Feedforward is known to be one of the best methods for power amplifier linearization due to its superior linearization performance and broadband stable operation. However feedforward systems have relatively poor power efficiency and are complicated due to the presence of two nonlinear amplifiers and the requirements of amplitude, phase and delay matching within two different loops. In this thesis stochastic characterization of a simple feedforward system with autocorrelation analysis has been presented for Code Division Multiple Access (CDMA) applications taking the amplitude and delay mismatches into consideration. It has been assumed that, the input signal can be represented as Gaussian noise, main and error amplifiers can be modeled with third order AM/AM nonlinearities and there exists no phase mismatch within the loops. Hence closed form expressions, which relate the main channel and distorted adjacent channel power at any point in the feedforward circuitry to the system parameters, have been obtained. Consequently, a mathematical handy tool is achieved towards specifying the circuit parameters rapidly for optimum linearity performance and efficiency. The developed analytical model has been verified by Radio Frequency (RF) and system simulations. An alternative approach towards modeling feedforward systems for arbitrary signals has also been brought into consideration and has been verified with system simulations.

The first part of this work deals with open dynamical systems. A natural question of how the survival probability depends upon a position of a hole was seemingly never addresses in the theory of open dynamical systems. We found that this dependency could be very essential. The main results are related to the holes with equal sizes (measure) in the phase space of strongly chaotic maps. Take in each hole a periodic point of minimal period. Then the faster escape occurs through the hole where this minimal period assumes its maximal value. The results are valid for all finite times (starting with the minimal period), which is unusual in dynamical systems theory where typically statements are asymptotic when time tends to infinity. It seems obvious that the bigger the hole is the bigger is the escape through that hole. Our results demonstrate that generally it is not true, and that specific features of the dynamics may play a role comparable to the size of the hole. In the second part we consider some classes of cellular automata called Deterministic Walks in Random Environments on Z^1. At first we deal with the system with constant rigidity and Markovian distribution of scatterers on Z^1. It is shown that these systems have essentially the same properties as DWRE on Z^1 with constant rigidity and independently distributed scatterers. Lastly, we consider a system with non-constant rigidity (so called process of aging) and independent distribution of scatterers. Asymptotic laws for the dynamics of perturbations propagating in such environments with aging are obtained.

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2008. / Title from first page of PDF file. Includes bibliographical references (p. 168-184).

A presente pesquisa aborda a utilização de gráficos de controle em processo produtivo com variáveis autocorrelacionadas. Tem como objetivo verificar a estabilidade do processo de lingotamento contínuo na fabricação de tarugos por gráficos de controle aplicados aos resíduos oriundos da previsão dos modelos matemáticos por meio da modelagem linear e/ou não linear. Primeiramente, é observada a existência de correlação entre os dados, utilizandose, então, a Análise de Componentes Principais. Com os dados livres de correlação, testa-se a autocorrelação nas Componentes Principais. A partir desse instante, são aplicados os modelos ARIMA, para encontrar os resíduos nos quais será testada a presença de volatilidade, podendo-se aplicar os modelos ARCH e/ou GARCH. Para exemplificar a metodologia utilizada na pesquisa, foi realizado um estudo de caso em uma empresa do RS, na célula da aciaria, especificamente na máquina de lingotamento contínuo onde são fabricados os tarugos para o Aço DIN20MnCr5, seção quadrada 240 mm. Foi possível a avaliação da estabilidade do processo para as variáveis originais por meio do gráfico . Posteriormente, os dados foram decompostos em Componentes Principais, avaliados por meio dos gráficos de controle e EWMA, indicando as componentes com maior instabilidade e as variáveis com maior influência dentro do novo conjunto de dados. Identificado o conjunto de variáveis, essas foram modeladas, utilizando-se a metodologia de modelos lineares e não lineares para encontrar os resíduos e assim construir os gráficos. Os modelos matemáticos encontrados foram capazes de representar os processos produtivos, possibilitar a compreeensão do comportamento das variáveis e auxiliar na monitoração do processo, e, além disso, mostrar as variáveis que contribuem para que o sistema esteja instável e ocasione a produção de sucata para o aço estudado. / This research addresses the use of control charts in the production process with autocorrelated variables. It aims to determine the stability of the continuous casting process in the manufacture of billets through control charts applied to the residues that come from prediction (of waste) from of mathematical models, by means of (modeling) linear and/or nonlinear modelling. First, it is observed existence of correlation among data, then using Principal Component Analysis. With correlation-free data, the autocorrelation is tested in the Principal Components. From that moment ARIMA models are applied to find residues in which will be tested the presence of volatility maybe applying ARCH and/or GARCH models. To illustrate the methodology used in the survey was conducted a case study at the in a Steel Plant in the State of RS, in the Aciaria cell, specifically in the continuous casting machine where steel billets DIN20MnCr5 square section 240mm are manufactured. It was possible to evaluate the stability of the process for original variables through the graph . Subsequently, data were broken down into Principal Components, evaluated by means of control charts and EWMA, indicating the components with higher instability and variables with greater influence within the new data set. Identied the set of variables, they were modeled using the methodology of linear and nonlinear models to find the residues and thus construct the graphs. Mathematical models were found capable of representing the production process, allowing understanding the variables behavior and assisting in process monitoring; showing the variables that contribute to the system is unstable and causes the scrap production for the steel studied.

