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Identificação de sistemas através do método assintótico. / System identification through the asymptotic method.Misoczki, Rodolfo 04 October 2011 (has links)
A Identificação de Sistemas é uma das técnicas utilizadas para se obter a representação matemática de um sistema. Diversos métodos podem ser aplicados para se obter um modelo matemático através da identificação de sistemas, entre eles o método de identificação assintótico, também chamado de ASYM (Zhu, 1998). Este trabalho propõe aplicar o método de identificação assintótico em sistemas SISO para a obtenção de modelo de sistemas ditos caixa-preta e avaliar o seu desempenho buscando também o melhor detalhamento do método. Os modelos obtidos foram avaliados de acordo com sua nota calculada através do método ASYM, através da comparação do índice de ajuste fit para autovalidação e validação cruzada e pela variância dos parâmetros dos modelos. O método ASYM é exaustivamente testado para sua avaliação. Entre os testes realizados neste trabalho destacam-se dois experimentos tipo Monte-Carlo com mais de quinhentas identificações e a aplicação do método em uma planta real. Os testes comprovaram a viabilidade da aplicação do método assintótico na identificação de sistemas SISO do tipo caixa-preta com excelente desempenho para estruturas ARMAX. / System Identification is one of the techniques used to obtain the mathematical representation of a system. Several methods can be applied to obtain a mathematical model by the system identification, including the asymptotic method, also called ASYM (Zhu, 1998). This work proposes to apply the ASYM method for SISO systems identification, then obtain models of black-box systems called \"black box\" and evaluate its performance and show details of the method. The models obtained were evaluated according to their grade calculated using the ASYM method, by comparing the fit adjustment index, self-validation and cross validation and the variance of model parameters. The asymptotic method has been extensively tested to be evaluated. Among the tests in this work, two stand out such Monte Carlo experiments with more than five hundred identifications and a real plant identification. The tests proved the feasibility of applying the asymptotic method in the \"black box\" SISO systems identification with excellent performance for ARMAX structures.
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Mathematical modeling of ripple- and oscillation-mark formation in the casting of steel / Modelagem matemática da formação de marcas ondulantes e oscilantes em lingotamento de açoFernandez, Marcos Zambrano 07 August 2018 (has links)
Ripple marks and oscillation marks are undesirable defects which occur on the surface of solidified steel produced industrially in the ingot and the continuous casting processes, respectively; these defects are characterized by more or less evenly spaced indentations on the metal surface. Although the mechanisms for their formation are thought to be qualitatively understood, there is still considerable scope for improvement as regards quantitative mathematical modeling. In this thesis, models for the two processes are developed. For the case of ripple marks, transient twodimensional (2D) momentum and heat transfer in ingot casting is considered, and a criterion is derived, in terms of the process parameters, that can help to inform how to avoid such marks. For the case of oscillation marks in continuous casting, a novel numerical formulation for a transient 2D model is developed with the aim of tracking the spatial location of the first point of molten steel to solidify, since this determines the profile of the final oscillation mark. In both cases, the models are nondimensionalized, and the sizes of the dimensionless parameters that appear are used to derive asymptotically reduced models, with a view to not only clarifying the qualitative behavior, but also as a means to reducing the computational expense; both finite-difference and finite-element methods are used to solve the resulting model equations. One of the conclusions is that, although experimentalists and metallurgists have, in the past, treated the two cases as being linked, the present modeling approach shows quite clearly, and perhaps for the first time, how they quantitatively differ. / Marcas de ondulação e marcas de oscilação são defeitos indesejáveis que ocorrem na superfície do lingote de aço solidificado produzido industrialmente; esses defeitos são caracterizados por recortes mais ou menos uniformemente espaçados na superfície do metal. Embora se acredite que os mecanismos para sua formação sejam entendidos qualitativamente, ainda há considerável espaço para melhorias no que diz respeito à modelagem matemática quantitativa. Nesta tese, os modelos para os dois processos são desenvolvidos. Para o caso de marcas de ondulação, considera-se a transferência bidimensional e transitória (2D) de calor e de momento no lingotamento, e um critério é derivado, em termos dos parâmetros do processo, que pode ajudar a informar como evitar tais marcas. Para o caso de marcas de oscilação em lingotamento contínuo, uma nova formulação numérica para um modelo 2D transiente é desenvolvida com o objetivo de rastrear a localização espacial do primeiro ponto de aço fundido para solidificar, pois isso determina o perfil da marca final de oscilação. Em ambos os casos, os modelos são adimensionalizados, e os tamanhos dos parâmetros adimensionais que aparecem são usados para derivar modelos assintoticamente reduzidos, visando não apenas esclarecer o comportamento qualitativo, mas também como meio de reduzir o gasto computacional; ambos os métodos de diferenças finitas e elementos finitos são usados para resolver as equações do modelos resultantes. Uma das conclusões é que, embora os experimentalistas e metalúrgicos tenham, no passado, tratado os dois casos como estando ligados, a presente abordagem de modelagem mostra claramente, e talvez pela primeira vez, como eles diferem quantitativamente.
