Ο σκοπός αυτής της διατριβής είναι η υποδειγματοποίηση της επίδρασης της αβεβαιότητας στις αποφάσεις επένδυσης των επιχειρήσεων στην Ευρώπη και στην Ελλάδα. Για να γίνει αυτό, η διατριβή χτίζει ένα δυναμικό υπόδειγμα επένδυσης, όπου οι οικονομικές μεταβλητές, η αβεβαιότητα και η πραγματική επένδυση συνδέονται. Ελλείψει των αποκλίσεων από το νεοκλασικό παράδειγμα, η επένδυση αντιδρά θετικά στην αβεβαιότητα. Εντούτοις, όταν εισάγονται «τριβές» όπως ο ατελής ανταγωνισμός, η μη αναστρεψιμότητα του κεφαλαίου και οι φθίνουσες αποδόσεις κλίμακας, το θετικό πρόσημο της σχέσης επένδυσης-αβεβαιότητας εξασθενεί σταδιακά και τελικά γίνεται αρνητικό. Επιπλέον, αυτή η διατριβή παρέχει εμπειρικά ευρήματα υπέρ της θεωρητικής πρόβλεψης από τους Lee και Shin (2000) ότι η αβεβαιότητα μπορεί να ασκήσει ανομοιόμορφη επίδραση στην επένδυση δεδομένου ότι οι συναρτήσεις παραγωγής των ληπτών αποφάσεων εκθέτουν διαφορετικά μερίδια εργασίας. Εναλλακτικά μέτρα της αναστρεψιμότητας του κεφαλαίου υιοθετούνται, προερχόμενα είτε από την τεχνολογική είτε από τη συναλλακτική φύση της αναστρεψιμότητας. Ο τεχνολογικός ορισμός της αναστρεψιμότητας πηγάζει από τη δυνατότητα να υποκατασταθεί η εργασία με το κεφάλαιο. Από τη συναλλακτική σκοπιά, στατιστικά δεδομένα για δαπάνες σε μεταχειρισμένο κεφάλαιο και δαπάνες σε χρηματοδοτική μίσθωση χρησιμοποιήθηκαν ως έμμεσοι δείκτες του βαθμού αναστρεψιμότητας. Σύμφωνα με τη σχετική βιβλιογραφία, τα εμπειρικά μας αποτελέσματα δεικνύουν ότι η αρνητική επίπτωση της αβεβαιότητας στην επένδυση αυξάνεται μονοτονικά με το βαθμό της μη αναστρεψιμότητας. Η υπάρχουσα βιβλιογραφία που εστιάζει στην επίδραση της αβεβαιότητας στην επένδυση έχει αγνοήσει κατά ένα μεγάλο μέρος την ετερογένεια του κεφαλαίου. Αυτή η διατριβή καλύπτει αυτό το προφανές κενό, έχοντας ως σημείο αναφοράς το γεγονός ότι υπό την παρουσία πολλαπλών κεφαλαιουχικών αγαθών το συνολικό ποσοστό επένδυσης είναι το γινόμενο του εκτατικού και του εντατικού περιθωρίου. Κατόπιν, βασισμένοι στο επιχείρημα ότι η αβεβαιότητα έχει άμεση επίπτωση στο εκτατικό περιθώριο διερευνούμε εμπειρικά τη σχέση τους. Τα κύρια ευρήματά μας δείχνουν ότι η αβεβαιότητα ασκεί σημαντικά αρνητική επίδραση στον αριθμό των κεφαλαιουχικών αγαθών (εκτατικό περιθώριο) που ο λήπτης αποφάσεων αποφασίζει να επενδύσει. Αντίθετα το βάθος της επένδυσης (εκτατικό περιθώριο) βρέθηκε να μην αντιδρά στην αβεβαιότητα. Εφαρμόζουμε την τεχνική GMM των δυναμικών διαχρονικών και διαστρωματικών στοιχείων σε βιομηχανικό επίπεδο για τις περισσότερες από τις ηπειρωτικές ευρωπαϊκές χώρες για τρεις διαφορετικές χρονικές περιόδους, 1987-2002, 1989-2004 και 1995-2003. Επιπλέον, ένα δείγμα χρονικώς επαναλαμβανόμενων διαστρωματικών στοιχείων (ΧΕΔΣ) των ελληνικών βιομηχανιών μεταποίησης αξιοποιείται κατά τη διάρκεια της περιόδου 1993-2001. Τέλος, υιοθετούμε την υπό συνθήκη αβεβαιότητα προερχόμενη από ένα υπόδειγμα της μορφής Pooled-Panel GARCH. / The purpose of this thesis is to model the impact of uncertainty on the investment decisions of firms in Europe and in Greece. To do so, the thesis builds a dynamic investment model, where financial variables, uncertainty and real investment are linked. In the absence of deviations from the neoclassical paradigm investment reacts positively to uncertainty. However, as frictions are introduced such as imperfect competition, irreversibility of capital and decreasing returns-to-scale, the positive sign of the investment-uncertainty relationship gradually dies out and eventually turns negative. Furthermore, this thesis provides empirical evidence in favour of the theoretical prediction by Lee and Shin (2000) that uncertainty may exert a non-uniform impact on investment as decision makers' production functions exhibit differential labour