International Telemetering Conference Proceedings / October 17-20, 1994 / Town & Country Hotel and Conference Center, San Diego, California / How to rise the reliability of the data transmission is one of the main problem faced by modern digital communication designers. This paper studies the error-correcting codes being suitable for the channel existing both the random and burst error. A new error control scheme is given. The scheme is a concatenated coding system using an interleaved Reed-Solomon code with symbols over GF (24) as the outer code and a Viterbi-decoded convolutional code as the inner code. As a result of the computer simulation, it is proved that the concatenated coding system has a output at a very low bit error rate (BER)and can correct a lot of compound error patterns. It is suitable for the serious disturb channel existing both the random and burst error. This scheme will be adopted for a remote control system.

International Telemetering Conference Proceedings / October 26-29, 1998 / Town & Country Resort Hotel and Convention Center, San Diego, California / This paper describes techniques for error location analysis used in the design and testing of high-speed instrumentation data recording and communications applications. It focuses on the differences between common bit error rate testing and new error location analysis. Examples of techniques presented include separating bit and burst error components, studying probability of burst occurrences, looking at error free interval occurrence rates as well as auto-correlating error position. Each technique contributes to a better understanding of the underlying error phenomenon and enables higher-quality digital recording and communication. Specific applications in error correction coding emulation, magnetic media error mapping and systematic error interference are discussed.

Lagegeregelte Bewegungsachsen finden sich in nahezu allen aktuellen Werkzeug‐ und Produktionsmaschinen. Um eine hohe Qualität der hergestellten Produkte bei gleichzeitig möglichst hoher Effizienz sicherzustellen muss die Regelung der Bewegungsachsen genau auf das Regelstreckenverhalten abgestimmt sein. Informationen über die Regelstrecken können mit Verfahren der Identifikation ermittelt werden. Neben der Reglerparametrierung sind diese Informationen ebenfalls für Mechanismen der Maschinenüberwachung relevant, bei denen Fehlerzustände in den Maschinen und Anlagen (modellbasiert) frühzeitig erkannt werden sollen. Neben den Identifikationsmechanismen, welche derzeit im Bereich der Werkzeugmaschinen vorherrschend sind und meist auf Testsignalen basieren, können mit nichtinvasive Ansätzen wesentliche Parameter bestimmt werden, ohne in den Produktionsprozess einzugreifen zu müssen. Im vorliegend Beitrag wird dargestellt, wie derartige Verfahren im Umfeld der Werkzeugmaschine Anwendung finden können. Nach einer Einleitung wird im Beitrag der Stand der Technik zur Identifikation von Regelstreckenparametern an Bewegungsachsen beleuchtet. Das Hauptaugenmerk liegt dabei in der Unterscheidung von invasiven (Verfahren mit Testsignalen) und nichtinvasiven Identifikationsverfahren (ohne Testsignale). Aufbauend auf den Erkenntnissen der Literaturrecherche wird das eigene Vorgehen hinsichtlich Wahl der Modellstruktur und des Identifikationsverfahrens erläutert. Ausführungen zur Anregungsdetektion, gezielten Einflussnahe auf die Parameterschätzung, Fehlerbewertung und dem Einsatz der simulationsbasierten Optimierung schließen die theoretischen Betrachtungen zum Forschungsthema ab. Die erzielten Ergebnisse werden in einem weiteren Kapitel anhand eines Laborversuchsstandes und einer Werkzeugmaschine illustriert. Der letzte Abschnitt gibt eine Zusammenfassung des Forschungsvorhabens und erläutert zukünftige Schritte auf diesem Gebiet.

In recent years, there has been a strong need for the design of integrated  circuits showing low power consumption. It is possible to create intentionally approximate circuits which don't fully implement the specified logic behaviour, but exhibit improvements in term of area, delay and power consumption. These circuits can be used in many error resilient applications, especially in signal and image processing, computer graphics, computer vision and machine learning. This work describes an evolutionary approach to approximate design of arithmetic circuits and other more complex systems. This text presents a parallel calculation of a fitness function. The proposed method accelerated evaluation of 8-bit approximate multiplier 170 times in comparison with the common version. Evolved approximate circuits were used in different types of edge detectors.