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Identificação de sistemas através do método assintótico. / System identification through the asymptotic method.Rodolfo Misoczki 04 October 2011 (has links)
A Identificação de Sistemas é uma das técnicas utilizadas para se obter a representação matemática de um sistema. Diversos métodos podem ser aplicados para se obter um modelo matemático através da identificação de sistemas, entre eles o método de identificação assintótico, também chamado de ASYM (Zhu, 1998). Este trabalho propõe aplicar o método de identificação assintótico em sistemas SISO para a obtenção de modelo de sistemas ditos caixa-preta e avaliar o seu desempenho buscando também o melhor detalhamento do método. Os modelos obtidos foram avaliados de acordo com sua nota calculada através do método ASYM, através da comparação do índice de ajuste fit para autovalidação e validação cruzada e pela variância dos parâmetros dos modelos. O método ASYM é exaustivamente testado para sua avaliação. Entre os testes realizados neste trabalho destacam-se dois experimentos tipo Monte-Carlo com mais de quinhentas identificações e a aplicação do método em uma planta real. Os testes comprovaram a viabilidade da aplicação do método assintótico na identificação de sistemas SISO do tipo caixa-preta com excelente desempenho para estruturas ARMAX. / System Identification is one of the techniques used to obtain the mathematical representation of a system. Several methods can be applied to obtain a mathematical model by the system identification, including the asymptotic method, also called ASYM (Zhu, 1998). This work proposes to apply the ASYM method for SISO systems identification, then obtain models of black-box systems called \"black box\" and evaluate its performance and show details of the method. The models obtained were evaluated according to their grade calculated using the ASYM method, by comparing the fit adjustment index, self-validation and cross validation and the variance of model parameters. The asymptotic method has been extensively tested to be evaluated. Among the tests in this work, two stand out such Monte Carlo experiments with more than five hundred identifications and a real plant identification. The tests proved the feasibility of applying the asymptotic method in the \"black box\" SISO systems identification with excellent performance for ARMAX structures.
