Orientadores: David de Carvalho, Heraldo Luiz Giacheti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BeiraFontaine_Eduardo_D.pdf: 3663857 bytes, checksum: 2b1520fd0d5ae83e782045ee6301b199 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

Orientadores: Euripedes Guilherme de Oliveira Nobrega, Fernando Jose Von Zuben / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Enhegenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T20:23:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NinaHuallpa_Belisario_D.pdf: 3512265 bytes, checksum: 82015cca74d28070ac6c88fec3015059 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Métodos de detecção e diagnóstico de falhas têm sido muito estudados ultimamente, como resultado da demanda por sistemas de maior confiabilidade. Neste trabalho, adotam-se métodos de inteligência computacional, em uma configuração que faz uso de redes neurais artificiais e lógica nebulosa para a monitoração de sistemas dinâmicos representados por modelos de estado adequadamente dimensionados. Os parâmetros do modelo de estado são estimados recursivamente utilizando uma rede neural recorrente do tipo Hopfield, à qual foram adicionados mecanismos de otimização. As saídas do estimador são sintomas submetidos a um módulo de pré-diagnóstico, o qual discrimina perturbações nos valores identificados para os parâmetros, detectando a falha. Um terceiro módulo é utilizado para executar o diagnóstico propriamente dito, através de um método de inferência baseado em lógica nebulosa. A base de conhecimento é determinada a partir da interpretação de grafos direcionados e sinalizados, que relacionam os parâmetros físicos aos parâmetros do modelo de estado. Além de simulações em diversos sistemas lineares invariantes no tempo, a configuração foi testada também em sistemas variantes no tempo e com não-linearidades suaves, incluindo sistemas artificiais e do mundo real. Os resultados obtidos permitem concluir que os métodos desenvolvidos podem ser aplicados com sucesso a diversos tipos de sistemas dinâmicos / Abstract: Fault detection and diagnosis methods have been intensively studied lately, as a result of the demand for systems of greater reliability. In this work, computational intelligence methods were adopted, in a configuration that uses artificial neural networks and fuzzy logic for monitoring dynamic systems represented by state-space models of adequate dimension. The parameters of the model are recursively estimated using a Hopfield-type recurrent neural network, endowed with additional optimization mechanisms. The outputs of the estimator are taken as symptoms submitted to a pre-diagnostic module, in order to establish the nominal reference parameter values. A third module is used to implement the diagnosis itself, based on a fuzzy inference method. The knowledge base is determined by means of a signed directed graph, that represents the relations among the physical parameters and the parameters of the state-space model. Besides several simulations using time-invariant linear systems, the configuration was also tested in the presence of time-varying dynamics and smooth nonlinearities including artificial and real world systems. The results guide to the conclusion that the developed methods can be successfully applied to a wide range of dynamic systems / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Maria Campos dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T00:48:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CcasaInfantes_JohnElmer_M.pdf: 9429795 bytes, checksum: 18abb9ad15d84ebf09c98dc23f1b4817 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo:O presente trabalho trata do ajuste de modelos de elementos finitos aplicado a estruturas tipo viga. O modelo é ajustado utilizando-se duas técnicas iterativas de estimação de parâmetros: o método da função objetivo e o método da variância mínima. No primeiro caso a correlação é melhorada através de uma função objetivo que envolve a soma dos quadrados da diferença entre os dados medidos e os estimados. No segundo caso a correlação é melhorada incorporando o conhecimento estatístico através da introdução de matrizes variância. Uma formulação de sensitividade é usada para determinar as derivadas dos autovalores e autovetores em relação aos parâmetros. Dois exemplos usando dados pseudo experimentais, e reais são apresentados a fim de ilustrar as potencialidades dos métodos. O primeiro exemplo consiste de uma viga cujas rigidezes no engaste são considerados como parâmetros a ajustar - caso sobredeterminado. No mesmo exemplo analisa-se o caso subdeterminado sendo que desta vez as rigidezes a flexão de cada elemento da viga discretizada são os parâmetros a ajustar. No segundo exemplo uma viga real ngastada é utilizada onde os dados modais do modelo experimental foram obtidos medindo-se 10 funções de resposta em freqüência / Abstract: The present work explore the finite element model update applied to a beam like structure. The model is refined by using two parameter estimation iterative techniques: objective function method and minimum variance method. In the first case the correlation is improved through an objective function that involves the sum of the squares of the difference between the measured data and the ca1culated ones. In the second case the correlation is improved incorporating the statistical knowledge by introducing the variance matrix. A sensitivity formulation is used to determine the derivative of the eigenvalue and eigenvector related to the parameters. In order to illustrate the potentialities of the methods two examples using experimental pseudo and real datas are presented. The first example consist of a clamped beam whose rigidities in the clamped are considered