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Identificação de modelos Dinâmicos para biorreatores Anaeróbicos

Haselein, Walter Mendes January 2017 (has links)
Biorreatores anaeróbios são sistemas que utilizam ba térias para degradar substratos orgâni os na ausên ia de oxigênio e produzir biogás. Neste trabalho foram propostos modelos matemáticos para a dinâmica de biorreatores anaeróbicos do tipo semibatelada, levando em conta sua omplexidade e diferentes aspe tos no desenvolvimento dos micro-organismos agentes. A estrutura do sistema considerou a presença ou não de termos de mortalidade e adotou um modelo de aráter não-linear. Dessa forma, foi necessário o estudo de té ni as computacionais capazes de simular os fenomenos envolvidos na operação de um biorreator, bem omo analisar métodos de otimização ne essários para identi ar os parâmetros dos mo- delos que os des revem. A identicação foi feita através do método de minimização do erro de simulação, o qual resolve um problema de otimização que minimiza o somatório dos quadrados dos erros entre os dados do experimento e a simulação do sistema. Foram realizados testes para veri ar a identificabilidade do modelo. Dados coletados de experimentos em biorreatores foram empregados para validar os modelos desenvolvidos. / Anaerobic bioreactors are systems that use ba teria to degrade organic substrate in oxygen absen e and produ e Biogas. In this work, mathemati al models were proposed to des ribes the fed-bat h anaerobi biorea tors dynamics, taking into a ount their omplexity and many aspe ts of mi roorganisms development. The system stru ture onsidered the presen e or not of mortality rates and adopted a non-linear behavior to the model. Therefore, was ne essary the study of omputational te hniques able to simulate the involved pro esses. The identication was made through the minimization method of simulation error, which solves an optimization problem that minimizes the sum of quadrati error between the experiment data and system simulation. Tests were applied to verify the model identi ability. Colle ted data from real experiments in biorea tors were used to validate the developed models.
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Identificação de modelos Dinâmicos para biorreatores Anaeróbicos

Haselein, Walter Mendes January 2017 (has links)
Biorreatores anaeróbios são sistemas que utilizam ba térias para degradar substratos orgâni os na ausên ia de oxigênio e produzir biogás. Neste trabalho foram propostos modelos matemáticos para a dinâmica de biorreatores anaeróbicos do tipo semibatelada, levando em conta sua omplexidade e diferentes aspe tos no desenvolvimento dos micro-organismos agentes. A estrutura do sistema considerou a presença ou não de termos de mortalidade e adotou um modelo de aráter não-linear. Dessa forma, foi necessário o estudo de té ni as computacionais capazes de simular os fenomenos envolvidos na operação de um biorreator, bem omo analisar métodos de otimização ne essários para identi ar os parâmetros dos mo- delos que os des revem. A identicação foi feita através do método de minimização do erro de simulação, o qual resolve um problema de otimização que minimiza o somatório dos quadrados dos erros entre os dados do experimento e a simulação do sistema. Foram realizados testes para veri ar a identificabilidade do modelo. Dados coletados de experimentos em biorreatores foram empregados para validar os modelos desenvolvidos. / Anaerobic bioreactors are systems that use ba teria to degrade organic substrate in oxygen absen e and produ e Biogas. In this work, mathemati al models were proposed to des ribes the fed-bat h anaerobi biorea tors dynamics, taking into a ount their omplexity and many aspe ts of mi roorganisms development. The system stru ture onsidered the presen e or not of mortality rates and adopted a non-linear behavior to the model. Therefore, was ne essary the study of omputational te hniques able to simulate the involved pro esses. The identication was made through the minimization method of simulation error, which solves an optimization problem that minimizes the sum of quadrati error between the experiment data and system simulation. Tests were applied to verify the model identi ability. Colle ted data from real experiments in biorea tors were used to validate the developed models.
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Identificação de modelos Dinâmicos para biorreatores Anaeróbicos

