Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5329_1.pdf: 5018376 bytes, checksum: 34f62583cadcdf315aec5c36cd236a0c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Banco de filtros e wavelets são ferramentas da Engenharia, definidas sobre o corpo dos complexos, com diversas aplicações. Esta dissertação introduz a teoria de banco de filtros e wavelets, definidas sobre corpos finitos, em estruturas cíclicas e não cíclicas. O problema de se definir banco de filtros de dois canais e decomposição em wavelets para corpos de característica dois foi resolvido, propiciando uma nova condição de reconstrução perfeita para esse tipo de estrutura. São apresentadas e sugeridas aplicações nas áreas de segurança de dados, códigos corretores de erros, multiplexação e espalhamento espectral para essas novas ferramentas

Orientador: Celso Luiz da Silva / Banca: Geraldo Luiz Palma / Banca: José Roberto Simões Moreira / Resumo: Com o advento de normas e restrições cada vez mais rígidas por parte dos órgãos ambientais, em virtude da crescente preocupação com as modificações climáticas recentes geradas pela contínua descarga de emissões poluentes na atmosfera, torna-se essencial a implantação de equipamentos que amortizem ou eliminem esses resíduos. Por se tratar fundamentalmente de uma questão de saúde pública, atualmente a implantação de qualquer planta industrial que possa gerar impacto ambiental, ou até mesmo adequação de equipamentos já instalados para a não geração de poluentes ou geração dentro de limites adequados, passa cada vez mais por fiscalização rigorosa dos órgãos ambientais. Para este estudo, foi implantado um sistema de tratamento de gases pós-caldeira de queima de resíduos sólidos (bagaço de cana). Os gases oriundos do processo são transportados através de duto passando pelo precipitador do tipo ciclone e coletor do tipo filtro de mangas. O comportamento dos gases e filtro de mangas foi monitorando constantemente para coleta de dados através de termopares e transmissor de pressão, sendo ao final do período de operação feita a análise da composição dos gases antes e após filtro de mangas, além da análise do elemento filtrante. Os resultados das análises de NOx e material particulado, demonstrando eficiência de filtração acima de 99% como esperado juntamente com os dados de temperatura e pressão em níveis pertinentes a um sistema de tratamento de gases com coletor tipo filtro de mangas, corroboram o que se queria demonstrar come este estudo, que é a possibilidade do uso de filtros de tecido para tratamento de gases oriundos da combustão de resíduos sólidos / Abstract: With the advent of standards and increaingly stringent restrictions by environmental agencies due to the increasing concern about the recent climate changes generated by the continuous discharge of pollutants emitted into the atmosphere, it becomes essential that the deployment of equipment or disposal of such reduce residues. Because it is fundamentally a public health issue, currently the implementation of any industrial plant that can generate environmental impact, or even fitness equipment already intalled for the non-generation of pullutants or generation within appropriate limits, is increasingly on strict enforcement of the environmental agency. For this study, we implemented a system of post-treatment gas from a boiler burning solid waste. The gases from the process are transported by pipeline passing through the cyclone and the bag filter were constantly monitored to collect data using thermosensors and pressure transmitters, and at the end of the operation in was made the anlysis of the gas coposition before and after the bag filter, besides the analysis filter element. The results of te analysis of NOx and particulate matter, demonstrating high filtration efficiency above 99% as expected along with the data of temperature and pressure at levels relevant to a gas treatment system eith a bag filter collector type, corroborate what was expected from this study demonstrate that it is possible to use fabric filters for treating gases from the combustion of solid waste / Mestre

Um componente fundamental no sistema de um robô móvel consiste na habilidade de localizar-se acuradamente, o que envolve estimar sua postura em relação a uma representação global do espaço. A especificação geral de uma abordagem de localização baseada em dados sensoriais possui uma estimativa inicial da postura do robô e usa os dados coletados pelos sensores, em conjunto com um mapa do ambiente, para produzir uma estimativa mais precisa da postura, que oferece um valor de maior confiança em relação à postura real do robô. Uma dificuldade é que os dados sensoriais são corrompidos por erros de medidas derivados de diversas fontes, como ruídos, quantização, dispositivos de digitalização, deslizamentos do robô, entre outras. Sensores distintos medem diferentes propriedades físicas, corrompidas por diversos erros de medida. O uso de dados oriundos de vários sensores fornece informação redundante e complementar, que pode ser processada para derivar uma estimativa combinada com o objetivo de aumentar a confiança na estimativa final da postura. Nesta dissertação é proposto ELViS, um sistema que estima a localização de um robô móvel equipado com odômetros, uma câmera de vídeo e um semi-anel frontal de 8 sonares, o qual opera, com