as parameters to adjust - case over-determined. In the same example it is analyzed a under-determined case, but at that time the flexural rigidity in each beam element are the parameters to be adjusted. In the second example a real clamped beam is used, were the modal data are obtained from 10 frequency response functions / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores : Jose Mario Martinez, Ernesto Julian Birgin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ventura_SergioDrumond_D.pdf: 4892489 bytes, checksum: 0e6518cb9d558ee6c6f229f4f806fc7b (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Dentre os problemas inversos, a estimativa de parâmetros topticos tem significativa importância no estudo das propriedades fisicas de peliculas finas. Embora conhecido e estudado, não existem na atualidade tecnicas definitivas para a resolução deste problema. Para o problema direto, formulas compactas foram desenvolvidas para contemplar o caso de multiplos filmes, além do caso de um filme apenas com dados de reflretância. O índice de refração, o coeficiente de absorção e a espessura de filmes finos foram recuperados utilizando para isso dados de transmissão e/ou reflexão para vários comprimentos de onda. A abordagem usada foi a de formular o problema inverso como um problema de otimização, via quadrados mínimos não-lineares. Váarios modelos distintos foram usados para lidar com o alto grau de indeterminação naturalmente oriundo deste tipo de problema. Testes numéricos foram realizados usando dados (de filmes) medidos e gerados numericamente, mostrando a eficácia das abordagens / Abstract: Among the inverse problems, the estimation of optical parameters has a great importance in the study of physical properties of thin problem. Up to the present time, there are no definitive techniques for the resolution of this problem. For the direct problem, compact fomulae were developed for the case of multiple films. The refractive index, the absortion coefficient and the thickness of thin filmes were retrieved using transmission and/or reflection data, for many different wavelengths. The approach used was to reformulate the inverse problem as an optimization problem, via nonlinear least squares. Many different models were used to deal with the high degree of underdetermination which naturally arises from this kind of problem. Numerical tests were performed using measured and numerical generated (film) data, thus proving the effciency of the methods / Doutorado / Otimização / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:31:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AmaroBaldeon_RobertoPedro_D.pdf: 4773363 bytes, checksum: d0f431ee3b99fa29f96a302fb22a01c1 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O trabalho apresenta os modelos de series temporais aplicados na identificação de sistemas mecânicos. A técnica de Máxima Verossimilhança (ML) é aplicada na estimação dos parâmetros dos modelos de series temporais a fim de melhorar a precisão na estimação dos parâmetros modais. O algoritmo de Spliid é usado na estimação de valores iniciais para iniciar o processo iterativo da técnica ML. A performance da técnica ML é verificada simulando um sistema de três graus de h"berdade com duas entradas e duas saídas, é adicionado ruído no sinal de saída a fim de se verificar a eficiência dos modelos de series temporais na presença de ruído estocástico. Dados provenientes de teste de vibração de um protótipo de asa de avião são usados para comparar as técnicas propostas com os resultados obtidos usando o Ideas/Test / Abstract: This work presents the Multivariate Time Series Models in the identification ( mechanica1 systems. The maximum likelihood technique (ML) is applied to estimate tl1 parameters of the time series models in order to improve the precision in the estimation ( modal parameters. The Spliid's algorithm is used to estimate initial values to start tt iterative process of the ML technique. The perfoimance of the ML technique is verified j a three degree fteedom simulated system with two inputs and two outputs. Stochastic noh is added to the outputs in order to verify the performance of time series models when ti output is influenced by stochastic noise. Vibrating test data of a wing prototype is used 1 compare the proposed techniques with the results obtained experimentaly from Ideas/ Test / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Veronica Andrea Gonzales-Lopez, Laura Leticia Ramos Rifo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-07T14:24:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viola_MarcioLuisLanfredi_M.pdf: 24648946 bytes, checksum: 3e9e740e3961441870b59a758583d5af (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Sob a ótica da Teoria de Cópulas, a modelagem multidimensional pode ser considerada decorrente de dois processos: estimação das funções de distribuição acumulada marginais e modelagem de uma estrutura de dependência multidimensional que age sobre tais funções de distribuição marginais, sendo esta última, denominada cópula. Neste trabalho, as funções de distribuição acumulada marginais de interesse correspondem à função de distribuição acumulada do máximo de uma variável aleatória e, consequentemente, a Teoria de Valores Extremos apresenta-se como uma alternativa natural para a modelagem das distribuições marginais. Nesta dissertação, serão estudados os tipos de dependência entre variáveis aleatórias, a construção e implementação de modelos de Teoria de Cópulas assim como, os resultados básicos de convergência utilizados na Teoria de Valores Extremos. Sob o escopo da Teoria de Valores Extremos, os métodos de estimação pontual de Máxima Verossimilhança e L-momentos serão comparados através de