This research proposes a methodology to improve computed individual prediction values provided by an existing regression model without having to change either its parameters or its architecture. In other words, we are interested in achieving more accurate results by adjusting the calculated regression prediction values, without modifying or rebuilding the original regression model. Our proposition is to adjust the regression prediction values using individual reliability estimates that indicate if a single regression prediction is likely to produce an error considered critical by the user of the regression. The proposed method was tested in three sets of experiments using three different types of data. The first set of experiments worked with synthetically produced data, the second with cross sectional data from the public data source UCI Machine Learning Repository and the third with time series data from ISO-NE (Independent System Operator in New England). The experiments with synthetic data were performed to verify how the method behaves in controlled situations. In this case, the outcomes of the experiments produced superior results with respect to predictions improvement for artificially produced cleaner datasets with progressive worsening with the addition of increased random elements. The experiments with real data extracted from UCI and ISO-NE were done to investigate the applicability of the methodology in the real world. The proposed method was able to improve regression prediction values by about 95% of the experiments with real data. / Esta pesquisa propõe uma metodologia para melhorar previsões calculadas por um modelo de regressão, sem a necessidade de modificar seus parâmetros ou sua arquitetura. Em outras palavras, o objetivo é obter melhores resultados por meio de ajustes nos valores computados pela regressão, sem alterar ou reconstruir o modelo de previsão original. A proposta é ajustar os valores previstos pela regressão por meio do uso de estimadores de confiabilidade individuais capazes de indicar se um determinado valor estimado é propenso a produzir um erro considerado crítico pelo usuário da regressão. O método proposto foi testado em três conjuntos de experimentos utilizando três tipos de dados diferentes. O primeiro conjunto de experimentos trabalhou com dados produzidos artificialmente, o segundo, com dados transversais extraídos no repositório público de dados UCI Machine Learning Repository, e o terceiro, com dados do tipo séries de tempos extraídos do ISO-NE (Independent System Operator in New England). Os experimentos com dados artificiais foram executados para verificar o comportamento do método em situações controladas. Nesse caso, os experimentos alcançaram melhores resultados para dados limpos artificialmente produzidos e evidenciaram progressiva piora com a adição de elementos aleatórios. Os experimentos com dados reais extraído das bases de dados UCI e ISO-NE foram realizados para investigar a aplicabilidade da metodologia no mundo real. O método proposto foi capaz de melhorar os valores previstos por regressões em cerca de 95% dos experimentos realizados com dados reais.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:04:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6306.pdf: 1062380 bytes, checksum: de31a51e2d0a59e52556156a08c37b41 (MD5) Previous issue date: 2014-05-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, we make a study of the Bayes sequential decision procedure applied to capture-recapture with fixed sample sizes, to estimate the size of a finite and closed population process. We present the statistical model, review the Bayesian decision theory, presenting the pure decision problem, the statistical decision problem and the sequential decision procedure. We illustrate the theoretical methods discussed using simulated data. / Neste trabalho, fazemos um estudo do procedimento de decisão sequencial de Bayes aplicado ao processo de captura-recaptura com tamanhos amostrais fixados, para estimação do tamanho de uma população finita e fechada. Apresentamos o modelo estatístico, revisamos a teoria de decisão bayesiana, apresentando o problema de decisão puro, o problema de decisão estatística e o procedimento de decisão sequencial. Ilustramos os métodos teóricos discutidos através de dados simulados.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:26:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarianaBS_DISSERT.pdf: 5316617 bytes, checksum: 4fb0344851aa8f373aa2dab90bb6d3c5 (MD5) Previous issue date: 2012-05-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In this work, the paper of Campos and Dorea [3] was detailed. In that article a Kernel Estimator was applied to a sequence of random variables with general state space, which were independent and identicaly distributed. In chapter 2, the estimator?s properties such as asymptotic unbiasedness, consistency in quadratic mean, strong consistency and asymptotic normality were verified. In chapter 3, using R software, numerical experiments were developed in order to give a visual idea of the estimate process / Neste trabalho estudamos um dos m?todos n?o-param?trico: os Estimadores do Tipo N?cleo associado a uma sequ?ncia de vari?veis aleat?rias independentes e identicamente distribu?das com espa?o de estados geral, mais precisamente o trabalho de Campos e Dorea [3]. No Cap?tulo 2 verificamos as boas qualidades dessa classe de estimadores como n?o v?cio assint?tico, converg?ncia em m?dia quadr?tica, consist?ncia forte e normalidade assint?tica. No Cap?tulo 3 com o auxilio do software R temos uma id?ia visual do que ocorre no processo de estima??o