Haselein, Walter Mendes January 2017 (has links)
Biorreatores anaeróbios são sistemas que utilizam ba térias para degradar substratos orgâni os na ausên ia de oxigênio e produzir biogás. Neste trabalho foram propostos modelos matemáticos para a dinâmica de biorreatores anaeróbicos do tipo semibatelada, levando em conta sua omplexidade e diferentes aspe tos no desenvolvimento dos micro-organismos agentes. A estrutura do sistema considerou a presença ou não de termos de mortalidade e adotou um modelo de aráter não-linear. Dessa forma, foi necessário o estudo de té ni as computacionais capazes de simular os fenomenos envolvidos na operação de um biorreator, bem omo analisar métodos de otimização ne essários para identi ar os parâmetros dos mo- delos que os des revem. A identicação foi feita através do método de minimização do erro de simulação, o qual resolve um problema de otimização que minimiza o somatório dos quadrados dos erros entre os dados do experimento e a simulação do sistema. Foram realizados testes para veri ar a identificabilidade do modelo. Dados coletados de experimentos em biorreatores foram empregados para validar os modelos desenvolvidos. / Anaerobic bioreactors are systems that use ba teria to degrade organic substrate in oxygen absen e and produ e Biogas. In this work, mathemati al models were proposed to des ribes the fed-bat h anaerobi biorea tors dynamics, taking into a ount their omplexity and many aspe ts of mi roorganisms development. The system stru ture onsidered the presen e or not of mortality rates and adopted a non-linear behavior to the model. Therefore, was ne essary the study of omputational te hniques able to simulate the involved pro esses. The identication was made through the minimization method of simulation error, which solves an optimization problem that minimizes the sum of quadrati error between the experiment data and system simulation. Tests were applied to verify the model identi ability. Colle ted data from real experiments in biorea tors were used to validate the developed models.
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Modelos dinâmicos para a distribuição Poisson Generalizada

Souza, Patrícia Oliveira de 01 July 2014 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Estatística, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-10-13T14:16:39Z No. of bitstreams: 1 2014_PatriciaOliveiraSouza.pdf: 1025135 bytes, checksum: a276f800d39856c7a2cdda4764334f98 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-10-20T11:49:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_PatriciaOliveiraSouza.pdf: 1025135 bytes, checksum: a276f800d39856c7a2cdda4764334f98 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-20T11:49:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_PatriciaOliveiraSouza.pdf: 1025135 bytes, checksum: a276f800d39856c7a2cdda4764334f98 (MD5) / Nessa dissertação propomos um modelo dinâmico para casos em que a serie temporal e composta por dados de contagem. O modelo dinâmico para a distribuição Poisson Generalizada combina a classe dos modelos dinâmicos condicionalmente Gaussianos que, por sua vez, fornece uma estrutura flexí vel, permitindo que os parâmetros da distribuição dos dados possam ser modelados via MDLs normais e o esquema MCMC que une o amostrador de Gibbs com o algoritmo de Metropolis-Hastings de modo a proporcionar a amostragem das distribuições condicionais completas a posteriori. Desse modo nossa metodologia e capaz de tratar dados discretos correlacionados no tempo sendo poss vel realizar a estimacão dos estados latentes e previsão do desenvolvimento futuro. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this dissertation, we propose a dynamic model for cases in which the time series is composed of count data. The dynamic model for generalized Poisson distribution combines the class of conditionally Gaussian dynamic models, which in turn provides a exible structure, allowing the parameters of the data distribution to be modeled via normal DLMs and the MCMC scheme that combines the Gibbs sampler with the Metropolis-Hastings algorithm to provide a complete sampling of the posteriori conditional distributions. Thus our methodology is capable of handling correlated discrete data in time and make the estimation of latent states and prediction of future development.
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Two essays on dynamic analysis of imperfectly competitive markets

