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Resumo: As plantas de aceroleira apresentam intenso crescimento na Região do Nordeste brasileiro, onde produzem de quatro a seis safras por ano. Em função disso, é de se esperar que o teor de nutrientes das folhas e as exportações de elementos minerais pela colheita dos frutos variem em função da época do ano e dos distintos genótipos, entre outros fatores. O conhecimento destas variações é importante para balizar a diagnose foliar e o manejo da cultura. Por isso, este trabalho foi conduzido no Campo Experimental da Embrapa Agroindústria Tropical, em Pacajus, CE (4º10' S; 38º27' W), no ano agrícola 1999/2000, com o objetivo de determinar a variação sazonal do teor de nutrientes nas folhas e a exportação por frutos de diferentes genótipos de aceroleira. Foram avaliadas as folhas e os frutos de seis progênies, plantas com 2,5 anos de idade, cultivadas em sistema de sequeiro, em seis épocas do ano. Adotou-se o delineamento em blocos casualizados, em esquema de parcelas (6 progênies) subdivididas no tempo (6 épocas de colheita), com 4 repetições. Foram observadas poucas diferenças no teor de macronutrientes das folhas das distintas progênies de aceroleiras. O período de junho a outubro apresenta boa estabilidade nos teores de macronutrientes em progênies de aceroleira no Estado do Ceará. O mês de junho é o mais indicado para amostragem de folhas visando à diagnose foliar. As progênies de aceroleira têm habilidades diferenciadas na manutenção dos teores de Cu, Mn e Zn nas folhas. A maior exportação de nutrientes ocorreu nos meses de maior precipitação (Fevereiro e abril). De forma geral as progênies estudadas não diferiam entre si quanto à habilidade em exportar macronutrientes. As progênies P-52, P- 93 e P-97 exportaram maior quantidade de Cu e Zn. A seqüência de exportação de nutrientes por tonelada de frutos frescos de aceroleira foi: K>N>P>Mg>Ca>S>Fe>Zn>Mn>Cu. / Abstract: The West Indian cherry plants show intense growth in the brazilian northeast region, and fruits are harvested in four to six times along the year. Then, it is expected that nutrient concentrations in the leaves and their exportation by fruits may vary among progenys and harvest times, and this knowledge are important for plant nutritional diagnosys and culture management. Thus, this work was carried out at the experimental field of the Embrapa Tropical Agroindustry, located in Pacajus - CE (4º10' S; 38º27' W), Brazil, on 1999/2000 cicle, aiming to determine the sazonal variations of levels of nutrients in the leaves and exportation by fruits harvested from six progenys, and six harvest times on plants of 2.5 years old, without irrigation. It was utilized a complete randomized block design, with split plot in time (progenys in plots, and harvest times as sub-plots) with four replications. It was observed little difference on macronutrients in leaves of distinct progenys studied. The period from june to October showed good stability of macronutrients in the leaves. June was the most suitable month for leaf sampling aiming to plant nutritional diagnosys. The studied lineages presented different habilities to keep Cu, Mn and Zn concentrations in leaves. Nutrient exportation was greater in the period with more volume of rains (from February to April). Progenys do not induced important difference on macronutrients exportations by fruit harvests. Progenys P-52, P- 93 e P-97 exported greater amounts of Cu and Zn. Also, the exportation sequence of nutrients was: K>N>P>Mg>Ca>S>Fe>Zn>Mn>Cu. / Orientador: Jairo Osvaldo Cazetta / Coorientador: Dalmo Lopes de Siqueira / Banca: Renato de Mello Prado / Banca: Carlos Ruggiero / Banca: Edvan Alves Chagas / Banca: Sérgio Yoshimitsu Motoike / Doutor

Background Mathematical modeling combined with prior knowledge of the pharmacokinetics of the liver specific contrast agent Gd-EOB-DTPA has the potential to extract more information from Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging (DCE-MRI) data than previously possible. The ultimate goal of that work is to create a liver model that can describe DCE-MRI data well enough to be used as a diagnostic tool in liver function evaluation. Thus far this goal has not been fully reached and there is still some work to be done in this area. In this thesis, an already existing liver model will be implemented in the software Wolfram SystemModeler (WSM), the corresponding modeling framework will be further developed to better handle the temporally irregular sampling of DCE-MRI data and finally an attempt will be made to determine an optimal sampling design in terms of when and how often to collect images. In addition to these original goals, the work done during this project revealed two more issues that needed to be dealt with. Firstly, new standard deviation (SD) estimation methods regarding non-averaged DCE-MRI data were required in order to statistically evaluate the models. Secondly, the original model’s poor capability of describing the early dynamics of the system led to the creation of an additional liver model in attempt to