Conhecer a distribuição geográfica das espécies é primordial para a tomada de ações efetivas de conservação. Modelos de ocupação são ferramentas importantes para estimar a distribuição das espécies, especialmente quando as informações são incompletas, como é o caso de muitas espécies ameaçadas ou em áreas ainda insuficientemente amostradas. O objetivo deste estudo é ampliar e refinar o conhecimento sobre a distribuição geográfica da toninha, Pontoporia blainvillei, um pequeno cetáceo ameaçado de extinção restrito às águas costeiras do Atlântico Sul ocidental, através de modelos de ocupação. Foram realizadas amostragens aéreas com 4 observadores independentes, em 2058 sítios de 4x4km na distribuição da espécie no Brasil. Foram utilizadas cinco covariáveis de detecção (transparência da água, escala Beaufort, reflexo solar, posição dos amostradores e número de amostradores) e três covariáveis de ocupação (batimetria, temperatura média e produtividade primária) com índices de correlação de Pearson menor que 0,7. Todas as covariáveis contínuas foram estandardizadas com média zero e desvio padrão igual a um. Os modelos de ocupação com autocorrealação espacial foram estimados com Inferência Bayesiana utilizando priors ‘vagos’ (média zero e variância 1.0E6). Em apenas 75 sítios foram detectadas toninhas. A probabilidade de detecção média foi de 0.23 (CRI 0.006 a 0.51), onde as covariáveis Beaufort (efeito negativo), reflexo solar (efeito negativo) e transparência da água (efeito positivo) apresentaram efeitos significativos. A média estimada de ocupação foi de 0,066 (CRI 0,01 a 0,31). As covariáveis batimetria e a temperatura média apresentaram efeitos positivos e negativos sobre o processo de ocupação, respectivamente. Espacialmente o modelo prevê três áreas com altas probabilidades de ocupação aparentemente disjuntas: a) costa norte do Rio de Janeiro; b) costas norte de 3 Santa catarina até São Paulo; c) costa do Rio Grande do Sul. Assim, agregamos importantes informações para a conservação da espécie e realização de novos estudos, apontando onde podemos encontrar maiores probabilidade de ocupação na costa do Brasil e covariáveis que determinam a ocupação e a detecção da espécie. / Knowing the geographic distribution of a species is essential for taking effective conservation actions. Occupation Models are important tools for estimating species distribution, especially when information is incomplete, as is the case with many endangered species or in under-sampled areas. The aim of this study is to expand and refine the knowledge about the geographic distribution of the franciscana, Pontoporia blainvillei, a threatened small cetacean restricted to the coastal waters of the western South Atlantic, through Occupation Models. Aerial samplings were carried out with 4 independent observers, in 2058 sites of 4x4km across the distribution of the species in Brazilian waters. Five detection covariates were used (water transparency, Beaufort scale, solar reflectance, observer position and number of observers) and three covariates of occupation (bathymetry, mean temperature and primary productivity) with Pearson correlation indices less than 0.7. All continuous covariates were standardized with mean zero and standard deviation equal to one. Occupancy Models with spatial autocorrection were estimated using Bayesian Inference using 'vague' priors (zero mean and variance 1.0E6). Franciscana was detected only in 75 sites. The average detection probability 4 was 0.23 (CRI 0.006 to 0.51), where Beaufort (negative effect), solar reflex (negative effect) and water transparency (positive effect) covariables had significant effects. The estimated mean occupancy was 0.066 (CRI 0.01 to 0.31). The bathymetry and the mean temperature covariables had positive and negative effects on the occupation process, respectively. Spatially the model predicts three apparently disjunct areas with high probability of occupation: a) north coast of Rio de Janeiro; b) north coasts of Santa Catarina to São Paulo; c) coast of Rio Grande do Sul. Thus, we add important information for the conservation of species and new studies, pointing out where we can find greater likelihood of occupation on the coast of Brazil and covariates that determine the occupation and the detection of the species.