shares. Alternative measures of capital irreversibility are employed, stemming from either the technological or the transactional nature of irreversibility. The technology-based definition views irreversibility in terms of the ability to substitute labour for capital. From a transactions-based concept, data on used capital investment expenditures and leasing penetration rates are employed as indirect indicators for the degree of irreversibility. Consistent with the relevant literature, the empirical results indicate that the negative effect of uncertainty on investment is monotonically increasing with the degree of irreversibility. The extant literature focusing on the impact of uncertainty on investment has largely ignored capital heterogeneity. This thesis fills this apparent gap having as departure point the fact that in the presence of multiple capital goods total investment rate is the product of the extensive and intensive margins. Then building on the argument that uncertainty affects directly the extensive margin we empirically explore their relationship. Our main results indicate that uncertainty exerts a significantly negative impact on the number of capital types (extensive margin) the decision maker decides to invest in. In contrast the depth of investment (intensive margin) is found to be insensitive to uncertainty. We employ a dynamic panel data methodology, the GMM estimation technique, on a panel data set at an industrial level for most of the continental European countries for the periods 1987-2002, 1989-2004 and 1995-2003. In addition, a panel data set of Greek manufacturing industries is also exploited over the period 1993-2001. Finally, conditional volatility is generated in a panel framework applying the Pooled-Panel GARCH method.

Χρησιμοποιώντας δεδομένα σε κλαδικό επίπεδο, διερευνήσαμε την επίδραση που ασκεί η τιμή του πετρελαίου στην επενδυτική δραστηριότητα των επιχειρήσεων και την συνεπακόλουθη αβεβαιότητα που δημιουργεί το πετρέλαιο στις επιχειρήσεις. Το θεωρητικό υπόβαθρο δόθηκε από μοντέλα που μελετούν την επίδραση του κόστους του πετρελαίου στην επένδυση και στο προϊόν της επιχείρησης καθώς και την γραμμικότητα αυτής της επίδρασης. Επίσης, παρουσιάστηκαν μοντέλα που μελετούν την επενδυτική αδράνεια λόγω της αβεβαιότητας και την επιλογή της μη επένδυσης. Σύμφωνα με τα ευρήματα της εργασίας, το κόστος του πετρελαίου ασκεί αρνητική επίδραση στην συνολική επένδυση και στην επένδυση σε μηχανολογικό εξοπλισμό κι επιπλέον αυτή η επίδραση είναι γραμμική. Επίσης, βρέθηκε ότι η διακύμανση των τιμών του πετρελαίου δεν επιδρά στην επενδυτική δραστηριότητα των επιχειρήσεων. Συνοπτικά, αύξηση στις τιμές του πετρελαίου μειώνει την επένδυση σε μηχανολογικό εξοπλισμό, αφού αποτελεί την κύρια μορφή επένδυσης σε κατασκευαστικές επιχειρήσεις που μελετώνται στην εν λόγω έρευνα. / Using industry level data, we investigated the effect that oil prices exert on firm’s investment activity and whether the decision to invest is affected by oil price uncertainty. The theoretical background is given by models emphasizing the effect of oil price on firm’s investment and product as well as the linearity of that effect. Furthermore, some of the theoretical models, which presented in the paper, include investment inactivity because of uncertainty and the choice of investment inaction. According to our results, oil price affects negatively total investment and machinery equipment investment, and that effect is linear. Moreover, the variance of oil price does not affect firm’s investment activity. Essentially, an increase in oil prices reduces investment in mechanical equipment, which is the dominating cost of investment in manufacturing industry that is studied in the paper.

