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Orientador: Rubens Maciel Filho Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: O principal objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um software para reconciliação de dados, detecção e identificação de erros grosseiros, estimativa de parâmetros e monitoramento da qualidade da informação em unidades industriais em estado estacionário e dinâmico. O desenvolvimento desse software focalizou atender aos critérios de modularidade, extensibilidade e facilidade de uso. A reconciliação de dados é um procedimento de tratamento de medidas em plantas de processos necessário devido ao fato da inexorável presença de erros aleatórios de pequena magnitude associados aos valores obtidos dos equipamentos de medição. Além dos erros aleatórios, por vezes os dados estão associados a erros de maior magnitude e que constituem uma tendência, ou viés. Erros desta natureza podem ser qualificados e quantificados por técnicas de detecção de erros grosseiros. É importante para aplicação de subrotinas de otimização que os dados sejam confiáveis e livres de erros tanto quanto possível. A tarefa da remoção destes erros através de modelos previamente conhecidos (reconciliação de dados) não é trivial, já sendo estudada no campo da engenharia química nos últimos 40 anos e apresenta uma crescente quantidade de trabalhos publicados. Contudo, uma parte destes trabalhos é voltada para aplicação da reconciliação sobre equipamentos isolados, como tanques, reatores e colunas de destilação, ou pequenos conjuntos destes equipamentos e não são muitos os trabalhos que utilizam dados reais de operação. Isto pode ser atribuído à dimensão do trabalho computacional associado ao grande número de variáveis. O que se propõe neste trabalho é tomar partido da crescente capacidade computacional e das modernas ferramentas de desenvolvimento, provendo uma aplicação na qual seja facilitada a tarefa de descrever sistemas de maior dimensão, para estimar dados de qualidade superior, em tempo hábil, para sistemas de controle e otimização. É importante frisar que a reconciliação de dados e a detecção de erros grosseiros são fundamentais para a confiabilidade de resultados de subrotinas de otimização e controle supervisório e também pode ser utilizada para a reconstrução de estados do processo Abstract: The main goal of this work was the development of software for data reconciliation, gross errors detection and identification, data reconciliation, parameter estimation, and information quality monitoring in industrial units under steady state and dynamic operation. The development of this software was focused on meeting the criteria of modularity, extensibility, and user friendliness. Data reconciliation is a procedure for measurement data treatment in process plants, which is necessary due the fact of the inexorable presence of random, small magnitude errors associated to the values obtained from measurement devices. In addition to the random errors, sometimes data are associated to major magnitude errors that lead to a trend or bias. Errors of this nature can be qualified and quantified through gross errors detection techniques. It is important for optimization routines that data are reliable and error free as much as possible. The task of removal of these errors using previously known models (data reconciliation) is not trivial, and has been studied for the last 40 years in the field of chemical engineering, showing an increasing amount of published works. However, part of these works is devoted to applying data reconciliation over single equipment, such as tanks, reactors, distillation columns, or small sets of these equipments. Furthermore, not much of this published work relies on real operation data. This can be regarded to the dimension of computational work associated to the great number of variables. This work proposes to take advantage of increasing computational capacity and modern development tools to provide an application in which the task of higher dimension systems description is accomplished with ease in order to produce data estimates of superior quality, in a suitable time frame, to control and optimization systems. It is worthwhile mentioning that data reconciliation and gross error detection are fundamental for reliability of the results from supervisory control and optimization routines, and can be used also to process state reconstruction Doutorado Desenvolvimento de Processos Químicos Doutor em Engenharia Química

Orientador : Luiz A. B. San Martin Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação Resumo: Não informado Abstract: Not informed Doutorado Doutor em Matemática

Orientadores: Celso Pascoli Bottura Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O objetivo desta pesquisa é o desenvolvimento de um novo modelo conceitual para representação, de uma forma integrada, das mais diversas situações de conflito de interesses, como uma base para análise e projeto de controle de sistemas hierárquicos multiagentes, e para o aprimoramento da metodologia de capacitação de executivos para a administração estratégica desses conflitos. O método utilizado para esta pesquisa foi um investigação das condicionantes análogas presentes nos quatro jogos clássicos da Teoria dos Jogos ¿ Nash, Stackelberg, Pareto e Minimax ¿ buscando, entre eles, as características semelhantes e as peculiaridades que realmente os fazem semelhantes e distintos entre si. Desta investigação, foram identificadas duas dimensões diferenciadoras, que possibilitaram a concepção e a construção de uma matriz para representação desses jogos, de uma forma integrada. O modelo conceitual resultante desta pesquisa fornece um esquema analítico abrangente, inspirado na teoria dos jogos, e é usado para explicar, descrever, interpretar e prever os comportamentos dos diversos agentes autônomos envolvidos em situações de conflito de interesses e, em certos casos, prescrever decisões mais adequadas. A Matriz de Jogos Estratégicos (MJE), proposta e utilizada neste trabalho, estabelece um quadro de referência conceitual, mapeando seis diferentes tipos de jogos. Nela, os pressupostos dos modelos clássicos de jogos citados, e outros em casos-limite, são usados de forma integrada e complementar. São tratados, na MJE, jogos competitivos e cooperativos, jogos equilibrados e não-equilibrados, levando em conta tanto a postura concorrencial de cada jogador como o seu pressuposto de relação-de-forças. A MJE contempla de forma inovativa o tratamento de múltiplos subjogos estratégicos simultâneos entre os agentes envolvidos. A aplicação dos conceitos da MJE a complexos sistemas ¿ hierárquicos ou não ¿, com múltiplos agentes inteligentes interativos autônomos, provê uma metodologia de utilidade para análise e projeto de estratégias de controle. Parte importante deste estudo é a realização de experimentos exploratórios com propósito pedagógico. Esses jogos de empresa, realizados via computador, indicam que os participantes ampliam sua percepção para compreender os diversos jogos a jogar, e sua habilidade para atuar em cada um deles. Este uso da MJE leva cada participante a analisar situações de conflito de interesses e a melhor escolher suas decisões estratégicas: Através de um processo dinâmico interativo de tentativa e erro, ele ou ela acaba aprendendo a tomar melhores decisões, levando em conta as possíveis decisões dos demais agentes envolvidos bem como sua avaliação das conseqüências de suas escolhas. Palavras-chave: Matriz de Jogos Estratégicos; teoria dos jogos; jogos estratégicos; jogos de empresas; controle multiagente; gestão de conflitos; planejamento estratégico; gestão estratégica; simulação de empresas; treinamento gerencial; jogos hierárquicos Abstract: The objective of the current research is the development of a new conceptual model aiming to represent, in an integrated manner, the many situations of conflict of interests as a basis for analysis and design of hierarchical multiagent systems control and for the improvement of the methodology for betterment of the managers¿ skills to deal with the strategic management of such conflicts. The investigation method used was a comparative analysis of the unique characteristics of classical games from Game Theory ¿ Nash, Stackelberg, Pareto, and Minimax ¿ searching, among them, their commonalities and differentiations. This investigation identified two distinct dimensions that enabled the conception and construction of a matrix to represent, in a integrated form, those four games mentioned above. The resulting conceptual model provides a comprehensive analytical scheme, inspired in the theory of games, and is used to explain, describe, interpret and forecast behaviors of autonomous agents involved in situations of conflict of interests and, in some cases, to prescribe the more adequate decisions. The Strategic Games Matrix (SGM) proposed and used in this study establishes a conceptual reference framework mapping six different types of games. In it, the assumptions for classic game models, among others for limitcases, are used in an integrated and complementary manner. The SGM deals with both competitive and cooperative games, as well as balanced and unbalanced ones, taking into consideration both the players' competitive postures and the powerratio assumed by each one. The SGM contemplates in an innovative way the treatment of multiple simultaneous strategic sub-games among the agents involved. The application of the SGM concepts to complex systems ¿ hierarchical or not ¿, with multiple autonomous intelligent interactive agents, provides a methodology of utility for analysis and design of their control strategies. An important part of this study is the exploratory experiments with pedagogical purpose. Such business games, played in a computer, indicate that the participants increase their perception to understand the various games to play, and their ability to act at each one of them. This use of the SGM leads each participant to analyze conflict of interests¿ situations and to improve its strategic decisions: Through an interactive dynamic process of trial and error he/she ends up learning how to make better decisions taking into consideration the likely decisions of the other agents involved as well as her/his evaluation of the consequences of their choices. Keywords: Strategic Games Matrix; game theory; strategic games; business games; multi-agent control; conflict management; strategic planning; strategic management; business simulation; managers training; hierarchical games Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Douglas Eduardo Zampieri Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: É feito um estudo sobre a dinâmica de um modelo plano de um trator no qual é introduzido um eixo dianteiro. Considerando os modelos com e sem implemento agricola são introduzidos elementos ativos na suspensão e no elemento de ligação do implemento com o corpo do veículo. Verificando a controlabilidade e observabilidade do sistema e utilizando a teoria de controle ótimo, é aplicada a equação de Riccati para obtenção da lei de controle dos elementos ativos baseada na realimentação dos estados do sistema. As matrizes de ponderação, utilizadas na função custo do tipo integral quadrática, são obtidas a partir de parâmetros que representem o comportamento desejado do sistema. Considerando o conforto e a segurança do veículo, as matrizes de ponderação são obtidas representando-se a aceleração vertical do corpo do trator e as forças de contato dos pneus dianteiro e traseiro. São também consideradas as ponderações do espaço de trabalho da suspensão e o movimento do implemento. A influência destas ponderações sobre os autovalores e autovetores do sistema é, também, analisada. Finalmente, compara-se a resposta do sistema ao degrau considerando-se a suspensão e o elemento de ligação implemento/trator totalmente passivos e totalmente ativos Abstract: The dynamics of a two dimensional tractor model with a frontal axle is studied. Active elements are introduced in the suspension and in the tractor body-implement linking element considering the model with and without implement. Verifying the system controllability and observability and using optimal control theory, Riccati equation is applied in order to obtain the control law of the active elements. The weighting matrices, used in the quadratic integral cost function, are obtained from the parameters that represent the desired behaviour of the system. Considering comfort and safety, the weighting matrices are obtained representing the verticalaccelerationof the tractor bodyand the contactforces of the ITontand rear tires as a vector multiplied by the state vector. The weighting matrices of the suspension working space and the movement of the implement are also considered. The effect of each weighting matrix on the eigenvalues and eigenvectors of the system is analyzed. The response of the active system to external excitation is compared to that obtained considering passive elements in the suspension and in the tractor body-implement linking element Mestrado Mecânica dos Sólidos Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Luiz Boldrini Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica Resumo: Neste trabalho estudaremos um sistema de equações diferenciais parciais parabólicas não lineares que correspondem a um modelo matemático do tipo campo de fases para problemas de solidificação e fusão de materiais puros, estudado em "K. H. Hoffman e L. Jiang, Optimal control of a phase field model for solidification, Numer. Funct. Anal. Optimization 13 (1 & 2), 1992, pp. 11-27". A análise de tal sistema será feita através da colocação do problema em um contexto de espaços funcionais adequados para que as soluções do problema original correspondam a pontos fixos de um certo operador não-linear compacto. Descreveremos resultados sobre existência, regularidade e unicidade de soluções para tal modelo. Estudaremos também um problema de controle ótimo associado ao sistema anterior, na qual obtêm-se existência de um controle ótimo e condições ótimas necessárias na qual tem que ser satisfeitas por cada controle ótimo. Além disso, estudaremos um modelo que é uma generalização do anterior, apresentado em "C. Morosanu e D. Motreanu, A generalized phase field system, Journal of Math. Analysis and Applic. 237, 1999, pp. 515-540". Para este modelo generalizado, consideraremos questões similares às do modelo anterior e utilizaremos as mesmas técnicas para obter resultados similares Abstract: In this work we study a system of nonlinear partial differential equations of parabolic type corresponding to a mathematical model of phase field type for problems of solidification of pure materials. This model is studied in "K. H. Hoffman e L. Jiang, Optimal control of a phase field model for solidification, Numer. Funct. Anal. Optimization 13 (1 & 2), 1992, pp. 11-27". The analysis of such system is done by putting the problem in a context of appropriate functional spaces in such way that the solution of the original problem corresponds to fixed point of a certain compact nonlinear operator. We describe results on existence, regularity and uniqueness of solutions for such model problem. We also study an optimal control problem associated to the previous problem, for which it is possible to obtain the existence of an optimal control and the corresponding necessary optimality conditions. Moreover, we study a model that is a generalization of the previous one and is presented in "C. Morosanu e D. Motreanu, A generalized phase field system, Journal of Math. Analysis and Applic. 237, 1999, pp. 515-540". For this generalized model, we consider similar questions as in the previous model and use to same tools to study them and get similar results Mestrado Equações Diferenciais Parciais Mestre em Matemática