Ramos, Paulo Henrique de Alcântara 19 December 2017 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade, Departamento de Economia, Programa de Pós-Graduação em Ciências Econômicas, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-19T19:53:50Z No. of bitstreams: 1 2017_PauloHenriquedeAlcântara.pdf: 903720 bytes, checksum: 4f427c8be941493ab30ebbab9c8f3258 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-02T20:59:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_PauloHenriquedeAlcântara.pdf: 903720 bytes, checksum: 4f427c8be941493ab30ebbab9c8f3258 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-02T20:59:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_PauloHenriquedeAlcântara.pdf: 903720 bytes, checksum: 4f427c8be941493ab30ebbab9c8f3258 (MD5) Previous issue date: 2018-04-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / O objetivo desta dissertação é contribuir para a literatura que utiliza modelos de oligopólio dinâmicos, baseados no artigo seminal de EricssonePakes(1995), para analisar questões relevantes de organização industrial. A relevância desses modelos está na capacidade de gerar resultados mais próximos dos dados observados na realidade, com firmas se tornando heterogêneas endogenamente, como resultado das ações tomadas por elas em resposta a choques idiossincráticos e comuns à indústria. A dissertação primeiramente expõe o framework criado por Ericsson e Pakes (1995) e algoritmos desenvolvidos pela literatura para encontrar um equilíbrio de modelos dinâmicos baseados nesse framework. Em seguida, modifica-se o modelo dinâmico de Chen (2009) para possibilitar entrada e saída de firmas. Chen analisa o impacto de fusões com produtos quase homogêneos, mas não considera entrada e saída; ele também encontra sinais de corridas de capacidade, que levam a indústria para estados assimétricos. Ao possibilitar entrada e saída, encontro resultados distintos. No capítulo seguinte, desenvolvo um modelo dinâmico capaz de analisar integração vertical, pois modela explicitamente os segmentos upstream e downstream de uma indústria. Então simulo a evolução de uma indústria com parâmetros inspirados na literatura do mercado de gasolina, onde a integração entre refino e revenda foi bastante analisada, e obtenho resultados compatíveis com a literatura empírica. Em particular, identifico que integração vertical pode, em determinadas circunstâncias, dificultar entradas, ao impedir entradas não integradas. Por fim, identifico possíveis extensões para os modelos analisados na dissertação. / The goal of this dissertation is to contribute to the literature that uses dynamic oligopoly models, based on the seminal paper by Ericsson and Pakes (1995), to analyze relevant questions in industrial organization. The relevance of these models is in the capacity to generate results closer to data observed in reality, with firms becoming heterogeneous endogenously, as a result of actions taken by them in response to idiosyncratic and common industry shocks. The dissertation first exposes the framework created by Ericsson and Pakes (1995) and algorithms developed by the literature to find an equilibrium of dynamic models based on this framework. Following, we modify the dynamic model of Chen (2009) to allow for entry and exit of firms. Chen analyzes the impact of mergers with near-homogeneous products, but does not consider entry and exit; he also finds signs of preemption races in capacity, which take the industry to asymmetric states. When we allow for entry and exit, we find different results. In the next chapter, we develop a dynamic model capable of analyzing vertical integration, because it explicitly models the upstream and downstream segments of an industry. Then we simulate the evolution of an industry with parameters inspired in the literature on the gasoline market, in which vertical integration between refine and retail was often analyzed, and obtain results compatible with the empirical literature. In particular, we find that vertical integration might, under some circumstances, make entry more difficult, by preventing nonintegrated entries. In the end, we identify possible extensions to the models analyzed in the dissertation.
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Planejamento de perturbações para a identificação de modelos dinâmicos

Machado, Vinicius Cunha January 2004 (has links)
A identificação de modelos é determinante no sucesso das modernas técnicas de controle avançado de processos. Um modelo para o sistema pode ser obtido através de modelagem rigorosa, baseada em equações governantes do sistema ou através da modelagem empírica e estimação de parâmetros. Embora mais rápida e fácil, a modelagem empírica necessita de alguns testes de identificação nos quais as variáveis manipuladas são variadas de modo que resultem em variações nas variáveis controladas. Os testes de identificação podem apresentar custos muito elevados tendo em vista que o sistema pode sair de seu ponto normal de operação, gerando produtos com folga de especificação. Este fato ocorre porque usualmente as perturbações aplicadas nas variáveis manipuladas nas indústrias de processos são independentes umas das outras, aumentando a duração do teste de identificação. Desta forma, neste trabalho foi desenvolvida uma nova metodologia de projeto de perturbações simultâneas para a identificação de modelos dinâmicos baseada na direcionalidade do sistema, com o objetivo de fornecer dados mais ricos para se capturar corretamente o comportamento multivariável do sistema e manter o processo no ponto de operação normal. As perturbações são projetadas conforme as características de um modelo simplificado do processo, ou pré-modelo. Este modelo inicial é obtido essencialmente de dados históricos de planta, selecionados através de uma sistemática análise de correlação desenvolvida neste trabalho A metodologia proposta é composta de duas partes: a primeira parte diz respeito à análise dos dados históricos de planta para obtenção de informações prelimirares as quais são utilizadas no planejamento de perturbações, tais como amplitude do ruído de medida, correlação entre as variáveis de processo, constante de tempo do sistema e matriz de ganhos. E a segunda parte consiste no cálculo da amplitude das perturbações baseado nos resultados da primeira etapa do planejamento. Para sistemas mal-condicionados verificou-se que as perturbações planejadas pela metodologia removem menos a planta de seu ponto de operação gerando resultados mais consistentes em relação às perturbações tradicionais. Já para sistemas bem-condicionados, os resultados são semelhantes. A metodologia foi aplicada em uma unidade piloto experimental e numa unidade de destilação da PETROBRAS, cujos resultados apontam pouca remoção dos sistemas do ponto de operação e modelos consistentes. A validação dos modelos também foi contemplada na dissertação, uma vez que foi proposto um novo critério de validação que considera a derivada dos dados de planta e a do modelo e não apenas os dados de planta e os dados da simulação das saídas do modelo.
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Modelagem dinâmica equivalente de edifícios altos submetidos á ação do vento

