Técnicas experimentais de identificação de sistemas de controle têm despertado interesse na indústria devido a sua facilidade em ajustar modelos matemáticos, simplificando a formulação e a resolução de problemas de sintonia de controle de processos. Essa sintonia possibilita, também, a conservação das características de desempenho do processo industrial durante o ciclo de produção. Dessa forma, é proposto, no presente trabalho, o uso de uma técnica experimental de Identificação de Sistemas aplicados a dados coletados em ambientes industriais ruidoso, utilizando a estrutura matemática linear ARX e ARMAX. Os parâmetros dessas estruturas dessas estruturas matemática são estimados por meio do algoritmo dos Mínimos Quadrados (LS). / Experimental technique for systems control identification have attracted interest in the industry due to its ease adjustment of mathematical models, simplifying the (design) and troubleshooting of line process control. (This line also makes retention performance characteristics of the manufacturing process during the production cycle possible). Thus it is proposed in this study, using an experimental technique of identification systems applied to data collected in noisy industrial ambiente, using linear mathematical structure ARX and ARMAX. These mathematical structure parameters are estimated by the algorithm of least squares (LS).

Técnicas experimentais de identificação de sistemas de controle têm despertado interesse na indústria devido a sua facilidade em ajustar modelos matemáticos, simplificando a formulação e a resolução de problemas de sintonia de controle de processos. Essa sintonia possibilita, também, a conservação das características de desempenho do processo industrial durante o ciclo de produção. Dessa forma, é proposto, no presente trabalho, o uso de uma técnica experimental de Identificação de Sistemas aplicados a dados coletados em ambientes industriais ruidoso, utilizando a estrutura matemática linear ARX e ARMAX. Os parâmetros dessas estruturas dessas estruturas matemática são estimados por meio do algoritmo dos Mínimos Quadrados (LS). / Experimental technique for systems control identification have attracted interest in the industry due to its ease adjustment of mathematical models, simplifying the (design) and troubleshooting of line process control. (This line also makes retention performance characteristics of the manufacturing process during the production cycle possible). Thus it is proposed in this study, using an experimental technique of identification systems applied to data collected in noisy industrial ambiente, using linear mathematical structure ARX and ARMAX. These mathematical structure parameters are estimated by the algorithm of least squares (LS).

