Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Débora Marques Lopes dos
Data de Publicação: 2020
Outros Autores: deboramlsantos@gmail.com
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16871
Resumo: The epidemic caused by the recent coronavirus (COVID-19) has attracted the attention of several research areas. Many publications try to obtain answers regarding the dynamics of the spread of the infection since the results of its dissemination have been catastrophic. A systematic method for the analysis and control of the COVID-19 dynamics is an immediate necessity. This work proposes a new mathematical SIRDQ model considering control laws for the government actions in order to reduce the periods of quarantine and lock-down, thus mitigating the consequences caused by the outbreak. The proposed control laws guarantee the regulation of the basic number of reproduction to a desired value, which is directly related to the propagation of the epidemic model. We consider control strategies based on variable structure systems and sliding modes due to its robustness with respect to parametric uncertainties and disturbances, as found in epidemiological models. The stability analysis of the closed-loop system is rigorously presented. Simulations shows that the employed control strategies assure better levels of isolation to be adopted.
id UERJ_c4b48a5041a1f4cbbca04ab8da99991a
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/16871
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str 2903
spelling Oliveira, Tiago Roux dehttp://lattes.cnpq.br/2236381891580848Diene, Oumarhttp://lattes.cnpq.br/1553988173177788Cunha Junior, Americo Barbosa dahttp://lattes.cnpq.br/5659403706694491Battistel, Andrei Giordano Holandahttp://lattes.cnpq.br/9775943221130678http://lattes.cnpq.br/3301447580910249Santos, Débora Marques Lopes dosdeboramlsantos@gmail.com2021-11-05T20:25:21Z2020-12-15SANTOS, Débora Marques Lopes dos. Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes. 2020. 54 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Eletrônica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16871The epidemic caused by the recent coronavirus (COVID-19) has attracted the attention of several research areas. Many publications try to obtain answers regarding the dynamics of the spread of the infection since the results of its dissemination have been catastrophic. A systematic method for the analysis and control of the COVID-19 dynamics is an immediate necessity. This work proposes a new mathematical SIRDQ model considering control laws for the government actions in order to reduce the periods of quarantine and lock-down, thus mitigating the consequences caused by the outbreak. The proposed control laws guarantee the regulation of the basic number of reproduction to a desired value, which is directly related to the propagation of the epidemic model. We consider control strategies based on variable structure systems and sliding modes due to its robustness with respect to parametric uncertainties and disturbances, as found in epidemiological models. The stability analysis of the closed-loop system is rigorously presented. Simulations shows that the employed control strategies assure better levels of isolation to be adopted.A epidemia causada pelo recente coronavírus (COVID-19) tem atraído a atenção de diversas áreas de pesquisa. Muitas publicações tentam obter respostas quanto à dinâmica de propagação da infecção uma vez que os resultados da sua disseminação têm sido catastróficos. Um método sistemático para a análise e controle da dinâmica da COVID-19 ´e uma necessidade imediata. Este trabalho propõe um novo modelo matemático SIRDQ considerando leis de controle para as ações governamentais de modo a reduzir os períodos de quarentena, atenuando-se assim as consequências causadas pelo surto da COVID-19. As leis de controle propostas garantem a regulação do número básico de reprodução para um valor desejado, que está diretamente relacionado com a dinâmica de propagação do modelo epidêmico. Considera-se estratégias de controle baseadas na teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes devido à sua robustez com relação a incertezas paramétricas e perturbações, assim como encontradas em modelos epidemiológicos. A análise de estabilidade do sistema em malha fechada é rigorosamente apresentada. Simulações mostram que as estratégias de controle empregadas asseguram melhores níveis de isolamento a serem adotados.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-11-05T20:25:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Débora Marques Lopes dos Santos - 2020 - Completo.pdf: 3260498 bytes, checksum: ddbcf1fe848a882165e211ba528003a4 (MD5)Made available in DSpace on 2021-11-05T20:25:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Débora Marques Lopes dos Santos - 2020 - Completo.pdf: 3260498 bytes, checksum: ddbcf1fe848a882165e211ba528003a4 (MD5) Previous issue date: 2020-12-15Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia EletrônicaUERJBrasilCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaElectronic engineeringFeedback control systemsEpidemiologyCOVID-19Engenharia eletrônicaSistemas de controle por realimentaçãoEpidemiologiaCOVID-19Dinâmica epidemiológicaControle por modos deslizantesEpidemiological dynamicsSliding mode controlENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOSControle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantesEpidemiological control of covid-19 through the theory of variable structure systems and sliding modesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertação - Débora Marques Lopes dos Santos - 2020 - Completo.pdfDissertação - Débora Marques Lopes dos Santos - 2020 - Completo.pdfapplication/pdf3260498http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/16871/2/Disserta%C3%A7%C3%A3o+-+D%C3%A9bora+Marques+Lopes+dos+Santos+-+2020+-+Completo.pdfddbcf1fe848a882165e211ba528003a4MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82123http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/16871/1/license.txte5502652da718045d7fcd832b79fca29MD511/168712024-02-27 15:16:43.199oai:www.bdtd.uerj.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:16:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.por.fl_str_mv Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Epidemiological control of covid-19 through the theory of variable structure systems and sliding modes
title Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes
spellingShingle Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes
Santos, Débora Marques Lopes dos
Electronic engineering
Feedback control systems
Epidemiology
COVID-19
Engenharia eletrônica
Sistemas de controle por realimentação
Epidemiologia
COVID-19
Dinâmica epidemiológica
Controle por modos deslizantes
Epidemiological dynamics
Sliding mode control
ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
title_short Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes
title_full Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes
title_fullStr Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes
title_full_unstemmed Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes
title_sort Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes
author Santos, Débora Marques Lopes dos
author_facet Santos, Débora Marques Lopes dos
deboramlsantos@gmail.com
author_role author
author2 deboramlsantos@gmail.com
author2_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Oliveira, Tiago Roux de
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2236381891580848
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Diene, Oumar
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1553988173177788
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Cunha Junior, Americo Barbosa da
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5659403706694491
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Battistel, Andrei Giordano Holanda
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9775943221130678
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3301447580910249
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos, Débora Marques Lopes dos
deboramlsantos@gmail.com
contributor_str_mv Oliveira, Tiago Roux de
Diene, Oumar
Cunha Junior, Americo Barbosa da
Battistel, Andrei Giordano Holanda
dc.subject.eng.fl_str_mv Electronic engineering
Feedback control systems
Epidemiology
COVID-19
topic Electronic engineering
Feedback control systems
Epidemiology
COVID-19
Engenharia eletrônica
Sistemas de controle por realimentação
Epidemiologia
COVID-19
Dinâmica epidemiológica
Controle por modos deslizantes
Epidemiological dynamics
Sliding mode control
ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia eletrônica
Sistemas de controle por realimentação
Epidemiologia
COVID-19
Dinâmica epidemiológica
Controle por modos deslizantes
Epidemiological dynamics
Sliding mode control
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
description The epidemic caused by the recent coronavirus (COVID-19) has attracted the attention of several research areas. Many publications try to obtain answers regarding the dynamics of the spread of the infection since the results of its dissemination have been catastrophic. A systematic method for the analysis and control of the COVID-19 dynamics is an immediate necessity. This work proposes a new mathematical SIRDQ model considering control laws for the government actions in order to reduce the periods of quarantine and lock-down, thus mitigating the consequences caused by the outbreak. The proposed control laws guarantee the regulation of the basic number of reproduction to a desired value, which is directly related to the propagation of the epidemic model. We consider control strategies based on variable structure systems and sliding modes due to its robustness with respect to parametric uncertainties and disturbances, as found in epidemiological models. The stability analysis of the closed-loop system is rigorously presented. Simulations shows that the employed control strategies assure better levels of isolation to be adopted.
publishDate 2020
dc.date.issued.fl_str_mv 2020-12-15
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-11-05T20:25:21Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SANTOS, Débora Marques Lopes dos. Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes. 2020. 54 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Eletrônica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16871
identifier_str_mv SANTOS, Débora Marques Lopes dos. Controle epidemiológico da covid-19 através da teoria de sistemas a estrutura variável e modos deslizantes. 2020. 54 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Eletrônica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16871
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica
dc.publisher.initials.fl_str_mv UERJ
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
bitstream.url.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/16871/2/Disserta%C3%A7%C3%A3o+-+D%C3%A9bora+Marques+Lopes+dos+Santos+-+2020+-+Completo.pdf
http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/16871/1/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv ddbcf1fe848a882165e211ba528003a4
e5502652da718045d7fcd832b79fca29
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1811728701015982080

Registros relacionados