Orientador : Paulo A. Valente Ferreira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: o presente trabalho propõe uma nova abordagem para a solução de problemas de controle multicritérios. Em particular, demonstra-se que se os funcionais são critérios quadráticos agregados a uma determinada Função Valor, a solução do problema consiste, do ponto de vista da teoria de controle, na solução iterativa de equações do tipo Riccati. A solução do chamado Problema de Salukvadze, no qual a função valor associada ao problema representa uma norma lp é obtida como caso particular da abordagem proposta. Relações entre esta nova abordagem e técnicas alternativas existentes na literatura e, em especial, com a estratégia de controle min-max de sistemas dinâmicos são também investigadas. O trabalho inclui experiências numéricas que ilustram o desempenho da abordagem proposta Abstract: In this work, a new approach for the problem of multicriteria control is proposed. In particular, it is shown that if the criteria are quadratic, being aggregated into a prescribed Value Function, the solution of the problem consists, from the control theory viewpoint, in the interative solution of Riccati type equations. The solution of the so-called Salukvadze Problem, in which the value function is a lp-norm, is easily obtained by the approach proposed. Relationships between this new approach and existing solution techniques, and especially with the min-max control strategy for dynamic systems, are investigated. The work includes numerical experiences that ilustrate the performance of the approach proposed. Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Pedro Luis Dias Peres Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Mestrado

Orientador: Pedro Luis Dias Peres Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta resultados no contexto de estabilidade de sistemas com atraso. A estabilidade de sistemas incertos com atraso é estudada utilizando o Teorema do Pequeno Ganho Escalonado a partir de um sistema de comparação. Aplicando resultados do Lema de Finsler e empregando matrizes de Lyapunov dependentes de parâmetro nas desigualdades matriciais lineares do Teorema do Pequeno Ganho, são obtidas condições independentes e condições dependentes do atraso para sistemas incertos. Sistemas com atraso que apresentam entrada com saturação em posição são estudados visando obter condições para cômputo de ganhos de realimentação de estados e visando obter uma estimativa para a região de atração do sistema em malha fechada. É considerada uma lei de controle com realimentação do estado atual e do estado atrasado. Funcionais de Lyapunov-Krasovskii são utilizados na obtenção das condições de estabilizabilidade. A maximização das estimativas das regiões de atração é feita a partir da solução de problemas de otimizaçã.o com restrições na forma de desigualdades matriciais lineares Abstract: This work presents results in the context of time-delay system stability. Uncertain time-delay systems are studied by means of the Scaled Small-Gain Theorem. By applying results from Finsler's Lemma and using parameter-dependent Lyapunov matrices, delay-dependent and delay-independent conditions for uncertain systems are obtained in terms of linear matrix inequalities. Time-delay system presenting amplitude-saturating inputs are analyzed aiming to establish conditions to compute state-feedback gains and to obtain an estimate of the bassin of attraction of the system. A control law composed by a current state-feedback and a delayed state-feedback is considered. Lyapunov-Krasovskii functionals are the starting point to obtain the stabilizability conditions. The maximization the estimates of the bassin of attraction is carried out by solving an optimization problem whose constraints are linear matrix inequalities Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Claudio Geromel Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Esta dissertação tem par principal objetivo o estudo do problema de projeto de filtros H2 e Hoo de sistemas lineares discretos com parâmetros sujeitos a saltos markovianos. Inicialmente, sob a hipótese de que o parâmetro da cadeia de Markov é mensurável, fornecemos a caracterização de todos os filtros tais que o erro de estimação é limitado por uma norma, produzindo a solução completa do problema de projeto dependente do modo da cadeia. Baseado neste resultado, consideramos o projeto do filtro robusto capaz de lidar com incertezas paramétricas. Em seguida, propomos um procedimento de projeto de filtros sem o conhecimento da cadeia. Todos os problemas de filtragem são expressos em termos de desigualdades matriciais lineares. Os resultados teóricos são ilustrados através de uma aplicação prática que consiste na comunicação de dados através de um canal markoviano Abstract: This thesis addresses the H2 and Hoo filtering design problem of discrete-time Markov jump linear systems. First, under the assumption that the Markov parameter is measurable, we provide the characterization of all filters such that the estimation errar remains bounded by a given narm leveI, yielding the complete solution of the mode-dependent filtering design problem. Based on this result, a robust filter design to deal with convex bounded parameter uncertainty is considered. In the sequeI, a design procedure for modeindependent filtering design is proposed. All filters are designed by solving linear matrix inequalities. The theory is illustrated by means of a practical example, consisting the data communication through a markovian channel Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Claudio Geromel Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Esta dissertação é dedicada ao estudo de métodos de análise e síntese de controladores para sistemas poli tópicos, tendo como ferramentas principais as desigualdades matriciais lineares (LMls) e o emprego de variáveis adicionais, chamadas multiplicadores ou matrizes de escalamento. Desenvolvemos os conceitos relacionados à análise de sistemas dinâmicos empregando multiplicadores, com os quais obtemos condições suficientes de estabilidade e desempenho robustos. Associado a essa perspectiva, introduzimos funções de Lyapunov dependentes de parâmetros para tratar de sistemas politópicos. De posse dos resultados de análise, propomos condições para o projeto de controladores por realimentação de estado, através de uma parametrização convexa. O texto é ilustrado com exemplos e tabelas Abstract: This thesis is devoted to analysis and controllers design for polytopic systems in the Linear Matrix Inequalities (LMls) and Multipliers framework. We develop concepts related to the analysis of dynamic systems stability in terms of multipliers, so we are able to provide sufficient conditions for robust stability and performance. Moreover, we introduce parameter dependent Lyapunov functions in order to deal with polytopic systems. Based on the analysis results, we propose conditions for state feedback design using a convex parametrization. Throughout the text several examples and tables illustrate the development Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Celso Pascoli Bottura Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Neste trabalho uma nova abordagem baseada na teoria de controle pós-moderno é aplicada ao controle de uma máquina de indução sob orientação de campo. Transformações Fracionais Lineares (LFTs) são empregadas na representação dos modelos de estado dq da máquina de indução alimentada em corrente e em tensão de forma tal que suas inerentes não-estacionariedades possam ser consideradas incertezas estruturadas e parametrizadas por escalares. Estes escalares assumem valores dentro de um conjunto predeterminado, correspondendo à faixa nominal de operação e assim uma classe de modelos é derivada para a máquina. Objetivos de projeto tais como rastreamento de fluxo e de velocidade são convenientemente representados em uma estrutura genérica para análise/síntese robustas sobre a qual uma metodologia de otimização 1ioo é aplicada para fornecer um controlador sub-ótimo garantindo estabilidade e desempenho robustos (ambos checados via análise-m) para toda a classe de modelos da máquina de indução. Resultados de simulações são apresentados para mostrar o comportamento dinâmico alcançado usando esta proposta Abstract: In this work a new design approach based on a postmodern control theory is applied to the field-oriented control problem of an induction machine. Linear Fractional Transformations (LFTs) are employed to represent state-space current- and voltagefed induction machine models in dq variables so that its inherent non-stationariety can be considered structured uncertainty and parameterized by scalars. These scalars take on values over a prescribed set, corresponding to the nominal operation range and thus a class of models is derived for the machine. Design objectives such as rotor flux and speed tracking are conveniently represented in a general framework for robustness analysis/synthesis on which an HIND.INFINITO optimization method is applied to provide a suboptimal controller guaranteeing robust stability and performance (both checked via m-analysis) for the whole class of induction machine models. Simulation results are given to show the dynamic behavior achieved using this proposal Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marconi Kolm Madrid Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho teve como principal objetivo estudar a tecnologia baseada em dispositivos Field Programmable Analog Arrays (FPAAs) e identificar os benef'icios quanto ao seu uso em aplicações de identificação de fenômenos inerentes aos sistemas dinâmicos não-lineares, tais como bifurcações e caos. Esses dispositivos permitem que diferentes tipos de circuitos possam ser implementados sem a necessidade de alteração da topologia do circuito, ou seja, existe a possibilidade de que os sistemas possam ser reconfigurados em tempo de execução à medida que novas alterações sejam necessárias. Com base na Teoria do Caos e na Teoria de Sistemas de Controle, foi implementado o sistema conhecido como Circuito de Chua, que serviu para demonstrar os ganhos que se podem obter com o uso da abordagem proposta quando aplicada ao estudo de sistemas dinâmicos operando no caos em relação às técnicas consideradas mais convencionais. Resultados obtidos pela análise de séries temporais de sinais adquiridos, comprovam a grande eficiência dessa abordagem quanto ao tempo de desenvolvimento e ao tempo para a obtenção dos resultados em comparação com implementações de modelos dinâmicos bastante conhecidos na literatura em relação às implementações dos mesmos em computadores Abstract: This work had as main objective to study the technology based on Field Programmable Analog Arrays (FPAAs) devices and to identify the benefits to use these devices in applications of identification of inherent phenomena to the nonlinear dynamic systems as bifurcations and chaos. These devices allow that different types of circuits can be implemented without the necessity of alteration of the topology of the circuit, that is, the systems implemented in the FPAA can be reconfigured in execution when new alterations are necessary. On the basis of the Chaos Theory and in the Control Systems Theory, was implemented the system known as Chua¿s Circuit which served to demonstrate the profits that can be gotten with the use of the boarding proposal when applied to the study of dynamic systems operating in chaos in relation to the considered techniques conventional. Gotten results, for the analysis of time series of acquired signals, prove the great efficiency of this boarding in the time of development and the time for obtain the results when comparing implementations of dynamic models sufficiently known in literature in relation with the implementations of the same ones in digital computers Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Douglas E. Zampieri, Pedro L. D. Peres Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Esta dissertação apresenta aplicações das teorias de controle 'H IND. 2¿ e 'H IND. INFINITO¿ via desigualdades matriciais lineares, e da parametrização de Youla em suspensões ativas. São abordados três modelos dinâmicos diferentes: o unidimensional, o bidimensional, e o tridimensional. Não foi considerada a implementação prática dos controladores projetados, restringindo-se o trabalho às análises comparativas das técnicas utilizadas. Os problemas clássicos de controle 'H IND. 2¿ e 'H IND. INFINITO¿ por realimentação completa de estado, obtidos a partir da solução de uma equação do tipo Riccati, são convertidos em problemas convexos similares, podendo assim ser resolvidos por um conjunto de desigualdades matriciais lineares (LMI's). Este novo problema permite levar em consideração num sistema incertezas paramétricas descritas por um domínio poliedral convexo limitado. A parametrização de Youla também é investigada. Esta metodologia pode ser vista como ponto de partida para outras técnicas, pois possibilita investigar o limite de desempenho do sistema. A abordagem aqui desenvolvida não leva em consideração incertezas paramétricas (mas poderia considerá-Ias) e é aplicada unicamente no sistema unidimensional. Os modelos dinâmicos da suspensão veicular são levantados utilizando-se as equações de Newton-Euler. As hipóteses adotadas são: amortecedor, mola e atuador como sendo ideais, e movimento de corpo rígido. O modelo unidimensional possui dois graus de liberdade, um para o eixo e outro para o corpo principal. O modelo bidimensional inclui a mais o modo de balanço. O modelo tridimensional, permite investigar todos os modos de corpo rígido. Simulações numéricas são efetuadas para cada um dos modelos dinâmicos levantados. As análises comparativas são baseadas na tríade força de controle, espaço de trabalho da suspensão e dirigibilidade Abstract: This thesis presents an analysis of the 'H IND. 2¿ e 'H IND. INFINITO¿ robust control theory via linear matrix inequalities, and an approach by Youla parametrization of the closed loop transfer matrix, applied to the design of three different vehicular suspension models. The focus is on comparative analyses of the techniques employed rather than on a specific practical implementation. The classical 'H IND. 2¿ e 'H IND. INFINITO¿ optimal control problem through full state feedback, obtained from the solution of a Riccati type equation, can be turned into similar convex problems, which can be solved by a set of linear matrix inequalities. This procedure permits to take into account parametric uncertainties in the system, analyzing the uncertainty space by computing only the vertices of a polyhedral convex bounded domain. An optimal control technique via Youla parametrization is aIso analyzed. This approach can be viewed as a benchmark for other techniques. ln the specific problem here solved, uncertainties are not taken into account, but this could be done. This technique is only applied to a quarter-car model, the simplest one. The dynamic models of the vehicular suspension are built by using Newton-Euler's law. Some assumptions have been adopted, such as ideal dampers, spring stiffness, and band width actuators, and rigid body motion. The first suspension modeI is unidimensional, with two degrees of freedom - one for the body mass mode, and another for the axle mass mode. The second modeI is twodimensional, permitting to analyze the pitch mode. The last one, treedimensional, permits to investigate all the rigid body modes. Numerical results are carried out for the three models, within the whole span of uncertainties. The comparative analyses are based on the trade-off between the control force, the suspension stroke, and the road-holding ability Mestrado Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Pedro Luis Dias Peres Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: Este trabalho aborda o problema de alocação de pólos em sub-regiões do plano complexo para sistemas dinâmicos lineares, discretos no tempo, modelados por variáveis de estado e com possíveis incertezas nos parâmetros dos modelos. Além da alocação de pólos, um procedimento de otimização convexa é utilizado, garantindo a minimização de índices de desempenho ou a pré-especificação de níveis de atenuação. Estudou-se a alocação de pólos em sub-regiões com a otimização de critérios do tipo norma de uma função de transferência: minimização de um limitante superior da norma 1i2, minimização de um limitante superior da norma 1i00 e minimização de um limitante superior da norma 1i2 sujeita a um limitante H00 (otimização mista 1i2/1i00). Um algoritmo que permite a resolução dos problemas de controle robusto com alocação de pólos é apresentado e, também, exemplos numéricos ilustrativos Abstract: This work adresses the problem of regional pole constraints for discretetime dynamic linear systems described by state space models with uncertain parameters. Besides pole assignment, a convex optimization procedure is also considered, guaranteeing the minimization of performance indices or prespecified disturbance attenuation levels. Regional pole constraint under transfer function norm minimization has been investigated: the minimization of a limiting bound to the 1i2 norm, the minimization of a limiting bound to the 1i00norm and the minimization of a limiting bound to the 1i2 norm under a 1-(00bound (mixed 1i2/1i00 optimization). An algorithm for solving robust control problems under pole constraints is presented, as well as some illustrative examples Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Antonio Barreira San Martin Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação Resumo: Não informado Abstract: Not informed Mestrado Mestre em Matemática