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Em estudos ecológicos é importante entender os processos que determinam a distribuição dos organismos. O estudo da distribuição de animais com alta capacidade de locomoção é um desafio para pesquisadores em todo o mundo. Modelos de uso de habitat são ferramentas poderosas para entender as relações entre animais e o ambiente. Com o desenvolvimento dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG ou GIS, em inglês), modelos de uso de habitat são utilizados nas análises de dados ecológicos. Entretanto, modelos de uso de habitat frequentemente sofrem com especificações inapropriadas. Especificamente, o pressuposto de independência, que é importante para modelos estatísticos, pode ser violado quando as observações são coletadas no espaço. A Autocorrelação Espacial (SAC) é um problema em estudos ecológicos e deve ser considerada e corrigida. Nesta tese, modelos generalizados lineares com autovetores espaciais foram usados para investigar o uso de habitat dos cetáceos em relação a variáveis fisiográficas, oceanográficas e antrópicas em Cabo Frio, RJ, Brasil, especificamente: baleia-de-Bryde, Balaenoptera edeni (Capítulo 1); golfinho nariz-de-garrafa, Tursiops truncatus (Capítulo 2); Misticetos e odontocetos em geral (Capítulo 3). A baleia-de-Bryde foi influenciada pela Temperatura Superficial do Mar Minima e Máxima, no qual a faixa de temperatura mais usada pela baleia condiz com a faixa de ocorrência de sardinha-verdadeira, Sardinella brasiliensis, durante a desova (22 a 28C). Para o golfinho nariz-de-garrafa o melhor modelo indicou que estes eram encontrados em Temperatura Superficial do Mar baixas, com alta variabilidade e altas concentrações de clorofila. Tanto misticetos quanto os odontocetos usam em proporções similares as áreas contidas em Unidades de Conservação (UCs) quanto as áreas não são parte de UCs. Os misticetos ocorreram com maior frequência mais afastados da costa, em baixas temperaturas superficiais do mar e com altos valores de variabilidade para a temperatura. Os odontocetos usaram duas áreas preferencialmente: as áreas com as menores profundidades dentro da área de estudo e nas maiores profundidade. Eles usaram também habitats com águas frias e com alta concentração de clorofila. Tanto os misticetos quanto os odontocetos foram encontrados com mais frequência em distâncias de até 5km das embarcações de turismo e mergulho. Identificar habitats críticos para os cetáceos é um primeiro passo crucial em direção a sua conservação / A major problem in ecological studies is the understanding of what factors drive animals distribution. Studies investigating the distribution of high mobility animals is a challenge for scientists all over the world. In that sense, habitat use models are powerful toolsto understand relationship between animals and their environment. With Geographical Information System (GIS) development, habitat use models have been used in ecological studies. However, habitat use models, in several times, are built with misspecification, such as the independence assumption, that must be corrected. Spatial autocorrelation is a common problem in ecological studies. In this thesis, generalized linear models with spatial eigenvectors were used to investigate habitat use in cetaceans using physiographic, oceanographic and anthropogenic co-variates in Cabo Frio, RJ, Brazil, specifically: Brydes whale, Balaenoptera edeni (Chapter 1); bottlenose dolphins, Tursiops truncatus (Chapter 2); Misticetes and odontocetes (Chapter 3). Brydes whale was influenced by sea surface temperature minimum and maximum, in which the most common used strip correlates with Sardinella brasiliensis habitat use during reproduction periods (22 to 28C). For common bottlenose dolphin, the best model indicated they were more frequently found in low sea surface temperature, with high standard deviation and high chlorophyl concentration. Both misticetes and odontocetes used in similar proportion the Conservation Unit areas and non- Conservation Unit areas. Misticetes occurred more often more distant from coast, in low sea surface temperature with high standard deviation. Odontocetes used areas with lowest and highest depths. They also used cold waters and with high chlorophyll concentration. Both misticetes and odontocetes were found more frequently up to 5km from tour and scuba dive boats. Identifying critical habitats for cetaceans is a first crucial step towards their conservation

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work discusses one of the areas for quality improvement, defined as statistical process control (SPC). One of the most used tools in SPC is the control chart, which is used to monitor parameters of a process. In general, these charts are built under normality and independence assumptions of observations. However, sometimes these suppositions do not occur. The usual control charts work reasonably well if normal distribution assumption is moderately violated, but the violation of independence assumption reduces the applicability of them. When the data are autocorrelated, it is adequate to use residuals control charts, usually from ARIMA class. The residuals are used to produce the usual control charts, like the Shewhart, CUSUM and EWMA. In addition, variables restricted to the interval (0,1), such as rates and proportions, are naturally assumed to follow beta distribution. Thus, we