Submitted by Algacilda Conceição (algacilda@sibi.ufrj.br) on 2018-03-26T18:54:34Z No. of bitstreams: 1 133919.pdf: 3514930 bytes, checksum: 445631f65f7354a3c1fe8738f2401007 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-26T18:54:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 133919.pdf: 3514930 bytes, checksum: 445631f65f7354a3c1fe8738f2401007 (MD5) Previous issue date: 1973-11 / COPPETEC / Universidade Federal de Pernambuco / Estudo de uma classe de sistemas de controle auto-adaptativos: os sistemas de controle a estrutura variável. Um sistema de controle é dito a estrutura variável se a estrutura e/ou os parâmetros do controlador variam, sendo descontínuas as variações de parâmetros, em função do estado, e/ou das perturbações do sistema controlado. Para o estudo desses sistemas, são usados alguns resultados obtidos por Filippov sobre as equações diferenciais com segundo membro descontínuo, as quais regem o comportamento dinâmico dos referidos sistemas. É feita uma análise detalhada para o caso de sistemas lineares monodimensionais, visando pôr em evidência as características e as vantagens principais dos sistemas de controle a estrutura variável. Uma característica essencial desses sistemas é a possibilidade de aparecimento do regime de escorregamento, no qual o sistema controlado se torna invariante. No estudo da estabilidade, é utilizada uma extensão do segundo método de Liapunov para analisar a relação entre a condição de aparecimento do regime de escorregamento, e a estabilidade de um conjunto invariante, que é a própria superfície de escorregamento. / Study of a class of adaptive control systems: the Variable Structure Control Systems. A control system is said to be of variable structure if the structure and/or the parameters of the controller varies, the parameters variations being discontinuous, depending on the state, and/or the perturbations of the controlled system. For this study, some results obtained by Fillipov about the differential equations with discontinuous right-hand side are used. For the case of single input-single output linear systems, a detailed analysis of the essential properties and advantages of variable structure control systems is done. An important characteristic of these systems, is the possibility of sliding regimes, when the controlled system becomes invariant. An extension of Liapunov's second method is used for the stability study, and the analysis of the relationship between the sliding regime condition, and the stability of an invariant set, which is the sliding surface itself.

Orientador: Waldemar Donizete Bastos / Banca: Maurilio Márcio Melo / Banca: Andréa Cristina Prokopczyk Arita / Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar o Teorema clássico de Unicidade de Holmgren e mostrar uma aplicação na teoria de controle em equações diferenciais parciais por meio de um exemplo relativamente simples / Abstract: The aim of this work is to present the classical Holmgren's uniqueness theorem and give an application in control theory in partial di erential equations through a relatively simple example / Mestre

Por volta de 1764 aparece um novo ramo da ciência - A teoria de controle - quando James Watt consertou uma máquina Newcomen e percebeu que essa era ineficiente, e criou um sistema de controle de velocidades. A evolução destes sistemas controladores pode ser observada no controle utilizando a equação de Riccati dependente de estados (SDRE). Apesar de ser uma técnica muito avançada em relação à capacidade de realizar o controle, alguns problemas precisam ser encarados quanto à sua utilização, como a necessidade de se ter recursos computacionais de alto nível e custo. Essas questões podem impedir o uso da técnica SDRE em alguns sistemas. Uma solução para este problema é apontada através do uso de uma rede neural (RNA) chamada de Rede Neural com Estados de Eco (ESN). As RNAs possuem arquiteturas baseadas em redes neurais biológicas para que tenhamos resultados desejados na saída. Para que essa saída seja satisfatória a rede neural passa por um processo de treinamento. Sendo assim, usase os dados de comportamento do SDRE para a realização do treinamento da ESN. Depois disso, realizam-se testes quanto à eficiência da rede neural no controle do sistema a ser controlado e ao custo computacional. Os resultados são comparados aos obtidos com o controle ESN. Este teste foi realizado para um sistema micro eletromecânico e o controle da suspensão ativa de um half-car. Os resultados obtidos foram positivos, pois a ESN conseguiu realizar o controle utilizando menos tempo de processamento em relação ao SDRE, além de possuir uma estrutura base fixa, possibilitando ajustes para realização de diferentes tipos de controle. / In around 1764, it emerged a new branch of science – the theory of control - when James Watt was given a model Newcomen engine to repair. He realised that it was hopelessly inefficient and began to work to improve the design. He did a velocit controller to solve the problem. The evolution of these systems is shown in State-dependent Riccati equation (SDRE) techniques. Although it is a very advanced technique in relation to the capacity of performing control, some problems have to be faced for its use, as the necessity of computational resources of high level and cost, which may impede the use of SDRE in some systems. The solution for these problems is pointed out in this study by the use of Echo State Neural Networks (ESNs). These neural networks have inputs and outputs and the inputs are processed through the use of algorithms in order to reach the desired results, and for that the neural network has to be under a task of training. After that we use the behavioral SDRE data for the training followed by the neural network efficiency test for the system control and for the computational cost. The results are compared to the ones obtained with the ESN control. This test was realized for a micro eletromechanical system and the control of the active suspension of a half-car. The results were positive as the ESN could perform the control in a short time in relation to the SDRE. There is also a fixed structure which makes possible some adjusts for different kinds of control.