Orientador : Celso Pascoli Bottura Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Apresenta-se nesta tese uma proposta para alocação de auto estruturas em sistemas dinâmicos lineares multivariáveis por realimentação de estado que tem por base o projeto do regulador linear quadrático (RLQ), otimização multiobjetivo, computação evolutiva e programação paralela. O problema da alocação de autoestruturas é formulado em termos de projetos RLQ e de um método de desigualdades no intuito de colocar a formulação proposta como de problema de otimização multiobjetivo. Este problema é solucionado através do desenvolvimento de algoritmo genético paralelo dedicado à busca das matrizes de ponderação do projeto RLQ. Estratégias de busca são formuladas e elementos de inteligência computacional são utilizados para modelá-Ias e implementá-Ias em uma unidade de decisão lógica que interage com o otimizador genético Abstract: In this thesis a proposal for eigenstructure placement for multivariable linear dynamic systems by state feedback based on the linear quadratic regulator (LQR), multiobjective optimization, evolutionary computation and parallel programming is presented. The eigenstructure placement problem is formulated based on LQR designs and on an inequality method to conceive a multiobjective optimization problem for the proposed formulation. The solution to this problem is obtained via the development of a parallel genetic algorithm dedicated to the search of LQR design's weighting matrices. Search strategies are formulated and elements of computational intelligence are used to model them and their implementations are made on a logical decision unit that interacts with the GA-optimizer Doutorado Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores : Paulo Augusto Valente Ferreira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Doutorado

Orientador: Pedro Luis Dias Peres Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho trata da obtenção de condições suficientes de estabilidade robusta de sistemas lineares incertos (incerteza politópica), tanto contínuos quanto discretos no tempo, através de funções de Lyapunov dependentes de parâmetros e desigualdades matriciais lineares (em inglês, LMI's - Linear Matrix Inequalities). As condições de estabilidade robusta são usadas diretamente na determinação de domínios de estabilidade dos sistemas lineares incertos. O problema de estabilização robusta, via realimentação de estados, também é tratado através da parametrização convexa da solução da equação de Lyapunov, no contexto de sistemas lineares com controladores que variam com os parâmetros, usando como ponto de partida as condições suficientes de estabilidade robusta estabeleci das neste trabalho. Adicionalmente, a determinação de domínios de não fragilidade de controladores (em casos de realimentação de estática de estados ou da saída, e realimentação dinâmica de saída) é ilustrada. Tais condições suficientes de estabilidade robusta também são exploradas, em conjunto com os algoritmos genéticos (usados apenas como ferramentas de busca no universo de parâmetros do controlador), na obtenção de controladores robustos, trabalhando diretamente sobre o espaço dos parâmetros do controlador e permitindo a imposição de restrições de estrutura sobre os mesmos Finalmente, a síntese de controladores que variam linearmente com os parâmetros incertos também é apresentada como uma extensão da aplicação da abordagem que envolve algoritmos genéticos Abstract: This work deals with the study of sufficient robust stability conditions for uncertain linear systems (politopic uncertainty), in both continuous and discrete-time, using parameter dependent Lyapunov functions and Linear Matrix Inequalities (LMI's). The robust stability conditions are directly used to determine the stability domain of uncertain linear systems. The state feedback stabilization problem is also treated through the convex parametrization of the solution of the associate Lyapunov equation, in the context of linear parameter varying systems, using as starting point the sufficient robust stability conditions obtained in this work. Additionaly, the determination of the non-fragile stability domains for the controlers (static state or output feedback, and dynamic output feedback) is illustrated. Those sufficient robust stability conditions are also exploited, in conjuction with genetic algorithms (here, used only as a search tool) to compute robust controllers, searching directly in the parameter domain of the controller, thus allowing the inc1usion of additional controller structure constraints. Finally, the synthesis of LPV controllers is also presented as an extention of the combined robust stability conditions and genetic algorithms approach Doutorado Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Claudio Geromel Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Uma das temáticas abordadas neste trabalho é o problema de filtragem robusta em norma H2 para sistemas lineares a tempo contínuo e a tempo discreto. Consideramos que os sistemas estão sujeitos a incertezas paramétricas inicialmente do tipo politópicas e, em seguida, do tipo que admite representação linear fracionária. Calculamos limitantes inferior e superior para a norma H2 do erro de estimação, resolvendo-se problemas minimax, escrevendo-os em formato de desigualdades matriciais lineares LMI. Dessa maneira calculamos um intervalo de otimalidade que permite certificar o desempenho do filtro robusto projetado. Em seguida, aplicamos a metodologia proposta em problemas de estimação envolvendo um motor de indução trifásico e uma linha de transmissão com derivação. O presente trabalho também apresenta o que chamamos de sistema linear de comparação, cuja proposta é servir como alternativa para estudar sistemas com atraso. Utilizando a substituição de Rekasius construímos um sistema linear invariante no tempo que permite obter informações sobre a estabilidade e o cálculo de norma H8 para sistemas desta classe. Em vista da formulação através de matrizes de representação de estado é possível estender sem maiores dificuldades os resultados para o projeto de controladores via realimentação de estado e de filtros para sistemas com atraso. Abstract: One of the themes considered in this work is the robust H2 filtering design problem for linear time invariant continuous and discrete time systems. We assume that the systems are subject to parametric uncertainty, initially of the polytopic type and later as linear fractional transformation parametric uncertainties. We calculate lower and upper bounds to the H2 squared norm of the estimation error by means of the equilibrium solution of a minimax problem, that can be formulated in a linear matrix inequality framework. Under this approach we provide an optimality gap that allows us to certify the performance of the designed robust filter. Afterwards, we apply the proposed methodology to estimation problems involving a three-phase induction motor and a transmission line with a stub. This work also considers what we call a linear comparison system, whose goal is to serve as an alternative to study time-delay systems. Using the Rekasius substitution we construct a linear time invariant system that allows us to get information about stability and H8 norm of this class of systems. Based on this approach in terms of state space matrices it is possible to extend the results to state feedback design and filtering design without any further assumptions. Doutorado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Pedro Luis Dias Peres, Ricardo Coração de Leão Fontoura de Oliveira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho aborda os problemas de projeto de controladores e filtros para sistemas lineares sujeitos a saltos markovianos com matrizes de transição incertas. Consideram-se os domínios de tempo contínuo e discreto, incertezas politópicas nas matrizes dos modelos de cada modo e as normas H2 e H'INFINITO' como critérios de desempenho. São investigados controladores por realimentação de estados e de saída e filtros de ordem completa. Como primeira contribuição, propõe-se uma sistemática mais abrangente para representar as incertezas (politópicas, intervalares ou afins) que afetam tanto as matrizes do modelo da planta associada a cada modo de operação em particular quanto a matriz de transição que governa os saltos entre os modos em um único domínio dado pelo produto cartesiano de simplexos, chamado de multi-simplex. Adicionalmente, as condições propostas para controle e filtragem asseguram limitantes para as normas H2 e H'INFINITO' dos sistemas markovianos incertos associados à planta controlada ou ao sistema mais o filtro por meio de matrizes de Lyapunov polinomialmente dependentes dos parâmetros, enquanto as abordagens existentes na literatura restringem-se ao uso de matrizes de Lyapunov independentes de parâmetros, ou seja, uma matriz fixa associada a cada modo de operação. São propostas condições para síntese de controladores e filtros, que aplicam-se aos casos de disponibilidade completa, parcial ou nula dos modos, em termos de desigualdades matriciais lineares associadas a buscas em parâmetros escalares. Experimentos numéricos ilustram as vantagens das condições desenvolvidas, mostrando que o método proposto é mais abrangente, uma vez que pode incluir outras abordagens da literatura como casos particulares, e pode produzir resultados menos conservadores em termos dos limitantes das normas quando comparado a outras técnicas existentes na literatura Abstract: This work addresses the problem of controller and filter design for Markov jump linear systems with uncertain transition matrices. Discrete-time and continuous-time domains, polytopic uncertainties affecting matrices of each operation mode and H-2 and H'INFINITY' norms, as performance criteria, are considered. State feedback controllers, static output feedback controllers and full order filters are investigated. As a first contribution, this work proposes a more general systematic to represent the uncertainties (polytopic, interval, or affine) affecting independently the matrices of the plant model associated to each operation mode and the transition matrix in a single domain created by the cartesian product of simplexes, called multi-simplex. Additionally, the conditions proposed for control and filtering assure bounds to the H2 and H'INFINITY' norms of uncertain Markov systems associated to the controlled plant or to the filtering system by means of polynomially parameter dependent Lyapunov matrices, while the existent approaches in the literature are restricted to the use of parameter independent Lyapunov matrices,i.e., a constant one for each operation mode. The control and filter synthesis conditions, regarding complete, partial, or null Markov mode availability, are expressed in terms of linear matrix inequalities associated with searches on scalar parameters. Numerical experiments illustrate the advantages of the developed conditions, showing that the proposed method is more general, since it can include other approaches as particular cases, and can provide less conservative results in terms of bounds to the norms when compared with other techniques from literature Doutorado Automação Doutora em Engenharia Elétrica CNPQ