model the bolus effect. Results The model was successfully implemented in WSM whereafter regional optimization was implemented as an attempt to handle clustered data. Tests on the available data did not result in any substantial difference in optimization outcome, but since the analyses were performed on only three patient data sets this is not enough to disregard the method. As a means of determining optimal sampling times, the determinant of the inverse Fisher Information Matrix was minimized, which revealed that frequent sampling is most important during the initial phase (~50-300 s post injection) and at the very end (~1500-1800 s). Three new means of estimating the SD were proposed. Of these three, a spatio-temporal SD was deemed most reasonable under the current circumstances. If a better initial fit is achieved, yet another method of estimating the variance as an optimization parameter might be implemented.    As a result of the new standard deviation the model failed to be statistically accepted during optimizations. The additional model that was created to include the bolus effect, and therefore be better able to fit the initial phase data, was also rejected. Conclusions The value of regional optimization is uncertain at this time and additional tests must be made on a large number of patient data sets in order to determine its value. The Fisher Information Matrix will be of great use in determining when and how often to sample once the model has achieved a more acceptable model fit in both the early and the late phase of the system. Even though the indications that it is important to sample densely in the early phase is rather intuitive due to a poor model fit in that region, the analyses also revealed that the final observations have a relatively high impact on the model prediction error. This was not previously known. Hence, an important measurement of how suitable the sampling design is in terms of the resulting model accuracy has been suggested. The original model was rejected due to its inability to fit the data during the early phase. This poor initial fit could not be improved enough by modelling the bolus effect and so the new implementation of the model was also rejected. Recommendations have been made in this thesis that might assist in the further development the liver model so that it can describe the true physiology and behaviour of the system in all phases. Such recommendations include, but are not limited to, the addition of an extra blood plasma compartment, a more thorough modelling of the spleen’s uptake of the contrast agent and a separation of certain differing signals that are now averaged.

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:34:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-03-24Bitstream added on 2014-06-13T20:25:34Z : No. of bitstreams: 1 lima_rls_dr_jabo.pdf: 208998 bytes, checksum: 21b5242c368648451dc909e05961b33e (MD5) / Funep / As plantas de aceroleira apresentam intenso crescimento na Região do Nordeste brasileiro, onde produzem de quatro a seis safras por ano. Em função disso, é de se esperar que o teor de nutrientes das folhas e as exportações de elementos minerais pela colheita dos frutos variem em função da época do ano e dos distintos genótipos, entre outros fatores. O conhecimento destas variações é importante para balizar a diagnose foliar e o manejo da cultura. Por isso, este trabalho foi conduzido no Campo Experimental da Embrapa Agroindústria Tropical, em Pacajus, CE (4º10’ S; 38º27’ W), no ano agrícola 1999/2000, com o objetivo de determinar a variação sazonal do teor de nutrientes nas folhas e a exportação por frutos de diferentes genótipos de aceroleira. Foram avaliadas as folhas e os frutos de seis progênies, plantas com 2,5 anos de idade, cultivadas em sistema de sequeiro, em seis épocas do ano. Adotou-se o delineamento em blocos casualizados, em esquema de parcelas (6 progênies) subdivididas no tempo (6 épocas de colheita), com 4 repetições. Foram observadas poucas diferenças no teor de macronutrientes das folhas das distintas progênies de aceroleiras. O período de junho a outubro apresenta boa estabilidade nos teores de macronutrientes em progênies de aceroleira no Estado do Ceará. O mês de junho é o mais indicado para amostragem de folhas visando à diagnose foliar. As progênies de aceroleira têm habilidades diferenciadas na manutenção dos teores de Cu, Mn e Zn nas folhas. A maior exportação de nutrientes ocorreu nos meses de maior precipitação (Fevereiro e abril). De forma geral as progênies estudadas não diferiam entre si quanto à habilidade em exportar macronutrientes. As progênies P-52, P- 93 e P-97 exportaram maior quantidade de Cu e Zn. A seqüência de exportação de nutrientes por tonelada de frutos frescos de aceroleira foi: K>N>P>Mg>Ca>S>Fe>Zn>Mn>Cu. / The West Indian cherry plants show intense growth in the brazilian northeast region, and fruits are harvested in four to six times along the year. Then, it is expected that nutrient concentrations in the leaves and their exportation by fruits may vary among progenys and harvest times, and