDI model. Hence, a procedure to design a dynamic output feedback controller for the NLDI model is also proposed in this paper. One of the main contributions of the proposed modeling and control approach is the use of the mean-value theorem to represent the nonlinear system by a linear parameter-varying model, which is then mapped into a polytopic linear differential inclusion (PLDI) within the region of interest. To avoid the combinatorial problem that is inherent of polytopic models for medium- and large-sized systems, the PLDI is transformed into an NLDI, and the whole process is carried out ensuring that all trajectories of the underlying nonlinear system are also trajectories of the resulting NLDI within the operating region of interest. Furthermore, it is also possible to choose a particular structure for the NLDI parameters to reduce the conservatism in the representation of the nonlinear system by the NLDI model, and this feature is also one important contribution of this paper. Once the NLDI representation of the nonlinear system is obtained, the paper proposes the application of a linear control design method to this representation. The design is based on quadratic Lyapunov functions and formulated as search problem over a set of bilinear matrix inequalities (BMIs), which is solved using a two-step separation procedure that maps the BMIs into a set of corresponding linear matrix inequalities. Two numerical examples are given to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.

Efeitos da informação comportamental na dinâmica intrínseca do controle postural

Esse estudo teve como objetivo examinar possíveis alterações na dinâmica intrínseca de crianças e adultos decorrentes de informações externas na realização de uma tarefa de manutenção da postura ereta. Participaram do estudo dez crianças de 8 anos de idade e dez adultos jovens de ambos os gêneros. Eles permaneceram na posição ereta dentro de uma sala móvel que foi movimentada continuamente para frente e para trás. Os participantes recebiam informação sobre o movimento da sala e eram solicitados a não oscilar ou a oscilar junto com o movimento da mesma. Os resultados mostraram que a manipulação da informação visual induziu oscilação corporal correspondente (dinâmica intrínseca) em crianças e adultos. Informação sobre o movimento da sala e solicitação de uma ação (informação comportamental) alteraram o relacionamento entre informação visual e oscilação corporal. Crianças apresentaram mais dificuldades em alterar a dinâmica intrínseca do que adultos, indicando que elas são mais dependentes da dinâmica intrínseca do que adultos. Esses resultados trazem implicações importantes para a situação de ensino-aprendizagem, pois indica que aprendizagem envolvendo crianças deve ser estruturada propiciando condições mais favoráveis para alterações na dinâmica intrínseca para que os objetivos da mesma sejam alcançados.

Efeitos da informação comportamental na dinâmica intrínseca do controle postural

Esse estudo teve como objetivo examinar possíveis alterações na dinâmica intrínseca de crianças e adultos decorrentes de informações externas na realização de uma tarefa de manutenção da postura ereta. Participaram do estudo dez crianças de 8 anos de idade e dez adultos jovens de ambos os gêneros. Eles permaneceram na posição ereta dentro de uma sala móvel que foi movimentada continuamente para frente e para trás. Os participantes recebiam informação sobre o movimento da sala e eram solicitados a não oscilar ou a oscilar junto com o movimento da mesma. Os resultados mostraram que a manipulação da informação visual induziu oscilação corporal correspondente (dinâmica intrínseca) em crianças e adultos. Informação sobre o movimento da sala e solicitação de uma ação (informação comportamental) alteraram o relacionamento entre informação visual e oscilação corporal. Crianças apresentaram mais dificuldades em alterar a dinâmica intrínseca do que adultos, indicando que elas são mais dependentes da dinâmica intrínseca do que adultos. Esses resultados trazem implicações importantes para a situação de ensino-aprendizagem, pois indica que aprendizagem envolvendo crianças deve ser estruturada propiciando condições mais favoráveis para alterações na dinâmica intrínseca para que os objetivos da mesma sejam alcançados.