Orientador: Pedro Luis Dias Peres Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Esta tese apresenta contribuições para a solução de problemas de análise de estabilidade e síntese de controladores por realimentação de estados de sistemas dinâmicos que possuem elementos não-lineares, por meio de condições na forma de desigualdades matriciais lineares e funções de Lyapunov. Para sistemas chaveados sujeitos a saturação nos atuadores, são fornecidas condições convexas para o cálculo de ganhos chaveados e robustos. A saturação é modelada como uma não-linearidade de setor e uma estimativa do domínio de estabilidade é determinada. Para sistemas lineares com incertezas politópicas e não-linearidades pertencentes a setores, são fornecidas condições convexas de dimensão finita para construir funções de Lur'e com dependência polinomial homogênea nos parâmetros. Se satisfeitas, as condições garantem a estabilidade para todo o domínio de incertezas e para todas as não-linearidades pertencentes ao setor e permitem o cômputo de controladores estabilizantes robustos por realimentação linear e não-linear. Para sistemas bilineares instáveis, contínuos e discretos no tempo, é proposto um procedimento para calcular um ganho estabilizante de controle por realimentação de estados. O método baseia-se na solução alternada de dois problemas de otimização convexa descritos por desigualdades matriciais lineares, fornecendo uma estimativa do domínio de estabilidade. Extensões para tratar controladores robustos e lineares variantes com parâmetros são também apresentadas. Abstract: This thesis presents contributions to the solution of the problems of stability analysis and synthesis of state feedback controllers for dynamic systems with non-linear elements, by means of conditions based on linear matrix inequalities and Lyapunov functions. For switched systems subject to saturation in the actuators, convex conditions to design switched and robust controllers are presented. The saturation is modeled as a sector non-linearity and an estimate of the domain of stability is determined. For linear systems with polytopic uncertainties and sector non-linearities, convex conditions of finite dimension to build Lur'e functions with homogeneous polynomially parameter dependence are provided. If satisfied, the conditions guarantee the stability of the entire domain of uncertainty for all sector non-linearities, allowing the design of linear and non-linear robust state feedback stabilizing controllers. For continuous and discrete-time unstable bilinear systems, a procedure to design a state feedback stabilizing control gain is proposed. The method is based on the alternate solution of two convex optimization problems described by linear matrix inequalities, providing an estimate of the domain of stability. Extensions to handle robust and linear parameter varying controllers are also presented. Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Rodney Carlos Bassanezi Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica Resumo: Há várias doenças que acometem os citros, o Huanglongbing (HLB) é uma delas, considerada a mais devastadora doença de citros no mundo. O objetivo deste trabalho é, a partir de um estudo sobre a disseminação do HLB, propor e avaliar alguns modelos de controle. Para isso, a dinâmica espaço-temporal da doença é analisada utilizando um sistema de autômatos celulares, o qual permite estabelecer uma relação entre a incidência do HLB no pomar e sua severidade na árvore primária por meio de um modelo chamado de bidifusão. Em seguida, é feito um estudo do comportamento difusivo utilizando dados subjetivos por meio de sistemas baseados em regras fuzzy e, a partir dos resultados obtidos, é proposta uma forma de estimar o coeficiente de difusão para o problema fundamental de difusão unidimensional. Finalmente, são propostos três modelos de controle para o HLB. No primeiro modelo é proposto o controle em um talhão do pomar utilizando a teoria de controle ótimo com uma variável, neste caso, ainda não é considerada a movimentação de psilídeos de uma árvore a outra. No segundo modelo o controle é aplicado em todo o pomar utilizando o método GRASP (\textit{Greedy randomized adaptive search procedure}), para isso considera-se um modelo discreto para o qual são impostas algumas condições que devem ser satisfeitas. No terceiro caso é proposto um modelo alternativo de controle em todo o pomar que considera taxas de transporte e utiliza a teoria de controle ótimo com várias variáveis. Dentre os três modelos propostos, o modelo que utiliza o método GRASP, apesar de não garantir a otimalidade, gerou os melhores resultados em termos de prática agrícola. Algumas melhorias são sugeridas ao final do trabalho Abstract: There are several diseases that affect citrus, Huanglongbing (HLB) is one of them, considered the most devastating citrus disease in the world. The objective of this work is, based on a study on the dissemination of HLB, to propose and evaluate some control models. For this, the spatio-temporal dynamics of the disease is analyzed using a system of cellular automata, which allows establishing a relationship between the incidence of HLB in orchard and its severity in the primary tree through a model called bi-diffusion. Then, a study of the diffusive behavior using subjective data through fuzzy rule-based systems, and from the obtained results, a way of estimating the diffusion coefficient for the fundamental problem of one-dimensional diffusion is proposed. Finally, three control models are proposed for the HLB. In the first model is proposed the control in a plot of orchard using the theory of optimal control with a variable, in this case, it is still not considered the movement of psilids from one tree to another. In the second model the control is applied throughout the orchard using the GRASP (Greedy randomized adaptive search procedure), for this it is considered a discrete model for which some conditions are imposed that must be satisfied. In the third case an alternative model of control is proposed in the whole orchard that considers transport rates and uses the optimal control theory with several variables. Among the three models proposed, the model that uses the GRASP method, despite not guaranteeing optimality, generated the best results in terms of agricultural practice. Some improvements are suggested at the end of the work Doutorado Matemática Aplicada Doutora em Matemática Aplicada

Orientador: João Bosco Ribeiro do Val Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Doutorado

Orientador: Pedro Luis Dias Peres, Ricardo Coração de Leão Fontoura de Oliveira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A principal contribuição dessa tese é a proposta de novas condições, em termos de desigualdades matriciais lineares, para a análise de estabilidade e síntese de controladores de sistemas nebulosos Takagi-Sugeno, casos discretos e contínuos no tempo. A lei de controle considerada é por realimentação de estados, sendo que para sistemas contínuos no tempo são também projetados controladores de realimentação de saída estática e dinâmica, de ordem arbitrária. São adotados como critérios de desempenho os custos garantidos H2 e H?. As funções de Lyapunov propostas, mais gerais que as existentes na literatura, são construídas como a combinação nebulosa de funções quadráticas nos estados, polinomiais homogêneas de grau arbitrário em termos das funções de pertinência do sistema nebuloso. As funções de pertinência são modeladas em um espaço definido pelo produto Cartesiano de simplexos no mesmo instante de tempo, no caso contínuo, ou em múltiplos instantes de tempo, permitindo o projeto de controladores com memória finita de parâmetros presentes e passados, no caso discreto. Em sistemas contínuos, as variáveis premissas usadas na lei de controle podem ser escolhidas pelo projetista, de acordo com a disponibilidade ou não para implementação em tempo real, dando um caráter seletivo ao controlador. Nas condições de síntese de controladores, duas situações distintas para as taxas de variação das funções de pertinência são consideradas. Um conjunto convexo modela o espaço ao qual pertencem as derivadas temporais das funções de pertinência, no caso em que algumas taxas máximas de variação são conhecidas. Para taxas de variações arbitrárias, quando as variáveis premissas são os estados, utilizam-se funções de Lyapunov do tipo integral de linha associadas a uma estratégia de síntese em dois estágios. No primeiro estágio um ganho de realimentação de estados é projetado e utilizado como entrada no segundo estágio, que retorna, se possível, um controlador de realimentação de estados que atende especificações de desempenho mais exigentes, ou ganhos de realimentação estática ou dinâmica de saída, de ordem completa ou reduzida. Exemplos numéricos ilustram os resultados, mostrando que os métodos propostos podem reduzir o conservadorismo nos problemas estudados, sendo mais eficientes quando comparados com outras abordagens da literatura Abstract: This thesis proposes, as main contribution, new linear matrix inequalities conditions for stability analysis and control synthesis of continuous and discrete-time Takagi-Sugeno fuzzy systems. A state feedback control law is considered and, for continuous-time systems, static and dynamic output feedback controllers of arbitrary order are also determined. The H2 and H? guaranteed costs are adopted as performance criteria. The proposed Lyapunov functions, more general than the others in the literature, are constructed as fuzzy combinations of quadratic in the state functions that are homogeneous polynomials of arbitrary degree depending on the membership functions of the fuzzy systems. The membership functions are modeled in a space defined by the Cartesian product of simplexes in the same instant of time, in the continuous-time case, or in multiple instants of time, yielding finite memory controllers depending on the present and past parameters, in the discrete-time case. In the continuous-time synthesis conditions, the premise variables used in the control law can be defined by the designer, accordingly to real-time availability, as a selective feature of the controller. Two different situations are considered in terms of the rates of variation of the membership functions. A convex set models the space of the timederivatives of the membership functions if some upper bounds of the variation rates are known. For arbitrary rates, when the premise variables are the states of the system, a line-integral Lyapunov function is considered associated with a two steps procedure. At the first step, a state feedback is computed and used as an input for the second step, that provides, if possible, a state feedback controller that take into account more stringent performance specifications, or static or dynamic controllers, of full and reduced orders. Numerical examples illustrate the results, showing that the proposed approaches can be less conservative and more efficient when compared with other methods available in the literature Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Antonio Barrera San Martin Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica. Resumo: Seja S um semigrupo com interior não vazio de um grupo de Lie simples G, conexo, complexo ou real. No caso em que o grupo G é real também considere-o não compacto, com centro finito e cuja álgebra de Lie é uma forma real, normal de uma álgebra clássica... ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: Let S be a semigroup with nonempty interior of a complex or real connected simple Lie group G. In the case the group G is real also assume that G is non-compact, with finite center, whose algebra is a normal real form of a classic algebra. ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations Doutorado Matemática Doutor em Matemática

Orientador: Luiz Antonio Barrera San Martin Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica Resumo: Seja G um grupo de Lie simples...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: Let G be a simple Lie group...Note: The complete abstract is available with the full electronic document Doutorado Matemática Doutora em Matemática