Por volta de 1764 aparece um novo ramo da ciência - A teoria de controle - quando James Watt consertou uma máquina Newcomen e percebeu que essa era ineficiente, e criou um sistema de controle de velocidades. A evolução destes sistemas controladores pode ser observada no controle utilizando a equação de Riccati dependente de estados (SDRE). Apesar de ser uma técnica muito avançada em relação à capacidade de realizar o controle, alguns problemas precisam ser encarados quanto à sua utilização, como a necessidade de se ter recursos computacionais de alto nível e custo. Essas questões podem impedir o uso da técnica SDRE em alguns sistemas. Uma solução para este problema é apontada através do uso de uma rede neural (RNA) chamada de Rede Neural com Estados de Eco (ESN). As RNAs possuem arquiteturas baseadas em redes neurais biológicas para que tenhamos resultados desejados na saída. Para que essa saída seja satisfatória a rede neural passa por um processo de treinamento. Sendo assim, usase os dados de comportamento do SDRE para a realização do treinamento da ESN. Depois disso, realizam-se testes quanto à eficiência da rede neural no controle do sistema a ser controlado e ao custo computacional. Os resultados são comparados aos obtidos com o controle ESN. Este teste foi realizado para um sistema micro eletromecânico e o controle da suspensão ativa de um half-car. Os resultados obtidos foram positivos, pois a ESN conseguiu realizar o controle utilizando menos tempo de processamento em relação ao SDRE, além de possuir uma estrutura base fixa, possibilitando ajustes para realização de diferentes tipos de controle. / In around 1764, it emerged a new branch of science – the theory of control - when James Watt was given a model Newcomen engine to repair. He realised that it was hopelessly inefficient and began to work to improve the design. He did a velocit controller to solve the problem. The evolution of these systems is shown in State-dependent Riccati equation (SDRE) techniques. Although it is a very advanced technique in relation to the capacity of performing control, some problems have to be faced for its use, as the necessity of computational resources of high level and cost, which may impede the use of SDRE in some systems. The solution for these problems is pointed out in this study by the use of Echo State Neural Networks (ESNs). These neural networks have inputs and outputs and the inputs are processed through the use of algorithms in order to reach the desired results, and for that the neural network has to be under a task of training. After that we use the behavioral SDRE data for the training followed by the neural network efficiency test for the system control and for the computational cost. The results are compared to the ones obtained with the ESN control. This test was realized for a micro eletromechanical system and the control of the active suspension of a half-car. The results were positive as the ESN could perform the control in a short time in relation to the SDRE. There is also a fixed structure which makes possible some adjusts for different kinds of control.