Quality tools, more specifically control charts, are important statistical resources to know and to monitor production processes. Their goal is to find the common and notable causes of a process to, through monitoring, increase the stability and, from it, assess if the process is under control. The dynamics of today s industrial activities has raised new requirements for good monitoring, and in that sense, new control tools have been developed and these are able to understand the new causal relationships among variables. The research shows the use of three modeling methodologies to treat autocorrelated data enabling to monitor a productive electroplating process. Initially, it was carried out a descriptive analysis for the verification of normality and independence and, afterwards, ARIMA from Box and Jenkins models, ARMAX models of multiple linear regression, MRLM, for the subsequent construction of waste control charts. In addition to the provided academic knowledge, it presents more than one application of control charts to the industrial environment, and also collaborates with the company where the research was developed showing which of the methods is more effective in controlling the production. The best result obtained by monitoring these three statistical methodologies work when confronted with the conventional control method, i.e., without treating the autocorrelation, it was used ARIMA model and a subsequent application of waste control charts derived from this modeling. The decision of the most effective methodology for modeling electroplating was defined by the number of points found out of the conventional limits established. The one that better captured the fluctuations of the process was obtained with the residues of ARIMA. / As ferramentas da qualidade, mais especificamente as cartas de controle, são importantes recursos estatísticos para se conhecer e monitorar processos produtivos, sendo que seu objetivo é encontrar as causas comuns e assinaláveis de um processo para, com seu monitoramento, aumentar sua estabilidade e, a partir daí, considerar se o processo está sob controle. A dinâmica das atividades industriais hoje existentes fez surgir novas necessidades para um bom monitoramento, e, nesse sentido, novas ferramentas de controle foram desenvolvidas, capazes de entender as novas relações causais entre as variáveis. A pesquisa apresenta o uso de três metodologias de modelagem para tratar dados autocorrelacionados possibilitando o monitoramento de um processo produtivo de eletrogalvanização. Inicialmente foi realizada uma análise descritiva para a verificação de pressupostos de normalidade e independência e após foram ajustados os modelos ARIMA de Box e Jenkis, modelos ARMAX e modelos de regressão linear múltipla, MRLM, para posterior construção das cartas de controle dos resíduos. Além do conhecimento acadêmico proporcionado, apresenta mais de uma aplicação das cartas de controle ao ambiente industrial, e também colabora com a empresa onde a pesquisa foi desenvolvida mostrando qual das metodologias é mais efetiva no controle da produção. O melhor resultado de monitoramento obtido com o trabalho estatístico nessas três metodologias quando confrontado com o método de controle convencional, ou seja, sem tratar a autocorrelação foi utilizando a modelo ARIMA e posterior aplicação dos gráficos de controle de resíduos oriundos desta modelagem. A decisão da metodologia de modelagem mais eficaz para a eletrogalvanização foi definida pelo número de pontos encontrados fora dos limites convencionais estabelecidos. A que melhor captou as flutuações do processo foi a obtida com os resíduos do ARIMA.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Federal Constitution of 1988 was the first in Brazil to refer to social inequalities and social assistance as a public policy. Currently there are several programs that assist the population living in extreme poverty. Among the existing programs, the best known are the Bolsa Família Program and the Continued Benefit that have as their main task the transfer of minimum necessary income to families that fall within the pre-established criteria in specific Decrees and registered in the Unified Register for Programs social - CadÚnico. From the above, this study aims to examine the relationship between the main macroeconomic variables and spending on social welfare policy of the federal government in the period between January 2004 and August 2014. The methodology to be employed to achieve this goal is : the autoregressive moving average model with ARMAX exogenous variable, the Vector autoregression model - VAR, the Granger causality test, cointegration test Johansen and Error Correction Vector - VEC. The conclusions reached were positive for significant relationships between macroeconomic variables and social assistance programs, ie, programs influence the Brazilian economy. / A Constituição Federal de 1988 foi a primeira do Brasil a referir-se às desigualdades sociais e a assistência social como política pública. Atualmente há diversos programas que prestam assistência a população que se encontra em situação de pobreza extrema. Dentre os programas existentes, os mais conhecidos são o Programa Bolsa Família e o Benefício de Prestação Continuada que possuem como incumbência principal a transferência de renda mínima necessária às famílias que se enquadram nos critérios pré-estabelecidos em Decretos específicos e cadastrados no Cadastro Único para Programas Sociais CadÚnico. Do exposto acima, o presente trabalho pretende analisar a relação existente entre as principais variáveis macroeconômicas e os gastos em política de assistência social do governo federal no período compreendido entre janeiro de 2004 e agosto de 2014. A metodologia que será empregada para atingir este objetivo é: o modelo autorregressivo de média móvel com variável exógena ARMAX, o Modelo de Autorregressão Vetorial VAR, o teste de causalidade de Granger, o testes de Cointegração de Johansen e o Vetor de Correção de Erros VEC. As conclusões obtidas foram positivas para as relações significativas entre as variáveis macroeconômicas e os programas de assistência social, ou seja, os programas influenciam na economia brasileira.

Magíster en Ingeniería de Redes de Comunicaciones / La planificación de las operaciones de una empresa puede ser entendida como un conjunto de técnicas cuyo objetivo es conseguir el máximo beneficio mediante el uso de insumos y medios utilizados por ella en su proceso productivo. Específicamente, en el contexto de la provisión de servicios de telecomunicaciones se pueden distinguir problemas asociados a la planificación de las redes de telecomunicaciones, entre los cuales se encuentra la evaluación de desempeño de los sistemas de comunicaciones y las proyecciones de tráfico. Los modelos matemáticos de teorías de colas y de renovación, de identificación y control de sistemas, y de series de tiempo, se utilizan habitualmente para modelar y proyectar tráfico de redes de datos. En el presente trabajo se implementan y comparan distintas metodologías con base en la representación de series de tiempo, con el objetivo de modelar tráfico en nodos de red de acceso a servicios de banda ancha. En este trabajo se implementan las series de tiempo como filtros de tiempo discreto. Se desarrollan modelos ARMA con representaciones ARMAX y GARCH, que se utilizan en control de sistemas y econometría, respectivamente. Las series de tiempo de tráfico de los nodos de acceso de banda ancha también se modelan con filtros de Kalman de tiempo discreto. Los resultados obtenidos en el trabajo comprenden la comparación de los modelos ARMAX, GARCH y filtros de Kalman para predicciones de tráfico. Las métricas de desempeño, como errores de predicción y test de hipótesis de correlación, entre la serie estimada y la de verificación, se aplican a los modelos de tráfico de los nodos de red de banda ancha. Los filtros de Kalman, en la mayoría de las comparaciones, presentan mejores parámetros de desempeño que los modelos ARMA, y entre los modelos ARMA, la construcción ARMAX tiene los menores índices de error. En cuanto a los modelos GARCH, en todos los casos, tienen los mayores errores entre las series de validación y de salidas de los modelos. El aporte de este trabajo es la comparación de distintas metodologías de construcción de modelos de tráfico, con técnicas de distintos dominios que no se habían utilizado en un problema común como modelos para pronósticos de tráfico de redes de datos. De esta forma se implementa una nueva revisión de distintos modelos de series de tiempo en el contexto de planificación de sistemas de comunicaciones, que permite tener distintas alternativas de evaluación de modelos de tráfico, en contraste a las restricciones actuales de evaluación, como construcción de parámetros de desempeño. Se propone que el trabajo puede ser extendido incorporando filtros adaptivos, además de la representación de series de tiempo que incluyan la dimensión espacial. Así, las series espacio-temporales podrían representarse como filtros adaptivos para disminuir la complejidad de los modelos predictivos.