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Mathematical modeling of ripple- and oscillation-mark formation in the casting of steel / Modelagem matemática da formação de marcas ondulantes e oscilantes em lingotamento de açoMarcos Zambrano Fernandez 07 August 2018 (has links)
Ripple marks and oscillation marks are undesirable defects which occur on the surface of solidified steel produced industrially in the ingot and the continuous casting processes, respectively; these defects are characterized by more or less evenly spaced indentations on the metal surface. Although the mechanisms for their formation are thought to be qualitatively understood, there is still considerable scope for improvement as regards quantitative mathematical modeling. In this thesis, models for the two processes are developed. For the case of ripple marks, transient twodimensional (2D) momentum and heat transfer in ingot casting is considered, and a criterion is derived, in terms of the process parameters, that can help to inform how to avoid such marks. For the case of oscillation marks in continuous casting, a novel numerical formulation for a transient 2D model is developed with the aim of tracking the spatial location of the first point of molten steel to solidify, since this determines the profile of the final oscillation mark. In both cases, the models are nondimensionalized, and the sizes of the dimensionless parameters that appear are used to derive asymptotically reduced models, with a view to not only clarifying the qualitative behavior, but also as a means to reducing the computational expense; both finite-difference and finite-element methods are used to solve the resulting model equations. One of the conclusions is that, although experimentalists and metallurgists have, in the past, treated the two cases as being linked, the present modeling approach shows quite clearly, and perhaps for the first time, how they quantitatively differ. / Marcas de ondulação e marcas de oscilação são defeitos indesejáveis que ocorrem na superfície do lingote de aço solidificado produzido industrialmente; esses defeitos são caracterizados por recortes mais ou menos uniformemente espaçados na superfície do metal. Embora se acredite que os mecanismos para sua formação sejam entendidos qualitativamente, ainda há considerável espaço para melhorias no que diz respeito à modelagem matemática quantitativa. Nesta tese, os modelos para os dois processos são desenvolvidos. Para o caso de marcas de ondulação, considera-se a transferência bidimensional e transitória (2D) de calor e de momento no lingotamento, e um critério é derivado, em termos dos parâmetros do processo, que pode ajudar a informar como evitar tais marcas. Para o caso de marcas de oscilação em lingotamento contínuo, uma nova formulação numérica para um modelo 2D transiente é desenvolvida com o objetivo de rastrear a localização espacial do primeiro ponto de aço fundido para solidificar, pois isso determina o perfil da marca final de oscilação. Em ambos os casos, os modelos são adimensionalizados, e os tamanhos dos parâmetros adimensionais que aparecem são usados para derivar modelos assintoticamente reduzidos, visando não apenas esclarecer o comportamento qualitativo, mas também como meio de reduzir o gasto computacional; ambos os métodos de diferenças finitas e elementos finitos são usados para resolver as equações do modelos resultantes. Uma das conclusões é que, embora os experimentalistas e metalúrgicos tenham, no passado, tratado os dois casos como estando ligados, a presente abordagem de modelagem mostra claramente, e talvez pela primeira vez, como eles diferem quantitativamente.
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Regularity at infinity and global fibrations of real algebraic maps / Regularidade no infinito e fibrações globais de aplicações algébricas reaisDias, Luis Renato Gonçalves 28 February 2013 (has links)
