O cloro é comumente adicionado à água potável como um desinfetante, para induzir um ambiente oxidativo, a fim de eliminar os agentes patógenos e desativar os compostos orgânicos. O equilíbrio que o cloro desenvolve na solução aquosa forma o íon ClO-, que confere à água um sabor indesejável. Em contato com superfícies redutoras, como a superfície do carvão ativado, o íon ClO- é transformado em Clresultando em água purificada sem sabor. Com o objetivo de produzir filtros para remoção de cloro da água potável, filtros de carvão ativado foram produzidos por prensagem, na forma cilíndrica, com um diâmetro externo entre 25mm a 45mm, diâmetro interno entre 8mm a 10mm, e comprimento entre 70mm a 270mm. A capacidade de remoção de cloro de água contendo ClO- pelos filtros produzidos foi avaliada em ensaios de curta duração (30 minutos). Os resultados foram correlacionados ao teor de ligante, tamanho de partícula do carvão ativado e à força de prensagem nas características dos filtros produzidos e sua relação com a estabilidade, pressão de gotejamento através do filtro, densidade, distribuição de tamanho de poros e resistência mecânica dos filtros. Ensaios de longa duração (6 horas) foram realizados com filtros selecionados e comparados com um comercial. A microestrutura foi investigada por microscopia eletrônica de varredura, porosimetria de mercúrio e medições de densidade. Os resultados mostraram que a melhor amostra foi aquela produzida com poliuretano Soft (TUBICOAT® PUS) como ligante, carvão ativado de granulometria fina (KEC#100-325), um teor intermediário de ligante e prensada com 10kN e que nos testes de longa duração os filtros produzidos obtiveram resultados semelhantes quando comparados com o filtro comercial testado. A densidade volumétrica do carvão ativado é um dos principais fatores para maximizar a remoção de cloro. / Chlorine is commonly added to potable water as a disinfectant, to induce oxidative environment in order to eliminate waterborne pathogens and deactivate organic compounds. The equilibrium that chlorine develops in water solution forms the ion ClO-, which gives to the water an undesirable taste. In contact with the reductive surfaces, like activated carbon surface, the ion ClO- is turned into Clresulting in purified water without taste. With the aim to produce filters to remove chlorine from drinking water, activated carbon filters were produced by pressing, in cylindrical shape with an outer diameter between 25mm and 45mm, internal diameter between 8mm and 10mm, and length between 70mm and 270mm. The capacity to remove chlorine from water containing ClO- by the produced filters was evaluated in tests of short duration (30 minutes). The results were co-related to the binder content, particle size of activated carbon and the pressing force in the produced filter characteristics and its relationship with the stability, pressure drop through the filter, density, pore size distribution and mechanical strength of the filters. Trials of long duration (6 hours) were conducted with selected filters and compared to a commercial one. The microstructure was investigated by scanning electron microscopy, mercury porosimetry and density measurements. The results showed that the best sample was the one produced polyurethane Soft (TUBICOAT® PUS) as a binder, fine granulated activated carbon (KEC#100- 325), an intermediate amount of binder and pressed with 10kN and that in the longterm tests the produced filters got similar results when compared with the commercial filter tested. The volumetric density of the activated carbon is one of the main factors to maximize the chlorine removal.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-02T04:12:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345510.pdf: 8179542 bytes, checksum: c7d616d9dbca1730bc9064d7782ee7f2 (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho de pesquisa trata da modelagem estocástica de dois algoritmos adaptativos bem conhecidos na literatura, a saber: o algoritmo FxLMS (filtered x least mean square) e o algoritmo NLMS (normalized least mean square). Particularmente, para o algoritmo FxLMS são desenvolvidos dois modelos estocásticos, ambos considerando aplicações de controle e/ou equalização ativa de ruído periódico, porém em diferentes estruturas (monocanal e multicanal). Baseado nas expressões de modelo obtidas, diversos aspectos do comportamento do algoritmo FxLMS são discutidos, evidenciando o impacto dos parâmetros do algoritmo sobre seu desempenho. Para o algoritmo NLMS, são propostos