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Beta-Skew-t-EGARCH model was recently proposed in literature to model the volatility of financial returns. The inferences over the model parameters are based on the maximum likelihood method. The maximum likelihood estimators present good asymptotic properties; however, in finite sample sizes they can be considerably biased. Monte Carlo simulations were used to evaluate the finite sample performance of point estimators. Numerical results indicated that the maximum likelihood estimators of some parameters are biased in sample sizes smaller than 3,000. Thus, bootstrap bias correction procedures were considered to obtain more accurate estimators in small samples. Better quality of forecasts was observed when the model with bias-corrected estimators was considered. In addition, we propose a likelihood ratio test to assist in the selection of the Beta-Skew-t-EGARCH model with one or two volatility components. The numerical evaluation of the two-component test showed distorted null rejection rates in sample sizes smaller than or equal to 1,000. To improve the performance of the proposed test in small samples, the bootstrap-based likelihood ratio test and the bootstrap Bartlett correction were considered. The bootstrap-based test exhibited the closest null rejection rates to the nominal values. The evaluation results of the two-component tests showed their practical usefulness. Finally, an application to the log-returns of the German stock index of the proposed methods was presented. / O modelo Beta-Skew-t-EGARCH foi recentemente proposto para modelar a volatilidade de retornos financeiros. A estimação dos parâmetros do modelo é feita via máxima verossimilhança. Esses estimadores possuem boas propriedades assintóticas, mas em amostras de tamanho finito eles podem ser consideravelmente viesados. Com a finalidade de avaliar as propriedades dos estimadores, em amostras de tamanho finito, realizou-se um estudo de simulações de Monte Carlo. Os resultados numéricos indicam que os estimadores de máxima verossimilhança de alguns parâmetros do modelo são viesados em amostras de tamanho inferior a 3000. Para obter estimadores pontuais mais acurados foram consideradas correções de viés via o método bootstrap. Verificou-se que os estimadores corrigidos apresentaram menor viés relativo percentual. Também foi observada melhor qualidade das previsões quando o modelo com estimadores corrigidos são considerados. Para auxiliar na seleção entre o modelo Beta-Skew-t-EGARCH com um ou dois componentes de volatilidade foi apresentado um teste da razão de verossimilhanças. A avaliação numérica do teste de dois componentes proposto demonstrou taxas de rejeição nula distorcidas em tamanhos amostrais menores ou iguais a 1000. Para melhorar o desempenho do teste foram consideradas a correção bootstrap e a correção de Bartlett bootstrap. Os resultados numéricos indicam a utilidade prática dos testes de dois componentes propostos. O teste bootstrap exibiu taxas de rejeição nula mais próximas dos valores nominais. Ao final do trabalho foi realizada uma aplicação dos testes de dois componentes e do modelo Beta-Skew-t-EGARCH, bem como suas versões corrigidas, a dados do índice de mercado da Alemanha.

[ES] En los últimos años la popularidad de los quadrotors se ha visto notablemente incrementada debido a la gran variedad de aplicaciones civiles que se encuentran en auge actualmente. Entre los principales nichos de mercado, cabe destacar el elevado potencial en cartografía, agricultura, prevención de incendios, y en general, todas aquellas actividades donde el uso de estos dispositivos pueda suponer una mejora del rendimiento, seguridad del proceso y reducción de costes. En este aspecto, se espera que el uso de los quadrotors se vea incrementado considerablemente en los próximos años. Dicho incremento de popularidad ha hecho que parte de la comunidad científica ponga el foco de atención en ellos para resolver los problemas que presentan actualmente. No obstante, aunque se ha avanzado mucho en los últimos años, existen en la actualidad líneas de investigación y desarrollo encaminadas a la mejora de aspectos importantes tales como la autonomía, la robustez y fiabilidad que permita tanto aumentar la eficiencia energética como incrementar la seguridad ante cualquier posible escenario. El objetivo de la presente tesis es contribuir al desarrollo de estrategias de control robustas para hacer frente a incertidumbres en el modelo, no linealidades, perturbaciones externas y retardos que puedan afectar al sistema a controlar. Este trabajo se fundamenta en la obtención de una estrategia de control basada en estimaciones de perturbaciones, con un ajuste sencillo y desacoplado del seguimiento de la referencia y rechazo de perturbaciones. A partir las estrategias de control desarrolladas, se presentan además diferentes extensiones que permiten mejorar la robustez del vehículo. La construcción de un observador de la pérdida de eficiencia de los motores, que permita detectar cuando se produce un fallo crítico y aterrizar el vehículo de forma segura. Conjuntamente, se desarrolla un algoritmo óptimo que permite estabilizar los diferentes lazos de control en el caso que saturen las acciones de control de los motores que no corresponden explícitamente a las salidas de los lazos de control internos. Debido al extendido uso del controlador PID, se obtiene un equivalente entre la estrategia propuesta y los parámetros de un PID de dos grados de libertad, generalizándose para plantas de primer y segundo orden con retardos. Además, para el caso de retardos variables aleatorios en los canales de sensor-controlador y controlador-actuador además de la presencia de perturbaciones, se desarrolla un predictor junto con un observador de perturbaciones para poder controlar dichos sistemas. Todas las estrategias propuestas se han validado de forma satisfactoria