Controladores robustos do tipo LQG/LTR de ordem reduzida para sistemas MIMO com saídas independentes de seus modos não dominantes

O objetivo principal desta dissertação é apresentar uma solução eficiente, prática e de simples implementação para um problema recorrente em projetos de controladores robustos multivariáveis do tipo LQG/LTR: a elevada ordem que estes controladores podem obter dependendo das complicações apresentadas pelo sistema dificultando para que este possa ser controlado de maneira satisfatória. Para que esta meta seja alcançada, é apresentada uma técnica de redução do modelo de sistemas com metodologia bastante descomplicada, dispensando qualquer necessidade de complexas programações para a sua utilização. Esta metodologia porém, é somente aplicável a uma classe bastante específica de sistema. Em suma, o sistema deve possuir variáveis de estado desacopladas do restante do sistema, ou seja, variáveis que não sofram influências de outras e que também não provoquem grande efeito nas saídas do sistema. Foi escolhido um sistema multivariável de sexta ordem, com duas entradas e duas saídas para que a técnica de redução de ordem de modelo seja testada. Este sistema possui as características especiais mencionadas anteriormente bem como exige o projeto de compensador dinâmico e a adição de integradores às suas saídas para que seja controlado adequadamente. Este trabalho pretende apresentar o procedimento de todo o projeto mencionado, desde a obtenção de um modelo de ordem reduzida até a implementação do controlador LQG/LTR. Em seguida, o controlador obtido é testado através de diversas simulações e os resultados encontrados são discutidos para a avaliação da eficácia e da praticidade do método proposto para obtenção de controladores de ordem reduzida.

Modelagem acústica por diferenças finitas e elementos finitos em 2-D e 2,5-D

A modelagem acústica fornece dados úteis para avaliação de metodologias de processamento e imageamento sísmico, em modelos com estrutura geológica complexa. Esquemas de diferenças finitas (DF) e elementos finitos (EF) foram implementados e avaliados em modelos homogêneos e heterogêneos. O algoritmo de diferenças finitas foi estendido para o caso 2,5-D em modelos com densidade variável. Foi apresentada a modelagem de alvos geológicos de interesse exploratório existentes na Bacia Paleozóica do Solimões na Amazônia. Reflexões múltiplas de longo período produzidas entre a superfície livre e a discordância Cretáceo-Paleozóica, a baixa resolução da onda sísmica nas proximidades do reservatório e as fracas reflexões na interface entre as rochas reservatório e as rochas selantes são as principais características dos dados sintéticos obtidos, os quais representam um grande desafio ao imageamento sísmico.

Interpolação de dados de campo potencial através da camada equivalente

O uso da técnica da camada equivalente na interpolação de dados de campo potencial permite levar em consideração que a anomalia, gravimétrica ou magnética, a ser interpolada é uma função harmônica. Entretanto, esta técnica tem aplicação computacional restrita aos levantamentos com pequeno número de dados, uma vez que ela exige a solução de um problema de mínimos quadrados com ordem igual a este número. Para viabilizar a aplicação da técnica da camada equivalente aos levantamentos com grande número de dados, nós desenvolvemos o conceito de observações equivalentes e o método EGTG, que, respectivamente, diminui a demanda em memória do computador e otimiza as avaliações dos produtos internos inerentes à solução dos problemas de mínimos quadrados. Basicamente, o conceito de observações equivalentes consiste em selecionar algumas observações, entre todas as observações originais, tais que o ajuste por mínimos quadrados, que ajusta as observações selecionadas, ajusta automaticamente (dentro de um critério de tolerância pré-estabelecido) todas as demais que não foram escolhidas. As observações selecionadas são denominadas observações equivalentes e as restantes são denominadas observações redundantes. Isto corresponde a partir o sistema linear original em dois sistemas lineares com ordens menores. O primeiro com apenas as observações equivalentes e o segundo apenas com as observações redundantes, de tal forma que a solução de mínimos quadrados, obtida a partir do primeiro sistema linear, é também a solução do segundo sistema. Este procedimento possibilita ajustar todos os dados amostrados usando apenas as observações equivalentes (e não todas as observações originais) o que reduz a quantidade de operações e a utilização de memória pelo computador. O método EGTG consiste, primeiramente, em identificar o produto interno como sendo uma integração discreta de uma integral analítica conhecida e, em seguida, em substituir a integração discreta pela avaliação do resultado da integral analítica. Este método deve ser aplicado quando a avaliação da integral analítica exigir menor quantidade de cálculos do que a exigida para computar a avaliação da integral discreta. Para determinar as observações equivalentes, nós desenvolvemos dois algoritmos iterativos denominados DOE e DOEg. O primeiro algoritmo identifica as observações equivalentes do sistema linear como um todo, enquanto que o segundo as identifica em subsistemas disjuntos do sistema linear original. Cada iteração do algoritmo DOEg consiste de uma aplicação do algoritmo DOE em uma partição do sistema linear original. Na interpolação, o algoritmo DOE fornece uma superfície interpoladora que ajusta todos os dados permitindo a interpolação na forma global. O algoritmo DOEg, por outro lado, otimiza a interpolação na forma local uma vez que ele emprega somente as observações equivalentes, em contraste com os algoritmos existentes para a interpolação local que empregam todas as observações. Os métodos de interpolação utilizando a técnica da camada equivalente e o método da mínima curvatura foram comparados quanto às suas capacidades de recuperar os valores verdadeiros da anomalia durante o processo de interpolação. Os testes utilizaram dados sintéticos (produzidos por modelos de fontes prismáticas) a partir dos quais os valores interpolados sobre a malha regular foram obtidos. Estes valores interpolados foram comparados com os valores teóricos, calculados a partir do modelo de fontes sobre a mesma malha, permitindo avaliar a eficiência do método de interpolação em recuperar os verdadeiros valores da anomalia. Em todos os testes realizados o método da camada equivalente recuperou mais fielmente o valor verdadeiro da anomalia do que o método da mínima curvatura. Particularmente em situações de sub-amostragem, o método da mínima curvatura se mostrou incapaz de recuperar o valor verdadeiro da anomalia nos lugares em que ela apresentou curvaturas mais pronunciadas. Para dados adquiridos em níveis diferentes o método da mínima curvatura apresentou o seu pior desempenho, ao contrário do método da camada equivalente que realizou, simultaneamente, a interpolação e o nivelamento. Utilizando o algoritmo DOE foi possível aplicar a técnica da camada equivalente na interpolação (na forma global) dos 3137 dados de anomalia ar-livre de parte do levantamento marinho Equant-2 e 4941 dados de anomalia magnética de campo total de parte do levantamento aeromagnético Carauari-Norte. Os números de observações equivalentes identificados em cada caso foram, respectivamente, iguais a 294 e 299. Utilizando o algoritmo DOEg nós otimizamos a interpolação (na forma local) da totalidade dos dados de ambos os levantamentos citados. Todas as interpolações realizadas não seriam possíveis sem a aplicação do conceito de observações equivalentes. A proporção entre o tempo de CPU (rodando os programas no mesmo espaço de memória) gasto pelo método da mínima curvatura e pela camada equivalente (interpolação global) foi de 1:31. Esta razão para a interpolação local foi praticamente de 1:1.