Quality of Service (QoS) is the ability to guarantee that data sent across a network will be recieved by the desination within some constraints. For many advanced applications, such as real-time multimedia QoS is determined by four parameters--end-to-end delay, delay jitter, available bandwidth or throughput, and packet drop or loss rate. It is interesting to study and be able to predict the behavior of end-to-end packet delays in a Wide area network (WAN) because it directly a??ects the QoS of real-time distributed applications. In the current work a time-series representation of end-to-end packet delay dynamics transported over standard IP networks has been considered. As it is of interest to model the open loop delay dynamics of an IP WAN, the UDP is used for transport purposes. This research aims at developing models for single-step-ahead and multi-step-ahead prediction of moving average, one-way end-to-end delays in standard IP WAN??s. The data used in this research has been obtained from simulations performed using the widely used simulator ns-2. Simulation conditions have been tuned to enable some matching of the end-to-end delay profiles with real traffic data. This has been accomplished through the use of delay autocorrelation profiles. The linear system identification models Auto-Regressive eXogenous (AR) and Auto-Regressive Moving Average with eXtra / eXternal (ARMA) and non-linear models like the Feedforwad Multi-layer Perceptron (FMLP) have been found to perform accurate single-step-ahead predictions under varying conditions of cross-traffic flow and source send rates. However as expected, as the multi-step-ahead prediction horizon is increased, the models do not perform as accurately as the single-step-ahead prediction models. Acceptable multi-step-ahead predictions for up to 500 msec horizon have been obtained.

Cloud computing has emerged to change the way computing is offered and used. Instead of having all the necessary hardware and software to manipulate and to store their data, users just need a mechanism to access the Internet. So, the efficient provisioning on demand of computational resources is a challenge to comply with the needs of users. Thus, there is a problem related to the lack of an underlying mechanism to assist a cloud management system to maintain acceptable levels of Quality of Service (QoS) pro-actively. In this context, this work makes a comparative analysis of the predictive ability of different statistical models in seeking to define the most suitable for resource provisioning in a cloud environment. In this way, linear time series techniques namely ARIMA and ARMAX and nonlinear ones based on neural networks so-called MLP and NARX were applied on a dataset of a cluster from Google. The prediction results of usage of cpu, disk and memory shown that the NARX neural network can predict with low error the expected values, being feasible for application in a provisioning mechanism of servers in cloud computing environments. / A computação em nuvem surgiu para mudar a forma como a computação é oferecida e utilizada. Ao invés de possuir todo o hardware e software necessários para manipular e armazenar seus dados, os usuários apenas necessitam de um mecanismo que acesse a Internet. Com isso, o provisionamento eficiente de recursos computacionais sob demanda é um desafio para atender as necessidades dos usuários. Dessa forma, percebe-se que existe um problema relacionado à necessidade de mecanismos que auxiliem um sistema de gerenciamento de nuvem a manter níveis adequados de qualidade de serviço (QoS) de forma pro-ativa. Nesse contexto, este trabalho faz uma análise comparativa da capacidade de predição de diferentes modelos estatísticos com vistas a definir o mais adequado ao provisionamento de recursos em um ambiente de nuvem. Para isso, foram aplicadas técnicas de séries temporais lineares ARIMA e ARMAX e não lineares baseadas em redes neurais MLP e NARX em um dataset de um cluster de computadores da Google. Os resultados de predição de uso de cpu, memória e disco demonstraram que a rede neural NARX consegue predizer com baixo erro os valores esperados, sendo viável a sua aplicação em um mecanismo de provisionamento de servidores em ambientes de nuvem computacional