Let f : \'K POT. \' be a \'C POT. 2\' semi-algebraic mapping for K = R and a polynomial mapping for K = C. It is well-known that f is a locally trivial topological fibration over the complement of the bifurcation set B(f), also called atypical set. In this work, we consider the notion of t-regularity and \'ho E\'-regularity to study the bifurcation set of semi-algebraic mappings f : \'R POT. n\' \'ARROW\' \'R POT. p\' and polynomial mappings f : \'C POT. n\' \'ARROW\' \'C POT. p\'. We show that t-regularity is equivalent to regularity conditions at infinity which have been used by Rabier (1997), Gaffney (1999), Kurdyka, Orro and Simon (2000) and Jelonek (2003) in order to control the asymptotic behaviour of mappings. In addition, we prove that t-regularity implies \'ho E\'-regularity. The \'ho E\'-regularity enables one to define the set of asymptotic non \'ho E\'-regular values S(f) \'This contained\' \' K POT. p\', and the set \'A IND. \'ho E\'\' := f(Singf) U S(f). For \'C POT. 2\' semi-algebraic mappings f : \'R POT. n\' ARROW \' \'R POT. p\' and polynomial mappings f : \'C POT. n\' \'ARROW\' \'C POT. p\', based on a partial Thom stratification at infinity, we rove that S(f) and \'A IND. ho E\' are closed real semi-algebraic sets of dimension at most p - 1 (real dimension at most 2p - 2, for f : \'C POT. n\' \'ARROW\' \'C POT. p\'). Moreover, based on a new fibration theorem at infinity, i.e. holding in the complement of a sufficiently large ball, we obtain B(f) \'this contained\' \'A IND. ho E\'. We study two special classes of polynomial mappings f : \'R POT. n\' \"ARROW\' \'R POT. p\', the class of fair polynomial mappings and the class of Newton non-degenerate polynomial mappings. For fair polynomial mappings, we give an interpretation of t-regularity in terms of integral closure of modules, which is a real counterpart of Gaffney\'s result (1999). For non-degenerate polynomial mappings, we obtain an approximation for B(f) through a set which depends on the Newton polyhedron of f (results like this have been obtained by Némethi and Zaharia (1990) for polynomial functions f : \'C POT. n\' \'ARROW\' C and recently for mixed polynomial functions by Chen and Tibar (2012)). To finish, we discuss some simple consequences of our work: the equivalence t regularity Rabier (equivalently Gaffney, Kuo-KOS, Jelonek) condition for mappings f : X \'ARROW\' \'K POT. p\', where X \'this contained\' \'K POT. n\' is a smooth ane variety; the problem of bijectivity of semi-algebraic mappings; and a formula to compute the Euler characteristic of regular fibres of polynomial mappings f : \'R POT. n\' \'AROOW\' \'R POT. n-1\'. The above results are also extensions of some results obtained, for polynomial functions f : \'K POT. n\' \'ARROW K, by Némethi and Zaharia (1990), Siersma and Tibar (1995), Paunescu and Zaharia (1997), Parusinski (1995) and Tibar (1998). Title: Regularity at infinity and global fibrations of real algebraic maps / Considere f : \'K POT. n\' \"SETA\' \'K POT. p\' uma aplicação semi-algébrica de classe \'C POT. 2\' para K = R e uma aplicação polinomial para K = C. Por resultados clássicos, sabe-se que f é uma fibração topologicamente trivial sobre o complementar dos valores de bifurcação B(f), também chamado de valores atípicos. Neste trabalho, consideramos a t-regularidade e a \'ho E\'-regularidade no estudo dos valores de bifurcação de aplicações semi-algébricas f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. p\' de classe \'C POT. 2\' e aplicações polinomiais f : \'C POT. n\' \'SETA\' \'C POT. p\'. Mostramos que t-regularidade é equivalente às condições de regularidade no infinito usadas por Rabier (1997), Gaffney (1999), Kurdyka, Orro e Simon (2000) e Jelonek (2003) no controle do comportamento assintótico de aplicações. Também mostramos que t-regularidade implica \'ho E\'-regularidade. Através da \'ho E\'-regularidade, definimos o conjunto dos valores assintóticos não \'ho E\'- regulares S(f) \'K POT. p\', e o conjunto \'A IND. ho E\' : = f(Singf) U S(f). Para aplicações semialgébricas f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. p\' de classe \'C POT. 2\' e aplicações polinomiais f : \'C POT. \' \'SETA\' \'C POT. p\', baseados na existência de uma estraticação parcial de Thom no infinito, provamos que S(f) e \'A IND. ho E\' são conjuntos semi-algébricos reais de dimensão no máximo p - 1 (dimensão real no máximo 2p 