Orientador: Pedro Luis Dias Peres Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: A principal contribuição desta tese é a proposta de uma metodologia para solução de desigualdades matriciais lineares dependentes de parâmetros que freqüentemente aparecem em problemas de análise e controle robusto de sistema lineares com incertezas na forma politópica. O método consiste na parametrização das soluções em termos de polinômios homogêneos com coeficientes matriciais de grau arbitrário. Para a construção dessas soluções, um procedimento baseado em resoluções de problemas de otimiza¸c¿ao na forma de um número finito de desigualdades matriciais lineares 'e proposto, resultando em seqüências de relaxações que convergem para uma solução polinomial homogênea sempre que uma solução existe. Problemas de análise robusta e custo garantido s¿ao analisados em detalhes tanto para sistemas a tempo contínuo quanto para sistemas discretos no tempo. Vários exemplos numéricos são apresentados ilustrando a eficiência dos métodos propostos em termos da acurácia dos resultados e do esforço computacional quando comparados com outros métodos da literatura Abstract: This thesis proposes, as main contribution, a new methodology to solve parameterdependent linear matrix inequalities which frequently appear in robust analysis and control problems of linear system with polytopic uncertainties. The proposed method relies on the parametrization of the solutions in terms of homogeneous polynomials of arbitrary degree with matrix valued coefficients. For constructing such solutions, a procedure based on optimization problems formulated in terms of a finite number of linear matrix inequalities is proposed, yielding sequences of relaxations which converge to a homogeneous polynomial solution whenever a solution exists. Problems of robust analysis and guaranteed costs are analyzed in details for continuous and discrete-time uncertain systems. Several numerical examples are presented illustrating the efficiency of the proposed methods in terms of accuracy and computational burden when compared to other methods from the literature Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Rafael Santos Mendes Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O problema de regulação de trens é particularmente importante entre os problemas de escalonamento encontrados nos sistemas de transporte metroviários, sendo caracterizados por trens percorrendo regiões urbanas levando passageiros de uma localização para outra. Se o intervalo entre trens desejado, tempos de parada em plataformas e os tempos de percurso entre plataformas são determinados e conhecidos a-priori, a solução de estado estável (tabela horária) pode ser calculada. Entretanto, sistemas reais estão sujeitos a perturbações como passageiros impedindo o fechamento de portas, falhas mecânicas ou elétricas, etc., que podem desviar os trens do estado estável. Nesse contexto, esse trabalho está direcionado para a determinação de uma lei de controle, i.e., uma lei para a determinação dos instantes de chegada e partida de cada trem em cada plataforma nos ciclos do sistema para restabelecer e manter a tabela horária (solução de referência). A lei de controle proposta está baseada nos conceitos da álgebra maxplus. Os instantes desejáveis de chegada e partida de cada trem em cada plataforma são calculados a partir dos últimos instantes de ocorrência dos eventos do sistema e de um conjunto de matrizes definido na álgebra max-plus. Abstract: The train regulation problem is of particular importance among the scheduling problems found in mass transit systems, being characterized by trains running in urban regions taking passengers from one location to another. If the desired headway between trains, dwell-times in platforms and running times between platforms are determined and known a-priori, the steady state solution (timetable) can be calculated. However, real systems are subject to disturbances such as passengers preventing doors from closing, mechanical or electrical failures, etc., that can deviate the trains from the steady state. In this context, this work is concerned with the determination of a control law, i.e., a law for the determination of the arrival and departure times of each train on each platform in the system's cycles in order to reestablish and maintain the timetable (reference solution). The proposed control law is based on max-plus algebra concepts. The desired arrival and departure times of each train on each platform are calculated from the last occurrence instants of the system's events and from a set of matrices defined in max-plus algebra. Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Juan Francisco Camino dos Santos Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: O controle do movimento de robôs móveis em altas velocidades e sob condições adversas do solo é um problema difícil, pois as rodas do robô podem estar sujeitas a diferentes tipos de deslizamento. O deslizamento lateral é um problema particularmente complicado quando se lida com robôs móveis de tração diferencial, já que suas rodas não podem produzir movimento nessa direção. Este trabalho apresenta uma aplicação de alguns resultados da Teoria de Lyapunov para sistemas não lineares perturbados. A abordagem proposta pode ser vista como um método de análise de controladores cinemáticos de robôs móveis sujeitos a deslizamentos laterais e longitudinais. Um exemplo de aplicação é dado ao se analisar a estabilidade de um robô móvel de tração diferencial quando este é controlado por uma lei adaptativa não linear cinemática capaz de estimar o deslizamento longitudinal. É mostrado que sob condições razoáveis, as soluções da dinâmica do erro de postura do robô são uniformemente finalmente limitadas. Simulações numéricas são apresentadas para ilustrar esse exemplo. Para tratar um problema de otimização que surge durante a análise de estabilidade, técnicas de decomposição em soma de quadrados (SOS) para otimização polinomial são estudadas e aplicadas. Um estudo minucioso dos recursos computacionais necessários para a resolução de problemas de decomposição SOS também é apresentado Abstract: Motion control of mobile robots at high speeds and under adverse ground conditions is a difficult problem because the robots¿ wheels may be subject to different kinds of slip. Lateral slip is a particularly complicated problem for differential drive mobile robots to deal with, since their wheels cannot directly produce movement in that direction. This work presents an application of some results from Lyapunov Theory for nonlinear perturbed systems. The proposed approach can be seen as a method for analyzing kinematic controllers of mobile robots subject to longitudinal and lateral slip. An example of application is given by analyzing the stability of a differential drive mobile robot when it is controlled by an adaptive nonlinear kinematic controller capable of estimating longitudinal slip. It is shown that under reasonable conditions, the solutions to the robot¿s posture error dynamics are uniformly ultimately bounded. Numerical simulations are presented to illustrate this example. To tackle an optimization problem which arises during the stability analysis, SOS techniques for polynomial optimization are studied and applied. A thorough study of the computational resources required for solving SOS problems is also presented Mestrado Mecânica dos Sólidos e Projeto Mecânico Mestre em Engenharia Mecânica CAPES 33003017

Orientador: Luiz Antonio Barrera San Martin Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica Resumo: Seja G um grupo de Lie conexo, semi-simples e com centro finito e seja S C G um semigrupo com interior não vazio. Seja G/L um espaço homogêneo. Existe uma ação natural de S sobre G/L. A relação x =y se y e Sx, x, y e G/L, é transitiva, mas não é reflexiva ou simétrica. De maneira simples, um conjunto de controle é um subconjunto D C G/L dentro do qual reflexividade e simetria para a relação = se verifica. Conjuntos de controle são estudados em G/L quando L é um subgrupo parabólico. Eles são caracterizados por meio das câmaras de Weyl em G que interceptam intS. Então, para cada ? e W, grupo de Weyl de G, existe um conjunto de controle D? D1 é o único conjunto de controle invariante e o subconjunto W(S) = {?; D? = D1} é um subgrupo do grupo de Weyl de G. Os conjuntos de controle no flag maximal são então determinados por W(S) nW Abstract: Let G be a connected semi-simple Lie group with finite center and S C G a semigroup with interior points. Let G/L be a homogeneous space. There is a natural action of S on G/L. The relation x =y se y e Sx, x, y e G/L, is transitive but not reflexive nor symmetric. Roughly, a control set is a subset D C G/L, inside of which reflexivity and simmetry for _ hold. Control sets are studied in G=L when L is a parabolic subgroup. They are characterized by means of the Weyl chambers in G meeting intS. Thus, for each ? e W, the Weyl group of G, there is a control set D? D1 is the only invariant control set, and the subset W(S) = {?; D? = D1} turns out to be a subgroup. The1 control sets in the maximal flag are determined by W(S) nW Mestrado Matemática Mestre em Matemática

Orientador: José Cláudio Geromel Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Nesta dissertação, são propostas técnicas de projeto de controladores...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: In this dissertation, state feedback...Note: The complete abstract is available with the full electronic document Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Pedro Luis Dias Peres, Ricardo Coração de Leão Fontoura de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Esta dissertação trata de um dos mais importantes problemas em aberto na teoria de controle, o projeto de controladores por realimentação estática de saída. A principal contribuição é propor um método para computar controladores robustos estáticos por realimentação de saída para sistemas lineares incertos discretos no tempo, usando um controlador por realimentação de estados como parâmetro de entrada do método. Além disso, os resultados são estendidos para tratar do projeto de controle H2 robusto por realimentação de saída. As condições de síntese são formuladas em termos de um procedimento convexo de otimização, baseado em um conjunto finito de desigualdades matriciais lineares. Exemplos numéricos são apresentados para ilustrar a eficiência dos metodos propostos quando comparados com outros métodos existentes na literatura. Abstract: This thesis deals with one of the most important open problems in control theory, the design of static output feedback controllers. The main contribution is to propose a method to compute robust static output feedback controllers for uncertain linear discrete-time systems, using a state feedback controller as an input parameter for the method. Additionally, the results are extended to cope with H2 static output feedback control design. The synthesis conditions are formulated in terms of a convex optimization procedure, based on a finite set of linear matrix inequalities. Numerical examples are presented to illustrate the effectiveness of the proposed approach compared to other methods available in the literature. Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Pedro Luis Dias Peres, Ricardo Coração de Leão Fontoura de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta novas condições na forma de desigualdades matriciais lineares para a síntese de filtros robustos H2 e H¥ de ordem completa, para sistemas incertos, contínuos e discretos no tempo. Os parâmetros incertos invariantes no tempo pertencem a um politopo com vértices conhecidos. Graças à existência de um número maior de variáveis de folga e à utilização de relaxações baseadas em matrizes polinomiais homogêneas, desigualdades matriciais lineares podem ser obtidas das condições propostas para o projeto de filtros robustos, com desempenho superior aos métodos existentes. A superioridade e eficiência do método proposto para o projeto dos filtros robustos são ilustradas por meio de comparações numéricas e exemplos da literatura Abstract: This work presents new convex optimization procedures for full order robust H2 and H? filter design for continuous and discrete-time uncertain linear systems. The time-invariant uncertain parameters are supposed to belong to a polytope with known vertices. Thanks to the use of a larger number of slack variables and homogeneous polynomial relaxations, linear matrix inequalities for the design of robust filters can be derived from the proposed conditions, outperforming the existingmethods. The superiority and efficiency of the proposed method for robust filter design are illustrated by means of numerical comparisons in benchmark examples from the literature Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Sistemas de manufatura estão cada vez mais sujeitos a ataques externos e falhas, seja por defeitos em sensores e atuadores ou seja por problemas de comunicação. Nesse contexto, a segurança desses sistemas é um problema cada vez mais estudado, inclusive na área de Sistemas a Eventos Discretos (SEDs) utilizando a Teoria de Controle Supervisório (TCS). Neste trabalho propomos tratar problemas de segurança em SEDs utilizando a Teoria de Autômatos Sincronizáveis, que nos permite utilizar uma palavra de sincronização para sincronizar os supervisores e plantas no caso onde, devido a uma falha, o estado que o supervisor estima que a planta se encontra não corresponde ao estado físico da planta. Os resultados desse trabalho permitem modelar sistemas e estender a TCS para lidar com modelos baseados em autômatos sincronizáveis, tanto pela síntese monolítica quando aplicando controle modular local, tratando também de técnicas complementares, como a redução e localização de supervisores. Além disso, propõe-se uma maneira de modelar sistemas que não são originalmente sincronizáveis como autômatos sincronizáveis pela adição de eventos de recuperação. Manufacturing systems are increasingly subject to external attacks and failures, whether by defects in sensors and actuators or by communication problems. In this context, the security of these systems is an increasingly studied problem, including in the field of Discrete Event Systems (DES) using Supervisory Control Theory (SCT). In this work we propose to deal with security problems in DES using the Synchronizing Automata Theory, which allows us to use a synchronizing word to synchronize the supervisors and plants in case the state that the supervisor estimates the plant does not correspond to the physical state of the plant. The results of this work allow us to model systems and to extend the SCT to deal with models based in synchronizing automata, using the monolithic synthesis or applying local modular control, and to deal with complimentary techniques such as the supervisor reduction and supervisor localization. In addition, we propose a way to model systems that are not originally synchronizing as synchronizing automata inserting recovery events.

Orientador: Matheus Souza Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Robustez é uma das muitas propriedades que um sistema de controle deve apresentar, juntamente com desempenho. Neste trabalho, o objetivo é controlar um sistema linear com incertezas intervalares usando um sinal de controle amostrado a fim de minimizar um critério de desempenho quadrático. Como o desempenho depende dos parâmetros incertos do sistema, buscamos minimizar um limitante superior para o custo. Para alcançar esse objetivo, adaptamos resultados clássicos existentes na literatura para lidar com este problema de controle robusto. Os principais resultados alcançados nesta dissertação são condições de análise e de projeto de controladores robustos para sistemas intervalares baseadas em desigualdades matriciais lineares (LMIs). Estas condições consideram critérios de desempenho clássicos e foram desenvolvidas para sistemas a tempo contínuo e a tempo discreto, além de sistemas de controle amostrado. As condições desenvolvidas permanecem válidas mesmo para sistemas com incertezas variantes no tempo. Embora nossas condições sejam mais conservadoras quando comparadas à abordagem politópica, precisam apenas de um número constante de restrições e um número polinomial de variáveis de decisão, o que permite resolvê-las de modo mais eficiente mesmo para sistemas grandes ou com muitas entradas incertas. Por fim, apresentamos exemplos numéricos para apontar as principais características dos métodos propostos Abstract: Robustness is one of many properties that a control system should present, together with performance. In this thesis, we aim to control a linear system with interval uncertainties using a sampled control signal in order to minimize a quadratic performance criterion. As the performance depends on the uncertain parameters of the system, we consider minimizing a higher limit for the cost. To achieve this goal, we adapt classical results in the literature to deal with this robust control problem. The main results obtained in this thesis are robust control analysis and design conditions for interval systems based on linear matrix inequalities (LMIs). These conditions consider classic performance indices and were developed for continuous and discrete-time systems, as well as sampled-data systems. The devised conditions remain valid even for time-varying uncertain systems. Although our conditions are more conservative when compared with the polytopic approach, they need only a constant number of constraints and a polynomial number of variables, which allows them to be solved more efficiently even for large systems with many uncertain inputs. Finally, we present numerical examples to point out the main characteristics of the proposed methods Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica CAPES FAPESP

Orientadores: Tiago Fernandes Tavares, Matheus Souza Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Musicalidade robótica, principalmente percussão robótica, tem se tornado cada vez mais relevante conforme peças mecânicas e eletrônicas se tornam mais baratas e comuns. A criação de um robô músico exige tanto uma abordagem de engenharia, para a construção do próprio robô, como uma abordagem musical, que foca na produção artística utilizando eles. A maioria dos métodos para desenvolver robôs músicos consiste em usar um atuador com uma baqueta, de forma que ele responda rapidamente a comandos humanos. Nesse projeto, nós propomos uma abordagem diferente, que consiste em controlar tanto o tempo como a velocidade que o atuador atinge o instrumento. Isso permite um controle mais refinado da dinâmica sonora (intensidade), que é uma ferramenta importante para expressão musical. Além disso, nós analisamos dois tipos de controladores: PID e com realimentação de estados. Eles são avaliados nos melhores cenários, como também com restrição de tensão de entrada e de qualidade de encoder. Depois, as premissas foram validadas com experimentos práticos. Nossos resultados mostram que ambos controladores conseguem atingir o objetivo proposto, porém utilizar realimentação de estados dá um resultado melhor do que só PID quando há restrição de tensão ou deseja-se um tempo de impacto menor. Ele também é mais resiliente com encoders de baixa resolução. Contudo, ele precisa de mais informação vinda do hardware e de mais processamento de software. Esses resultados são úteis para o desenvolvimento de hardware de robôs percussionistas e são um passo significante para a consolidação de métodos de engenharia na elaboração de instrumentos robóticos Abstract: Robotic musicianship, in special robotic percussion, is becoming increasingly relevant as electronic and mechanical parts are becoming cheap and ubiquitous. The construction of a robotic music player requires both an engineering approach, for building the robots themselves, and a musical approach, focused on producing art pieces with the robots. Most approaches for robotic music consists of attaching a drumstick to a fast actuator that quickly responds to immediate human commands. In this project, we propose a different approach, which consists of controlling both the time and velocity that the actuators hit the percussive instrument. This allows for fine control of sound dynamics (intensity), which is an important tool for musical expression. In addition, we evaluate simulation results from two types of controller: PID and state-space. They are analyzed on best case scenarios and also put under voltage and encoder restrictions. Then, the results are validated with experimental tests. Our experiments show that both controllers are suitable for such purpose, but state-space feedback performs better than only PID when there is voltage restriction or smaller target time. It is also more resilient to worse encoder resolutions. However, it needs more information from hardware and more software processing. These results are useful for designing hardware for robotic percussionists and are a significant step towards the consolidation of engineering methods in robotic musicianship Mestrado Engenharia de Computação Mestra em Engenharia Elétrica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico A busca por soluções mitigatórias, no que tange aos efeitos das sobretensões transitórias atreladas às manobras de energizações e religamentos das linhas de transmissão, contemplam um tema desafiador e com fortes impactos sobre a coordenação de isolamento dos sistemas elétricos. Muito embora o reconhecimento de propostas clássicas e comerciais para a atenuação destes fenômenos, outras possibilidades, certamente, ainda são meritórias de destaque e investigações. Neste contexto, a presente dissertação encontra-se alicerçada na exposição dos fundamentos físicos e matemáticos de uma estratégia baseada em chaveamentos controlados, cujos instantes para o religamento da linha são pré-programados. A avaliação computacional da eficácia da metodologia é realizada utilizando o simulador ATP, no qual são efetuados estudos em um sistema elétrico típico submetido à curtos-circuitos sucedidos por desligamentos e subsequentes religamentos, sob a ação da tecnologia aqui focada e na ausência da mesma. The search for mitigation solutions, with respect to the effects of overvoltages linked to the energization and reclosing maneuvers of transmission lines include a challenging subject with strong impact on the insulation coordination of electrical systems. Although the recognition of classical and commercial proposals to mitigate these phenomena, other possibilities are certainly still worthwhile highlighting and investigations. In this context, the present work is grounded in the exposure of the physical and mathematical foundations of a strategy based on controlled switchings, whose moments to the line reclosing are pre-programmed. The computational evaluation of the effectiveness of the methodology is made using the ATP simulator, which are studies in a typical electrical system subjected to the action of short-circuits fallowed by shutdowns and subsequent reclosing, under the action of technology here focused and lack thereof. Dissertação (Mestrado)

In this work we present the main ideas of the optimal execution problem and a couple of different approaches for its modelling. We focus on the Mean-Field Game approach, and observe how restrictive it can be as we only can obtain a explicit solution for the simplest case. We model a learning algorithm through the concept of the fictitious play, and check that our strategy generated by the model outperforms some different, naive, strategies. Neste trabalho apresentamos as ideia principais do problema de execução ótima e algumas abordagens para sua modelagem. Nós focamos na modelagem de Mean-Field Game e observamos quão restritiva ela pode ser, por só obtermos uma solução explícita para o caso mais simples. Nós modelamos um algoritmo de aprendizagem através do conceito de fictitious play e checamos que a estratégia gerada pelo nosso modelo apresenta uma performance superior a estratégias mais ingênuas.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O presente trabalho propõe o controle ativo de vibração em uma viga de material compósito por meio da utilização de atuadores eletromagnéticos. A vantagem do uso destes atuadores é a aplicação da força de controle sem contato mecânico. Com o intuito de avaliar o desempenho de diferentes técnicas de controle, foram aplicadas as seguintes técnicas de controle: Controle Ótimo, especificamente o regulador quadrático linear via desigualdades matriciais lineares, controle Fuzzy e controle Neuro-Fuzzy. O modelo matemático da viga foi obtido através do algoritmo do ERA/OKID, que consiste em um método de identificação usado para identificar parâmetros modais em estruturas complexas. Com o modelo matemático, foram projetados os controladores, sendo estes responsáveis pela determinação do esforço de controle. Os atuadores eletromagnéticos são responsáveis pela aplicação dos esforços de controle para a redução da amplitude de vibração do sistema. A partir daí, foram realizadas simulações numéricas e testes experimentais, nas quais a atenuação da vibração do sistema foi obtida em ambos os procedimentos, e nos três tipos de controladores, avaliada através das respostas tanto no domínio do tempo como no domínio da frequência. Os controladores apresentaram um tempo de acomodação no domínio do tempo em cerca de meio a um segundo e no domínio da frequência apresentaram uma atenuação do primeiro modo de vibrar em cerca de noventa por cento. Por fim, analisou-se a robustez dos controladores a partir da variação de +/- 20% inserida na matriz dinâmica do sistema, na qual os controladores se mostraram robustos, validando assim a metodologia estudada. The present work proposes the active vibration control applied in a composite material beam using electromagnetic actuators. The advantage of using these actuators is the application of force control without mechanical contact. In order to evaluate the performance of different control techniques, the following control techniques were applied: Optimal Control, specifically the linear quadratic regulator via linear matrix inequalities, Fuzzy control and Neuro-Fuzzy control. The mathematical model of the beam was obtained through the ERA/OKID algorithm, which consists of an identification method used to identify modal parameters in complex structures. With the mathematical model, the controllers were designed, being responsible for determining the control effort. Electromagnetic actuators were responsible for applying control efforts to stabilize the system. From there, numerical simulations and experimental tests were carried out, in which the attenuation of the vibration of the system was obtained in both procedures, and in the three types of controllers, evaluated through the responses both in the time domain and in the frequency domain. The controllers showed an accommodation time in the time domain in about half until a second and in the frequency domain they presented an attenuation of the first mode of vibration by about ninety percent. Finally, the robustness of the controllers was analyzed from the variation of +/- 20% inserted in the dynamic matrix of the system, in which the controllers were shown robust, thus validating the studied methodology.

Tremendous research efforts have been invested in exploring and designing so-called shortcuts to adiabaticity. These are finite-time processes that produce the same final states that would result from infinitely slow driving. Most of these techniques rely on auxiliary fields and quantum control, which makes them rather costly to implement. In this Perspective we outline an alternative paradigm for optimal control that has proven powerful in a wide variety of situations ranging from heat engines over chemical reactions to quantum dynamics -thermodynamic control. Focusing on only a few, selected milestones we seek to provide a pedagogical entry point into this powerful and versatile framework FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP Fechado

Orientador: Grace Silva Deaecto Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Esta tese é inteiramente dedicada ao projeto de controle de sistemas dinâmicos com comutação, considerando duas classes principais de sistemas, a saber, os lineares e os afins, ambos no domínio do tempo discreto. As soluções propostas são baseadas em uma função de Lyapunov convexa variante no tempo e descritas em termos de desigualdades matriciais lineares, que são facilmente resolvidas por algoritmos prontamente disponíveis na literatura. No contexto dos sistemas lineares, tratamos o projeto de controle via realimentação estática e dinâmica de saída. No caso de realimentação estática de saída, consideramos, como passo preliminar, o projeto da regra de comutação como única variável de controle do sistema. Posteriormente, realizamos a síntese de duas estruturas de controle, a regra de comutação e ganhos matriciais de realimentação de saída, sem levar em conta a presença de qualquer estrutura dinâmica adicional. Neste contexto, o projeto via realimentação de estado também é levado em consideração para fins de comparação. Estes resultados são generalizados para tratar o caso de controle via realimentação dinâmica de saída, em que um controlador de ordem completa e uma regra de comutação são determinados simultaneamente. Todas as estruturas de controle mencionadas garantem estabilidade exponencial global da origem e asseguram um limitante superior para os índices de desempenho H2 ou Hoo. Ademais, visto que as condições propostas são descritas em termos de desigualdades matriciais lineares, elas são mais simples de resolver, mas não são mais conservadoras quando comparadas a outros métodos disponíveis na literatura, como por exemplo, aqueles baseados em desigualdades de Lyapunov-Metzler. No que se refere aos sistemas afins com comutação, fornecemos condições para o projeto de uma regra de comutação dependente do estado que garante estabilidade assintótica global de um ciclo limite. Este ciclo limite é determinado de acordo com algum critério de interesse relacionado ao comportamento das trajetórias do estado no regime permanente como, por exemplo, seu valor médio, ou a amplitude máxima de oscilação. A maioria das metodologias disponíveis são capazes de guiar as trajetórias do estado para um conjunto de atração que contém o ponto de equilíbrio de interesse assegurando, neste caso, estabilidade prática deste ponto. No entanto, embora importante, o comportamento das trajetórias dentro deste conjunto não é considerado e, além disso, não é possível definir índices de desempenho H2 e Hoo que exigem, como condição necessária, estabilidade assintótica do sistema. A técnica fornecida nesta tese garante um comportamento adequado das trajetórias do estado no regime permanente pelo projeto de um ciclo limite apropriado. Além disso, por levar em conta estabilidade assintótica, permite assegurar custos garantidos H2 e Hoo. Os resultados são ilustrados por meio de exemplos acadêmicos e duas aplicações práticas: o controle de uma suspensão ativa representando um quarto de veículo (através de dados experimentais) e de um conversor CC¿CC. Abstract: This thesis is entirely devoted to the control design of switched dynamic systems considering two main classes, namely, the linear and the affine ones, both in the discrete-time domain. The proposed solutions are based on a time-varying convex Lyapunov function and are described in terms of linear matrix inequalities, which are simple to solve by readily available algorithms. In the context of linear systems, we treat static and dynamic output feedback control design. In the static output feedback case, we consider, as a preliminary step, the design of a switching function as the unique control variable of the system. Afterwards, we deal with the synthesis of two control structures, a switching function and a set of output feedback matrix gains, without considering the presence of any additional dynamic structure. The state feedback control design is also taken into account for comparison purposes. These results are generalized to cope with dynamic output feedback control design, where a full order controller and an output dependent switching function are simultaneously determined. All the mentioned control structures assure global exponential stability of the origin and a suitable upper bound for the H2 or Hoo performance indexes. In addition, considering that the proposed conditions are described in terms of linear matrix inequalities, they are simpler to solve, but not more conservative when compared to other methods available in the literature, as for instance, those based on Lyapunov-Metzler inequalities. Concerning the switched affine systems, we provide conditions for the control design of a state dependent switching function that assures global asymptotic stability of a limit cycle. This limit cycle is determined according to criteria of interest related to the steady-state behavior of the state trajectories as, for instance, its mean value or the maximum oscillation amplitude. Most of the available methodologies are able to guide the state trajectories to a set of attraction containing the equilibrium point preserving, in this case, practical stability. However, although important, the trajectories behavior inside this set is not considered, neither is possible to assure H2 and Hoo performance indexes, since they require asymptotic stability of the system. The proposed technique assures an approppriate steady-state behavior by adequately designing the limit cycle. Moreover, by dealing with asymptotic stability, it allows us to assure H2 and Hoo costs. The results are illustrated by means of academical examples and validated through two practical applications: the control of an active suspension representing a quarter car vehicle (through experimental data) and a DC-DC converter. Doutorado Mecatrônica Doutor em Engenharia Mecânica CAPES 001

Orientador: Grace Silva Deaecto Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Esta tese é dedicada ao estudo da teoria de controle de sistemas afins com comutação e algumas de suas aplicações no contexto de eletrônica de potência. Após discussões preliminares, as contribuições principais são apresentadas. O objetivo comum ao longo deste trabalho é desenvolver, sob a perspectiva de otimização convexa, estratégias capazes de governar eventos de chaveamento em sistemas dinâmicos afins de maneira a levar a trajetória do estado a um ponto de referência desejado ou a rastrear uma trajetória variante no tempo. Metodologias de projeto, baseadas em uma função de Lyapunov quadrática generalizada, para função de comutação dependente do estado ou da saída são fornecidas para sistemas afins com comutação a tempo discreto para os quais apenas estabilidade prática é possível de ser assegurada. Subsequentemente, novas condições para estabilidade prática são introduzidas baseadas em desigualdades de Lyapunov-Metzler e levando em conta uma função de Lyapunov do tipo mínimo, que permite reduzir o conservadorismo referente à garantia de estabilidade. Uma metodologia para projetar ciclos limites e assegurar a estabilidade assintótica global foi também apresentada, que leva em conta uma função de Lyapunov variante no tempo e permite tratar otimização de desempenho H2 e Hinf. Ademais, novas discussões sobre a estabilidade de uma classe de sistemas com comutação não-lineares a tempo contínuo são introduzidas, nas quais o problema de rastreamento de trajetória é tratado. O estudo desta classe é de interesse visto que ela modela o comportamento dinâmico de conversores de potência CA-CC e de máquinas síncronas de ímã permanente alimentadas por inversores de tensão. Esta nova abordagem permite o controle de forma mais simples quando comparada a estratégias clássicas de controle vetorial. Finalmente, alguns resultados experimentais são apresentados, validando as estratégias de controle desenvolvidas. As condições de estabilidade e projeto são majoritariamente escritas em termos de desigualdades matriciais lineares e, logo, podem ser resolvidas de forma eficiente por resolvedores de programação semi-definida prontamente disponíveis Abstract: This dissertation is devoted to the study of switched affine systems control theory and some of its applications in power electronics context. After some preliminary discussions, the main contributions are presented. The common goal throughout this work is to develop, from a convex optimization viewpoint, strategies capable of governing switching events in dynamical affine systems in order to bring the state variable to a desired reference value or to track a time-varying trajectory profile. Design methodologies for state or output dependent switching function based on a generalized Lyapunov function are provided for discrete-time switched affine systems, where only practical stability is possible to be assured. Subsequently, novel practical stability conditions are proposed, based on Lyapunov-Metzler inequalities and taking into account a min-type Lyapunov function, which allows us to reduce conservativeness regarding stability guarantee. A methodology for designing limit cycles and assuring their global asymptotic stability is also presented, which takes into account a time-varying Lyapunov function and permits to cope with H2 and Hinf performance optimization. Afterward, novel discussions on the stability of a continuous-time nonlinear switched systems class are introduced, where the trajectory-tracking problem is addressed. The study about this class is of interest as it models the dynamic behavior of AC-DC power converters and permanent magnet synchronous machines fed by voltage source inverters. This new approach allows their control in a simpler manner when compared to classical field-oriented control strategies. Finally, some experimental results are presented, validating the developed control strategies. Stability and design conditions are mostly written as linear matrix inequalities and, thus, can be efficiently solved by readily available semi-definite programming solvers Doutorado Mecatrônica Doutor em Engenharia Mecânica CAPES PDSE 88881.187487/2018-01 CNPQ FAPESP

The literature on capital structure determinants is diverse and extensive, so contributing to the field with both new variables (i.e. that were not used before), while applying it to a geography that is not as studied as the United States and Europe, served as a starting point for this article. The region of choice has many specificities, especially at the institutional and macroeconomy level. Results show that the coefficients signs of Profitability and Tangibility are the same as the rest of the world, but with a higher magnitude. An ambiguity before, inflation is mostly a negative contribution to leverage. Also, the more developed the financial environment, the higher the leverage. A literatura sobre estrutura de capital é diversa e extensa, portanto contribuir para este campo do conhecimento através de novas variáveis (i.e. que não foram utilizadas anteriormente), aplicando a uma geografia que não fosse tão estudada, tais como os Estados Unidos da América e Europa, serviu de motivação inicial para este artigo. A região em questão tem várias especificidades, nomeadamente nos níveis institucional e macroeconômico. Os resultados demonstram que os sinais dos coeficientes das variáveis Lucro e Tangibilidade são os mesmos do que no resto do mundo, porém com uma maior magnitude. Apesar de ambíguo anteriormente, é possível afirmar que a inflação é geralmente um contributo negativo para a alavancagem. Além disso, quanto mais desenvolvido for o ambiente financeiro, maior será a alavancagem.

Orientador: Matheus Souza Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Neste trabalho, apresentamos um modelo de sistema linear híbrido sujeito a saltos Markovianos. Desenvolvemos condições suficientes de estabilidade e de desempenho, assim como condições de projeto de controladores dependentes do modo via realimentação de estado para tais sistemas. Simulações numéricas validam a teoria desenvolvida Abstract: In this work, we present a hybrid Markov jump linear system model. We devise sufficient conditions for stability and performance, together with mode-dependent state-feedback control design conditions for such systems. Numerical experiments validate the developed theory Mestrado Automação Mestra em Engenharia Elétrica CAPES 132565/2017-0

Este trabalho propõe um estudo sobre os parâmetros que influenciam o desempenho do cluster tool. Consideram-se quatro layouts diferentes, sendo dois do tipo radial, com 1 e 2 robôs manipuladores, e dois do tipo linear, com entrada e saída única, e entrada e saída separadas. Para comparar esses layouts, utilizamos como métricas de desempenho o makespan e o Paralelismo Acumulado Relativo, sendo este último um indicador proposto neste trabalho. Os valores destas métricas são obtidos aplicando o algoritmo de Máximo Paralelismo com Restrições Temporais ao supervisor responsável pelo controle da planta, que é gerado por meio da Teoria de Controle Supervisório. Este algoritmo busca a sequência com maior paralelismo, considerando o tempo de execução das tarefas, e retorna o makespan e o paralelismo acumulado desta sequência. A partir do paralelismo acumulado, utilizamos o número de eventos para produção do wafer e o número de equipamentos do layout considerado para calcular o Paralelismo Acumulado Relativo. Para cada layout, verificou-se o efeito do número de wafers, dos tempos de processamento e da quantidade de câmaras de processo sobre essas duas métricas. Variou-se o número de wafers de 6 a 50, o tempo de processamento de 1 a 200 segundos e o número de câmaras de 4 a 6. A análise é feita comparando o makespan e o Paralelismo Acumulado Relativo em cada layout nas diversas condições, sendo o makespan uma medida de velocidade de produção do cluster tool, e o Paralelismo Acumulado Relativo uma medida de eficiência. This work presents a study of the parameters that influence the cluster tool performance. Four different layouts are considered, two of the radial type, with 1 and 2 handler robots, and two of the linear type, with single input-output and separated input-output. To compare these layouts, the makespan and the Relative Accumulated Parallelism were used as performance metrics, the latter being an index proposed in this work. The values of theses metrics are obtained applying the Maximum Parallelism with Time Constraints algorithm to the supervisor responsible for the control of the plant, generated with the Supervisory Control Theory. This algorithm searches for the sequence with larger parallelism, considering the tasks execution times, and the result is the makespan and accumulated parallelism of this sequence. From the accumulated parallelism, the number of events to produce the wafer and the number of equipments in the considered layout was used to calculate the Relative Accumulated Parallelism. For each layout, the effect on these two metrics of the number of wafers, the processing time and the number of equipments in the layout was verified. The number of wafers was varied from 6 to 50, the processing times from 1 to 200 seconds and the number of chambers from 4 to 6. The analysis is performed comparing the makespan and the Relative Accumulated Parallelism in each layout, the makespan being a measure of quickness of the cluster tool, and the Relative Accumulated Parallelism being a measure of efficiency.