Lagegeregelte Bewegungsachsen finden sich in nahezu allen aktuellen Werkzeug‐ und Produktionsmaschinen. Um eine hohe Qualität der hergestellten Produkte bei gleichzeitig möglichst hoher Effizienz sicherzustellen muss die Regelung der Bewegungsachsen genau auf das Regelstreckenverhalten abgestimmt sein. Informationen über die Regelstrecken können mit Verfahren der Identifikation ermittelt werden. Neben der Reglerparametrierung sind diese Informationen ebenfalls für Mechanismen der Maschinenüberwachung relevant, bei denen Fehlerzustände in den Maschinen und Anlagen (modellbasiert) frühzeitig erkannt werden sollen. Neben den Identifikationsmechanismen, welche derzeit im Bereich der Werkzeugmaschinen vorherrschend sind und meist auf Testsignalen basieren, können mit nichtinvasive Ansätzen wesentliche Parameter bestimmt werden, ohne in den Produktionsprozess einzugreifen zu müssen. Im vorliegend Beitrag wird dargestellt, wie derartige Verfahren im Umfeld der Werkzeugmaschine Anwendung finden können. Nach einer Einleitung wird im Beitrag der Stand der Technik zur Identifikation von Regelstreckenparametern an Bewegungsachsen beleuchtet. Das Hauptaugenmerk liegt dabei in der Unterscheidung von invasiven (Verfahren mit Testsignalen) und nichtinvasiven Identifikationsverfahren (ohne Testsignale). Aufbauend auf den Erkenntnissen der Literaturrecherche wird das eigene Vorgehen hinsichtlich Wahl der Modellstruktur und des Identifikationsverfahrens erläutert. Ausführungen zur Anregungsdetektion, gezielten Einflussnahe auf die Parameterschätzung, Fehlerbewertung und dem Einsatz der simulationsbasierten Optimierung schließen die theoretischen Betrachtungen zum Forschungsthema ab. Die erzielten Ergebnisse werden in einem weiteren Kapitel anhand eines Laborversuchsstandes und einer Werkzeugmaschine illustriert. Der letzte Abschnitt gibt eine Zusammenfassung des Forschungsvorhabens und erläutert zukünftige Schritte auf diesem Gebiet.

Dans la recherche d’exoplanètes comme la Terre dans la zone habitable de leur étoile, la vélocimétrie radiale s’est avérée un outil important. Les candidats les plus intéressants pour faire ce genre de mesures sont les naines rouges, car la zone habitable se trouve proche de l’étoile et possède donc une courte période, et de par leurs faibles masses, l’orbite d’une planète comme la Terre induirait un signal de l’ordre de 1 ms^−1. L’effet Doppler résultant de ce mouvement est mesurable par des spectrographes optimisés pour la vélocimétrie de haute précision. Par contre, comme les naines rouges émettent principalement dans l’infrarouge et que l’atmosphère terrestre présente de fortes raies d’absorption dans ces longueurs d’onde, il est alors important de soustraire ces raies pour minimiser le biais de vitesse radiale de l’étoile induit par l’atmosphère. Le but de ce travail de maîtrise fut de développer un algorithme permettant de faire des mesures de vélocimétrie de haute précision dans le domaine infrarouge, de procéder à la quantification de l’impact des raies d’absorption telluriques et de déterminer une cible pour le niveau requis de retrait de ces raies. Une méthode de traitement de données basée sur l’analyse d’un spectre segmenté adéquatement pondéré fut aussi développée pour extraire optimalement la vitesse radiale en présence de raies telluriques résiduelles. On note l’existence d’une corrélation entre l’époque des mesures et l’incertitude de vitesse radiale associée avec les raies telluriques résiduelles ce qui souligne toute l’importance du choix de la fenêtre d’observation pour atteindre une précision de 1 ms^−1. De cette analyse, on conclut qu’un masque de 80% de transmission couplé avec un retrait laissant au maximum 10% des raies telluriques est requis pour atteindre des performances mieux que le ms^−1. / In the search for an exoplanet like Earth in the habitable zone of its star, radial velocimetry has proved itself an important tool. The most promising candidates for this type of measurements are red dwarfs. Since their habitable zone is very close to the star with relatively small orbital periods (a few weeks), and because of their small masses, the presence of an Earth-like planet in their habitable zone would produce a signal of ∼ 1 ms−1. Such a small Doppler effect resulting from this reflex motion is within the capabilities of precision radial velocity instruments. But, since red dwarfs emit mostly in the infrared and Earth’s atmosphere has strong absorption lines in that domain, the removal of telluric absorption lines is crucial to minimize the velocity bias induced by the atmosphere. The goal of this work was the development of an algorithm capable of performing high precision radial velocimetry measurements, to quantify the impact of telluric lines on the measurements and to determine the level of telluric line masking and attenuation needed to minimize their impact on velocity measurements. A data processing method based on the analysis of an adequately weighted segmented spectrum was also developed to optimally extract radial velocities in the presence of residual telluric lines. We note the existence of a correlation between the time of the measurements and the radial velocity uncertainty associated with the residual telluric lines, which underlines the importance of the choice of the observation window to achieve an accuracy of 1 meter per second. From this analysis, it is concluded that a mask of 80% transmission coupled with an attenuation leaving a maximum of 10% of the telluric lines is required to achieve performance better than 1 meter per second.