Cytogenetic and DNA barcoding reveals high divergence within the trahira, Hoplias malabaricus (Characiformes: Erythrinidae) from the lower Amazon River

Dados moleculares e citogenéticos tem evidenciado especiação críptica na traíra sul-americana, Hoplias malabaricus. No presente estudo, cariótipos e sequências de DNA barcode de espécimes de sete populações, habitando a região do baixo rio Amazonas, foram analisadas a fim de caracterizar o nível de divergência genética dentro de um único cariomorfo. Todos os espécimes possuem 2n = 40 cromossomos (20m+20sm) os quais são inseridos no grupo de traíras do cariomorfo C. DNA barcode revelou seis haplogrupos, com clara divergência entre populações do Brasil e da Argentina. Os resultados apoiam a hipótese de complexo de espécies e indicam que um único cariomorfo de Hoplias malabaricus pode conter mais de uma espécie.

Deterioração das pedras da arquitetura mortuária do cemitério Nossa Senhora da Soledade

A cidade de Belém do Pará contém um espaço que abriga inúmeros monumentos pétreos históricos, os quais configuram e marcam a identidade da sociedade belenense do século XIX. Esse espaço é o Cemitério da Soledade, que se configura como um museu a céu aberto. Além do intemperismo, que faz com que as pedras estejam constantemente sendo alteradas, o Soledade sofre com saques e vandalismos ao longo de seus mais de 150 anos de existência e a presença de patologias nos revestimentos pétreos de túmulos e mausoléus do primeiro cemitério público de Belém, fere a qualidade e a integridade do material, interferindo de forma negativa na leitura da imagem do espaço, o qual é tombado como Patrimônio Nacional Paisagístico desde1964, pelo IPHAN. A partir disso, e considerando a importância da conservação e restauração de edifícios e monumentos antigos para a preservação da memória de um povo, a pesquisa buscou avaliar as deteriorações de origem intempérica e antrópica nas diferentes pedras utilizadas nos túmulos e mausoléus do Cemitério Nossa Senhora da Soledade, por meio do conhecimento das características das rochas usadas, do seu estado de alteração e das causas e mecanismos de deterioração visando gerar subsídios para a sua conservação e restauração. O diagnóstico do estado de conservação, por meio de mapeamento de danos confirmou o nível avançado das manifestações patológicas nas superfícies das pedras, que internamente também apresentam falta de coesão e descontinuidades, conforme resultados do ultrassom. A partir das análises e investigações tecnológicas foi possível caracterizar o granito, o lioz e o mármore e determinar agentes e mecanismos de deterioração como a ação química, as altas temperaturas e a ação microbiológica. Para contribuir com ações de conservação futuras, foram realizados testes de procedimentos restaurativos, com polimento e aplicação de emplastro de bentonita, que se mostraram eficientes na limpeza dos monumentos. Com os dados obtidos com esse estudo, busca-se a oposição ao caráter atual de abandono do Cemitério da Soledade, promovendo a importância de mantê-lo conservado para as gerações futuras.