this knowledge are important for plant nutritional diagnosys and culture management. Thus, this work was carried out at the experimental field of the Embrapa Tropical Agroindustry, located in Pacajus - CE (4º10’ S; 38º27’ W), Brazil, on 1999/2000 cicle, aiming to determine the sazonal variations of levels of nutrients in the leaves and exportation by fruits harvested from six progenys, and six harvest times on plants of 2.5 years old, without irrigation. It was utilized a complete randomized block design, with split plot in time (progenys in plots, and harvest times as sub-plots) with four replications. It was observed little difference on macronutrients in leaves of distinct progenys studied. The period from june to October showed good stability of macronutrients in the leaves. June was the most suitable month for leaf sampling aiming to plant nutritional diagnosys. The studied lineages presented different habilities to keep Cu, Mn and Zn concentrations in leaves. Nutrient exportation was greater in the period with more volume of rains (from February to April). Progenys do not induced important difference on macronutrients exportations by fruit harvests. Progenys P-52, P- 93 e P-97 exported greater amounts of Cu and Zn. Also, the exportation sequence of nutrients was: K>N>P>Mg>Ca>S>Fe>Zn>Mn>Cu.

Sistema de controle via rede (NCS) é um sistema de controle distribuído onde os sensores, atuadores e controladores estão alocados fisicamente em locais separados e são conectados através de uma rede de comunicação industrial. O NCS representa a evolução das arquiteturas de controle em rede, fornecendo maior modularidade e descentralização do controle, facilidade de diagnóstico e manutenção e menor custo. O desafio no desenvolvimento de um NCS é contornar os efeitos degenerativos causados por fatores que afetam o seu desempenho e estabilidade. Entre estes fatores estão o período de amostragem dos sinais, a perda de informações transmitidas na rede e os atrasos de comunicação. Buscando superar este desafio, este trabalho apresenta o desenvolvimento de NCS para aplicações em redes CAN baseado no uso da simulação e na proposta de uma estratégia de controle. A utilização de ferramentas de simulação de NCS, selecionadas através de um estudo comparativo e qualitativo, permitiu analisar o impacto de fatores degenerativos no desempenho de controle e estabilidade de NCS. Essa análise por simulação permitiu evidenciar o período de amostragem como o fator de maior influência para o projeto de NCS em redes CAN. Para superar o problema do período de amostragem, uma estratégia de controle adaptativo foi proposta. Essa estratégia usa informações de saída do NCS para automaticamente adaptar o período de amostragem das mensagens, garantindo desempenho de controle e diminuindo significativamente a ocupação da rede CAN. Experimentos realizados em uma plataforma de pesquisa sobre NCS demonstraram a confiabilidade e robustez do uso da estratégia de controle adaptativo, mesmo em condições extremas de operação da rede CAN. Os experimentos também permitiram comprovar a eficácia de uma técnica de identificação de NCS desenvolvida, que apresenta a vantagem de utilizar informações disponíveis na rede para obtenção de um modelo do NCS com precisão aceitável. / Networked control system (NCS) is a distributed control system where the sensors, actuators and controllers are physically separated and connected through an industrial communication network. The NCS represents the evolution of networked control architectures providing greater modularity and control decentralization, maintenance and diagnosis ease and lower cost of implementation. The challenge in the development of NCS is to overcome the degenerative effects of factors which affect its performance and stability. Among these factors are the sampling time, the loss of information on the network and the network delays. Aiming to overcome this challenge, this work presents the development of NCS for applications in CAN-Based networks based on the simulation use and in a control strategy proposal. The use NCS simulation tools, selected by a comparative and qualitative study, allowed to analyze the impact of degrading factors in the NCS control performance and stability. This analysis using simulation highlighted the message sampling time as factor with the biggest influence for the design of CAN-based NCS. To overcome the sampling time problem, an adaptive control strategy was proposed. This strategy uses the NCS output to automatically adapt the message sampling time, ensuring NCS control performance and stability and providing significant reduction of the CAN network load. Experiments carried out on a NCS Research Platform demonstrated the reliability and robustness of the adaptive control methodology application, even under worst case conditions of operation of the CAN-based network. Experiments have also proved the effectiveness of a model identification technique developed for NCS, which presents the advantage of using information available on the network to obtain the NCS model with acceptable accuracy.