Trein, Cristiano Augusto January 2005 (has links)
A atual tendência que se apresenta no cenário construtivo mundial compreende a exploração cada vez mais intensa dos espaços urbanos, através de edificações que buscam maximizar a relação área construída / espaço urbano disponível. Desta forma, a dimensão vertical dos edifícios vem tornando-se cada vez mais pronunciada. Associados a isto, o desenvolvimento de materiais mais resistentes e de peso específico reduzido, bem como o uso de técnicas construtivas mais eficientes, conduzem mais e mais a estruturas leves e flexíveis, sujeitas aos efeitos dinâmicos do vento. A eficiência, a segurança e os custos da construção estão diretamente atrelados à exatidão com que estes efeitos dinâmicos do vento são estimados e considerados no momento do projeto destas edificações. As técnicas analíticas para a sua avaliação, quando verificadas através de medições em escala real, têm se mostrado antieconômicas, uma vez que superestimam o valor das respostas, a favor da segurança. Por outro lado, o uso de técnicas experimentais, através da condução de ensaios em túnel de vento com modelos reduzidos, pode-se mostrar bastante eficiente, em termos de previsão de resultados. Essas técnicas precisam ser ainda melhoradas, de modo a incorporar o conhecimento que vem sendo gerado, acompanhando as mudanças pelas quais a Engenharia Civil vem passando. Neste contexto este trabalho se insere. Utilizando como base de conhecimento o trabalho desenvolvimento por outros pesquisadores, um dispositivo aeroelástico para ensaios de edifícios altos frente à ação dinâmica do vento é proposto, construído e testado. Os resultados dos ensaios são aqui comparados com outros estudos realizados sobre o mesmo protótipo, bem como com os procedimentos indicados pela Norma Brasileira NBR-6123/88 e pelo Supplement to the NBCC/85 do Canadá. Indicam a coerência e a viabilidade de utilização das técnicas de modelagem aqui propostas.
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Planejamento de perturbações para a identificação de modelos dinâmicos

Machado, Vinicius Cunha January 2004 (has links)
A identificação de modelos é determinante no sucesso das modernas técnicas de controle avançado de processos. Um modelo para o sistema pode ser obtido através de modelagem rigorosa, baseada em equações governantes do sistema ou através da modelagem empírica e estimação de parâmetros. Embora mais rápida e fácil, a modelagem empírica necessita de alguns testes de identificação nos quais as variáveis manipuladas são variadas de modo que resultem em variações nas variáveis controladas. Os testes de identificação podem apresentar custos muito elevados tendo em vista que o sistema pode sair de seu ponto normal de operação, gerando produtos com folga de especificação. Este fato ocorre porque usualmente as perturbações aplicadas nas variáveis manipuladas nas indústrias de processos são independentes umas das outras, aumentando a duração do teste de identificação. Desta forma, neste trabalho foi desenvolvida uma nova metodologia de projeto de perturbações simultâneas para a identificação de modelos dinâmicos baseada na direcionalidade do sistema, com o objetivo de fornecer dados mais ricos para se capturar corretamente o comportamento multivariável do sistema e manter o processo no ponto de operação normal. As perturbações são projetadas conforme as características de um modelo simplificado do processo, ou pré-modelo. Este modelo inicial é obtido essencialmente de dados históricos de planta, selecionados através de uma sistemática análise de correlação desenvolvida neste trabalho A metodologia proposta é composta de duas partes: a primeira parte diz respeito à análise dos dados históricos de planta para obtenção de informações prelimirares as quais são utilizadas no planejamento de perturbações, tais como amplitude do ruído de medida, correlação entre as variáveis de processo, constante de tempo do sistema e matriz de ganhos. E a segunda parte consiste no cálculo da amplitude das perturbações baseado nos resultados da primeira etapa do planejamento. Para sistemas mal-condicionados verificou-se que as perturbações planejadas pela metodologia removem menos a planta de seu ponto de operação gerando resultados mais consistentes em relação às perturbações tradicionais. Já para sistemas bem-condicionados, os resultados são semelhantes. A metodologia foi aplicada em uma unidade piloto experimental e numa unidade de destilação da PETROBRAS, cujos resultados apontam pouca remoção dos sistemas do ponto de operação e modelos consistentes. A validação dos modelos também foi contemplada na dissertação, uma vez que foi proposto um novo critério de validação que considera a derivada dos dados de planta e a do modelo e não apenas os dados de planta e os dados da simulação das saídas do modelo.
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Modelagem dinâmica equivalente de edifícios altos submetidos á ação do vento