sucesso, em um ambiente interno, estruturado e estático. Assume-se que o robô navega sobre uma superfície plana e que diversos segmentos de retas possam ser identificados nas imagens do ambiente. Para aumentar a seletividade dos marcos visuais e diminuir a complexidade computacional no processamento e correspondência dos dados com os modelos, elementos do ambiente são representados por modelos minimalistas, possibilitando o uso do ELViS em um grande número de aplicações onde o custo ou tempo de execução sejam fatores limitantes. ELViS foi implementado e testado utilizando dois estimadores baseados em Filtro de Kalman. Os resultados, obtidos com robôs reais e em simulações, indicam direções bastante promissoras. / A key component of a mobile robot system is the ability to localize itself accurately, which involves estimating its pose with respect to some global representation of space. The general specification of a sensor-based localization approach starts with an initial estimate of the robot\'s pose and uses sensor data in conjunction with a map to produce a refined pose estimate that has an increased confidence about the true pose of the robot. One of the main difficulties is that sensor data is corrupted by measurement errors. These errors can arise from noise, quantization, digitalization artifacts, wheel slippage, and other such sources. Different sensors measure different physical properties, which are corrupted by different sources of measurement errors. The use of data from multiple sensors provides redundant and complementary information that can be processed to obtain a combined estimate aiming at an increase in the confidence of the final pose estimate. In this work we propose ELViS, a system that estimates the localization of a mobile robot equipped with odometers, a video camera and a frontal semi-ring of 8 sonar sensors, and that operates successfully in stationary and structured indoor environments. It is assumed that the robot navigates on flat surfaces and that straight lines can be identified in the environment image acquired by the camera. To increase selectivity of the landmarks and reduce computational complexity in data processing and matching to the map, environment features are represented using minimalist models in the map. This allows the use of ELViS in a large number of applications where tight budget or execution time constraints exist. ELViS has been implemented and tested using two estimators based on the Kalman Filter. The results, obtained with the real robots and in series of simulation runs, indicate promising directions.

No campo do processamento digital de sinais e em especial da filtragem adaptativa, procura-se continuamente algoritmos que sejam rápidos e simples. Neste contexto, este trabalho apresenta o estudo de novos algoritmos de tempo discreto denominados algoritmos aceleradores (completo, regressivo e progressivo), obtidos a partir da discretização de um algoritmo de tempo contínuo baseado no ajuste da segunda derivada (aceleração) da estimativa dos parâmetros. Destes algoritmos optou-se por estudar mais aprofundadamente os algoritmos aceleradores progressivo e regressivo, devido respectivamente a sua menor complexidade computacional e ao seu desempenho. Para este estudo e análise foram escolhidos como base de comparação os algoritmos LMS e NLMS. Isto porque estes algoritmos estão entre os mais usados e, assim como os algoritmos aceleradores, podem ser obtidos a partir da discretização de algoritmos de tempo contínuo através dos métodos de Euler progressivo e regressivo respectivamente. A análise do algoritmo progressivo mostrou que seu desempenho é inferior ao do algoritmo LMS. Visando diminuir a complexidade computacional do algoritmo acelerador regressivo, foi obtido um novo algoritmo: o versão g. Assim a análise focou-se no algoritmo acelerador regressivo versão g, o qual apresentou um desempenho bom quando comparado no desajuste e no tracking com o algoritmo NLMS, mostrando um melhor compromisso entre velocidade de convergência e variância das estimativas. Este bom desempenho foi comprovado por análises teóricas, por simulações e através da aplicação deste algoritmo na equalização de um canal variante no tempo. / In the digital signal processing field and specially in adaptive filtering, there is a constant search for algorithms both simple and with good performance. This work presents new discrete-time algorithms called accelerating algorithms (APCM and ARg), obtained through the discretization of a continuous-time algorithm that uses the second derivate (acceleration) to adjust the parameter estimates. We provide theoretical analyses for both algorithms, finding expressions for the mean and mean-square errors in the parameter estimates. In addition, we compare the performance of the accelerating algorithms with LMS and NLMS. The analysis of the APCM algorithm showed that its performance is inferior to that of the LMS algorithm. On the other hand, the ARg algorithm presented good performance when compared in terms of misadjustment and tracking with the NLMS algorithm, showing a better compromise between convergence speed and variance of the estimates. This better performance was proven by theoretical analyses, by simulations and through the application of this algorithm to the equalization of a time-variant channel.