Sistema de controle via rede (NCS) é um sistema de controle distribuído onde os sensores, atuadores e controladores estão alocados fisicamente em locais separados e são conectados através de uma rede de comunicação industrial. O NCS representa a evolução das arquiteturas de controle em rede, fornecendo maior modularidade e descentralização do controle, facilidade de diagnóstico e manutenção e menor custo. O desafio no desenvolvimento de um NCS é contornar os efeitos degenerativos causados por fatores que afetam o seu desempenho e estabilidade. Entre estes fatores estão o período de amostragem dos sinais, a perda de informações transmitidas na rede e os atrasos de comunicação. Buscando superar este desafio, este trabalho apresenta o desenvolvimento de NCS para aplicações em redes CAN baseado no uso da simulação e na proposta de uma estratégia de controle. A utilização de ferramentas de simulação de NCS, selecionadas através de um estudo comparativo e qualitativo, permitiu analisar o impacto de fatores degenerativos no desempenho de controle e estabilidade de NCS. Essa análise por simulação permitiu evidenciar o período de amostragem como o fator de maior influência para o projeto de NCS em redes CAN. Para superar o problema do período de amostragem, uma estratégia de controle adaptativo foi proposta. Essa estratégia usa informações de saída do NCS para automaticamente adaptar o período de amostragem das mensagens, garantindo desempenho de controle e diminuindo significativamente a ocupação da rede CAN. Experimentos realizados em uma plataforma de pesquisa sobre NCS demonstraram a confiabilidade e robustez do uso da estratégia de controle adaptativo, mesmo em condições extremas de operação da rede CAN. Os experimentos também permitiram comprovar a eficácia de uma técnica de identificação de NCS desenvolvida, que apresenta a vantagem de utilizar informações disponíveis na rede para obtenção de um modelo do NCS com precisão aceitável. / Networked control system (NCS) is a distributed control system where the sensors, actuators and controllers are physically separated and connected through an industrial communication network. The NCS represents the evolution of networked control architectures providing greater modularity and control decentralization, maintenance and diagnosis ease and lower cost of implementation. The challenge in the development of NCS is to overcome the degenerative effects of factors which affect its performance and stability. Among these factors are the sampling time, the loss of information on the network and the network delays. Aiming to overcome this challenge, this work presents the development of NCS for applications in CAN-Based networks based on the simulation use and in a control strategy proposal. The use NCS simulation tools, selected by a comparative and qualitative study, allowed to analyze the impact of degrading factors in the NCS control performance and stability. This analysis using simulation highlighted the message sampling time as factor with the biggest influence for the design of CAN-based NCS. To overcome the sampling time problem, an adaptive control strategy was proposed. This strategy uses the NCS output to automatically adapt the message sampling time, ensuring NCS control performance and stability and providing significant reduction of the CAN network load. Experiments carried out on a NCS Research Platform demonstrated the reliability and robustness of the adaptive control methodology application, even under worst case conditions of operation of the CAN-based network. Experiments have also proved the effectiveness of a model identification technique developed for NCS, which presents the advantage of using information available on the network to obtain the NCS model with acceptable accuracy.

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