propose the use of control chart with different residuals of the model βARMA to model and monitor autocorrelated beta distributed processes. The performance measures of the proposed control charts were evaluated by Monte Carlo simulations and the ARL (average run length) was analyzed under control and out of control. Proposed and traditional models were compared for autocorrelated data adjustment. Two applications were performed using real data associated to the volume of energy stored in southern Brazil and the levels of the sources of the Cantareira System (São Paulo, Brazil). The proposed control charts showed good performance for rates and proportions data, getting a better detection of special causes than usual modeling. / Este trabalho aborda o controle estatístico de processos (CEP), que é uma das áreas para melhoria da qualidade. Uma das ferramentas mais empregadas do CEP é o gráfico de controle, sendo utilizado com o objetivo de monitorar parâmetros de um processo. Em geral, esses gráficos são construídos sob as suposições de normalidade e de independência das observações. No entanto, por vezes essas suposições não se verificam. Os gráficos de controle usuais funcionam razoavelmente bem se a hipótese de normalidade for violada com moderação, mas a violação da hipótese de independência das observações reduz o desempenho dos mesmos. Quando os dados possuem autocorrelação uma das abordagens é o emprego de gráficos de controle utilizando resíduos de modelos, usualmente da classe ARIMA. Os resíduos são utilizados para confeccionar gráficos de controle usuais como de Shewhart, CUSUM e EWMA. Ainda, quando as variáveis são do tipo taxas e proporções, restritas ao intervalo (0;1), é natural assumir distribuição beta. Com isso, propomos para a modelagem e monitoramento de processos beta distribuídos autocorrelacionados a confecção de gráficos de controle utilizando diferentes resíduos do modelo βARMA. Os desempenhos dos gráficos propostos foram avaliados por meio de simulações de Monte Carlo. Foi analisada a medida de desempenho de gráficos de controle, ARL (average run length), ou comprimento médio de corrida, sob controle e fora de controle. Comparou-se os desempenhos destes com as abordagens tradicionais para dados que possuem autocorrelação. Para evidenciar a importância prática dos gráficos de controle propostos, foram feitas duas aplicações em dados reais, em que foram monitorados o volume de energia armazenada na Região Sul do Brasil e os níveis dos mananciais do Sistema Cantareira (São Paulo). Os gráficos propostos obtiveram bom desempenho para dados do tipo taxas e proporções, apresentando melhor poder de detecção de causas especiais do que as alternativas usuais.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study is propose a new mathematical expression to describe the observed meandering autocorrelation functions in low-wind speed. The analysis utilizes a large number of the data to show that the new proposed theoretical function reproduces the experimental behavior of the fit curves, well as the negative lobes that characterizing the autocorrelation function for meandering condition. Furthermore, the good agreement of the measured autocorrelation curves with the proposed algebraic autocorrelation function allows to calculate the magnitudes of the meandering period and of the loop parameter. In adition, the parameters founded in this study can be used to simulate the dispersion of contaminant during low wind episodes. The results agree with the values presented and discussed in the literature. / O presente estudo propõe uma nova expressão matemática para descrever as funções de autocorrelação observadas sob condições de meandro do vento horizontal. A análise utiliza um grande número de dados para demonstrar que a função proposta reproduz o comportamento da curva experimental, bem como os lóbulos negativo que caracterizam a função de autocorrelação para a situação de meandro. Além disso, a boa concordância entre as curvas de autocorrelação observadas e a nova função de autocorrelação algébrica, proposta neste trabalho, permitiu realizar o cálculo de grandezas físicas como o parâmetro de oscilação e o período de meandro. Um resultado adicional, foi empregar os valores médios encontrados para os parâmetros do meandro na simulação da dispersão de contaminante durante episódios de vento fraco. Os resultados encontrados estão de acordo com os valores apresentados e discutidos na literatura.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-06-15Bitstream added on 2014-06-13T20:15:05Z : No. of bitstreams: 1 leoni_rc_me_guara.pdf: 1800797 bytes, checksum: 8d64168d2cc2cc40045086a8c4677b9f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No planejamento dos gráficos de controle destinados ao monitoramento da média do processo, assume-se que esta permanece fixa em seu valor alvo até a ocorrência de uma causa especial, que a desloca. Em muitos processos, contudo, é mais razoável supor que a média oscila mesmo na ausência de causas especiais. Para descrever este comportamento oscilatório, tem-se utilizado o modelo autoregressivo de 1ª ordem, AR (1). Quando esta oscilação é grande, o melhor desempenho do gráfico de X é obtido com amostras unitárias. O mesmo não se observa com a carta de EWMA (exceto quando o parâmetro de ponderação  é próximo de um); os melhores desempenhos são obtidos com a adoção de amostras de tamanho n>1 e  pequeno, mesmo quando o objetivo é a detecção rápida de grandes deslocamentos da média. Neste estudo, utiliza-se como medida de desempenho o TES – tempo médio entre a ocorrência de uma mudança na posição em torno da qual a média oscila e sua sinalização pelo gráfico de controle. Quando a média do processo oscila, o TES passa a ser uma função do número esperado de visitas aos estados transientes de uma cadeia de Markov / The design of the control charts for the process mean, assumes that this parameter remains fixed on its target value until the occurrence of a special cause that shifts it. In many cases, however, it is more reasonable to assume that the mean wanders even in the absence of special causes. To describe this wandering behavior, has used the AR(1) model. When the wandering behavior is responsible for significant proportion of the data variability, the best performance of the X chart is obtained with samples of size one (n=1). The same is not true with the EWMA control chart (except when the smoothing parameter  is very close to one), its best performance is achieved with the adoption of n>1 and small , even to detect large changes in the process mean position. In this study, the average time between the occurrence of a change in the process mean position and the signal (TES) - is used to assess the chart’s performance. With the process mean wandering, this measure of performance becomes function of the expected number of visits to the transient states of a Markov chain

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-13. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:25:41Z : No. of bitstreams: 1 000839268.pdf: 4284244 bytes, checksum: 7d5afde3f98f86ef2f0116356f59c490 (MD5) / A suposição mais importante para o emprego dos gráficos de controle é a de independência entre as medidas da característica de qualidade de um processo. A violação da hipótese de independência diminui o poder de detecção do gráfico de controle. Nesta tese, o gráfico 2 de Hotelling é empregado para monitorar processos bivariados com observações da amostra representadas por um modelo autoregressivo multivariado de primeira ordem - VAR(1). Contrapondo a esse efeito negativo da falta de independência, são sugeridas duas estratégias de amostragem: (1) na estratégia de amostragem sistemática, as amostras são obtidas através da seleção de um elemento da linha de produção e, em seguida, pulam-se s elementos consecutivos antes de se selecionar o próximo; (2) na estratégia de amostragem composta, os elementos são selecionados de dois subgrupos racionais consecutivos para formar a amostra. O emprego dessas estratégias sempre melhoram o desempenho do gráfico, exceto quando apenas uma variável é afetada por uma causa especial e as observações desta variável não são autocorrelacionadas. Os ensaios realizados mostraram que se pular s=1 elemento com a estratégia sistemática, o número médio de amostras até o sinal (NMA) reduz em mais de 30%, em média. Se dois itens são pulados (s=2), esse número aumenta para 40%. Na estratégia de amostragem composta, observou-se uma redução média de 25% no NMA / The most important of the assumptions made concerning control charts is that of independence of the quality characteristics observations. The violation of the independence assumption decreases the power of the control chart. In this thesis, is considered the T2 control chart for bivariate samples of size n with observations modeled by a first order vector autoregressive model - VAR (1). To counteract the undesired effect of the autocorrelation two sampling strategies are applied: (1) the systematic sampling strategy, where the samples are obtained by selecting an element of the production line and skipping s consecutive elements before selecting the next one; (2) the mixed sampling strategy where the samples elements are selected from the two consecutive rational subgroups. The sampling strategies always improves the chart's performance, except when only one variable is affected by the assignable cause and the observations of this variable are not autocorrelated. If only one element is skipped, the average run length (ARL) reduces in more than 30%, on average. If two elements are skipped, this number increases to 40%. With the mixed sample, the average reduction is 25% in the ARL