algumas simulações e, adicionalmente, serão abordadas as condições que asseguram a validade das propriedades assintóticas do Método de Máxima Verossimilhança bem como as principais propriedades de ambos os métodos citados. As teorias citadas serão aplicadas no contexto de Lingüística na modelagem multidimensional de características do sinal acústico observadas em regiões de baixa, média e alta freqüência de frases das línguas inglesa e francesa / Abstract: In the copula theory we can interpret a multidimensional distribution as a result of two processes, namely, marginal cumulative distribution function estimation and dependence structure estimation. The latter, called copula, is employed to aggregate the marginal distributions. In this work, the marginal distributions correspond to the maximum value of random variables. Thus, the extreme value theory, in particular the generalized extreme value distribution, is a natural way to model the marginal distribution. Some theoretical aspects will be studied in order to obtain knowledge the principal results of concerning the convergence in distribution associated with maximum likelihood estimation and L-moments estimation. This strategy is essential because the generalized extreme value distribution represents a nonregular case. Some simulation were performed in order to compare the behavior of the method. We will also take into account trivariate copula models such as Kimeldorf and Sampson model and Gumbel model. We will use maximum likelihood method for the point estimation in copula models. Finally, we will apply extreme value theory and copula model in a linguistic problem. Preciselly, we will consider signal coming from the three different frequence classes modeled both English and French languages / Mestrado / Mestre em Estatística

Orientador: Aluisio de Souza Pinheiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-07T20:15:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abreu_GabrielCoelhoGoncalvesde_M.pdf: 2309026 bytes, checksum: 4a857ceb54e460ea976576c36730e349 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A análise de dados de expressão gênica tem sido de grande importância nas mais variadas áreas do desenvolvimento humano, como agricultura, melhoramento animal e medicina. Apesar dos avanços na área de estatística genética, a análise desse tipo de dados pode ser complexa e de difícil execução. Os investimentos já feitos nos últimos anos em pesquisa laboratorial podem levar a resultados concretos (melhoramento genético, vacinas genéticas, patentes) em pouco tempo, sob a correta interpretação dos resultados. Como a análise é feita em milhares de genes, existem problemas de comparações múltiplas, excedendo substancialmente o valor nominal de cada teste. Atualmente, em biologia, o problema de testes múltiplos se tornou uma norma, e não uma excessão. Assim, soluções sugeridas englobam o controle da taxas de erro, como o FDR (False discovery rate). O estudo da distribuição empírica dos p-valores, obtidos através dos testes estatísticos, pode ser realizado sob um modelo de mistura finita de distribuições beta. Sugere-se a utilização da distribuição beta generalizada com três parâmetros, mais flexível que a beta padrão. Faz-se um estudo da estimação paramétrica e semi-paramétrica no modelo proposto. São feitos estudos de simulação e aplicação a dados reais / Abstract: The analysis of gene expression data has been of great importance in many fields of human knowledge, as agriculture, animal breeding, and medicine. Despite the continuous progress of statsitical genetics, the analysis of such data can be complex and of difficult evaluation. The investments done in the last years in laboratorial research can lead to important results in short time under the correct interpretation of data. As the analysis are done under a huge amount of data, multiple comparison problems are present, resulting in a redction of the nominal confidence of each test. Nowadays, in biologi and related fields, multiple testing problems has become a reality. Thus, among possible solutions is the control of error rates, such the FDR (False discovery rate). The estimation of the p-values distribution, obtained through statistical tests, can be evaluated by a finite mixture model of beta distributions. The use of generalized beta distribution with three parameters, a more frexible distribution, is sugested. The parametric and semi-parametric estimations are studied over the proposed model. Simulations and a application to real data are considered. / Mestrado / Mestre em Estatística

Orientador: Dalton Soares Arantes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T20:24:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_MarceloMenezesde_M.pdf: 9696779 bytes, checksum: da449103276f368a5cd5176ae741aeca (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo estudar os modelos e a predição de tráfego com características auto-similares (fractais) em redes de comunicações de faixa larga, como por exemplo, a rede ATM (Asynchronous Transfer Mode). Para isto, são estudados os principais modelos de processos estocásticos auto-similares, bem como os métodos utilizados para estimação do grau de auto-similaridade de uma série temporal. São também estudadas as principais conseqüências do fenômeno da auto-similaridade no problema da predição, estimação e controle do tráfego em redes de alta velocidade. Para fins de predição, avalia-se o uso de preditores lineares (filtros FIR) e não-lineares, estes últimos representados pelas redes neurais do tipo perceptron multicamadas FIR e Redes de Funções de Base Radiais (Radial Basis Function). A eficácia dos preditores estudados é analisada através da predição de tráfego real de redes locais Ethernet. Além