Orientador: Jose Claudio Geromel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T01:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fioravanti_AndreRicardo_M.pdf: 793181 bytes, checksum: 6f60b78faabe194cc22f2cc3157f0d90 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta dissertação tem par principal objetivo o estudo do problema de projeto de filtros H2 e Hoo de sistemas lineares discretos com parâmetros sujeitos a saltos markovianos. Inicialmente, sob a hipótese de que o parâmetro da cadeia de Markov é mensurável, fornecemos a caracterização de todos os filtros tais que o erro de estimação é limitado por uma norma, produzindo a solução completa do problema de projeto dependente do modo da cadeia. Baseado neste resultado, consideramos o projeto do filtro robusto capaz de lidar com incertezas paramétricas. Em seguida, propomos um procedimento de projeto de filtros sem o conhecimento da cadeia. Todos os problemas de filtragem são expressos em termos de desigualdades matriciais lineares. Os resultados teóricos são ilustrados através de uma aplicação prática que consiste na comunicação de dados através de um canal markoviano / Abstract: This thesis addresses the H2 and Hoo filtering design problem of discrete-time Markov jump linear systems. First, under the assumption that the Markov parameter is measurable, we provide the characterization of all filters such that the estimation errar remains bounded by a given narm leveI, yielding the complete solution of the mode-dependent filtering design problem. Based on this result, a robust filter design to deal with convex bounded parameter uncertainty is considered. In the sequeI, a design procedure for modeindependent filtering design is proposed. All filters are designed by solving linear matrix inequalities. The theory is illustrated by means of a practical example, consisting the data communication through a markovian channel / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-06T13:08:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) A CONTROL-THEORETIC APPROACH FOR ADAPTIVE STREAMING OVER HTT.pdf: 5118913 bytes, checksum: fc08706cd245c8c0de45e4db894cb0a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T13:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) A CONTROL-THEORETIC APPROACH FOR ADAPTIVE STREAMING OVER HTT.pdf: 5118913 bytes, checksum: fc08706cd245c8c0de45e4db894cb0a5 (MD5) Previous issue date: 2015-08-24 / FACEPE / Video applications account for a large percentage of Internet traffic, and their utilization tends to grow. In this scenario, multimedia providers are required to deliver video and/or audio content in a seamless manner, regardless of network conditions and client device capabilities. However, current commercial services are not efficient enough, and the academic proposals do not take full advantage of their potential. To this end, we propose a control-theoretic adaptive streaming over HTTP system, which adapts the video quality to the network conditions in a video session. With this system, we aim at delivering video with the highest Quality of Experience possible, while leveraging the available network resources. Our system is located at the client side, and comprises a control system and a state machine. Together, they select the video level that is requested to the server, a standard HTTP server, which sends video chunks as the client requests them. To select the control system and state machine that best fit our requirements, we perform several experiments with different parameter values combinations. Our parameter selection is accomplished in two steps, the last one resulting in the combination that best fits our needs. Then, we compare our system performance to an existent system in the academia. Our experimental results show the benefits of providing more aggressive decisions on the video quality selection. However, they also show that such aggressiveness may, sometimes, compromise the system performance. Overall, though, our system outperforms the baseline of our experiments. / A computação em nuvem é um paradigma computacional que vem sendo amplamente utilizado ao longo dos últimos anos devido as suas características de provisionamento de recursos de forma escalável, onde o usuário paga apenas por aquilo que consumir. Esse modelo computacional possibilita que diversos serviços sejam ofertados a partir da sua Infraestrutura como Serviço (IaaS - Infrastructure as a Service). Porém, a falha de componentes dos recursos da nuvem é algo bastante comum e que afeta diretamente a disponibilidade dos serviços que os utilizam. Garantir alta disponibilidade em serviços na nuvem é um desafio para provedores, que podem utilizar de técnicas como análise de sensibilidade para identificar gargalos de disponibilidade ou ainda fazer uso de mecanismos de tolerância à falhas para atingir melhores resultados de confiabilidade. Desse modo, esse trabalho tem como proposta realizar a avaliação de disponibilidade em arquiteturas para o provimento do serviço de VoD streaming na nuvem, baseado na plataforma Eucalyptus. O trabalho está dividido em dois estudos de caso. Primeiro, apresentamos uma arquitetura básica, sem mecanismos de redundância. Através de modelagem hierárquica formada por diagramas de blocos de confiabilidade (RBD - Reliability Block Diagram) e cadeias de Markov de tempo contínuo (CTMC - Continuous Time Markov Chain), realizamos a avaliação da disponibilidade para essa arquitetura, e em seguida alcançamos a validação do modelo que representa o funcionamento do serviço. Por fim, aplicamos a técnica de análise de sensibilidade paramétrica para identificar gargalos de disponibilidade na arquitetura básica. As análises seguintes que foram esse estudo de caso observam a disponibilidade do serviço em arquiteturas com redundância no modo warm-stand guiadas por índices de sensibilidade, apresentando ao final uma comparação dos valores de disponibilidade para cada arquitetura obtida a partir de componentes redundantes. O segundo estudo de caso analisa o comportamento da disponibilidade total do serviço a partir da variação no tempo de ativação dos mecanismos redundantes. Nossos resultados expressaram que a adoção de componentes redundantes no modo warm-stand na infraestrutura da nuvem proporciona ganhos de disponibilidade no serviço analisado. Também observamos que a variação do tempo de ativação do componente de maior confiabilidade tem maior impacto na disponibilidade total do serviço de VoD streaming.

