Recentemente, engenheiros e cientistas têm se dedicado à simulação computacional e à análise experimental, desenvolvendo técnicas preditivas e sistemas de controle a partir da investigação de modelos físicos reais em várias frentes. Assim, faz-se necessário capacitá-los na identificação de necessidades e possibilidades de redução das vibrações estruturais, por meio de análise dinâmica, e no projeto e na otimização de sistemas de controle.
Este texto visa oferecer aos leitores engenheiros, pesquisadores e estudantes um material didático e de pesquisa em língua portuguesa, básico e atual, versando sobre dinâmica e controle lineares e não lineares aplicados à engenharia e à ciência moderna, contendo doze capítulos desenvolvendo tópicos de: noções básicas de modelagem matemática e de métodos numéricos (diagramas de fase, diagrama de bifurcações, cálculo dos expoentes de Lyapunov, confecção de mapas e secções de Poincaré, teste 0-1, gráficos de recorrência etc.); busca de soluções analíticas aproximadas por meio do método das múltiplas escalas; identificação não linear, fundamentos de controle, tópicos de controles linear, não linear e robusto e noções básicas do uso de caos polinomial, como análise de sensibilidade de parâmetros; tópicos de controle de processos e controladores baseados em lógica fuzzy, além de noções de otimização usando-se PSO; noções básicas de controladores não lineares (zona morta, saturação etc.); aplicações de controle em sistemas eletromecânicos e mecatrônicos.
1 Introdução
2 Introdução aos sistemas dinâmicos
3 Métodos numéricos aplicados à dinâmica
4 Métodos analíticos aproximados
5 Identificação paramétrica
6 Fundamentos de controle
7 Controle por realimentação dos estados
8 Controle ótimo para sistemas não lineares
9 Controle de processo
10 Controle robusto H8 e polynomial chaos
11 Métodos de otimização
12 Sistemas mecatrônicos não lineares
Referências
Sobre os autores
José Manoel Balthazar
Professor titular de Dinâmica Não Linear, Caos e Controle, membro titular da Academia de Ciências de São Paulo (ACIESP). Bolsista 1A e membro do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico em Engenharia Mecânica (EM-CNPq). Ex-professor sênior do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Membro do corpo editorial do Journal of Vibration and Control e editor associado para a América Latina do Journal of Vibration Engineering and Technologies. Mestre pelo ITA e doutor em Engenharia Mecânica pela Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (EESC-USP). Livre-docente pela Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (Unesp), Rio Claro. Realizou pós-doutorado em Blacksburg, Virgínia, e foi professor visitante dos Departamentos de Ciência e Engenharia Mecânica (MechSE) e Engenharia Aeroespacial, Urbana-Champaing, da Universidade de Illinois.
Angelo Marcelo Tusset
Possui graduação em Matemática pela Faculdade Estadual de Filosofia, Ciências e Letras de União da Vitória (Fafi, 1996), graduação em Engenharia de Controle e Automação – Mecatrônica pela Universidade do Contestado (UnC, 2007), mestrado em Modelagem Matemática pela Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (Unijuí, 2004), doutorado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS, 2008). Realizou pós-doutorado em Matemática Aplicada no Instituto de Geociências e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (IGCE-Unesp) de Rio Claro e pela Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo (Fapesp).
Maurício Aparecido Ribeiro
Possui graduação e licenciatura em Matemática (2007), mestrado em Química Aplicada (2010), doutorado em Ciências (2016) e em Ciências – Física, todos pela Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), onde também realizou o seu pós-doutorado.
Wagner Barth Lenz
Possuiu graduação em Engenharia Mecânica (2016), mestrado em Engenharia Mecânica (2019) e mestrado em Engenharia Elétrica (2020), todos pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR).
Vinícius Piccirillo
É professor doutor adjunto da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), onde desenvolve atividades de ensino, pesquisa e extensão. É doutor em Engenharia Aeronáutica e Mecânica pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).
Diego Colón
Possui graduação em Engenharia Elétrica (1997), mestrado em Engenharia Elétrica e Engenharia de Sistemas (1999) e doutorado em Engenharia Elétrica e Engenharia de Sistemas (2003), todos pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP). Atualmente é professor doutor MS-3 no Departamento de Engenharia de Telecomunicações e Controle da EPUSP.
Átila Madureira Bueno
Possui graduação em Engenharia de Computação pela Universidade Braz Cubas (1999), mestrado em Engenharia e Tecnologia Espaciais pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE, 2004), doutorado em Engenharia Elétrica na área de engenharia de sistemas pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP). Realizou pós-doutorado em Matemática Aplicada no Instituto de Geociências e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (IGCEUnesp) de Rio Claro e pela Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo (Fapesp).
Giane Gonçalves Lenzi
Possui graduação (2001), mestrado (2004) e doutorado (2008) em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Realizou pós-doutoramento no Politécnico di Torino na Itália (2010).
Frederic Conrad Janzen
Possui graduação em Tecnologia em Automação Industrial pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR, 2009), mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial pela UTFPR (2012) e doutorado em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (Unesp, 2016).