Trein, Cristiano Augusto January 2005 (has links)
A atual tendência que se apresenta no cenário construtivo mundial compreende a exploração cada vez mais intensa dos espaços urbanos, através de edificações que buscam maximizar a relação área construída / espaço urbano disponível. Desta forma, a dimensão vertical dos edifícios vem tornando-se cada vez mais pronunciada. Associados a isto, o desenvolvimento de materiais mais resistentes e de peso específico reduzido, bem como o uso de técnicas construtivas mais eficientes, conduzem mais e mais a estruturas leves e flexíveis, sujeitas aos efeitos dinâmicos do vento. A eficiência, a segurança e os custos da construção estão diretamente atrelados à exatidão com que estes efeitos dinâmicos do vento são estimados e considerados no momento do projeto destas edificações. As técnicas analíticas para a sua avaliação, quando verificadas através de medições em escala real, têm se mostrado antieconômicas, uma vez que superestimam o valor das respostas, a favor da segurança. Por outro lado, o uso de técnicas experimentais, através da condução de ensaios em túnel de vento com modelos reduzidos, pode-se mostrar bastante eficiente, em termos de previsão de resultados. Essas técnicas precisam ser ainda melhoradas, de modo a incorporar o conhecimento que vem sendo gerado, acompanhando as mudanças pelas quais a Engenharia Civil vem passando. Neste contexto este trabalho se insere. Utilizando como base de conhecimento o trabalho desenvolvimento por outros pesquisadores, um dispositivo aeroelástico para ensaios de edifícios altos frente à ação dinâmica do vento é proposto, construído e testado. Os resultados dos ensaios são aqui comparados com outros estudos realizados sobre o mesmo protótipo, bem como com os procedimentos indicados pela Norma Brasileira NBR-6123/88 e pelo Supplement to the NBCC/85 do Canadá. Indicam a coerência e a viabilidade de utilização das técnicas de modelagem aqui propostas.
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Planejamento de perturbações para a identificação de modelos dinâmicos

Machado, Vinicius Cunha January 2004 (has links)
A identificação de modelos é determinante no sucesso das modernas técnicas de controle avançado de processos. Um modelo para o sistema pode ser obtido através de modelagem rigorosa, baseada em equações governantes do sistema ou através da modelagem empírica e estimação de parâmetros. Embora mais rápida e fácil, a modelagem empírica necessita de alguns testes de identificação nos quais as variáveis manipuladas são variadas de modo que resultem em variações nas variáveis controladas. Os testes de identificação podem apresentar custos muito elevados tendo em vista que o sistema pode sair de seu ponto normal de operação, gerando produtos com folga de especificação. Este fato ocorre porque usualmente as perturbações aplicadas nas variáveis manipuladas nas indústrias de processos são independentes umas das outras, aumentando a duração do teste de identificação. Desta forma, neste trabalho foi desenvolvida uma nova metodologia de projeto de perturbações simultâneas para a identificação de modelos dinâmicos baseada na direcionalidade do sistema, com o objetivo de fornecer dados mais ricos para se capturar corretamente o comportamento multivariável do sistema e manter o processo no ponto de operação normal. As perturbações são projetadas conforme as características de um modelo simplificado do processo, ou pré-modelo. Este modelo inicial é obtido essencialmente de dados históricos de planta, selecionados através de uma sistemática análise de correlação desenvolvida neste trabalho A metodologia proposta é composta de duas partes: a primeira parte diz respeito à análise dos dados históricos de planta para obtenção de informações prelimirares as quais são utilizadas no planejamento de perturbações, tais como amplitude do ruído de medida, correlação entre as variáveis de processo, constante de tempo do sistema e matriz de ganhos. E a segunda parte consiste no cálculo da amplitude das perturbações baseado nos resultados da primeira etapa do planejamento. Para sistemas mal-condicionados verificou-se que as perturbações planejadas pela metodologia removem menos a planta de seu ponto de operação gerando resultados mais consistentes em relação às perturbações tradicionais. Já para sistemas bem-condicionados, os resultados são semelhantes. A metodologia foi aplicada em uma unidade piloto experimental e numa unidade de destilação da PETROBRAS, cujos resultados apontam pouca remoção dos sistemas do ponto de operação e modelos consistentes. A validação dos modelos também foi contemplada na dissertação, uma vez que foi proposto um novo critério de validação que considera a derivada dos dados de planta e a do modelo e não apenas os dados de planta e os dados da simulação das saídas do modelo.

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