A retenção de particulados oriundos da combustão apresenta-se como um dos maiores problemas em sistemas de geração de energia a partir de carvão (IGCC), e tem como principais objetivos evitar incrustações e minimizar as emissões de poluentes atmosféricos. Para a remoção destes gases e particulados tem se mostrado conveniente a utilização de tecnologias de remoção que não utilizem água como veículo, o que reduziria o impacto ambiental e os custos para o tratamento dos efluentes gerados. Dentro destas características se enquadram os filtros granulares de leito fixo ou móvel. A proposta deste trabalho consiste no estudo de um filtro granular de leito fixo inicialmente em escala de bancada para futura remoção de material particulado seco oriundo da queima do carvão. Primeiramente foi feito um estudo do modelo do filtro utilizando o simulador comercial ANSYS CFX 11.0, como ferramenta computacional. Neste estudo foi possível verificar a perda de carga do leito, a velocidade do gás na entrada do leito, linhas de corrente do gás e pontos de turbulência e recirculação anterior à experimentação. A partir destes resultados preliminares foi possível a continuação do trabalho experimental que se deu em 3 etapas. A primeira foi o cálculo do perfil de velocidade do gás, a segunda a calibração da placa de orifício, instrumento de medida de velocidade e, por fim, as medias de perda de carga por diferença de pressão. Com os dados coletados calculou-se a permeabilidade hidráulica do leito, valor este aplicado ao modelo computacional para comparação com a permeabilidade teórica. Os resultados finais de perda de carga para o filtro, principal objetivo do trabalho, estão dentro do esperado e torna possível a continuidade do projeto para estudos futuros. / The particulate retention from combustion is presented with one of the biggest problems in systems of power generation from coal (IGCC), and has as main objectives to avoid fouling and minimize emissions of air pollutants. For the removal of these gases and particles has been shown convenient to use removal technologies that do not use water as a vehicle, which would reduce the environmental impact and costs for the treatment of effluents. In these characteristics are framed the fixed bed granular filter or moving bed granular filter. The purpose of this work is to study a fixed-bed granular filter initially in bench scale, for future removal of dry particulate material derived from burning coal. First a study was made of the filter model using the commercial simulator ANSYS CFX 11.0 as a computational tool. In this study it was possible to verify the pressure drop of the bed, the gas velocity at the entrance of the bed, current lines and gas recirculation and turbulence points before the experimentation. From these preliminary findings, it was possible to further experimental work was made in three steps. The first was the calculation of the velocity profile of the gas, the second orifice plate calibration, the measuring instrument speed, and finally the medium pressure drop by the pressure difference. With the collected data used to calculate the hydraulic permeability of the bed, a value applied to the computational model for comparison with theoretical permeability. The final results of loss for the filter, the main objective of this study are as expected and makes possible the continuation of the project for future studies.

Um componente fundamental no sistema de um robô móvel consiste na habilidade de localizar-se acuradamente, o que envolve estimar sua postura em relação a uma representação global do espaço. A especificação geral de uma abordagem de localização baseada em dados sensoriais possui uma estimativa inicial da postura do robô e usa os dados coletados pelos sensores, em conjunto com um mapa do ambiente, para produzir uma estimativa mais precisa da postura, que oferece um valor de maior confiança em relação à postura real do robô. Uma dificuldade é que os dados sensoriais são corrompidos por erros de medidas derivados de diversas fontes, como ruídos, quantização, dispositivos de digitalização, deslizamentos do robô, entre outras. Sensores distintos medem diferentes propriedades físicas, corrompidas por diversos erros de medida. O uso de dados oriundos de vários sensores fornece informação redundante e complementar, que pode ser processada para derivar uma estimativa combinada com o objetivo de aumentar a confiança na estimativa final da postura. Nesta dissertação é proposto ELViS, um sistema que estima a localização de um robô móvel equipado com odômetros, uma câmera de vídeo e um semi-anel frontal de 8 sonares, o qual opera, com sucesso, em um ambiente interno, estruturado e estático. Assume-se que o robô navega sobre uma superfície plana e que diversos segmentos de retas possam ser identificados nas imagens do ambiente. Para aumentar a seletividade dos marcos visuais e diminuir a complexidade computacional no processamento e correspondência dos dados com os modelos, elementos do ambiente são representados por modelos minimalistas, possibilitando o uso do ELViS em um grande número de aplicações onde o custo ou tempo de execução sejam fatores limitantes. ELViS foi implementado e testado utilizando dois estimadores baseados em Filtro de Kalman. Os resultados, obtidos com robôs reais e em simulações, indicam direções bastante promissoras. / A key component of a mobile robot system is the ability to localize itself accurately, which involves estimating its pose with respect to some global representation of space. The general specification of a sensor-based localization approach starts with an initial estimate of the robot\'s pose and uses sensor data in conjunction with a map to produce a refined pose estimate that has an increased confidence about the true pose of the robot. One of the main difficulties is that sensor data is corrupted by measurement errors. These errors can arise from noise, quantization, digitalization artifacts, wheel slippage, and other such sources. Different sensors measure different physical properties, which are corrupted by different sources of measurement errors. The use of data from multiple sensors provides redundant and complementary information that can be processed to obtain a combined estimate aiming at an increase in the confidence of the final pose estimate. In this work we propose ELViS, a system that estimates the localization of a mobile robot equipped with odometers, a video camera and a frontal semi-ring of 8 sonar sensors, and that operates successfully in stationary and structured indoor environments. It is assumed that the robot navigates on flat surfaces and that straight lines can be identified in the environment image acquired by the camera. To increase selectivity of the landmarks and reduce computational complexity in data processing and matching to the map, environment features are represented using minimalist models in the map. This allows the use of ELViS in a large number of applications where tight budget or execution time constraints exist. ELViS has been implemented and tested using two estimators based on the Kalman Filter. The results, obtained with the real robots and in series of simulation runs, indicate promising directions.

