Orientadores: Pedro Luis Dias Peres, Ricardo Coração de Leão Fontoura de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T15:25:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caun_RodrigodaPonte_M.pdf: 4443460 bytes, checksum: 6ac15ef9d40ddc0d477ba44ec10f9182 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A principal contribuição dessa dissertação é propor um método de síntese de controle preditivo por realimentação de estados para sistemas lineares discretos com parâmetros variantes no tempo e pertencentes a um politopo. As condições de síntese são formuladas usando-se funções de Lyapunov dependentes de caminho, isto é, a matriz de Lyapunov depende de maneira multi-afim dos parâmetros em seus instantes sucessivos de tempo até um instante máximo (tamanho do caminho). Essa classe de função generaliza as funções quadráticas e dependentes de maneira afim nos parâmetros. Os testes numéricos s¿ao formulados em termos de problemas de otimização baseados em desigualdades matriciais lineares, parametrizados em função do tamanho do caminho da matriz de Lyapunov, arbitrado a priori. À medida que o tamanho do caminho cresce, índices de desempenho menos conservadores são obtidos ao preço de um maior esforço computacional. Exemplos numéricos são apresentados ilustrando a eficiência do método proposto em termos do índice de desempenho e do esforço computacional demandado quando comparados com outros métodos existentes na literatura. / Abstract: The main contribution of this thesis is to propose a state-feedback model predictive control design method for discrete-time systems with time-varying parameters belonging to a polytope. The synthesis conditions are formulated using path-dependent Lyapunov functions, i.e. the Lyapunov matrix depends multi-affinely on the parameters at successive instants of time until a maximum instant (path size). This class of function generalizes quadratic and affinely parameter dependent functions. The numerical tests are provided in terms of optimization problems based on linear matrix inequalities, parametrized as a function of the path size of the Lyapunov matrix, given a priori. As the path size increases, less conservative performance indices are obtained at the price of a higher computational effort. Numerical examples are presented, illustrating the efficiency of the approach in terms of the performance index and the computational burden demanded when compared to other existing methods in the literature. / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Pedro Luis Dias Peres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T19:35:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borges_RenatoAlves_D.pdf: 1110575 bytes, checksum: 60707903258309c73eb16c6b81e8e7ba (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A principal contribuição desta tese é a proposta de condições de sintese de filtros e controladores lineares, tanto robustos quanto dependentes de parametros, para sistemas discretos variantes no tempo.Os controladores, ou filtros, são obtidos solucionando problemas de otimização formulados em termos de desigualdades matriciais bililineares, por meio de um metodo que se baseia na alternancia de problemas convexos descritos por desigualdades matriciais lineares. Para obtenção das condiçoes de sintese foram utilizadas tanto funções de Lyapunov afins nos parâmetros quanto ametros, alem de variáveis multi-afins em diferentes instantes de tempo dos parâmetros, alem de variaveis extras introduzidas pelo lema de Finsler. Nesse contexto, sao tratados problemas de sintese com custo garantido H, assegurando robustez em relação a incertezas não estruturadas. Simulaçoes numéricas ilustram a eficiencia dos metodos propostos em termos de desempenho H quando comparados com outros metodos da literatura / Abstract: The main contribution of this dissertation is to propose conditions for linear filter and controller design, considering both robust and parameter dependent structures, for discrete time-varying systems. The controllers, or filters, are obtained through the solution of optimization problems, formulated in terms of bilinear matrix inequalities, using a method that alternates convex optimization problems described in terms of linear matrix inequalities. Both affine and multi-affine in different instants of time (path dependent)Lyapunov functions were usedto obtain the design conditions, as wellas extra variables introduced bythe Finsler's lemma.Design problems that take into account an H guaranteed cost were investigated, providing robustness with respect to unstructured uncertainties. Numerical simulations show the effciency of the proposed methods in terms of H performance when compared with other strategies from the literature / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-12-21T11:00:37Z No. of bitstreams: 1 diegofagundesfabri.pdf: 7852736 bytes, checksum: 4ef1280e3a0eec15710a86fe8cad43ea (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-12-22T12:36:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diegofagundesfabri.pdf: 7852736 bytes, checksum: 4ef1280e3a0eec15710a86fe8cad43ea (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T12:36:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diegofagundesfabri.pdf: 7852736 bytes, checksum: 4ef1280e3a0eec15710a86fe8cad43ea (MD5) Previous issue date: 2011-03-03 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, é realizada uma proposta de implementação de um analisador de harmônicos variantes no tempo para operação em tempo real, utilizando plataforma DSP TMS320F28027. O algoritmo utilizado para realização