Orientador: Jose Luiz Boldrini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-16T08:01:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_AndersonLuisAlbuquerquede_D.pdf: 2998474 bytes, checksum: 42b9a1d5dce58179e95cafd3db8b57b8 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A proliferação de mosquitos em regiões habitadas é uma importante questão de saúde pública, uma vez que tais insetos são vetores de várias doenças infecciosas. Assim, o estudo de técnicas de controle de populações de mosquitos tem um papel relevante na busca da eficiência no seu combate; em particular, a compreensão adequada de modelos matemáticos que descrevem tais situações pode auxiliar na tomada de decisão sobre quais seriam os procedimentos mais adequados para atingir este fim. Com este objetivo, neste trabalho fizemos a análise matemática rigorosa de um certo problema de controle ótimo associado a uma equação diferencial parcial que modela o crescimento e a difusão de uma população de mosquitos em uma região dada. Analisamos o problema de controlar tal população através da aplicação de inseticida por uma unidade volante de pulverização, buscando trajetórias ótimas a serem seguidas por esta unidade a fim de minimizar um certo funcional que envolve tanto a população total quanto os custos da operação / Abstract: The proliferation of mosquitoes in inhabited regions is an important public health issue since these insects are vectors of several infectious diseases. Thus, the study of techniques for controlling of mosquito populations has an important role in the quest for efficient combat techniques; in particular, the adequate understanding of mathematical models that describe such situations may help in the decision process of finding appropriate procedures to attain that. With this goal, in this work we performed a rigorous mathematical analysis of a certain optimal control problem associated to a partial differential equation modeling the growth and spreading of the mosquito population in a given region. We analyze the problem of controlling such population through the application of insecticide by a spraying unit; our objective is to search for optimal paths to be followed by this unit in order to minimize a certain functional that involves both the whole mosquito population and the operational costs / Doutorado / Analise Matematica / Doutor em Matemática

Orientadores: Pedro Luis Dias Peres, Ricardo Coração de Leão Fontoura de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T02:43:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lacerda_MarcioJunior_M.pdf: 670231 bytes, checksum: d76f3fe0db3898a759d391b46114898c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho apresenta novas condições na forma de desigualdades matriciais lineares para a síntese de filtros robustos H2 e H¥ de ordem completa, para sistemas incertos, contínuos e discretos no tempo. Os parâmetros incertos invariantes no tempo pertencem a um politopo com vértices conhecidos. Graças à existência de um número maior de variáveis de folga e à utilização de relaxações baseadas em matrizes polinomiais homogêneas, desigualdades matriciais lineares podem ser obtidas das condições propostas para o projeto de filtros robustos, com desempenho superior aos métodos existentes. A superioridade e eficiência do método proposto para o projeto dos filtros robustos são ilustradas por meio de comparações numéricas e exemplos da literatura / Abstract: This work presents new convex optimization procedures for full order robust H2 and H? filter design for continuous and discrete-time uncertain linear systems. The time-invariant uncertain parameters are supposed to belong to a polytope with known vertices. Thanks to the use of a larger number of slack variables and homogeneous polynomial relaxations, linear matrix inequalities for the design of robust filters can be derived from the proposed conditions, outperforming the existingmethods. The superiority and efficiency of the proposed method for robust filter design are illustrated by means of numerical comparisons in benchmark examples from the literature / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T04:20:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_MicheleMaradeAraujoEspindula_D.pdf: 987855 bytes, checksum: 0b48a6acb474d2be5e0d437581cada01 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A ocorrência de congestionamento degrada o desempenho das redes de computadores. Dentre as conseqüências negativas da sua ocorrência cita-se a diminuição da vazão, a perda de pacotes, e o aumento do atraso. Para prevenir e controlar o congestionamento, o protocolo Transmission Control Protocol (TCP) varia a taxa de transmissão de dados de acordo com o nível de congestionamento existente. As políticas de Gerenciamento Ativo de Filas, do Inglês Active Queue Management (AQM), monitoram o nível de ocupação das filas, afim de notificar o congestionamento incipiente aos nós emissores. Esta notificação é realizada através da marca¸c¿ao ou do descarte de pacotes. O sistema de controle de congestionamento em redes TCP/IP, pode ser visto como um sistema de controle por retroalimentação, no qual, a taxa de transmissão dos n'os fontes é ajustada de acordo com o nível de ocupação da fila. Os controladores para o gerenciamento ativo de filas determinam o valor da probabilidade de descarte ou de marcação, buscando a maximização da vazão e a minimiza¸c¿ao das perdas, garantindo, assim, a estabilidade do tamanho da fila independentemente das variações das condições da rede. Nesta tese, são utilizadas técnicas da teoria de controle ótimo para definir uma política ótima de gerenciamento ativo de filas, denominada H2-AQM. A principal característica da H2-AQM é o uso de controladores não racionais, superando-se, assim, a dificuldade de se incorporar no projeto do controlador a garantia de