2, para f : \'C POT. \' \'SETA\' \' C POT. p\'). Além disso, baseados em um novo teorema de fibração no infinito, ou seja na existência de fibração no complementar de uma bola de raio suficientemente grande, obtemos que o conjunto de bifurcação B(f) está contido no conjunto \'A IND. ho E\'. Estudamos também duas classes de aplicações polinomiais f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. p\', a classe de aplicações polinomiais fair e a classe de aplicações Newton não degeneradas. Para aplicações polinomiais fair, obtemos uma interpretação da t-regularidade em termos da teoria de fecho integral de módulos, estendendo para o caso real os resultados de Gaffney (1999). Para aplicações não degeneradas, obtemos uma aproximação de B(f) através de um conjunto que depende do poliedro de Newton de f (resultados deste tipo foram obtidos por Némethi e Zaharia (1990) para funções polinomiais f : \'C POT. \' \'SETA\' C e recentemente para funções polinomiais mistas por Chen e Tibar (2012)). No final, discutimos algumas consequências simples do nosso trabalho: a equivalência t-regularidade condição de Rabier (equivalentemente Gaffney, Kuo-KOS, Jelonek) para aplicações f : X \'SETA\' \'K POT. p\', onde X \'está contido\' \'K POT. n\' é uma variedade suave afim; o problema de bijetividade de aplicações semi-algébricas; e uma fórmula para o cálculo da característica de Euler de fibras regulares de aplicações polinomiais f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. n-1\'. Os resultados acima também são extensões de alguns resultados obtidos para funções polinomiais f : \'K POT. n\' \'SETA\' K, por Némethi e Zaharia (1990), Siersma e Tibar (1995), Paunescu e Zaharia (1997), Parusinski (1995) e Tibar (1998). Título: Regularidade no infinito e fibrações globais de aplicações algébricas reais
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Regularity at infinity and global fibrations of real algebraic maps / Regularidade no infinito e fibrações globais de aplicações algébricas reaisLuis Renato Gonçalves Dias 28 February 2013 (has links)
Let f : \'K POT. \' be a \'C POT. 2\' semi-algebraic mapping for K = R and a polynomial mapping for K = C. It is well-known that f is a locally trivial topological fibration over the complement of the bifurcation set B(f), also called atypical set. In this work, we consider the notion of t-regularity and \'ho E\'-regularity to study the bifurcation set of semi-algebraic mappings f : \'R POT. n\' \'ARROW\' \'R POT. p\' and polynomial mappings f : \'C POT. n\' \'ARROW\' \'C POT. p\'. We show that t-regularity is equivalent to regularity conditions at infinity which have been used by Rabier (1997), Gaffney (1999), Kurdyka, Orro and Simon (2000) and Jelonek (2003) in order to control the asymptotic behaviour of mappings. In addition, we prove that t-regularity implies \'ho E\'-regularity. The \'ho E\'-regularity enables one to define the set of asymptotic non \'ho E\'-regular values S(f) \'This contained\' \' K POT. p\', and the set \'A IND. \'ho E\'\' := f(Singf) U S(f). For \'C POT. 2\' semi-algebraic mappings f : \'R POT. n\' ARROW \' \'R POT. p\' and polynomial mappings f : \'C POT. n\' \'ARROW\' \'C POT. p\', based on a partial Thom stratification at infinity, we rove that S(f) and \'A IND. ho E\' are closed real semi-algebraic sets of dimension at most p - 1 (real dimension at most 2p - 2, for f : \'C POT. n\' \'ARROW\' \'C POT. p\'). Moreover, based on a new fibration theorem at infinity, i.e. holding in the complement of a sufficiently large ball, we obtain B(f) \'this contained\' \'A IND. ho E\'. We study two special classes of polynomial mappings f : \'R POT. n\' \"ARROW\' \'R POT. p\', the class of fair polynomial mappings and the class of Newton non-degenerate polynomial mappings. For fair polynomial mappings, we give an interpretation of t-regularity in terms of integral closure of modules, which is a real counterpart of Gaffney\'s result (1999). For non-degenerate polynomial mappings, we obtain an approximation for B(f) through a set which depends on the Newton polyhedron of f (results like this have been obtained by Némethi and Zaharia (1990) for polynomial