Conceptual spaces and consciousness: Integrating cognitive and affective processes

In the book Conceptual Spaces: the Geometry of Thought [2000] Peter Gärdenfors proposes a new framework for cognitive science. Complementary to symbolic and subsymbolic [connectionist] descriptions, conceptual spaces are semantic structures constructed from empirical data representing the universe of mental states. We argue that Gärdenfors' modeling can be used in consciousness research to describe the phenomenal conscious world, its elements and their intrinsic relations. The conceptual space approach affords the construction of a universal state space of human consciousness, where all possible kinds of human conscious states could be mapped. Starting from this approach, we discuss the inclusion of feelings and emotions in conceptual spaces, and their relation to perceptual and cognitive states. Current debate on integration of affect/emotion and perception/cognition allows three possible descriptive alternatives: emotion resulting from basic cognition; cognition resulting from basic emotion, and both as relatively independent functions integrated by brain mechanisms. Finding a solution for this issue is an important step in any attempt of successful modeling of natural or artificial consciousness. After making a brief review of proposals in this area, we summarize the essentials of a new model of consciousness based on neuro-astroglial interactions. © 2011 World Scientific Publishing Company.

Finding best urban routes based on analyses of high level and IOPT Petri net models

This paper presents a tool that combines two kinds of Petri Net analyses to set the fastest routes to one vehicle in a bounded area of traffic urban. The first analysis consists of the discovery of possible routes in a state space generated from an IOPT Petri net model given the initial marking as the vehicle position. The second analysis receives the routes found in the first analysis and calculates the state equations at incidence matrix created from the High Level Petri net model to define the fastest route for each vehicle that arrive in the roads. It was considered the exchange of information between vehicle and infrastructure (V2I) to get the position and speed of all vehicles and support the analyses. With the results obtained we conclude that is possible optimizing the urban traffic flow if this tool is applied to all vehicles in a bounded urban traffic. © 2012 IEEE.

Digital filtering of oscillations intrinsic to transmission line modeling based on lumped parameters

A correction procedure based on digital signal processing theory is proposed to smooth the numeric oscillations in electromagnetic transient simulation results from transmission line modeling based on an equivalent representation by lumped parameters. The proposed improvement to this well-known line representation is carried out with an Finite Impulse Response (FIR) digital filter used to exclude the high-frequency components associated with the spurious numeric oscillations. To prove the efficacy of this correction method, a well-established frequency-dependent line representation using state equations is modeled with an FIR filter included in the model. The results obtained from the state-space model with and without the FIR filtering are compared with the results simulated by a line model based on distributed parameters and inverse transforms. Finally, the line model integrated with the FIR filtering is also tested and validated based on simulations that include nonlinear and time-variable elements. © 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The use of Gramian matrices for aeroelastic stability analysis

Most of the established procedures for analysis of aeroelastic flutter in the development of aircraft are based on frequency domain methods. Proposing new methodologies in this field is always a challenge, because the new methods need to be validated by many experimental procedures. With the interest for new flight control systems and nonlinear behavior of aeroelastic structures, other strategies may be necessary to complete the analysis of such systems. If the aeroelastic model can be written in time domain, using state-space formulation, for instance, then many of the tools used in stability analysis of dynamic systems may be used to help providing an insight into the aeroelastic phenomenon. In this respect, this paper presents a discussion on the use of Gramian matrices to determine conditions of aeroelastic flutter. The main goal of this work is to introduce how observability gramian matrix can be used to identify the system instability. To explain the approach, the theory is outlined and simulations are carried out on two benchmark problems. Results are compared with classical methods to validate the approach and a reduction of computational time is obtained for the second example. © 2013 Douglas Domingues Bueno et al.

Magnetic field profile of a mesoscopic SQUID-shaped superconducting film

Using a genuinely tridimensional approach to the time-dependent Ginzburg-Landau theory, we have studied the local magnetic field profile of a mesoscopic superconductor in the so-called SQUID geometry, i.e., a square with a hole at the center connected to the outside vacuum through a very thin slit. Our investigation was carried out in both the Meissner and the mixed state. We have also studied the influence of the temperature on the space distribution of the local magnetic field. © 2013 IOP Publishing Ltd.

Controle robusto com realimentação derivativa de sistemas não lineares via LMI

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uma nova metodologia de projeto e controle para o inversor Boost (CSI) monofásico, para o aproveitamento de fontes alternativas e renováveis de energia elétrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Inclusão do efeito da frequência nas equações de estado de linhas bifásicas: análise no domínio do tempo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Identificação de parâmetros modais utilizando apenas as respostas da estrutura: identificação estocástica de subespaço e decomposição no domínio da frequência

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Identificação dos parâmetros modais utilizando apenas as respostas da estrutura: identificação no domínio do tempo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Controle ativo de vibrações e localização ótima de sensores e atuadores piezelétricos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Paralelismo de inversores monofásicos, isolados ou em conexão com a rede, com otimização da resposta dinâmica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Técnica de projeto de controlador fuzzy aplicada ao acionamento vetorial de motor de indução

Este trabalho investiga uma estratégia de controle fuzzy Takagi-Sugeno aplicada ao controle de velocidade do motor de indução. A estratégia implementa uma interpolação ponderada entre um conjunto de controladores locais previamente projetados. Ao ocorrer variações nas condições operacionais do motor de indução, os ganhos da lei de controle são ajustados automaticamente, de modo a manter satisfatório o desempenho do sistema de controle. Para o projeto do controlador fuzzy a representação em espaço de estados da planta foi considerada sob a forma de um sistema aumentado, incluindo-se uma nova variável de estado que, nesse caso, foi selecionada como sendo a integral do erro de velocidade. Tal formulação permitiu o projeto de controladores locais com a estrutura PI, através de realimentação completa de estados, com posicionamento de pólos. Como variáveis de operação para o chaveamento fuzzy dos controladores locais, foram selecionados as variáveis velocidade angular do rotor e a componente da corrente de estator responsável pelo torque elétrico do motor. Em seguida, a estabilidade do controlador fuzzy Takagi- Sugeno projetado foi comprovada através do critério de Lyapunov, para isso o problema de estabilidade foi escrito na forma de LMIs. O desempenho do controlador fuzzy Takagi-Sugeno foi avaliado através de estudos de simulação, e seus resultados comparados ao desempenho de um controlador PI convencional, para a regulação da velocidade do rotor. Os resultados obtidos nas simulações mostram que o emprego da estratégia proposta torna o sistema mais robusto a variações paramétricas no sistema de acionamento.

Programa computacional com interface gráfica para identificação estocástica de parâmetros modais de estruturas civis: aplicação em pontes e torres de linha de transmissão

O interesse no comportamento dinâmico de estruturas metálicas vem crescendo nas últimas décadas no Brasil, em decorrência de acidentes com colapso total de algumas estruturas devido às vibrações ambientes em diversas regiões do país. Na região amazônica, por exemplo, onde esse tipo de estrutura deve vencer obstáculos como florestas e rios de grande largura, casos de colapso total de estruturas metálicas também são relatados. O foco principal dessa dissertação é o estudo do comportamento modal de estruturas metálicas submetidas às vibrações ambientes cuja magnitude das forças de excitação é desconhecida. Dois estudos de caso são apresentados: no primeiro deles, o comportamento modal de uma torre de linha de transmissão de energia elétrica é investigado; e no segundo caso, tanto o comportamento modal como os níveis de desconforto de uma ponte são estudados. Os estudos realizados neste último caso visam avaliar os níveis de desconforto da ponte quando submetida às excitações ambientes como rajadas de vento e o tráfego de veículo de acordo a norma brasileira NBR 8800 (1986). Em ambos os estudos de caso foram realizadas análises experimentais e computacionais. Na etapa experimental, ambas as estruturas foram monitoradas com emprego de um conjunto de acelerômetros de baixa freqüência e também de um sistema de aquisição apropriados para ensaios de vibração de estruturas civis. Como é muito difícil medir a magnitude das forças de excitação ambientes, foram utilizados os métodos de identificação estocásticos SSI-DATA e SSI-COV para extração de parâmetros modais de estruturas civis a partir somente dos dados de resposta coletados nos ensaios de vibração. Entre as atividades desenvolvidas nessa etapa, destaca-se a criação de um programa computacional com recursos do Graphical User Interface (GUI) da plataforma Matlab®, destinado à identificação modal de estruturas civis com o emprego dos referidos métodos estocásticos. Esse programa é constituído de três módulos: o primeiro é destinado ao processamento e tratamento dos sinais coletados nos ensaios de vibração; o segundo é utilizado para adicionar as informações do posicionamento dos acelerômetros utilizados nos arquivos dos sinais de resposta; e o terceiro e último módulo é destinado à identificação a partir dos arquivos de dados de resposta processados nos dois primeiros módulos. Na etapa das análises teóricas, foram criados modelos numéricos utilizando o método dos elementos finitos para simular o comportamento dinâmico das estruturas analisadas. Comparando os resultados obtidos em ambas as etapas de análise, verifica-se que resultados experimentais e teóricos apresentaram parâmetros bastante próximos entre si nos primeiros modos de vibração. Os resultados experimentais mostraram que ambos os métodos estocásticos foram muito eficientes na identificação das estruturas ensaiadas.

Modelagem e controle de uma incubadora neonatal

Este trabalho apresenta uma introdução sobre a história da neonatologia, a conceituação e a modelagem matemática do sistema térmico de uma incubadora neonatal, contendo a relação da mesma com um recém-nascido quanto a trocas térmicas, a partir da primeira lei da termodinâmica. É apresentado o método que foi utilizado para a linearização (Séries de Taylor) e os pontos de operação calculados para o sistema linear obtido no formato de espaço de estados, e a partir deste foi obtida uma representação em função de transferência. A partir da modelagem matemática do sistema, foi realizado um teste em malha aberta para verificar as características do mesmo, como estabilidade, constante de tempo e convergência para um valor final desejado, e como o sistema real opera em malha fechada, foi também realizado um teste com o sistema nesta configuração contendo um ganho unitário de malha. O comportamento do sistema não linear foi comparado ao do sistema linearizado através de suas curvas de resposta temporal a uma entrada degrau para a verificação da validade da representação linear, e após a sua validação, diagramas de bode foram gerados para diferentes parâmetros do modelo, para observar-se o efeito desta variação no comportamento dinâmico da planta, e foi percebido que o comportamento do modelo não é alterado de forma substancial para a variação dentro das faixas verificadas. Um controlador proporcional e integral (PI) foi então projetado para a eliminação do erro de regime permanente presente resposta temporal do sistema.. Testes sob diversas condições de operação foram realizados no sistema linear assim como as curvas de variação de temperatura foram obtidas com o controlador aplicado no modelo não linear, sendo os resultados considerados satisfatórios para este tipo de aplicação. Este trabalho foi realizado com o auxílio da ferramenta computacional Simulink do software Matalb®.