da decomposição harmônica é o da DFT de Janela Deslizante (Sliding-Window Recursive DFT). Este algoritmo é descrito completamente e são realizados estudos referentes à decomposição de sinais contendo inter-harmônicos ou variações na frequência fundamental, bem como são definidos parâmetros e uma estrutura para auxiliar na análise de presença de espalhamento espectral nas decomposições. Também é proposto um método para correção dos erros de amplitude e fase causados pelos filtros analógicos de entrada, a partir da manipulação dos componentes em quadratura da DFT. O algoritmo da DFT de Janela Deslizante é então implementado em plataforma DSP e são realizadas decomposições harmônicas de sinais reais através de um analisado protótipo proposto. Esta nova forma de análise no domínio do tempo dos harmônicos permite a observação e estudos de diversos fenômenos relacionados ao sistema de potência atual, de um novo ponto de vista. Além do estudo da DFT e do protótipo proposto, é realizado o desenvolvimento de uma nova estrutura de banco de filtros FIR QMF visando a decomposição harmônica. / This work proposes an implementation of a real-time time-varying harmonic analyzer using a DSP TMS320F28027 platform. The algorithm used to perform the harmonic decomposition is the Sliding-Window Recursive DFT. This algorithm is fully described, and studies are made concerning the decomposition of signals containing inter-harmonics and variations in their fundamental frequency. In addition to that, new parameters and an auxiliar structure are defined to assist the analysis of spillover presence in the signals decomposition. It is also proposed a method for correcting amplitude and phase errors caused by analog input filters, through the manipulation of the DFT quadrature components. The Sliding-Window DFT algorithm is then implemented in a DSP platform, and harmonic decompositions of real signals are performed using the proposed prototype. This new form of time-domain harmonics analysis allows the observation and study of various phenomena related to the power system from a new point of view. Besides the study of the DFT and the proposed prototype, a new filter bank structure using QMF FIR filter for harmonic decomposition is developed.

O uso de etanol combustível no Brasil é hoje considerado o mais importante programa de combustível comercial renovável do mundo, sendo um potencial substituto aos derivados de petróleo. O aumento de rendimento fermentativo e a diminuição das perdas são objetivos de estudo em diversos centros de pesquisa, sendo o estudo da modelagem matemática e simulação do processo de grande importância para tal. A presente pesquisa apresenta como função identificar um modelo matemático para a linhagem isolada de Saccharomyces cerevisiae PE-2, de maneira a otimizar a maneira como é realizada a sua alimentação através de um controle H∞ por representação quasi-LPV. São realizados 9 ensaios de fermentação em 3 temperaturas distintas sob mesmas condições de concentração de substrato entrante. Após a finalização dos experimentos e análises, realiza-se a estimativa dos parâmetros componentes das equações diferenciais que modelam a cinética fermentativa, através de um algoritmo Quasi-Newton. De posse do modelo matemático, desenvolve-se um controle otimizado para a temperatura de 33ºC (temperatura usual de controle no processo industrial), considerando os parâmetros \"s\" e \"v\" variantes no tempo e os parâmetros x = 150 g/L e p = 70 g/L fixados, sendo valores médios obtidos durante o experimento. A utilização do controle desenvolvido possibilita um aumento de produtividade na faixa de 10% com relação a alimentação realizada em laboratório. Os resultados finais comprovam a eficiência do modelo matemático desenvolvido, comparado a outros estudos semelhantes, a influência da temperatura nos parâmetros cinéticos e a possibilidade de otimizar o processo através de um controle avançado do processo. / The use of ethanol in Brazil is considered the most important commercial renewable fuel program in the world, with a potential substitute for oil products. The increase in fermentation yield and losses reduction are objectives of study in various research centers, where the study of mathematical modeling and simulation of the process is of significant importance. This research presents as function to identify a mathematical model for the isolated strain of Saccharomyces cerevisiae PE-2, in order to optimize the way their substrate is fed, through a H∞ control based on quasi-LPV representation. Nine fermentation tests are performed at three different temperatures under the same conditions for incoming substrate concentration. After the experiments and analysis, it is carried out the estimation of parameters which are components of the differential equations that explain the fermentation kinetics, through a Quasi-Newton algorithm. With the mathematical model obtained, it is developed an optimal control for temperature 33°C (usual temperature control in the industrial process), considering the parameters \"s\" e \"v\" variyng in time and the parameters x = 150 g/L e p = 70 g/L set, which are average values obtained over the tests. The use of the control developed, applied to the flow variation, allows increasing productivity in 10% when compared with the flow performed in the tests conditions. The final results demonstrated the efficacy of the developed mathematical model, compared to other similar studies, the influence of temperature on the kinetic parameters and the possibility to optimize the process through an advanced process control.