functions f : \'C POT. n\' \'ARROW\' C and recently for mixed polynomial functions by Chen and Tibar (2012)). To finish, we discuss some simple consequences of our work: the equivalence t regularity Rabier (equivalently Gaffney, Kuo-KOS, Jelonek) condition for mappings f : X \'ARROW\' \'K POT. p\', where X \'this contained\' \'K POT. n\' is a smooth ane variety; the problem of bijectivity of semi-algebraic mappings; and a formula to compute the Euler characteristic of regular fibres of polynomial mappings f : \'R POT. n\' \'AROOW\' \'R POT. n-1\'. The above results are also extensions of some results obtained, for polynomial functions f : \'K POT. n\' \'ARROW K, by Némethi and Zaharia (1990), Siersma and Tibar (1995), Paunescu and Zaharia (1997), Parusinski (1995) and Tibar (1998). Title: Regularity at infinity and global fibrations of real algebraic maps / Considere f : \'K POT. n\' \"SETA\' \'K POT. p\' uma aplicação semi-algébrica de classe \'C POT. 2\' para K = R e uma aplicação polinomial para K = C. Por resultados clássicos, sabe-se que f é uma fibração topologicamente trivial sobre o complementar dos valores de bifurcação B(f), também chamado de valores atípicos. Neste trabalho, consideramos a t-regularidade e a \'ho E\'-regularidade no estudo dos valores de bifurcação de aplicações semi-algébricas f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. p\' de classe \'C POT. 2\' e aplicações polinomiais f : \'C POT. n\' \'SETA\' \'C POT. p\'. Mostramos que t-regularidade é equivalente às condições de regularidade no infinito usadas por Rabier (1997), Gaffney (1999), Kurdyka, Orro e Simon (2000) e Jelonek (2003) no controle do comportamento assintótico de aplicações. Também mostramos que t-regularidade implica \'ho E\'-regularidade. Através da \'ho E\'-regularidade, definimos o conjunto dos valores assintóticos não \'ho E\'- regulares S(f) \'K POT. p\', e o conjunto \'A IND. ho E\' : = f(Singf) U S(f). Para aplicações semialgébricas f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. p\' de classe \'C POT. 2\' e aplicações polinomiais f : \'C POT. \' \'SETA\' \'C POT. p\', baseados na existência de uma estraticação parcial de Thom no infinito, provamos que S(f) e \'A IND. ho E\' são conjuntos semi-algébricos reais de dimensão no máximo p - 1 (dimensão real no máximo 2p 2, para f : \'C POT. \' \'SETA\' \' C POT. p\'). Além disso, baseados em um novo teorema de fibração no infinito, ou seja na existência de fibração no complementar de uma bola de raio suficientemente grande, obtemos que o conjunto de bifurcação B(f) está contido no conjunto \'A IND. ho E\'. Estudamos também duas classes de aplicações polinomiais f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. p\', a classe de aplicações polinomiais fair e a classe de aplicações Newton não degeneradas. Para aplicações polinomiais fair, obtemos uma interpretação da t-regularidade em termos da teoria de fecho integral de módulos, estendendo para o caso real os resultados de Gaffney (1999). Para aplicações não degeneradas, obtemos uma aproximação de B(f) através de um conjunto que depende do poliedro de Newton de f (resultados deste tipo foram obtidos por Némethi e Zaharia (1990) para funções polinomiais f : \'C POT. \' \'SETA\' C e recentemente para funções polinomiais mistas por Chen e Tibar (2012)). No final, discutimos algumas consequências simples do nosso trabalho: a equivalência t-regularidade condição de Rabier (equivalentemente Gaffney, Kuo-KOS, Jelonek) para aplicações f : X \'SETA\' \'K POT. p\', onde X \'está contido\' \'K POT. n\' é uma variedade suave afim; o problema de bijetividade de aplicações semi-algébricas; e uma fórmula para o cálculo da característica de Euler de fibras regulares de aplicações polinomiais f : \'R POT. n\' \'SETA\' \'R POT. n-1\'. Os resultados acima também são extensões de alguns resultados obtidos para funções polinomiais f : \'K POT. n\' \'SETA\' K, por Némethi e Zaharia (1990), Siersma e Tibar (1995), Paunescu e Zaharia (1997), Parusinski (1995) e Tibar (1998). Título: Regularidade no infinito e fibrações globais de aplicações algébricas reais
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