en las plataformas experimentales disponibles. Entre otros aspectos, cabe destacar la eficiencia computacional de las leyes de control propuestas, tanto en fase de diseño y ajuste como en la fase de ejecución. / [CA] En els darrers anys la popularitat dels quadrotors s'ha vist notablement incrementada a causa de la gran varietat d'aplicacions civils que es troben actualment en auge. Entre els principals nínxols de mercat, cal destacar l'elevat potencial en cartografia, agricultura, prevenció d'incendis i, en general, totes aquelles activitats on l'ús d'aquests dispositius supose una millora del rendiment, la seguretat del procés i la reducció de costos. En aquest aspecte, s'espera que l'ús d'aquestes aeronaus s'incremente considerablement en els pròxims anys. Aquest increment de popularitat ha fet que part de la comunitat científica pose el focus d'atenció per resoldre els problemes que presenten actualment. No obstant això, encara que ha evolucionat molt en els darrers anys, actualment existeixen línies de recerca i desenvolupament encaminades a la millora d'aspectes importants com l'autonomia, la robustesa i fiabilitat que permitisca tant augmentar l'eficiència energètica com incrementar la seguretat davant qualsevol possible escenari. L'objectiu d'aquesta tesi és contribuir al desenvolupament d'estratègies de control robustes per fer front a incerteses en el model, no linealitats, pertorbacions externes i retards que puguen afectar el sistema a controlar. Aquest treball es fonamenta en obtindre una estratègia de control basada en estimacions de pertorbacions, amb un ajust senzill i desacoblat del seguiment de la referència i rebuig de pertorbacions. A partir d'aquesta estratègia desenvolupada, es presenten diferents extensions que permeten millorar la robustesa del vehicle. La construcció d'un observador de la pèrdua d'eficiència dels motors, que permeta detectar quan es produeix una fallada crítica i aterrar el vehicle de manera segura. Conjuntament, es desenvolupa un algorisme òptim que permeta estabilitzar els diferents bucles de control en cas que saturen les accions de control dels motors que no corresponen explícitament a les eixides dels bucles de control interns. A causa del ampli ús del controlador PID, s'obté un equivalent entre l'estratègia proposada i els paràmetres d'un PID de dos graus de llibertat, generalitzant-se per a plantes de primer i segon ordre amb retards. A més, per al cas de retards variables aleatoris als canals de sensor-controlador i controlador-actuador a més de la presència de pertorbacions, es desenvolupa un predictor juntament amb un observador de pertorbacions per poder controlar aquests sistemes. Totes les estratègies proposades s'han validat de forma satisfactòria amb les plataformes experimentals disponibles. Entre altres aspectes, cal destacar l'eficiència computacional de les lleis de control proposades, tant en fase de disseny i ajustament com en fase d'execució. / [EN] In recent years the popularity of quadrotors has increased significantly due to the wide variety of civil applications that are currently booming. Among the main market niches, it is worth the high potential in cartography, agriculture, fire prevention and in general, all those activities where the use of these devices can improve performance, process safety and cost reduction. In this regard, the use of these aircraft is expected to increase considerably in the coming years. This increase in popularity has led part of the scientific community to focus on them to solve the problems they have. However, although much progress has been made in recent years, there are currently lines of research and development aimed at improving important aspects such as autonomy, robustness and reliability to increase energy efficiency and safety against any possible scenario. The objective of this thesis is to contribute to the development of robust control strategies to deal with model uncertainties, nonlinearities, external disturbances and delays which may affect the controlled system. This work is based on obtaining a control strategy based on disturbance observers, with a simple and decoupled tuning of reference tracking and disturbance rejection. From this developed strategy, different extensions are developed to improve the robustness of the vehicle: the construction of an observer of the loss of efficiency of the motors, which allows to detect when a critical failure occurs and land the vehicle safely; and the development of an optimal algorithm to stabilize the inner control loops in the case that saturate the control actions of the motors, which do not correspond explicitly to the outputs of the inner control loops. Due to the widespread use of the PID controller, an equivalent tuning is obtained between the proposed strategy and the parameters of a PID of two degrees of freedom, generalizing for first and second order plants with delays. Moreover, for the case of random variable delays in the sensor-controller and controller-actuator channels and the presence of disturbances, a predictor together with a disturbance observer is developed in order to control such systems. All the proposed strategies have been successfully validated on the experimental platforms. Among other aspects, it is worth mentioning the computational efficiency of the proposed control laws, both in the design and adjustment phase and in the execution phase. / Quiero dar gracias a la Universitat Politècnica de València por las ayudas FPI-UPV PAID-01-17 y las ayudas para la movilidad 2019 FPI-UPV sin las cuales no hubiese podido terminar esta tesis. / Balaguer Garín, V. (2024). Diseño de estrategias de control robusto aplicadas a vehículos aéreos no tripulados tipo quadrotor [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/204746