estabilidade em relação ao atraso da retroalimentação. Outrossim, a estabilidade e os objetivos de desempenho do sistema são completamente expressos e solucionados através de desigualdades matriciais lineares, permitindo que os parâmetros do controlador possam ser calculados através da solução de um problema convexo simples. Diferentes controladores operando no mesmo ponto de equilíbrio definem diferentes caminhos entre um ponto qualquer de operação do sistema e o ponto de equilíbrio. Por outro lado, o caminho percorrido para atingir a estabilidade depende dos objetivos usados para projetar o controlador. Nesta tese, é discutida, também, a escolha dos objetivos do projeto de um controlador ótimo para o gerenciamento ativo de filas. Os desempenhos dos diferentes controladores são avaliados e a eficácia do controlador que apresentou o melhor desempenho foi comparado com o desempenho das políticas RED e PI-AQM / Abstract: Congestion is one of the most significant problems in networking. When congestion occurs, the network performance degrades, leading to throughput decrease, delay increase and packet losses. In order to avoid congestion the Transmission Control Protocol (TCP) changes its transmission rate according to the level of congestion. AQM policies notify incipient congestion to TCP source by marking or dropping packets. In TCP/ICP networks, congestion control system can be viewed as a feedback control system in which the transmission rate of the sources are adjusted according to the level of congestion inferred by the queue occupancy. Controllers are responsible for determining the appropriate value of the dropping/marking probability values that stabilizes the queue size regardless of the network condition. In this thesis, optimal control theory is used to conceive an optimal AQM policy, called H2-AQM. The novelty of the proposed approach lies in the use of non-rational controllers that overcomes the difficulty of incorporating guarantees of the stability with respect to the delayed part of the system in the controller design. Furthermore, in the proposed approach stability and performance objectives are completely expressed as Linear Matrix Inequalities (LMIs), thus requiring the solution of a single convex problem for the computation of the controller parameters. Different controllers define different pathes for taking the system state to a target point of equilibrium. Moreover, the path depends on the objectives established for the design of the controller. In this thesis, a discussion on the design of AQM optimal controllers for optimal performance is also presented. The performance produced by different optimal controllers was investigated. The efficacy of the controller which presented the best performance was, then, compared to the performance of both RED and PI-AQM policies / Doutorado / Redes de Computadores / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Jose Claudio Geromel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T09:58:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Korogui_RubensHideo_D.pdf: 1047054 bytes, checksum: 1a066f84d7ea84703434bdb049a62a20 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Uma das temáticas abordadas neste trabalho é o problema de filtragem robusta em norma H2 para sistemas lineares a tempo contínuo e a tempo discreto. Consideramos que os sistemas estão sujeitos a incertezas paramétricas inicialmente do tipo politópicas e, em seguida, do tipo que admite representação linear fracionária. Calculamos limitantes inferior e superior para a norma H2 do erro de estimação, resolvendo-se problemas minimax, escrevendo-os em formato de desigualdades matriciais lineares LMI. Dessa maneira calculamos um intervalo de otimalidade que permite certificar o desempenho do filtro robusto projetado. Em seguida, aplicamos a metodologia proposta em problemas de estimação envolvendo um motor de indução trifásico e uma linha de transmissão com derivação. O presente trabalho também apresenta o que chamamos de sistema linear de comparação, cuja proposta é servir como alternativa para estudar sistemas com atraso. Utilizando a substituição de Rekasius construímos um sistema linear invariante no tempo que permite obter informações sobre a estabilidade e o cálculo de norma H8 para sistemas desta classe. Em vista da formulação através de matrizes de representação de estado é possível estender sem maiores dificuldades os resultados para o projeto de controladores via realimentação de estado e de filtros para sistemas com atraso. / Abstract: One of the themes considered in this work is the robust H2 filtering design problem for linear time invariant continuous and discrete time systems. We assume that the systems are subject to parametric uncertainty, initially of the polytopic type and later as linear fractional transformation parametric uncertainties. We calculate lower and upper bounds to the H2 squared norm of the estimation error by means of the equilibrium solution of a minimax problem, that can be formulated in a linear matrix inequality framework. Under this approach we provide an optimality gap that allows us to certify the performance of the designed robust filter. Afterwards, we apply the proposed methodology to estimation problems involving a three-phase induction motor and a transmission line with a stub. This work also considers what we call a linear comparison system, whose goal is to serve as an alternative to study time-delay systems. Using the Rekasius substitution we construct a linear time invariant system that allows us to get information about stability and H8 norm of this class of systems. Based on this approach in terms of state space matrices it is possible to extend the results to state feedback design and filtering design without any further assumptions. / Doutorado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica