Le manuscrit présente une partie des travaux de recherche que j'ai effectués au cours des dix dernières années. Je me suis focalisé en particulier sur la présentation du calcul de réécriture comme un formalisme théorique permettant de donner la sémantique dynamique et statique de toute une famille de langages basés sur le filtrage, les règles et les stratégies de réécriture. Je présente le calcul de réécriture général ainsi que plusieurs instances et extensions, en mettant l'accent sur l'expressivité et sur les propriétés de ces calculs. Je montre en particulier que l'intégration uniforme des mécanismes de bases de la réécriture et du lambda-calcul permet une définition précise du processus de réécriture sous des stratégies ainsi que des encodages, typés ou non, de différents formalismes similaires. Je présente dans ce manuscrit des systèmes de types développés dans l'optique d'un formalisme théorique pour le typage dans des langages de programmation à base de règles et je ne discute que brièvement les systèmes de types dépendants étudiés dans une perspective logique. Le filtrage et l'application de substitutions obtenues comme résultat sont des opérations réalisées au niveau méta du calcul de réécriture mais une version explicite permet leur manipulation modulaire et efficace au niveau objet du calcul. Cette version explicite du calcul est étendue avec des structure de graphe permettant de représenter explicitement le partage et les cycles. Je propose également un formalisme général permettant d'exprimer différents calculs à motif et une méthodologie qui met en évidence les points clés permettant d'obtenir la confluence de ces calculs.

Afin de spécifier le comportement des langages de programmation, de préciser leurs propriétés et de certifier leurs implémentations, on étudie des modèles formels des langages de programmation. L'étude se divise en l'étude de la syntaxe et en celle de la sémantique. La deuxième est basée sur des modèles formels de la syntaxe. Cette thèse de doctorat se situe dans l'étude de la syntaxe et est consacrée principalement à deux approches à la syntaxe abstraite typée avec liaison de variables. Ces deux approches utilisent le langage de la théorie des catégories. La premièere approche est dans l'esprit de l'approche catégorique aux théories alébriques. La deuxième est basée sur la notion de monade et introduit la notion d'un module sur une monade qui remplacent les foncteurs et leurs algèbres. En outre la deuxième approche est adaptée pour une classe plus large de syntaxes typées où les types dépendent des termes.

Nous examinons les propriétés de sécurité du lambda-calcul au travers du prisme du lambda-calcul étiqueté. Les étiquettes expriment dynamiquement la dépendance des termes présents vis-à-vis des réductions passées. Nous montrons que le lambda-calcul étiqueté vérifie la propriété d'irréversibilité des contextes: une fois qu'un contexte est intervenu dans une réduction, il disparaît irréversiblement dans la suite de cette réduction. Nous examinons les propriétés fondamentales de variantes du lambda-calcul étiqueté. Pour cela, nous introduisons une preuve élégante du théorème des développements finis dans la cadre du lambda-calcul par valeur étiqueté. Puis nous prouvons que les étiquettes du lambda-calcul faible expriment le partage. Les étiquettes du lam! bda-calcul permettent d'exprimer des politiques de sécurité telles que l'inspection de pile et la Muraille de Chine. Nous définissons la notion de réduction indépendante de deux principaux A et B: une telle réduction peut se décomposer en deux réductions: une réduction qui ignore A et une réduction qui ignore B. Nous prouvons que la Muraille de Chine garantit cette propriété d'indépendance. Les étiquettes du lambda-calcul permettent aussi d'exprimer la propriété d'interférence: il s'agit ici d'identifier les sous-termes d'un terme M qui influencent le résultat de la réduction de M. Dans le lambda-calcul muni de références, en plus de l'interférence fonctionnelle déjà présente dans le lambda-calcul pur, on identifie l'interférence de mémoire due à l'utilisation des référe! nces. Les étiquettes permettent d'identifier les int! ervalles de temps pendant lesquels une référence influence le résultat d'une réduction.

Dans les langages fonctionnels, l'efficacité dépend crucialement du choix de la stratégie d'évaluation et d'un modèle d'implantation adapté. Nous développons d'abord un λ-calcul avec substitutions explicites qui évite les problèmes habituels liés à la substitution et à l'α-conversion, dans lequel on peut définir les stratégies usuelles, mais aussi des stratégies avec un meilleur partage de calcul. Ensuite, nous développons un modèle d'implantation efficace pour ce calcul. Pour cela, nous proposons une représentation innnovante des variables libres, d'abord dans le cadre très général de la récriture d'ordre supérieur, puis avec plus de détails dans notre cas particulier. Nous obtenons ainsi un λ-calcul avec substitutions explicites sans noms ni indices, dans lequel les te! rmes sont annotés avec de l'information qui indique comment les substitutions doivent être propagées, et qui constitue un modèle d'implantation efficace pour nos stratégies. Des machines abstraites sont alors définies, implantées et comparées expérimentalement aux meilleurs évaluateurs connus. Finalement, nous étudions les relations entre machines abstraites traditionnelles et réseaux d'interaction, deux modèles d'implantation courants mais très différents. Plus précisément, nous montrons comment certaines stratégies peuvent être implantées dans les réseaux d'interaction d'une façon très naturelle, rapprochant ainsi deux modèles utilisés pour l'implantation de stratégies efficaces.