dois modelos estocásticos, ambos considerando a aplicação de identificação de sistemas tanto com sinal de entrada branco gaussiano quanto correlacionado gaussiano. Especificamente, o primeiro modelo do algoritmo NLMS é derivado assumindo que o filtro adaptativo e a planta a ser estimada podem possuir ordens diferentes (tal suposição, que é condizente com cenários práticos, não é usualmente tratada na literatura devido às dificuldades matemáticas surgidas no desenvolvimento da modelagem estocástica). O segundo modelo do algoritmo NLMS considera uma formulação matemática mais geral (quando comparada a outros trabalhos da literatura) para representar a planta a ser identificada, possibilitando a representação de diversos tipos de sistemas variantes no tempo; originando, assim, um modelo estocástico capaz de predizer o comportamento do algoritmo NLMS em uma ampla gama de cenários de operação. Resultados de simulação são apresentados, ratificando a precisão dos modelos estocásticos propostos, tanto na fase transitória quanto em regime permanente.<br> / Abstract : This research work focuses on the stochastic modeling of two well-known adaptive algorithms from the literature, namely: the filtered x least mean square (FxLMS) algorithm and the normalized least mean square (NLMS) algorithm. In particular, for the FxLMS algorithm two stochastic models are developed, both considering applications of active noise control and equalization of periodic noise, but in different structures (single channel and multichannel). Based on the obtained expressions, several aspects of the FxLMS algorithm behavior are discussed, highligting the impact of some parameters on the algorithm performance. For the NLMS algorithm, two stochastic models are proposed, both considering the application of system identification with white Gaussian and correlated Gaussian input signals. Specifically, the first model of the NLMS algorithm is developed assuming that the adaptive filter and the system to be identified can have different orders (such a supposition, which is consistent with practical scenarios, is not usually considered in the literature due to the mathematical difficulties ariasing in the development of the stochastic model). The second model of the NLMS algorithm considers a more general mathematical formulation (compared with other works from the open literature) to represent the system to be identified, allowing to represent several types of time varying systems; resulting in a stochastic model able to predict the NLMS algorithm behavior in several scenarios. Simulation results are presented, confirming the accuracy of the proposed stochastic models for both transient and steady state phases.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-02-06T03:14:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349771.pdf: 10515551 bytes, checksum: d6e6f97761e28c5a18bd2ca61612793a (MD5) Previous issue date: 2017 / A deficiência auditiva, também conhecida como surdez, consiste na perda parcial ou total da capacidade de audição de um indivíduo. De forma geral, essa limitação pode ser compensada pela utilização de aparelhos auditivos. Esses dispositivos são projetados não apenas para amplificar o campo acústico nas adjacências do ouvido, mas também para aumentar a inteligibilidade e o conforto acústico do usuário. Apesar do avanço da tecnologia digital, estudos recentes relatam a insatisfação dos usuários com relação a diferentes aspectos, entre eles: a amplificação do ruído ambiente, a realimentação acústica e o efeito de oclusão. Essas características tendem a reduzir o tempo de uso diário do aparelho pelos usuários.A realimentação acústica decorre do acoplamento acústico entre o alto-falante e o microfone do aparelho auditivo e se manifesta na forma de um apito estridente que causa desconforto físico ao usuário, podendo ser ouvido por pessoas no seu entorno. A prevenção da realimentação acústica usualmente é realizada através da limitação do ganho máximo do dispositivo, da utilização de canceladores ativos de realimentação ou do estreitamento ou fechamento do canal auditivo por um molde (de forma a aumentar a impedância acústica entre alto-falante e microfone). Embora o estreitamento ou fechamento do canal auditivo seja o método mais usual e efetivo, sua utilização resulta no chamado efeito de oclusão. O efeito de oclusão ocorre quando o aparelho auditivo, posicionado na porção cartilaginosa do canal, possui uma abertura de ventilação com tamanho insuficiente para promover a necessária dissipação