In longitudinal studies, data collected within a subject or cluster are somewhat correlated by their very nature and special cares are needed to account for such correlation in the analysis of data. Under the framework of longitudinal studies, three topics are being discussed in this thesis. In chapter 2, the joint modelling of multivariate longitudinal process consisting of different types of outcomes are discussed. In the large cohort study of UK north Stafforshire osteoarthritis project, longitudinal trivariate outcomes of continuous, binary and ordinary data are observed at baseline, year 3 and year 6. Instead of analysing each process separately, joint modelling is proposed for the trivariate outcomes to account for the inherent association by introducing random effects and the covariance matrix G. The influence of covariance matrix G on statistical inference of fixed-effects parameters has been investigated within the Bayesian framework. The study shows that by joint modelling the multivariate longitudinal process, it can reduce the bias and provide with more reliable results than it does by modelling each process separately. Together with the longitudinal measurements taken intermittently, a counting process of events in time is often being observed as well during a longitudinal study. It is of interest to investigate the relationship between time to event and longitudinal process, on the other hand, measurements taken for the longitudinal process may be potentially truncated by the terminated events, such as death. Thus, it may be crucial to jointly model the survival and longitudinal data. It is popular to propose linear mixed-effects models for the longitudinal process of continuous outcomes and Cox regression model for survival data to characterize the relationship between time to event and longitudinal process, and some standard assumptions have been made. In chapter 3, we try to investigate the influence on statistical inference for survival data when the assumption of mutual independence on random error of linear mixed-effects models of longitudinal process has been violated. And the study is conducted by utilising conditional score estimation approach, which provides with robust estimators and shares computational advantage. Generalised sufficient statistic of random effects is proposed to account for the correlation remaining among the random error, which is characterized by the data-driven method of modified Cholesky decomposition. The simulation study shows that, by doing so, it can provide with nearly unbiased estimation and efficient statistical inference as well. In chapter 4, it is trying to account for both the current and past information of longitudinal process into the survival models of joint modelling. In the last 15 to 20 years, it has been popular or even standard to assume that longitudinal process affects the counting process of events in time only through the current value, which, however, is not necessary to be true all the time, as recognised by the investigators in more recent studies. An integral over the trajectory of longitudinal process, along with a weighted curve, is proposed to account for both the current and past information to improve inference and reduce the under estimation of effects of longitudinal process on the risk hazards. A plausible approach of statistical inference for the proposed models has been proposed in the chapter, along with real data analysis and simulation study.

Ultraprecision single point diamond turning is required to produce parts with sub-nanometer surface roughness and sub-micrometer surface profiles tolerances. These parts have applications in the optics industry, where tight form accuracy is required while achieving high surface finish quality. Generally, parts can be polished to achieve the desired finish, but then the form accuracy can easily be lost in the process rendering the part unusable. Currently, most mid to low spatial frequency surface finish errors are inspected offline. This is done by physically removing the workpiece from the machining fixture and mounting the part in a laser interferometer. This action introduces errors in itself through minute differences in the support conditions of the over constrained part on a machine as compared to the mounting conditions used for part measurement. Once removed, the fixture induced stresses and the part’s internal residual stresses relax and change the shape of the generally thin parts machined in these applications. Thereby, the offline inspection provides an erroneous description of the performance of the machine. This research explores the use of a single, high resolution, capacitance sensor to quickly and qualitatively measure the low to mid spatial frequencies on the workpiece surface, while it is mounted in a fixture on a standard ultraprecision single point diamond turning machine after a standard facing operation. Following initial testing, a strong qualitative correlation exists between the surface profiling on a standard offline system and this online measuring system. Despite environmental effects and the effects of the machine on the measurement system, the capacitive system with some modifications and awareness of its measurement method is a viable option for measuring mid to low spatial frequencies on a workpiece surface mounted on an ultraprecision machine with a resolution of 1nm with an error band of ±5nm with a 20kHz bandwidth. / Thesis / Master of Applied Science (MASc)