O filtro de Kalman estendido tem sido a mais popular ferramenta de filtragem não linear das últimas quatro décadas. É de fácil implementação e apresenta baixo custo computacional. Nos casos nos quais as não linearidades do sistema dinâmico são significativas, porém, o filtro de Kalman estendido pode apresentar resultados insatisfatórios. Nessas situações, o filtro de Kalman unscented substitui com vantagens o filtro de Kalman estendido, pois pode apresentar melhores estimativas de estado, embora ambos os filtros exibam complexidade computacional de mesma ordem. A qualidade das estimativas de estado do filtro unscented está intimamente ligada à sintonia dos parâmetros que controlam a transformada unscented. A versão escalada dessa transformada exibe três parâmetros escalares que determinam o posicionamento dos pontos sigma e, consequentemente, afetam diretamente a qualidade das estimativas produzidas pelo filtro. Apesar da importância do filtro de Kalman unscented, a sintonia ótima desses parâmetros é um problema para o qual ainda não há solução definitiva. Não há nem mesmo recomendações heurísticas que garantam o bom funcionamento do filtro unscented na maior parte dos problemas tratáveis por meio de filtros Gaussianos. Essa carência e a importância desse filtro para a área de filtragem não linear fazem da busca por mecanismos de sintonia automática do filtro unscented área de pesquisa ativa. Assim, este trabalho propõe técnicas para sintonia automática dos parâmetros da transformada unscented escalada. Além da sintonia desses parâmetros, também é abordado o problema de sintonizar as matrizes de covariância dos ruídos de processo e de medida demandadas pelo modelo do sistema dinâmico usado pelo filtro unscented. As técnicas propostas cobrem então a sintonia automática de todos os parâmetros do filtro. / The extended Kalman filter has been the most popular nonlinear filter of the last four decades. It is easy to implement and exhibits low computational cost. When nonlinearities are significant, though, the extended Kalman filter can display poor state estimation performance. In such situations, the unscented Kalman filter can yield better state estimates, while displaying the same order of computational complexity as the extended Kalman filter. The quality of the state estimates produced by the unscented Kalman filter is directly influenced by the tuning of the scalar parameters that govern the unscented transform. The scaled version of the unscented transform features three scalar parameters that determine the positioning of the sigma points, thus directly affecting the filter state estimation performance. Despite the importance of the unscented Kalman filter, the optimal tuning of the scaled unscented transform parameters is still an open problem. This work hence discusses algorithms for the automatic tuning of the unscented transform parameters. The discussion includes the tuning of the needed noise covariance matrices, thus covering the automatic tuning of all parameters of the unscented Kalman filter.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major de Automação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Em função da preocupação com a saúde do consumidor, a maioria das formulações cosméticas tem sido acrescida de filtros solares e substâncias ativas antioxidantes, tais como vitaminas, para a proteção dos danos causados na pele pelos raios solares, entretanto, o uso de associações fotoinstáveis pode levar à formação de intermediários reativos que podem promover dermatites de contato e reações fototóxicas na pele, o que leva à necessidade da comprovação da segurança desses produtos frente a exposição à radiação solar. Há um grande empenho da comunidade científica para a utilização de testes alternativos ao uso de animais de experimentação sendo que o teste de fototoxicidade 3T3 NRU PT, em cultura de fibroblastos tem sido o preconizado para a essa finalidade. Assim, o objetivo deste projeto foi a avaliação da fotoestabilidade e da fototoxicidade de formulações fotoprotetoras contendo diferentes associações de filtros solares e estabilizadores de filtros solares, associados ao retinol e ao palmitato de retinila, por meio do uso de CLAE e cultura de fibroblastos, respectivamente. Para tal, foram desenvolvidas formulações fotoprotetoras contendo diferentes filtros solares que foram acrescidas ou não de retinol ou de palmitato de retinila, e de estabilizadores de filtros