disso, propõe-se um algoritmo adaptativo, baseado no algoritmo EM (Expectation- Maximization), para estimação dos parâmetros de uma mistura de densidades Gaussianas / Abstract: The purpose of this work is to study the modeling and predietion of self-similar traffie signals in broadband telecommunications networks (ATM networks, for example). With this in mind, we study the main models of self-similar random processes, as well as the estimation methods for the degree of self-similarity of time series. We also study the eonsequenees of statistic self-similarity in problems like prediction, estimation and traffie control in high-speed networks. For the particular case of prediction, we investigate the use of linear FIR filters and non-linear predietors, the latter being represented by FIR multilayer perceptron and by Radial Basis Function (RBF) neural networks. The performanee of predictors is evaluated with real LAN Ethernet traffie. Finally, we propose an adaptive algorithm, based on the EM algorithm (Expectation-Maximization), for real time estimation of the parameters of a mixture of Gaussian densities / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Robson Pederiva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T02:53:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_GilbertoPechotode_D.pdf: 10688875 bytes, checksum: fb744df0fd371e40e7782c8c85921d94 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Um dos fatores do grande interesse no desenvolvimento de novas técnicas de detecção de falhas é devido ao aumento da demanda da indústria em relação a segurança de seus sistemas, sendo eles supervisionados e monitorados para que as falhas sejam sanadas o mais rápido possível e que os distúrbios em operação normal não causem uma deterioração da performance dos mesmos. Neste trabalho, desenvolveu-se uma metodologia para detecção e localização de falhas em sistemas mecânicos utilizando observadores de estado de ordem reduzida. O método pode reconstruir os estados não medidos ou os valores provenientes de pontos de difícil acesso no sistema. Os parâmetros de interesse sujeitos a falhas são escolhidos, projetando-se um observador global otimizado para análise de todo o sistema considerando possíveis perturbações aleatórias na excitação, na resposta e falhas nos sensores. Projeta-se também observadores robustos a estes parâmetros de interesse, que localizam possíveis falhas ou irregularidades no sistema. Para os componentes que necessitem de um acompanhamento periódico devido às suas grandes solicitações ou falhas constantes, montam-se observadores com um sistema de alarmes que gera uma curva de tendências em um sistema automático para detecção e localização de falhas desenvolvido neste trabalho. Para os sistemas simulados e experimental, fez-se análises da performance transiente e em regime permanente, excitando-se os sistemas com força impulsiva, força senoidal, ruído aleatório, combinações dos mesmos, etc. Os resultados foram bons quando comparados com outros métodos e pôde-se também verificar os resultados através de uma bancada de testes / Abstract: The development of new faults detection techniques is necessary because of increasing demands from industries on reliability and safety in mechanical systems. They must be supervised such that occurrence of failures can be accommodated as quickly as possible because they can cause an unacceptable deterioration of the systems performance. In this work, we have developed a methodology to Detect and Isolate Faults in mechanical systems using reduced order state observers. We can monitor unmeasureble variables and the method selects the parameters from components that may fault during the process and constmcts an otimized global observer to analyze alI the system considering random noises in the excitation, in the response and sensor faults. To isolate component failures via robust observation, an automatic system with a bank of detection observers is constmcted, where each observer is only sensitive to one specified component failure while robust to alI other component failures. We have analized the transient and steady-state performance by exciting the system with impulsive force, sinosoidal force, random noise etc. The results were good when we compare them with other methods and we have verified the results through a testing rig / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, abordamos um problema de otimização de parâmetros da biofísica em que o objetivo é a obtenção da taxa média de concentração de substrato no fígado. Este problema é altamente não-linear, multimodal e com função-objetivo não-diferenciável. Resolvemos o mesmo através de métodos de otimização da literatura e introduzimos três métodos de otimização. Os métodos introduzidos neste trabalho são baseados na hibridização de um método estocástico, que explora o espaço de busca, com um método determinístico de busca direta, que faz uma busca local mais refinada nas áreas mais promissoras deste espaço. Os novos métodos são comparados aos da literatura e é verificado que o desempenho dos primeiros é superior. / In this work, we attack a parameter optimization problem from Biophysics, where the aim is to obtain the substrate concentration rate of a liver. This problem is highly non-linear, multimodal, and with non-differentiable objective-function. We solve it using optimization methods from the literature and three methods introduced in this work. The latter methods are based on the hybridization of a stochastic technique which explores the search space, with a direct search deterministic technique which exploits the most promising areas. Our results show that the new optimization methods perform better than those from the literature.