Στη παρούσα εργασία θα εξετάσουμε το ζήτημα των επενδύσεων κάτω από καθεστώς αβεβαιότητας, καθώς επίσης και το πώς η μη αναστρεψιμότητα του κεφαλαίου επιδρά πάνω στη σχέση αυτή. Πιο συγκεκριμένα, θα εξετάσουμε πως η αβεβαιότητα επιδρά στην επένδυση ξεχωριστών τύπων κεφαλαίου, οι οποίοι χαρακτηρίζονται από διαφορετικό βαθμό μη αναστρεψιμότητας. / We examine the question of investment under conditions of uncertainty, and how the heterogeneity of capital affects this relationship. In particular, we will examine the impact of uncertainty on investment across types of capital, which are characterized by varying degree of irreversibility.

Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με τη μελέτη και το σχεδιασμό ενός άμεσου προσαρμοστικού ελεγκτή, για μη γραμμικά συστήματα με αβεβαιότητα και εξωγενείς διαταραχές. Αρχικά παρουσιάζονται οι έννοιες του προσαρμοστικού ελέγχου, των μη γραμμικών συστημάτων και διερευνώνται οι έννοιες της ευστάθειας και των διαταραχών, με ιδιαίτερη έμφαση στην ευστάθεια κατά Lyapunov. Στη συνέχεια προτείνεται ένας προσαρμοστικός ελεγκτής για άμεσο προσαρμοστικό έλεγχο, προσαρμοστική ευστάθεια, απόρριψη διαταραχών και εκτέλεση εντολών, σε μη γραμμικά δυναμικά συστήματα πολλαπλών μεταβλητών, με αβεβαιότητα και εξωγενείς διαταραχές, ο οποίος εγγυάται μερική ασυμπτωτική ευστάθεια του συστήματος κλειστού βρόχου. Το προτεινόμενο πλαίσιο, ειδικεύεται περαιτέρω για τις περιπτώσεις όπου το μη γραμμικό σύστημα παρουσιάζεται σε κανονική μορφή, με ευσταθείς input-to-state internal dynamics, έχει μια είσοδο ή έχει εξωγενείς L2 διαταραχές. Τέλος ο προτεινόμενος ελεγκτής εφαρμόζεται σε αρκετά πειραματικά συστήματα, καθώς και στον έλεγχο της αστάθειας θερμοακουστικής καύσης. / This diploma thesis features the analysis and design of a direct adaptive controller, for nonlinear uncertain systems with exogenous disturbances. At first, we introduce the concept of adaptive control and we underline its’ need in modern applications. Also, we include a brief presentation of nonlinear systems and we inquire into the theory of stabilization and disturbances, with significant emphasis in Lyapunov’s methods. Furthermore we develop a direct adaptive control framework for adaptive stabilization, disturbance rejection, and command following of multivariable nonlinear uncertain dynamical systems with exogenous disturbances, which guarantees partial asymptotic stability of the closed-loop system. The proposed framework is further specialized for the cases where the nonlinear system is represented in normal form with input-to-state stable internal dynamics, has single-input with uncertain dynamics, or exogenous L2 disturbances .Finally we present several illustrative numerical examples and we apply our framework to the control of thermoacoustic combustion instabilities.