Este trabalho propõe uma metodologia de identificação para sistemas lineares sujeitos a saltos markovianos. Dada uma sequência de observações ruidosas da variável de estados, busca-se estimá-la juntamente com os parâmetros (desconhecidos) que descrevem o sistema dinâmico no espaço de estados. Como é bem conhecido, a ltragem ótima nesta classe de sistemas tem requisitos computacionais exponencialmente crescentes em função do tamanho da amostra, e torna-se inviável na prática. Recorre-se, portanto, a um algoritmo sub-ótimo de ltragem, cujos resultados são utilizados na identificação por máxima verossimilhança segundo a metodologia apresentada. Simulações realizadas mostram boa convergência. / This paper proposes a methodology for the identification of Markov-jump linear systems. Given a sequence of noisy observations of the state variable, our objective is to estimate it along with the (unknown) parameters that drive the system in the state-space. As it is well known, the optimal ltering in this class of systems requires exponentially increasing computing power, in proportion to the sample size, and is not feasible in practice. We resort, therefore, to a sub-optimal algorithm, whose results are used for a maximum likelihood identification according to the methodology presented here. Simulations show a good convergence.

O NER é uma via de reparo de DNA capaz de lidar com uma ampla variedade de lesões. Participam do NER diversas proteínas, entre elas a endonuclease XPG. Pacientes que possuem mutações no gene XPG apresentam a síndrome XP, e em alguns casos XP/CS. Investigamos a natureza genética de dois pacientes XP-G, que são irmãos e apresentam fenótipo moderado. As células destes pacientes demonstraram alta sensibilidade à luz UVC. Quando expostas a um agente oxidativo, apenas células XP-G/CS exibiram sensibilidade. Identificamos duas mutações missense no gene XPG desses pacientes, e comparamos com outras mutações existentes. Observamos que as mutações possuem um impacto negativo na funcionalidade de XPG. A proteína com a mutação p.Ala28Asp exibiu uma atividade residual em testes de complementação. Os resultados indicam que o fenótipo XP-G desses pacientes é causado por duas mutações missense em heterozigose composta, e que células portadoras dessas alterações exibem respostas diferenciadas frente aos estresses genotóxicos causados pela luz UV e pelo agente oxidativo utilizado. / NER is the most flexible of all known DNA repair mechanisms. XPG is an endonuclease that participates in the final steps of NER. Mutations in this gene may result in the human syndrome XP and, in some cases, in the XP/CS. We investigated the genetic nature in two XP-G patients, siblings and mildly affected. The cells from these patients demonstrated the high UV sensitivity typical of this syndrome. When exposed to an oxidative agent, only XP-G/CS cells exhibited sensitivity. We identified two missense mutations in the XPG gene of these patients, and a comparison with other known mutations is presented. These mutations have a negative impact in the function of XPG. The protein harboring the mutation p.Ala28Asp exhibited residual activity in complementation tests. These results indicate that the phenotype of XP-G patients is caused by two missense mutations in a compound heterozygous manner, and that the cells carrying these alterations exhibit different responses against genotoxic stress caused by the UV light and by the oxidative agent used.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-19T17:51:31Z No. of bitstreams: 1 maurodeoliveiraprates.pdf: 2945720 bytes, checksum: b2933ab3f965ae9545fd42098fbc9164 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-20T12:29:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 maurodeoliveiraprates.pdf: 2945720 bytes, checksum: b2933ab3f965ae9545fd42098fbc9164 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-20T12:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maurodeoliveiraprates.pdf: 2945720 bytes, checksum: b2933ab3f965ae9545fd42098fbc9164 (MD5) Previous issue date: 2014-04-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, são apresentados e discutidos métodos que realizam levantamento de características do Sistema Elétrico de Potência (SEP) pela imposição de perturbações controladas. As características obtidas são a caracterização de conversores eletrônicos e impedância harmônica, impostas por afundamentos instantâneos de tensão e por wavelets, respectivamente. Em ambos os casos, utiliza-se a SWRDFT (do inglês, Sliding Window Recursive Discrete Fourier Transform). Assim, no primeiro momento são aplicados afundamentos de tensão para análise dos harmônicos variantes no tempo da corrente, em sistemas compostos por conversores eletrônicos. Já no segundo caso, é realizada a medição de impedância harmônica por meio da injeção de formas de onda wavelet. Para isso, utiliza-se a Wavelet Morlet Modificada (WMM), injetada de forma sequencial no SEP em diversas frequências. A SWRDFT é então utilizada para extrair as componentes harmônicas da tensão e corrente, obtendo-se assim a impedância harmônica do ponto de medição desejado. Este método foi testado em vários sistemas elétricos de diferentes níveis de complexidade e