solares, que são utilizados para melhorar a sua fotoestabilidade. Nesse estudo, amostras das formulações foram aplicadas em lâminas de vidro e expostas à radiação UVA/UVB, a seguir, foram realizadas análises por CLAE, para dosagem do teor de filtros solares e vitaminas, e foi realizado estudo de espectrofotometria no UV, em que foi determinada a razão da absorção na faixa UVA/UVB. A fototoxicidade das associações de filtros solares, estabilizadores e vitaminas foi avaliada por meio do uso de cultura de fibroblastos 3T3, que foi submetida à radiação UVA para a determinação da viabilidade celular na presença e ausência da radiação. Os resultados obtidos nos sugerem que, no estudo por CLAE, bemotrizinol foi considerado o melhor estabilizador para ambas as vitaminas. No estudo por espectrofotometria no UV, as formulações contendo avobenzona / vitaminas foram consideradas fotoinstáveis, e apenas o bemotrizinol aumentou a fotoestabilidade da avobenzona associada a ambas as vitaminas. No estudo de fototoxicidade, a avobenzona, o dietilexilnaftalato e o retinol apresentaram potencial fototóxico. As associações que continham avobenzona / palmitato de retinila e avobenzona / retinol foram consideradas fototóxicas. A presença do estabilizador dietilexilnaftalato reduziu o potencial fototóxico das associações avobenzona / vitaminas e a presença do estabilizador bemotrizinol reduziu o potencial fototóxico da associação avobenzona / palmitato de retinila. Os resultados encontrados no presente estudo são promissores uma vez que algumas associações consideradas fotoestáveis apresentaram potencial fototóxico, mostrando a importância da realização de ambos os estudos no desenvolvimento / avaliação de formulações fotoprotetoras estáveis e seguras ao uso. / Due to consumer health concern, many cosmetic formulations has been supplemented by UVfilters and antioxidants such as vitamins, for the protection of UV-induced skin damages; however, the use of photounstable combinations can lead to the formation of reactive intermediates which may induce contact dermatitis and phototoxic reactions in the skin, which leads to the necessity of proving the safety of these products before exposure to solar radiation. There is a great effort by the scientific community to promote the alternatives to animal testing, whereas the 3T3 NRU phototoxicity test in cultured fibroblasts has been validated and recommended for this purpose. The objective of this project was to evaluate the photostability and phototoxicity of sunscreen formulations containing different combinations of photostabilizers and UV-filters, combined with retinol and retinyl palmitate, by using HPLC and fibroblast cultures, respectively. For this purpose, sunscreen formulations developed with different UV-filters were added or not of retinol or retinyl palmitate, and photostabilizers, which are used to improve the photostability. Firstly, samples of the formulations were applied on glass slides and exposed to UVA / UVB radiation, then, they were analyzed by HPLC, to determine the concentration of UV-filters and vitamins, and by UV spectrophotometry, to determine the UVA / UVB absorption ratio. Phototoxicity of combinations of UV-filters, photostabilizers and vitamins was evaluated by using the 3T3 fibroblast cultures, which was exposed to UV radiation for the determination of cell viability in the presence and absence of radiation. The obtained results suggested that, in the HPLC study, bemotrizinol was considered the best photostabilizer for both vitamins. In the UV spectrophotometry study, formulations containing avobenzone / vitamins were considered photounstable, and only bemotrizinol increased photostability of avobenzone combined with both vitamins. In the phototoxicity study, avobenzone, diethylhexylnaphthalate and retinol showed phototoxic potential. The combinations containing avobenzone / retinyl palmitate and avobenzone / retinol were considered phototoxic. The presence of the stabilizer diethylhexylnaphthalate reduced the phototoxic potential of avobenzone / vitamins combinations and the presence of bemotrizinol reduces the phototoxic potencial of avobenzone / retinyl palmitate combination. The results of the present study are promissory since some combinations that were considered photostable presented phototoxic potential, showing the importance of performing both studies in the development / evaluation of stable and safe sunscreen formulations.