Bifurcations in piecewise smooth dynamical systems and applications

dc.contributor.advisor-co1Gonçalves, Luiz Fernando
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8305410701988596
dc.contributor.advisor-co1Orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3653-6395
dc.contributor.advisor1Tonon, Durval José
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3688981956532711
dc.contributor.advisor1Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-2733-1825
dc.contributor.referee1Tonon, Durval José
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3688981956532711
dc.contributor.referee2Euzébio, Rodrigo Donizete
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9213320273714493
dc.contributor.referee2Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8083-5216
dc.contributor.referee3Freitas, Bruno Rodrigues de
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4201351441514126
dc.contributor.referee3Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8799-4313
dc.contributor.referee4Carvalho, Tiago de
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3779225124392648
dc.contributor.referee4Orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3927-938X
dc.contributor.referee5Pessoa, Claudio Gomes
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/3724937886557424
dc.contributor.referee5Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-6790-1055
dc.creatorSánchez, Angela Carolina Tunubalá
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9783128833487856
dc.creator.Orcidhttps://orcid.org/0009-0007-3720-6722
dc.date.accessioned2026-09-17T13:18:18Z
dc.date.available2026-09-17T13:18:18Z
dc.date.issued2026-07-02
dc.description.abstractThis work investigates the maximum number of limit cycles in hybrid and non-hybrid piecewise smooth dynamical systems (PSDS) in ℝ2, formed by rigid subsystems and separated by a straight line, as well as the effect of a perturbation on a piecewise linear smooth system in ℝ3. It begins with the analysis of a system formed by a linear rigid center and a rigid homogeneous polynomial center of even degree 𝑛, separated by the line 𝑥=0, after an affine change of variables that preserves the rigid centers. This result complements the work of Carvalho (2022), in which the case for 𝑛 odd is studied. The present study advances the analysis of this family by addressing the even-degree case under certain conditions on the affine transformation. The research extends to PSDS formed by two rigid systems of degrees 𝑚 and 𝑛, with 2≤𝑚≤𝑛≤6, establishing that, while systems of equal degrees have at most one limit cycle, combinations of distinct degrees may exhibit specific upper bounds, reaching up to 8 limit cycles in the case (𝑚,𝑛)=(5,6). By introducing hybrid dynamics through a reset map, it is observed that the inclusion of discrete dynamics preserves the upper bounds of the continuous system, with the exception of the cases (𝑚,𝑛)=(3,6) and (𝑚,𝑛)=(4,6), in which the bound increases from 5 and 6 to 6 and 10 cycles, respectively. Finally, the study extends to three-dimensional space by investigating the effect of a perturbation on systems with parallel tangency lines, revealing that such a perturbation causes the lines to intersect at a point characterized as a parabolic two-fold singularity, which results in the emergence of new pseudo-equilibrium points without altering the qualitative structural stability of the original system.eng
dc.description.resumoEste trabalho investiga o número máximo de ciclos limite em sistemas dinâmicos suaves por partes (PSDS) híbridos e não híbridos em ℝ2, formados por subsistemas rígidos e separados por uma reta, bem como o efeito de uma perturbação sobre um sistema suave por partes linear em ℝ3. Inicia-se com a análise de um sistema formado por um centro rígido linear e um centro polinomial homogêneo rígido de grau par, separados pela reta 𝑥=0, após uma mudança afim de variáveis que preserva os centros rígidos. Esse resultado complementa o trabalho de Carvalho (2022), no qual se estuda o caso para 𝑛 ímpar. O presente estudo avança na análise dessa família ao contemplar o caso de grau par, impondo condições específicas sobre a transformação afim. A pesquisa estende-se a PSDS formados por dois sistemas rígidos de graus 𝑚 e 𝑛, com 2≤𝑚≤𝑛≤6 e separados pela reta 𝑦=0, estabelecendo que, enquanto sistemas de graus iguais possuem no máximo um ciclo limite, combinações de graus distintos podem apresentar cotas superiores específicas, chegando a até 8 ciclos limite no caso (𝑚,𝑛)=(5,6). Ao introduzir a dinâmica híbrida por meio de um mapa de reinicialização (reset map), observa-se que a inclusão da dinâmica discreta preserva as cotas superiores do sistema contínuo, com exceção dos casos (𝑚,𝑛)=(3,6) e (𝑚,𝑛)=(4,6), nos quais a cota aumenta de 5 e 6 para 6 e 10 ciclos, respectivamente. Finalmente, o estudo estende-se para o espaço tridimensional ao investigar o efeito de uma perturbação em sistemas com linhas de tangência paralelas, revelando que tal perturbação faz com que as linhas se interceptem em um ponto caracterizado como uma singularidade do tipo two-fold parabólica, o que resulta no surgimento de novos pontos de pseudo-equilíbrio sem alterar a estabilidade estrutural qualitativa do sistema original.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationSÁNCHEZ, Angela Carolina Tunubalá. Bifurcations in piecewise smooth dynamical systems and applications = Bifurcações em sistemas dinâmicos suaves por partes e aplicações. 2026. 118 f. Tese (Doutorado em Matemática) - Instituto de Matemática e Estatística (IME), Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15683
dc.languagePortuguêspor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentInstituto de Matemática e Estatística - IME (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Matemática (IME)
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectSistemas suaves por partespor
dc.subjectCiclos limitepor
dc.subjectSistemas rígidospor
dc.subjectTeoria de chebyshevpor
dc.subjectSistemas híbridospor
dc.subjectPiecewise smooth dynamical systemseng
dc.subjectLimit cycleseng
dc.subjectRigid systemseng
dc.subjectChebyshev theoryeng
dc.subjectHybrid systemseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::GEOMETRIA E TOPOLOGIA::SISTEMAS DINAMICOS
dc.titleBifurcations in piecewise smooth dynamical systems and applications
dc.title.alternativeBifurcações em sistemas dinâmicos suaves por partes e aplicaçõespor
dc.typedoctoral thesis

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