os resultados foram comparados com o obtido pelo bloco medidor de impedância do Simulink ®. Os resultados alcançados nos dois casos citados podem ser considerados satisfatórios para os propósitos a que se referem, fornecendo características importantes em um SEP. / In this work, two methods based on the injection of controlled disturbances are proposed in order to evaluate characteristics of the Electrical Power System (EPS). The proposed methods perform the characterization of electronic converters and harmonic impedance measurements by the imposition of voltage sags and wavelets, respectively. In both cases, SWRDFT (Sliding Window Recursive Discrete Fourier Transform) is used. Thus, in the first method, voltages sags are applied to electrical systems composed by electronics converters and the time varying harmonic content of current is analyzed. In the second method, the measurement of harmonic impedance by current by injecting forms of wavelet wave is performed. For this, the Modified Morlet Wavelet (MMW) is used and is sequentially injected in the EPS with different frequencies. The SWRDFT is then used to extract the harmonic components of the voltage and current and then, the harmonic impedance of the desired point of measurement can be calculated. The proposed method was tested on various electrical systems with different levels of complexity and the results are compared with the value obtained by the impedance meter Simulink ®. The results achieved by the proposed methods can be considered satisfactory, providing important technical features of the Electric Power System.

Orientadores: Pedro Luis Dias Peres, Ricardo Coração de Leão Fontoura de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T15:07:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lacerda_MarcioJunior_D.pdf: 1206868 bytes, checksum: c5abb83323581461eb40c95f27c95097 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho apresenta novas condições na forma de desigualdades matriciais lineares para o projeto de filtros H-infinito de ordem completa em três diferentes contextos: i) sistemas lineares incertos discretos com um atraso variante no tempo afetando os estados; ii) sistemas lineares com parâmetros variantes no tempo, contínuos e discretos, sujeitos a incertezas nas medições dos parâmetros; iii) sistemas não lineares quadráticos contínuos e discretos no tempo. Para cada contexto, o objetivo é projetar filtros: i) com termos atrasados nos estados; ii) dependentes dos parâmetros incertos medidos; iii) com termos quadráticos. Em cada um dos casos, o ponto de partida é a existência de uma função de Lyapunov que assegure estabilidade e um limitante para a norma H-infinito do sistema aumentado, ou seja, o sistema original conectado com o filtro de ordem completa. As condições de projeto são obtidas impondo-se uma determinada estrutura para as variáveis de folga, resultando em desigualdades matriciais com parâmetros escalares. A eficácia das condições apresentadas é ilustrada por meio de comparações numéricas utilizando exemplos da literatura / Abstract: This work presents new conditions in the form of linear matrix inequalities for full order H-infinity filter design in three different contexts: i) uncertain linear discrete-time systems with a time-varying delay affecting the states ii) linear parameter-varying systems, continuous and discrete-time, subject to inexactly measured parameters; iii) continuous and discrete-time nonlinear quadratic systems. For each context, the aim is to design filters: i) with state-delayed terms; ii) dependent upon the inexactly measured parameters; iii) with quadratic terms. In each case, the starting point is the existence of a Lyapunov function that assures stability and a bound to the H-infinity norm of the augmented system, that is, the original system conected with the full order filter. The design conditions are obtained by imposing a given structure to the slack variables, resulting in matrix inequalities with scalar parameters. The effectiveness of the proposed conditions is illustrated by means of numerical comparisons and benchmark examples from the literature / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Gilmar Barreto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T06:42:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Battaglin_PauloDavid_D.pdf: 3180685 bytes, checksum: 5e1e9893bb97a4df42116a4c0d8b10d6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho mostrará a aplicação do filtro de Kalman a um processo computacional discreto, o qual será representado por um modelo matemático que é um sistema de equações lineares, multivariáveis, discretas, estocásticas e variantes no tempo. As contribuições desta pesquisa evidenciam a construção de um modelo matemático apropriado de observabilidade instantânea para representar sistemas que variam rapidamente no tempo; a construção dos fundamentos teóricos do filtro de Kalman a ser aplicado em sistemas lineares, multivariáveis, discretos, estocásticos e variantes no tempo; bem como a construção deste filtro neste contexto e sua aplicação a um processo computacional discreto. Neste trabalho propomos um método para determinar: a matriz de observabilidade instantânea, o vetor de