A probabilistic methodology for the reliability analysis of composite rotor blades at the ply level was developed. The proposed methodology involves (i) the quantification of the uncertainties (physical, statistical and model) related to the material properties and the extreme aero-elastic loads based on experimental data as well as on 10 min load simulations respectively, (ii) the identification of the critical failure modes of the composite structure in terms of limit state functions and (iii) the selection of an appropriate reliability method to perform the analysis. It is pointed out that the reliability method should be able to handle the considerably large number of limit state function introduced by the ply level reliability approach and estimate the failure probability of the structure. To efficiently deal with the problem, an appropriate implementation of the Response Surface Method combined with crude Monte Carlo simulation was proposed. The methodology was implemented for two real rotor blade designs, namely a 30m Glass/Polyester and the 65m UPWIND reference rotor baled. Initially, calculations were performed for the first case study using a 3D shell FE formulation in a commercial probabilistic code. An efficient procedure was introduced to define the stochastic character of the concentrated loads acting on the 3D FE model starting from load time series of sectional stress resultants from aero-elastic beam simulations. For the first time such a detailed model was analyzed and assessed in a probabilistic base. Nevertheless, a considerable CPU time was in need for the performance of such a reliability analysis. The development of an efficient probabilistic tool capable to perform consecutive reliability analyses at the ply level of the composite rotor blade structure and prove valuable for the probabilistic design was carried out. To demonstrate the efficiency of the developed tool, the impact of various probabilistic modelling assumptions directly on the β-index value of a rotor blade design was studied. / Στην παρούσα διατριβή αναπτύχθηκε στοχαστική μεθοδολογία για την αποτίμηση αξιοπιστίας πτερυγίων ανεμογεννητριών από σύνθετα υλικά, στο επίπεδο της στρώσης, υπό ακραία στατική φόρτιση. Η προτεινόμενη μεθοδολογία περιλαμβάνει (i) την ποσοτικοποίηση αβεβαιοτήτων (φυσική, στατιστική και αβεβαιότητα μοντέλου) που σχετίζονται με τις βασικές παραμέτρους του πτερυγίου (υλικά και φορτία) στηριζόμενη σε ένα μεγάλο αριθμό πειραμάτων για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων του συνθέτου υλικού καθώς και 10-λεπτες αεροελαστικές χρονοσειρές για την ακραία στατική φόρτιση (ii) την αναγνώριση όλων των σημαντικών μηχανισμών αστοχίας της κατασκευής και την έκφρασή τους στη μορφή οριακών συναρτήσεων αστοχίας και (iii) την επιλογή μίας κατάλληλης μεθόδου αξιοπιστίας. Σημειώνεται ότι η μέθοδος αξιοπιστίας θα πρέπει να είναι ικανή να διαχειρίζεται ένα πολύ μεγάλο αριθμό οριακών συναρτήσεων αστοχίας όπως επιβάλει η ανάλυση αξιοπιστίας στο επίπεδο της στρώσης της κατασκευής. Για το σκοπό αυτό προτάθηκε μια κατάλληλη τροποποίηση της Response Surface Method τεχνικής η οποία συνδυάστηκε με την μέθοδο προσομοίωσης crude Monte Carlo. Η προτεινόμενη στοχαστική μεθοδολογία εφαρμόστηκε για την περίπτωση δυο πραγματικών πτερυγίων: ενός 30 m Glass/Polyester και του 65 m Glass/Epoxy (UPWIND) πτερυγίου. Η ανάλυση αρχικά πραγματοποιήθηκε σε γενικού σκοπού στοχαστικά εργαλεία κάνοντας χρήση τρισδιάστατου μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων. Σημειώνεται ότι ο υπολογισμός των φορτίων από αεροελαστικούς κώδικες υλοποιείται πάντα στη βάση στοιχείων δοκού. Προτάθηκε επομένως διαδικασία για την στοχαστική αναπαράσταση των συγκεντρωμένων δυνάμεων που επιβάλλονται στο τρισδιάστατο μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων του πτερυγίου στηριζόμενη σε χρονοσειρές εσωτερικών αντιδράσεων στη διατομή όπως εξάγονται από αεροελαστικους υπολογισμούς. Για πρώτη φορά σε αυτή την εργασία, πραγματοποιήθηκε η στοχαστική ανάλυση ενός τόσο λεπτομερειακού μοντέλου. Ωστόσο η παραπάνω προσέγγιση αποδείχτηκε αρκετά χρονοβόρα. Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκε υπολογιστικό εργαλείο ικανό να εκτελεί ένα μεγάλο αριθμό επαναλήψεων της προαναφερθείσας μεθοδολογίας και να φανεί χρήσιμο στο σχεδιασμό πτερυγίων με προκαθορισμένο επίπεδο αξιοπιστίας. Εξαιτίας της απλότητας της προετοιμασίας των δεδομένων εισόδου και της ταχύτητας επίλυσης, το νέο εργαλείο έδωσε τη δυνατότητα για τη μελέτη διαφόρων στατιστικών υποθέσεων που αφορούσαν τη δομική αξιοπιστία του πτερυγίου εξετάζοντας απευθείας τον δείκτη αξιοπιστίας β της κατασκευής.