This thesis deals with analyzing multivariate financial and economical data. The first section describes the theory of multivariate time series and multivariate ARMA models. The second part deals with some models with exogenous variables such as simultaneous equations models and ARMAX model. In the final chapter, the described theory is applied to analyze the reciprocal dependence of time series of inflation rates and dependence of inflation rates on various macroeconomical indicators. The results were obtained by software Mathematica 8, Mathematica 10, EViews and R. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

As aeronaves do tipo multirrotor são investigadas pela percepção tridimensional, a mobilidade, a estabilidade de voo e baixo custo de construção. Vários tipos de controladores vêm sendo utilizados para garantir a estabilidade da mesma. Cabe destacar o controlador adaptativo, cujo desempenho é definido por um identificador que lhe precede e monitora simultaneamente o processo a controlar. A especificação dos parâmetros do identificador permite estabelecer critérios de conexão entre controlador e o próprio identificador. Portanto, o objetivo deste trabalho de investigação é propor uma metodologia para especificar o identificador e constatar se este atende aos requisitos do controlador adaptativo quando utilizado no controle de propulsores eletromecânicos. O projeto de identificadores é associado às técnicas de modelagem matemática caixa preta, portanto, a metodologia a ser usada consiste em: testes para a coleta de dados, definição da estrutura do modelo, escolha da ordem do modelo, estimação dos parâmetros e validação do modelo. Os identificadores a ser investigados são os métodos de gauss-newton, gauss-newton adaptado, levenberg-marquardt, mínimos quadrados não lineares e gradiente de descida. Por fim, pela comparação da simulação do modelo com os dados da plataforma e a análise residual, o modelo é validado. Diante disso, conclui-se que os modelo propostos são capazes de descrever as características do sistema de propulsão eletromecânico, porém o que apresentou melhor resultado foi o método de gauss-newton adaptado e poderá contribuir para novas técnicas de controle. / 78 f.

As aeronaves do tipo multirrotor têm sido crescentemente investigadas, particularmente o quadrirrotor. Estudos acerca dos VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados) apresentam o quadrirrotor como plataforma padrão, devido aos seus benefícios, tais como: baixo custo de construção, estabilidade de voo, percepção tridimensional e mobilidade, quando comparadas a outros tipos de aeronaves. Logo, caracteriza-se como um desafio na área de controle. Este fato faz com que haja a necessidade da aquisição do modelo matemático do conjunto de propulsão eletromecânico que compõe estas aeronaves. A fim de encontrar um modelo que melhor possa descrever os aspectos referentes ao sistema, utilizam-se de características específicas dos parâmetros do sistema, obtidas por meio de métodos de estimação de parâmetros, baseados nos mínimos quadrados e associados às técnicas de modelagem caixa preta. Nesse contexto, se propõem a obtenção do modelo matemático ARIMAX (AutoRegressive Integrated Moving Average Exogenous inputs) e ARMAX (AutoRegressive Moving Average with Exogenous inputs), a fim de comparar a performance entre os mesmos para cada estimador, utilizando como um dos critérios o menor número de iterações numéricas, pois caracteriza convergência rápida. A determinação dos parâmetros característicos dar-se-á por meio da utilização dos estimadores de Gauss-Newton e de Levenberg-Marquardt. A diretriz metodológica consiste na realização das etapas da Identificação de Sistemas. As simulações computacionais são realizadas no software MatLab, de acordo com a estrutura dos algoritmos de cada estimador proposto, e, as validações dos modelos e de seus parâmetros, se dão por comparação entre os dados do sistema real, obtidos a partir da planta didática (plataforma de testes), análises residuais e entre a performance dos modelos matemáticos. Constata-se que o modelo ARIMAX, através do método de Gauss-Newton, revela-se como o que melhor descreve o comportamento não linear do propulsor eletromecânico. O resultado desta investigação é uma contribuição à comunidade científica que busca modelar matematicamente os VANTs do tipo multirrotor. / 107 f.