de energia sonora conduzida ao canal auditivo através do crânio e da mandíbula, causando aumento significativo de potência em baixas frequências (predominantemente na faixa de 200 a 500 Hz) e fazendo com que o usuário ouça sua própria voz de forma abafada. Este trabalho apresenta, inicialmente, a análise de um sistema de cancelamento de realimentação na presença do efeito de oclusão. Simulações para validação do modelo mostraram que o efeito de oclusão não altera o desempenho do sistema de cancelamento. Como contribuição principal, um novo sistema adaptativo de controle ativo de ruído para reduzir o efeito de oclusão em aparelhos auditivos sem duto de ventilação é proposto. Em contraste com os canceladores de efeito de oclusão previamente desenvolvidos, esse sistema oferece uma estrutura de cancelamento não realimentada, que permite a análise de seu comportamento como um problema de identificação de um filtro linear com resposta ao impulso finita. Equações recursivas determinísticas foram derivadas para predição do erro quadrático médio e comportamento médio dos coeficientes, tanto para transitório como em regime permanente. Tais modelos são de particular interesse para os projetistas de aparelhos auditivos como ferramentas de guia para definir parâmetros ótimos, de forma a obter o desempenho desejado. As simulações computacionais concordam com as predições teóricas obtidas pelas equações derivadas, indicando uma redução média de 5,4 dB do efeito de oclusão na faixa de 200-500 Hz. Experimentos subjetivos corroboram a funcionalidade da arquitetura proposta. / Abstract : Hearing loss is the partial or total loss of hearing ability of an individual. In general, this limitation can be compensated by the use of hearing aids. These devices are designed not only to amplify the sound field in the vicinity of the ear, but also to increase the intelligibility and acoustic comfort of the user. Even with the advancement of digital technology, recent studies have reported the dissatisfaction of users with respect to several aspects, including: environmental noise amplification, acoustic feedback and occlusion effect. Such characteristics tend to reduce the daily use of the device by users.The acoustic feedback results from the acoustic coupling between the loudspeaker and the microphone of the hearing aid, and is manifested as a shrill whistle that causes physical discomfort to the user and it is perceived by the user and people around as an unpleasant sound. Prevention of acoustic feedback is usually accomplished by limiting the maximum gain of the device, the use of active feedback cancellers or by narrowing or closing of the auditory canal by a mould (in order to increase the acoustic impedance between loudspeaker and microphone). The narrowing or closure of the auditory canal is the most common and effective method, but its use reinforces the occlusion perception. The occlusion effect occurs when the earmould, placed in the cartilaginous part of the ear canal, has a ventilation oppening insufficient to dissipate the necessary acoustical energy conducted to the ear canal through the skull and jaw, resulting in a power increase at low frequencies (predominantly in the range of 200 to 500 Hz), leading the user to perceive a muffled version of his own voice.This work presents, initially, an analysis of a feedback system cancellation in the presence of the occlusion effect. The predicted results of the mean weight behaviour are compared with simulations to show that the occlusion effect does not affect the feedback system performance. Following, a new adaptive active-noise-control system to reduce the occlusion effect in unvented hearing aids is proposed. In contrast to previously developed occlusion-effect cancellers, this system is based on a feedforward cancelling structure that permits the analysis of its behaviour as a finite-impulse-response linear-filter identification problem. Deterministic recursive equations were derived with the aim to theoretically predict its mean square error and mean coefficient behaviour, both in transient and steady state conditions. Such models are of particular interest to hearing aid designers as guide tools for setting parameters to obtain a desired performance. Computational simulations accurately agree with theoretical predictions obtained by the derived equations, indicating a mean reduction of 5.4 dB of the occlusion effect in the range of 200?500 Hz. Subjective experiments corroborate the functionality of the proposed architecture.

O uso de técnicas de processamento digital de sinais e de processamento adaptativo de sinais possibilita a resolução de problemas que dificilmente seriam resolvidos do modo analógico convencional. O desenvolvimento da microeletrônica e da teoria de análise de sistemas discretos no tempo permitiu a aplicação destas técnicas para a resolução de problemas em "tempo real", com custo economicamente viável e com algumas caracteristicas vantajosas em relação a implementações analógicas. O presente trabalho evidencia a relação entre o problema de separação de sinais e a Instrumentação. Apresenta-se em detalhes o "cancelador adaptativo de ruído". É estudada a base teórica para o desenvolvimento de estruturas e algoritmos de filtros adaptativos. As principais estruturas e algoritmos de filtros adaptativos de resposta ao impulso de duração finita (FIR) são examinadas. São apresentados algoritmos para filtros adaptativos de resposta ao impulso de duração infinita (IIR.) e estrutura direta. Problemas que estas estruturas enfrentam são salientados. Mostra-se uma aplicação da técnica de· separação de sinais com filtros adaptativos ao problema de cancelamento de eco em linha telefônica. É implementado um cancelador de eco em um equipamento baseado no microprocessador TMS320C25. Os problemas de implementação em tempo real são discutidos. São feitas comparações de desempenho de algumas estruturas e algoritmos de filtros adaptativos para este problema. Medidas de desempenho do sistema implementado e sugestões para a sua melhoria são apresentadas. / The use of digitai signal processing and adaptive signal processing techniques makes it possible to solve problems that would hardly be solved by conventional analog techniques. The development of microeletronic and of discrete-time systems theory permitted the application of these techniques to the solution of real-time problems, with an economically viable cost and with some advantageous characteristi~s over analog technology implementations. The present work evinces the relation between the signals separation problem and lnstrumentation. The adapt_ive noise canceller is presented in details. It is studied the theoretical basis for the development of structures and algorithms of adaptive filters. The main structures and algorithms for adaptive filters with finite duration impulse response (FIR) are examined. Algorithms are presented for adaptive filters with infinite duration impulse response (IIR) and direct structure. Problems that these structures face are pointed out. An application of the technique of signals separation with adaptive filters to the problem of echo canceling in telephone lines is showed . An echo canceller is implemented on a TMS320C25 microprocessor based equipment. Problems of real-time implementation are discussed. Comparisons of some adaptive filter structures and algorithms performance for this problem are made. Measures of the implemented system performance and suggestions for its improvement are showed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:53:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331231.pdf: 2510325 bytes, checksum: ba8d7af695a3d791054290c617d07067 (MD5) Previous issue date: 2014 / A eficiência de compressores recíprocos de refrigeração doméstica é afetada diretamente pelo aquecimento do gás no filtro acústico de sucção. A presente dissertação consiste na investigação experimental da transferência de calor no filtro de sucção de um compressor recíproco de velocidade variável. O trabalho analisa os efeitos da velocidade de operação (1200, 2000 e 4000rpm) e da razão de pressão, dada por dois pares de temperaturas de evaporação e de condensação, (-15,0°C/40,0°C) e (-25,0°C/40,0°C), sobre a transferência de calor. Com a utilização de termopares e sensores de fluxo de calor obtêm-se medições de temperatura e de fluxo de calor nas diferentes condições de operação. Observou-se que a transferência de calor no filtro de sucção é fortemente afetada pela pressão de evaporação e pela velocidade do compressor. Com base nesses resultados, correlações de transferência de calor são propostas e comparadas com correlações disponíveis na literatura. Para o escoamento externo, a correlação de esfera apresentou resultados em boa concordância com os dados experimentais. No escoamento interno, a correlação de Dittus-Boelter e de Gnielinski forneceu resultados em concordância satisfatória para os tubos, mas o mesmo não acontecendo no interior dos volumes do filtro de sucção.<br> / Abstract : The efficiency of reciprocating compressors adopted for household refrigeration is directly affected by the refrigerant superheating along the suction muffler. This dissertation reports an experimental investigation of heat transfer in the suction muffler of a variable-speed compressor. The study analyzes the effects of compressor speed (1200, 2000 and 4000rpm) and pressure ratio, given by the evaporating/condensing temperatures of (15.0°C/40.0°C) and (-25.0°C/40.0°C), on the heat transfer. Thermocouples and heat flux sensors allowed measurements of temperature and heat flux for different operating conditions. The results showed that heat transfer in the suction muffler is strongly affected by the evaporating pressure and compressor speed. Based on the measurements, heat transfer correlations are proposed and compared with correlations available in the literature. Correlations developed for spheres provided results in good agreement with experimental data for the external surface. On the other hand, the correlation of Dittus-Boelter and Gnielinski provided satisfactory agreement with measurements for the flow through tubes, but the same not happening inside the volumes of the suction filter.

FERNANDES, C. A. R. Equalização adaptativa e autodidata de canais lineares e não-lineares utilizando o algoritmo do módulo constante. 2005. 148 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T18:18:00Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_carfernandes.pdf: 5547282 bytes, checksum: 77994c65f5b763d55a23f162c2ba4bd2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-06T17:03:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_carfernandes.pdf: 5547282 bytes, checksum: 77994c65f5b763d55a23f162c2ba4bd2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T17:03:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_carfernandes.pdf: 5547282 bytes, checksum: 77994c65f5b763d55a23f162c2ba4bd2 (MD5) Previous issue date: 2005-08-05 / This work studies and proposes algorithms to perform blind equalization of linear and nonlinear channels inspired on the Constant Modulus Algorithm (CMA). The CMA works very well for modulations in which all points of the signal constellation have the same radius, like in Phase Shift Keying (PSK) modulations. However, when the constellation points are characterized by multiple radii, like in Quadrature Amplitude Modulation (QAM) signals, the CMA does not work properly in many situations. Thus, the techniques proposed here are designed to improve the performance of the CMA, in terms of speed of convergence and residual error, when working with signals transmitted with multiple magnitude, in particular with QAM signals. As well as for the CMA, these techniques should have a good compromise among performance, complexity and robustness. To do so, the techniques use the last decided symbol to estimate reference radius to the output of the equalizer. In fact, they can be seen as modifi cations of the CMA and of some of its derivatives for constellations with multiple radii. The proposition of stochastic gradient algorithms is concluded with the development of new adaptive blind techniques to equalize channels with a Wiener structure. A Wiener fi lter consists of a linear block with memory followed by a memoryless nonlinearity, by using the CMA. We develop expressions for the adaptation of the equalizer using a unified notation for three diff erent equalizer filter structures: i) a Hammerstein filter, ii) a diagonal Volterra filter and iii) a Volterra fi lter. A theoretical analysis of the main proposed technique, the Decision Directed Modulus Algorithm (DDMA), is also done. We study the convergence and the stability of the DDMA by means of an analysis of the minima of the DDM cost function. We also develop an analytic expression for the Excess Mean Square Error (EMSE) provided by the DDMA in the noiseless case. Then, we nd some interesting relationships among the DDM, the CM and the Wiener cost functions. We also develop a class of normalized algorithms and a class of Recursive Least Squares (RLS)-type algorithms for blind equalization inspired on the CMA-based techniques studied. Each family is composed of four algorithms with desirable properties and advantages over the original CM algorithms, specially when working with high-level QAM signals. Normalized and RLS techniques for equalization of Wiener channels are also developed. The behavior of the proposed classes of algorithms discussed is tested by computational simulations. We verify that the proposed techniques provide signifi cative gains in performance, in terms of speed of convergence and residual error, when compared to the classical algorithms. / Este trabalho trata da proposição de algoritmos para equalização cega de canais lineares e nãao-lineares inspirados no Algoritmo do Módulo Constante (CMA). O CMA funciona de maneira bastante eficiente com constelações nas quais todos os pontos possuem a mesma amplitude, como em modulações do tipo Phase Shift Keying (PSK). Entretanto, quando os pontos da constelação podem assumir diferentes valores de amplitudes, como em modulações do tipo Quadrature Amplitude Modulation (QAM), o CMA e seus derivados muitas vezes não funcionam de forma satisfatória. Desta forma, as técnicas aqui propostas são projetadas para melhorar a performance do CMA em termos de velocidade de convergência e precisão, quando operando em sinais transmitidos com diversos módulos, em particular para a modulação QAM. Assim como o CMA, para possuir um bom apelo prático, essas técnicas devem apresentar bom compromisso entre complexidade, robustez e desempenho. Para tanto, as técnicas propostas utilizam o último símbolo decidido para definir uma estimação de raio de referência para a saída do equalizador. De fato, esses algoritmos podem ser vistos como generalizações do CMA e de alguns derivados do CMA para constelações com múltiplos raios. A proposição de algoritmos do tipo gradiente estocástico é concluída com o desenvolvimento de técnicas originais, baseadas no CMA, para equalização de canais do tipo Wiener, que consiste em um filtro linear com memória, seguido por um filtro não-linear sem memória. As expressões para a adaptação do equalizador são encontradas com o auxílio de uma notação unificada para três diferentes estruturas: i) um filtro de Hammerstein; ii) um filtro de Volterra diagonal; e iii) um filtro de Volterra completo. Um estudo teórico acerca do comportamento do principal algoritmo proposto, o Decision Directed Modulus Algorithm (DDMA) é realizado. São analisadas a convergência e a estabilidade do algoritmo através de uma análise dos pontos de mínimo de sua função custo. Outro objetivo é encontrar o valor teórico do Erro Médio Quadrático Médio em Excesso - Excess Mean Square Error (EMSE) fornecido pelo DDMA considerando-se o caso sem ruído. Ao final, é feito um estudo em que se constata que o algoritmo DDMA possui fortes ligações com a solução de Wiener e com o CMA. Versões normalizadas, bem como versões do tipo Recursive Least Squares (RLS), dos algoritmos do tipo gradiente estocástico estudados são também desenvolvidas. Cada família de algoritmos estudada fie composta por quatro algoritmos com algumas propriedades interessantes e vantagens sobre as técnicas clássicas, especialmente quando operando em sinais QAM de ordem elevada. Também são desenvolvidas versões normalizadas e do tipo RLS dos algoritmos do tipo CMA estudados para equalização de canais não-lineares. O comportamento de todas as famílias de algoritmos desenvolvidos é testado através de simulações computacionais, em que é verificado que as técnicas propostas fornecem ganhos significativos em desempenho, em termos de velocidade de convergência e erro residual, em relação às técnicas clássicas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-01T03:11:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336273.pdf: 2429657 bytes, checksum: e58d71dde1458de4d676a4717ce67e28 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho de pesquisa apresenta uma nova política de distribuição de ganho para algoritmos tipo proporcional baseada na convergência individual dos coeficientes. Para isso, uma taxa de variação suavizada e normalizada da magnitude do coeficiente é concebida para avaliação de convergência individual dos coeficientes. A nova abordagem visa melhorar a distribuição de ganho durante o processo adaptativo. Para tal, ganhos associados a coeficientes ativos que estão na vizinhança de seus valores ótimos são reduzidos e redistribuídos a outros coeficientes visando, assim, acelerar a velocidade de convergência global do algoritmo. A partir da nova política de distribuição de ganho, três novas versões de algoritmos tipo proporcional são derivadas. Além disso, uma nova versão do algoritmo adaptativo proporcional ao desvio quadrático médio dos coeficientes (z2 proportionate) é apresentada. Este último algoritmo combina uma distribuição de ganho proporcional com ganho uniforme. Tal estratégia é dependente do conhecimento do nível de potência do ruído de medição presente no sistema que, na prática, não está sempre disponível. Assim, para contornar essa dependência, um novo procedimento de distribuição de ganho baseado na autocorrelação do sinal de erro é apresentado e discutido. O novo algoritmo supera o algoritmo original em termos de velocidade de convergência e resposta a perturbações na planta. Por fim, uma nova política de distribuição de ganho para algoritmos tipo proporcional para operação em ambientes com elevada esparsidade é proposta. A nova política utiliza uma função de amplificação do ganho de coeficientes ativos visando aumentar sua velocidade de convergência. A partir da nova política, dois novos algoritmos para operação com plantas cujas respostas ao impulso exibem elevada esparsidade são introduzidos. Resultados de simulação corroboram a eficácia dos algoritmos propostos.<br> / Abstract : This research work presents a new gain distribution policy for proportionate-type algorithms based on individual-coefficient convergence. To this end, a normalized and smoothed variation rate of the individual-coefficient magnitude is derived in order to assess the individual-coefficient convergence. The new approach aims to enhance the gain distribution during the adaptation process. Thereby, gains of the active coefficients that are close to their optimum values are reduced and redistributed to other coefficients, increasing the convergence speed of the algorithm. By using this policy, three new versions of proportionate algorithms have been conceived. Moreover, an alternative version of the mean-square weight deviation-proportionate gain algorithm (z2 proportionate) is introduced. This latter algorithm applies a rule combining the mean-square weight deviation-proportionate gain and a uniform gain to obtain the whole algorithm gain distribution. Such a rule is strongly dependent on the knowledge of the measurement noise variance, requiring therefore its estimate. Thereby, a novel approach aiming to circumvent such a dependence, based on error autocorrelation, is presented and discussed. Lastly, a new proportionate gain distribution strategy for operating with plants exhibiting high sparseness is proposed. The new policy uses an amplification function of the gain assigned to active coefficients in order to increase their convergence rate. Thereby, two proportionate algorithms have been developed. Through numerical simulation results, the effectiveness of the proposed algorithms is verified.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-01T03:11:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336272.pdf: 2845908 bytes, checksum: 3888317ba07b21756b86238de370756a (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho de pesquisa trata da modelagem estocástica de três algoritmos adaptativos bem conhecidos da literatura, a saber: o algoritmo NLMS (normalized least-mean-square), o algoritmo IAF PNLMS (individual-activation-factor proportionate NLMS) e o algoritmo TDLMS (transform-domain least-mean-square). Particularmente para o algoritmo NLMS, um modelo estocástico analítico é obtido levando em conta um ambiente não estacionário e sinais de entrada gaussianos complexos. Baseado nas expressões de modelo, o impacto dos parâmetros do algoritmo sobre o seu desempenho é discutido, evidenciando algumas das características de rastreamento do algoritmo NLMS frente ao ambiente não estacionário considerado. Para o algoritmo IAF-PNLMS, assumindo um ambiente estacionário, um modelo estocástico mais preciso do que os até então disponíveis na literatura é apresentado, considerando sinais de entrada gaussianos correlacionados tanto complexos quanto reais. Com respeito ao algoritmo TDLMS, um modelo estocástico melhorado é derivado focando em um ambiente não estacionário e sinais de entrada gaussianos correlacionados reais. A partir das expressões de modelo obtidas, o impacto dos parâmetros do algoritmo TDLMS sobre o seu desempenho é discutido. Resultados de simulação para diferentes cenários de operação são mostrados, confirmando a precisão dos modelos estocásticos propostos tanto na fase transitória quanto em regime permanente.<br> / Abstract : This research work focuses on the stochastic modeling of three well-known adaptive algorithms from the literature, namely: the normalized least-mean-square (NLMS) algorithm, the individual-activation-factor proportionate NLMS (IAF-PNLMS) algorithm, and the transform-domain least-mean-square (TDLMS) algorithm. Particularly for the NLMS algorithm, an analytical stochastic model is obtained taking into account a nonstationary environment and complex-valued Gaussian input data. Based on the obtained model expressions, the impact of the algorithm parameters on its performance is discussed, clarifying some of the tracking properties of the NLMS algorithm vis-à-vis the nonstationary environment considered. For the IAF-PNLMS algorithm, assuming a stationary environment, a more accurate stochastic model than those available so far in the literature is presented considering both complex- and real-valued Gaussian correlated input data. Regarding the TDLMS algorithm, an improved stochastic model is derived focusing on a nonstationary environment and real-valued Gaussian correlated input data. From the obtained model expressions, the impact of the TDLMS algorithm parameters on its performance is discussed. Simulation results for different operating scenarios are shown, confirming the accuracy of the proposed stochastic models for both transient and steady-state phases.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:06:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337504.pdf: 720136 bytes, checksum: d08c5d76ff619a7e1edcf55572d8b4a8 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho apresenta um novo modelo de comportamento do algoritmo de Pseudo Projeções Afins (PAP) sob as seguintes condições: identificação de sistemas, passo de adaptação arbitrário, correção do problema de inicialização e ordem do algoritmo PAP menor que a ordem da entrada autoregressiva (AR). Para tanto, hipóteses simplificadoras utilizadas na literatura são reavaliadas. Complementarmente, uma generalização para o estimador de mínimos quadrados, utilizado durante o processo de adaptação do algoritmo PAP é proposta, considerando o caso onde o algoritmo opera com ordem menor do que o sinal AR. Como resultado dessas considerações, um novo modelo estocástico é obtido para o algoritmo PAP. As equações aqui obtidas corroboram com as simulações de Monte Carlo do algoritmo PAP.<br> / Abstract : This works presents a new model for the behaviour of the Pseudo Affine Projection Algorithm (PAP) under the following conditions: system identification, arbitrary step size, correction of initialization effect and projection order of PAP algorithm smaller than the autoregressive input(AR) order. For this purpose, the simplifying assumptions used on the literature are revalued. Complementary, a generalization to the least squares estimator, used in the during the adaptation process of the PAP algorithm, is proposed considering the case that the PAP algorithm operates with smaller order than the AR signal. As a result of those considerations, a new stochastic model is obtained to the PAP algorithm. The equations derived agrees with the Monte Carlo simulation of the PAP algorithm.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-26T11:34:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:55:04Z : No. of bitstreams: 1 309939.pdf: 4352344 bytes, checksum: 0535613da00725ae9a3e9b7d04f2957c (MD5) / Neste trabalho, um novo algoritmo LMS normalizado proporcional (PNLMS) é proposto. Tal algoritmo usa fatores de ativação individuais para cada coeficiente do filtro adaptativo, em vez de um fator de ativação global como no algoritmo PNLMS padrão. Os fatores de ativação individuais do algoritmo proposto são atualizados recursivamente a partir dos correspondentes coeficientes do filtro adaptativo. Essa abordagem conduz a uma melhor distribuição da energia de adaptação entre os coeficientes do filtro. Dessa forma, para respostas ao impulso com elevada esparsidade, o algoritmo proposto, denominado algoritmo PNLMS com fatores de ativação individuais (IAF PNLMS), atinge maior velocidade de convergência do que os algoritmos PNLMS padrão e PNLMS melhorado (IPNLMS). Também, uma metodologia de modelagem estocástica dos algoritmos da classe PNLMS é apresentada. Usando essa metodologia, obtém-se um modelo estocástico que prediz satisfatoriamente o comportamento do algoritmo IAF PNLMS tanto na fase transitória quanto na estacionária. Através de simulações numéricas, a eficácia do modelo proposto é verificada. Adicionalmente, uma versão melhorada do algoritmo IAF PNLMS, denominada EIAF PNLMS, é proposta neste trabalho, a qual usa uma estratégia de redistribuição de ganhos durante o processo de aprendizagem, visando aumentar os ganhos atribuídos aos coeficientes inativos quando os ativos aproximam-se da convergência. Resultados de simulação mostram que tal estratégia de redistribuição melhora significativamente as características de convergência do algoritmo