Orientador : Marcos Gomes Eleutério da Luz Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Física. Defesa : Curitiba, 28/02/2018 Inclui referências: p. 69-77 Resumo : No presente trabalho abordamos o controle quântico de quatro níveis vibracionais do radical OH e resolvemos numericamente a equação de Schrödinger para os métodos de pulsos ? e passagem adiabática estimulada Ramam (STIRAP). A partir do resultado calculado para as probabilidades do sistema, verificamos se o estado alvo foi atingido no processo. Comparamos cada uma dessas técnicas com o método de controle paramétrico por partes (CPP), definindo o estado de controle alvo como uma trajetória quântica independente do tempo por partes. Aplicamos dois procedimentos teóricos para o aperfeiçoamento do campo de controle no método CPP. O primeiro visa manter o campo de laser constante enquanto o sistema molecular evolui por determinado intervalo de tempo. A outra metodologia propõe a seleção de um instante de tempo para alterarmos o estado inicial, produzindo novas soluções para esse intervalo selecionado, com a finalidade de contornar irregularidades ou singularidades do campo de laser. Verificamos que o método CPP é eficaz para vários objetivos de controle distintos, sendo capaz de fornecer os campos de controle para qualquer trajetória quântica que possa ser discretizada temporalmente. Palavras-chaves: controle paramétrico, pulsos ?, técnica STIRAP, radical OH, sistemas de quatro níveis. Abstract:In the present work we approach the quantum control of four vibrational levels of the OH molecule and solve numerically the Schrödinger equation for the pulse ? and stimulated Ramam adiabatic passage (STIRAP) methods. From the calculated result for the probabilities of the system, we check whether the target state has been reached in the process. We compared each of these techniques with the piecewise parametric control method (PPC), defining the target control state as a quantum trajectory independent of time by parts. We apply two theoretical procedures for the improvement of the control field in the PPC method. The first aims to keep the laser field constant as the molecular system evolves over a certain period of time. The other methodology proposes the selection of an instant of time to alter the initial state, producing new solutions for this selected interval, in order to overcome irregularities or singularities of the laser field. We verified that the PPC method is effective for several different control objectives, being able to provide the control fields for any quantum trajectory that can be discretized temporarily. Keywords: parametric control, ? pulses, STIRAP technique, radical OH, four level systems.

Orientador: Luiz Antonio Barrera San Martin Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar momentos de expoentes de Lyapunov para produtos de sequências aleatórias independentes e identicamente distribuídas (i.i.d.). Uma das questões principais que serão tratadas é a da relação entre os momentos dos expoentes de Lyapunov e as propriedades de controlabilidade do semigrupo que suporta o produto aleatório Abstract: The purpose of this work is to study moment Lyapunov exponents for products of i.i.d. random sequences on noncompact semi-simple Lie groups. One of the main questions to be addressed is the relationship between the moment Lyapunov exponents of a given random product and the controllability properties of the semigroup that supports it Doutorado Matemática Doutor em Matemática FAPESP 2011/13730-1

Orientador: Ely Carneiro de Paiva Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: O trabalho apresentado nesta tese abrange diferentes soluções para o sistema de controle não linear para dirigíveis autônomos, não tripulados. Em seu conteúdo está referenciada uma vasta gama de aplicações para o uso de dirigíveis robóticos (não tripulados) pode ser citada como vigilância, inspeção, prospecção de minérios, exploração de áreas de difícil acesso e monitoramento agrícola e ambiental. Sua flexibilidade é assegurada pela capacidade de decolar e pousar na direção vertical, o que requer uma área reduzida, permitindo a sua operação em áreas remotas, onde não exista uma pista de pouso. Para o projeto dos controladores de voo foram estudadas estratégias de controle não linear para o problema de posicionamento em uma referência fixa na terra como o Backstepping (BS) e sua combinação com o controlador por Modos Deslizantes (SMC), conhecida como Backstepping-Modos Deslizantes (BSMC). Para viabilizar o trabalho foi utilizado um simulador validado pelo projeto AURORA e adaptado para os novos controladores. Este estudo baseia-se na abordagem Backstepping vetorial, que é ideal para aplicações em sistemas mecânicos, e no controle por modos deslizantes de primeira ordem, ou Modos Deslizantes clássico. Diferentemente de outros trabalhos referenciados nesta pesquisa, o modelo utilizado do dirigível tem seis graus de liberdade e é dotado de funções que realizam a alocação de controle, calcula esforços aerodinâmicos de sustentação em função da velocidade relativa do ar incidente no envelope e inclui um modelo de turbulência. O sistema de controle não requer a linearização do modelo do dirigível (para diferentes condições de equilíbrio) e não utiliza o desacoplamento dos movimentos lateral do longitudinal, o que permite o projeto de uma única lei de controle para todas as fases de voo de uma missão do dirigível. As maiores contribuições desse trabalho são: (i) o desenvolvimento de uma nova técnica de Backstepping-Modos Deslizantes para o controle não linear de um dirigível autônomo e (ii) uma comparação exaustiva do desempenho de três técnicas diferentes de controle não linear para dirigíveis que são Backstepping, Modos Deslizantes e a técnica combinada Backstepping-Modos Deslizantes Abstract: The work presented in this thesis covers different solutions for the nonlinear control systems for autonomous, unmanned airships. A wide range of applications for robotic (unmanned) airships can be cited as surveillance, inspection, ore prospecting, exploration of hard to reach areas and agricultural and environmental monitoring. Its flexibility is ensured by the ability to take off and land in the vertical direction, in wich a reduced area is needed, allowing its operation in remote areas, where there is no airstrip. For the control strategies design we have studied non linear controlers for the positioning problem in a fixed land reference such as Backstepping (BS) and its combination with the Sliding modes (SMC) Backstepping-sliding modes (BSMC). To make this work possible, a simulator validated by the AURORA project was used and adapted for the new controllers. This study focuses on the Vector Backstepping approach, which is ideal for applications in mechanical systems, and in control by first-order sliding modes, or classic sliding modes. Differently from other studies referenced in this research, the airship model considered has six degrees of freedom and is endowed with functions that perform the control allocation, calculates aerodynamic lift forces as a function of the relative velocity of the incident air in its envelope and includes a turbulence model. The control system does not require the airship model linearization (for different equilibrium conditions) and does not use decoupling lateral from longitudinal movement, which allows the design of an unique control law to all flight mission steps of the airship. The main contributions of this work are (i) development of a new Backstepping-sliding modes non linear controler technique for autonomous airships (ii) make an exhaustive performance comparison of three different approaches of non linear controlers for airships that are: Backstteping, Sliding modes and the combination of Backstteping and Sliding modes Doutorado Mecânica de Sólidos e Projeto Mecânico Doutor em Engenharia Mecânica FAPESP 2014/50851-0 CNPQ 465755/2014-3

Orientador: Pedro Luis Dias Peres Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Esta tese investiga os problemas de síntese de controladores robustos por realimentação estática de estados e de saída e de projeto de filtros robustos para sistemas incertos discretos lineares e invariantes no tempo por meio do enriquecimento da dinâmica do sistema. Considera-se que informações passadas estejam presentes nas leis de controle e, também, que a estrutura do filtro tenha dimensão superior à dimensão do sistema sendo filtrado. Extensões para abordar o problema de smoothing são igualmente propostas. O procedimento de síntese dos controladores e filtros é realizado construindo-se um sistema auxiliar aumentado, a partir do qual condições convexas para a síntese são derivadas, sendo essas descritas em termos de Desigualdades Matriciais Lineares dependentes de parâmetros. As normas H-2 e H-infinito são utilizadas como critérios de desempenho para as metodologias desenvolvidas. As condições propostas exploram a estrutura particular do sistema auxiliar aumentado, sendo distintas das condições clássicas da literatura para projeto de filtros robustos de ordem completa ou para o cômputo do ganho de realimentação de estado ou de saída para o sistema aumentado em função apenas do instante atual. Demonstra-se que os métodos propostos englobam outras técnicas disponíveis na literatura, não possuindo, portanto, maior grau de conservadorismo do que as abordagens existentes. Exemplos numéricos são apresentados para ilustrar as vantagens das condições desenvolvidas na determinação de menores limitantes para as normas H-2 e H-infinito, mostrando que o método tende a ser menos conservador conforme mais informações passadas são agregadas às leis de controle ou à medida que a ordem dos filtros aumenta. Outrossim, os exemplos numéricos evidenciam que os mesmos resultados não são obtidos pela simples aplicação de técnicas convencionais da literatura ao sistema auxiliar aumentado Abstract: This thesis is concerned with the problems of robust static state and output feedback control synthesis and of robust filtering design for uncertain linear discrete time-invariant systems by means of dynamics enhancement. For that, the control laws are supposed to contain past information and the filter structure has a dimension greater than the dimension of the system being filtered. Extensions to cope with the smoothing problem are proposed as well. The procedure for the design of controllers and filters is performed by defining an auxiliary augmented system, from which convex synthesis conditions are derived, being described in terms of parameter-dependent Linear Matrix Inequalities. The H-2 and H-infinity norms are used as performance criteria for the developed methodology. The proposed conditions explore the particular structure of the auxiliary augmented system, thus being distinct from classical conditions from the literature for robust full-order filtering design, or for determining the state- or the output-feedback gains for the augmented system, in terms solely of the current instant. It is shown that the proposed methods encompass other techniques available in the literature, not incurring, therefore, in a greater degree of conservatism than the existing approaches. Numerical examples illustrate the advantages of the proposed conditions in determining lower upper-bounds for the H-2 and H-infinity norms, showing that the method tends to be less conservative as more past information is added to the control laws or as the order of the filters increases. Furthermore, the numerical examples evince that the same results are not attained by simply applying standard approaches from the literature to the auxiliary augmented system Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica FAPESP 2013/05957-1, 2014/23074-2

Orientador: Ricardo Coração de Leão Fontoura de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Esta dissertação trata do problema de redução de modelos para sistemas lineares incertos a tempo contínuo e a tempo discreto, permitindo tanto a redução do número de estados quanto a remoção de parâmetros incertos. As matrizes do sistema a ser reduzido são descritas em termos de parâmetros invariantes no tempo com dependência polinomial de grau arbitrário mais um termo limitado em norma. Como critérios de desempenho do procedimento de redução, são utilizadas as normas H-2 e H-infinito associadas à dinâmica do erro de aproximação entre os sistemas original e reduzido. As condições de síntese propostas são expressas em termos de desigualdades matriciais lineares dependentes de parâmetros, que podem ser resolvidas por meio de relaxações considerando-se as variáveis de otimização como polinômios de graus fixos. Uma escolha adequada dos graus das variáveis utilizadas para construir as matrizes do sistema reduzido fornece total controle sobre a dependência paramétrica de todas as matrizes do sistema reduzido, tendo como principal possibilidade a remoção de parâmetros incertos do modelo, sendo esta flexibilidade uma novidade técnica na literatura de redução de modelos. Adicionalmente, o problema de redução usando a norma H-infinito com especificação em baixa frequência é abordado a partir de uma extensão do Lema de Kalman-Yakubovich-Popov, fornecendo alternativas para condições de síntese de sistemas incertos contínuos no tempo mais adequadas do ponto de vista prático. Buscas em escalares e procedimentos iterativos são utilizados como estratégias auxiliares para reduzir o conservadorismo das condições apresentadas. Exemplos numéricos da literatura ilustram as vantagens da técnica quando comparada com os métodos existentes Abstract: This dissertation deals with the model reduction problem for uncertain linear continuous- and discrete-time systems, allowing the reduction of the number of states as well as the removal of uncertain parameters. The system matrices to be reduced are described in terms of time invariant parameters with polynomial dependency of arbitrary degree, with additive norm-bounded terms. The H-2 and H-infinity norms associated to the dynamics of the approximation error between the original and reduced systems are used as performance criteria of the reduction procedure. The proposed synthesis conditions are expressed in terms of parameter-dependent linear matrix inequalities, which can be solved by relaxtion techniques that consider the optimization variables as fixed-degree polynomials. A convenient choice for the degrees of the variables used to construct the reduced system matrices provides total control over the parametric dependence of the resulting reduced system matrices. The main usage of this possibility is the removal of uncertain parameters from the model. This flexibility is a novelty in the model reduction literature. In addition, the problem of model reduction using the H-infinity norm with low frequency specification is approached using an extension of the Kalman-Yakubovich-Popov Lemma, providing synthesis conditions for uncertain systems in continuous-time more suitable from a practical point of view. Scalar searches and iterative procedures are proposed as auxiliary strategies to reduce the conservatism of the presented conditions. Numerical examples borrowed from the literature illustrate the advantages of the technique when compared to the existing methods Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica FAPESP 2015/16600-2, 2016/11841-4