<p>Emission from cars today is one of the biggest environmental issues, hence stringent government standards have been introduced to decrease emission. Car companies do not only have to satisfy government standards, but also meet consumer demands on increased fuel economy and good drivablility. This report will introduce controllers designed to control the air/fuel ratio in an SI engine. The engine model used is simplified. The engine components modelled include the inlet manifold, fuel dynamics, combustion and exhaust sensor. </p><p>Nonlinearities and delays are inherent in the engine dynamics and as such a Smith Predictor is utilised as the basis for controller structure to compensate for the delays. Here the Smith Predictor is combined with feedforwarding of the mass air charge, which is estimated from both the inlet and combustion models. Therefore different ways of merging the estimates are also explored. </p><p>A real engine was not accesible, thus simulators were implemented using data sets provided by General Motors. Model errors were introduced to test the controllers performance. The proposed methods should be tested on a real engine to ensure that this isa viable approach, as the simulations show it maybe promising to use in practice.</p>

<p>Due to stricter emission legislation, there is a need for more efficient control of diesel engines with exhaust gas recirculation(EGR). In particular, it is important to estimate the air/fuel ratio accurately in transients. Therefore a new engine gas flow model has been developed. This model divides the gas into one part for oxygen and one part for inert gases. Based on this model an observer has been designed to estimate the oxygen concentration in the gas going into the engine, which can be used to calculate the air/fuel ratio. This observer can also be used to estimate the intake manifold pressure. The advantage of estimating the pressure, instead of low pass filtering the noisy signal, is that the observer does not cause time delay.</p>

<p>The objective of the work was to develop a basic control system for an advancedexperimental engine from scratch. The engine this work revolves around is a Saabvariable compression engine.A new control system is developed based on the naked engine, stripped of theoriginal control system. Experiments form the basis that the control system isbuilt upon. Controllers for throttles, intake manifold pressure for pressures lessthan ambient pressure and exhaust gas oxygen ratio are developed and validated.They were found to be satisfactory. The lambda controller is tested with severalparameter sets, and the best set is picked to be implemented in the engine. Modelsnecessary for the development and validation of the controllers are developed.These models include models for the volumetric efficiency, the pressure dynamicsof the intake manifold, the fuel injectors and wall wetting.</p>

This research focuses on developing AI agents that play arbitrary Atari 2600 console games without having any game-specific assumptions or prior knowledge. Two main approaches are considered: reinforcement learning based methods and search based methods. The RL-based methods use feature vectors generated from the game screen as well as the console RAM to learn to play a given game. The search-based methods use the emulator to simulate the consequence of actions into the future, aiming to play as well as possible by only exploring a very small fraction of the state-space. To insure the generic nature of our methods, all agents are designed and tuned using four specific games. Once the development and parameter selection is complete, the performance of the agents is evaluated on a set of 50 randomly selected games. Significant learning is reported for the RL-based methods on most games. Additionally, some instances of human-level performance is achieved by the search-based methods.

Njurarna är ett organsystem med viktiga funktioner som exempelvis utsöndring av flertalet vattenlösliga substanser. För att sjukdomssymtom ska uppträda krävs mer än tre fjärdedelars bortfall av njurfunktionen, eftersom njurarna har en enorm reservkapacitet. Genom att analysera bland annat proteinerna albumin, immunoglobulin G, kappa och lambda i urin utreds om njurfunktionen fungerar som den ska. Analys av dessa proteiner kan ske med analysinstrumenten IMMAGE 800 från Beckman Coulter och BN ProSpec från DADE BEHRING. Båda dessa analysinstrument använder sig av metoden nefelometri, som är en metod där ljusspridning i en vätska eller gas kan mätas. Syftet med föreliggande studie var att analysera urinprover på både IMMAGE 800 och BN ProSpec och sedan jämföra resultaten. Under denna studie kalibrerades standardkurvor, genomfördes kvalitetskontroller och 37 prov analyserades. Samma prov analyserades flera gånger, både under samma dag och vid ett antal kommande dagar för att erhålla precisionen. Korrelationskoefficienten blev 0,999 för U-albumin; 0,998 för U-IgG; 0,947 för U-kappa och 0,883 för U-lambda. ProSpec kan således användas vid analys av U-albumin, U-IgG, U-kappa och U-lambda då den uppfyller EQUALIS kvalitetsmål.

Cette thèse s'articule autour de l'utilisation de stratégies totales pour la représentation des preuves. La première partie porte sur le cadre finitaire. L'analyse commence dans un univers syntaxique : on définit un lambda-calcul unaire fortement normalisant, pour lequel on rappelle la machine à pointeurs (PAM). On réduit le problème de préservation de la totalité par composition à un problème de finitude sur des objets appelés structures de pointeurs. On donne trois preuves différentes de ce résultat de finitude. La première se ramène via la PAM à la normalisation du lambda-calcul unaire, la seconde passe par l'extraction d'une réduction simple sur les arbres d'entiers et la troisième s'inspire d'un argument combinatoire de Coquand. La seconde partie traite d'un calcul de séquents mu-LJ équipé de définitions inductives et coinductives, dans lequel on donne une simulation du système T. On définit les catégories mu-fermées, formant une classe de modèles de mu-LJ. Dans le cadre des jeux on définit les arènes ouvertes, munies de variables de type libres. À chacune de ces arènes ouvertes est associé un foncteur ouvert sur la catégorie des stratégies innocentes. On décrit ensuite sur les arènes ouvertes une construction de boucle dont on montre qu'elle rejoint le modèle de McCusker des types récursifs. Les boucles sont alors enrichies par des conditions de gain inspirées des jeux de parité, ce qui équipe les foncteurs ouverts d'algèbres initiales et coalgèbres terminales et construit une catégorie mu-fermée. On propose finalement une extension de mu-LJ à une syntaxe infinie, pour laquelle le modèle est pleinement complet.