estimação de estado interno, a matriz de covariâncias de erros de estimação de estado interno e a latência de um processo computacional discreto, quando as medidas na saída do computador são conhecidas. Aqui mostramos que quando a propriedade observabilidade instantânea do sistema é verificada, a latência de um processo computacional pode ser estimada. Esta é uma vantagem comparada com os métodos de observabilidade usual, os quais são baseados em cenários estáticos. A aplicação potencial dos resultados deste trabalho é na predição de congestionamentos em processos que variam no tempo e acontecem em computadores digitais. Em uma perspectiva mais ampla, o método da observabilidade instantânea pode ser aplicado na identificação de patologias, na previsão de tempo, em navegação e rastreamento no solo, na água e no ar; no mercado de ações e em muitas outras áreas / Abstract: This work will show the application of the Kalman filter to a discrete computational process, which will be represented by a mathematical model: a system of linear, multivariable, discrete, stochastic and time-varying equations. The contributions of this research show the construction of an appropriate mathematical model of instantaneous observability to represent systems that vary quickly in time; the construction of the theoretical foundations of the Kalman filter to be applied to a linear, multivariable, discrete, stochastic and time-varying system; the construction of this filter in this context and its application to a discrete computational process. In this research we propose a method to determine: the instantaneous observability matrix, the internal state vector estimation, Covariance matrix of internal state estimation error and the latency of a digital computational process, when the measures on the computer output are known. Here we show that when the instantaneous observability property of the system comes true, a computing process latency can be estimated. This is an advantage compared to usual observability methods, which are based on static scenarios. The potential application of the results of this work is to predict bottlenecks in time-varying processes which happen inside the discrete computers. In a broader perspective, the instantaneous observability method can be applied on identification of a pathology, weather forecast, navigation and tracking on ground, in the water and in the air; in stock market prediction and many other areas / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Juan Francisco Camino dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T01:28:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_LuisAntonio_M.pdf: 1882720 bytes, checksum: efb662d3473168965c88de41357ef029 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O presente trabalho investiga os problemas de estabilidade assintótica e desempenho H'INFINITO' de sistemas lineares a parâmetros variantes discretos no tempo. São fornecidas condições suficientes para análise de estabilidade, análise de desempenho H'INFINITO' e síntese de controladores estáticos de realimentação de saída robustos e por ganho escalonado. Além disso, é proposto um método de parametrização polinomial homogênea de sistemas LPV afins. Assume-se que a matriz do sistema tem dependência polinomial homogênea de grau arbitrário sobre os parâmetros que variam dentro de um politopo com conhecidos limitantes sobre suas taxas de variação. As propriedades geométricas do domínio politópico são exploradas para se obter um conjunto finito de desigualdades matriciais lineares que levam em consideração os limitantes sobre as taxas de variação dos parâmetros. As condições LMIs são obtidas usando uma função de Lyapunov quadrática nos estados com dependência polinomial homogênea dos parâmetros variantes em instantes sucessivos de tempo. As condições fornecidas são aplicadas no modelo LPV de um sistema vibroacústico. Comparações com resultados numéricos encontrados na literatura mostram os benefícios das técnicas propostas / Abstract: This work investigates stability and H'INFINITE' performance of discrete-time linear parameter varying systems. Sufficient conditions for stability analysis, H'INFINITE' performance analysis and synthesis of both robust and gain-scheduled static output feedback controller are provided. It is assumed that the system matrices have a homogeneous polynomial dependence of arbitrary degree on the time-varying parameters. Thus, a homogeneous-polynomially parametrization method for affine LPV systems is proposed. The parameters are assumed to vary inside a polytope and to have known bounds on their rates of variation. The geometric properties of the polytopic domain are exploited to derive a finite set of LMIs that take into account the bounds on the rates of variation of the scheduling parameters. The LMI conditions are obtained using a quadratic in the state Lyapunov function with a homogeneous polynomial dependence on the scheduling parameters at successive instants of time. The proposed techniques are applied to an LPV model of a vibroacoustic setup. Comparisons with numerical results found in literature show the benefits of the proposed approach / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica