Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-22T18:17:53Z No. of bitstreams: 1 2017_MiguelEnriqueParraMuñoz.pdf: 51294495 bytes, checksum: acfb488ce5a020a82aa09b162e34328d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-17T22:48:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MiguelEnriqueParraMuñoz.pdf: 51294495 bytes, checksum: acfb488ce5a020a82aa09b162e34328d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T22:48:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MiguelEnriqueParraMuñoz.pdf: 51294495 bytes, checksum: acfb488ce5a020a82aa09b162e34328d (MD5) Previous issue date: 2018-04-17 / Este documento mostra o trabalho realizado nos últimos quatro anos, na realização do doutorado onde foi desenvolvida uma técnica de adaptação do Filtro de Kalman para sistemas dinâmicos lineares, mediante a manipulação das variâncias nas perturbações e nos ruídos do sistema, o qual permite criar uma técnica de controle eficiente que é modificada de acordo com a perturbação entrante, mantendo estável o sistema e fazendo com que este possa continuar com a tarefa para a qual foi programada. É mostrada a eficiência da metodologia desenvolvida mediante simulação numérica para diferentes sistemas dinâmicos que estão sendo trabalhados no grupo de pesquisa, onde pode ser verificado que o filtro é mais reativo quando se têm perturbações grandes,fazendo as correções rápidamente e não usando muito os atuadores do sistema quando a perturbação é pequena, evitando desta maneira o desgaste dos mesmos, em todos os testes desenvolvidos foram obtidos resultados satisfatórios e melhores quando comparados com o uso de sistemas de controle que apresentam um Filtro de Kalman estacionário , analisa-se mostrando a implementação deste filtro numa bancada de dois tanques, gerando um sistema MIMO para testar a teoria aqui desenvolvida para tal classe de sistemas. / ThisdocumentshowstheworkcarriedoutoverthelastfouryearsinthePhDwhereaKalman Filter adaptation technique was developed for linear dynamic systems, by manipulating the variances in the disturbances and in the system noises, which allows to create a technique of efficient control that is modified according to the incoming perturbation, keeping the system stable and allowing it to continue with the task for which it was programmed, the efficiency ofthemethodologydevelopedusingnumericalsimulationfordifferentdynamicsystemsthat are being in the research group, where it can be verified that the filter is more reactive when therearestudiedinlargeperturbations,makingthecorrectionsinstantaneouslyandnotusing theactuatorsofthesystemwhenthedisturbanceissmall,thusavoidingthewearofthesame ones in all the developed tests were obtained results satisfactory and better when compared to the use of control systems that have a Stationary Kalman Filter, it is analyzed showing theimplementationofthisfilterinatwo-tankbench,generatinga MIMO systemtotestthe theory developed for this class of systems.

A disposição no solo, qualificada ou não, provavelmente por longo tempo permanecerá como alternativa adotada por países não abastados para a destinação dos seus resíduos sólidos. Dada a escassez de recursos econômicos de tais nações, há uma demanda urgente por alternativas de baixo custo para o tratamento do efluente líquido ambientalmente altamente impactante gerado em tal processo: o lixiviado. O presente trabalho, desenvolvido em uma área do Aterro Sanitário da Extrema, Porto Alegre, vem contribuir apresentando resultados da utilização de três métodos biológicos de baixo custo aplicados consecutivamente ao tratamento de lixiviado bruto proveniente de aterro sanitário de resíduos sólidos: (1) filtro biológico anaeróbio com meio suporte de pedra britada nº 5, (2) filtro biológico aeróbio de baixa taxa com meio suporte de pedra britada nº 3 e (3) banhado construído de fluxo subsuperficial com cultivo de Typha latifolia sobre areia de elevada granulometria. O filtro anaeróbio demonstrou constituir-se em excelente alternativa de reduzido custo para o tratamento de lixiviado bruto. Utilizando-se afluente com 2690-8860 mgDBO5/L e 5345-14.670 mgDQO/L, apontou-se para um tempo de detenção hidráulica próximo a 56 dias como ótimo dos pontos de vista operacional e econômico, produzindo eficiências de remoção de DBO5 de 82,43% e de DQO de 77,70%. A pesquisa conduzida com filtro aeróbio de baixa taxa, ainda que produzindo resultados de significância limitada do ponto de vista estatístico, em função do reduzido número de repetições e utilização de apenas uma unidade experimental, apontou para um desempenho satisfatório da unidade, uma vez que, aplicado lixiviado previamente tratado anaerobicamente a 0,063 m3/(m2.d), obtiveram-se remoções de 53,17% de NTK, de 46,12% de nitrogênio (todas as formas) e de 36,01% de DBO5. A pesquisa com banhado construído de fluxo subsuperficial utilizado no polimento do lixiviado previamente tratado anaeróbia e aerobicamente produziu limitado número de resultados, sobretudo pela dificuldade de aclimatação das macrófitas utilizadas. Ainda assim, elevadas remoções de DBO5, DQO, NTK, nitrogênio (todas as formas), fósforo e cromo total foram obtidas operando-se com diluições para controle da salinidade, havendo adaptado-se as plantas a lixiviado com condutividade elétrica de 6370 µmho/cm.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-08-08T20:08:43Z No. of bitstreams: 1 2016_HenriqueMarraTairaMenegaz.pdf: 4698576 bytes, checksum: 0e95622bdc8a0e9ab76ddd058427d256 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-10-24T13:56:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_HenriqueMarraTairaMenegaz.pdf: 4698576 bytes, checksum: 0e95622bdc8a0e9ab76ddd058427d256 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-24T13:56:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_HenriqueMarraTairaMenegaz.pdf: 4698576 bytes, checksum: 0e95622bdc8a0e9ab76ddd058427d256 (MD5) / Nesta tese, nós estudamos com profundidade uma técnica cada vez mais popular conhecida como Filtro de Kalman Unscented (FKU). Consideremos tanto aspectos teóricos como práticos da filtragem Unscented. Na primeira parte deste trabalho, propomos uma sistematização da teoria de filtragem de Kalman Unscented. Nessa sistematização nós i) agrupamos todos os FKUs da literatura, ii) apresentamos correções para inconsistências teóricas detectadas, e iii) propomos uma ferramenta para a construção de novos FKU's de forma consistente. Essencialmente, essa sistematização é feita mediante a revisão dos conceitos de conjunto sigma (SS), Transformação Unscented (TU), Transformação Unscented Escalada (TUE), Transformação Unscented Raiz-Quadrada (TURQ), FKU, e Filtro de Kalman Unscented Raiz-Quadrada (FKURQ). Introduzimos FKUs tempo-contínuo e tempo-contínuo-discreto. Ilustramos os resultados em i) alguns exemplos analíticos e numéricos, e ii) um experimento prático que consiste em estimar a posição de uma válvula de aceleração eletrônica utilizando FKUs desenvolvidos neste trabalho; essa estimação da posição de válvula é também uma contribuição por si só desde um ponto de vista tecnológico. Na segunda parte, primeiro, nós i) revelamos inconsistência na teoria por trás dos FKUs e FKURQs para sistemas de quatérnios unitários da literatura — tais como definições de quatérnios aleatórios e de sistemas quaterniônicos com ruídos aditivos —, ii) propomos um FKU englobando todos esses FKU's, e iii) propomos um FKURQ com propriedades numéricas superiores a esses FKURQs. Segundo, propomos uma extensão de alguns resultados da literatura relativos a estatísticas em variedades Riemannianas. Terceiro, usamos esses resultados estatísticos para apresentar uma extensão para sistemas riemannianos da sistematização euclidiana desenvolvida na primeira parte. Nessa sistematização riemanniana, introduzimos i) sistemas riemannianos com ruídos aditivos; e versões riemannianas dos conceitos de SS, TU, TUE, TURQ, FKU, e FKURQ. Diversos novos FKUs são introduzidos. Depois, apresentamos formas fechadas para quase todas as operações contidas nos filtros riemannianos para sistemas de quatérnios unitários. Também introduzimos consistentes i) FKUs para sistemas de quatérnios unitários duais, e ii) FKUs tempo-contínuo e tempo-contínuo-discreto. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this thesis, we take an in-depth study of an increasingly popular estimation technique known as Unscented Kalman Filter (UKF). We consider theoretical and practical aspects of the unscented filtering. In the first part of this work, we propose a systematization of the Unscented Kalman filtering theory on Euclidean spaces. In this systematization, we i) gather all available UKF's in the literature, ii) present corrections to theoretical inconsistencies, and iii) provide a tool for the construction of new UKF's in a consistent way. Mainly, this systematization is done by revisiting the concepts of sigma set (SS), Unscented Transformation (UT), Scaled Unscented Transformation (SUT), Square-Root Unscented Transformation (SRUT), UKF, and Square-Root Unscented Kalman Filter (SRUKF). We introduce continuous-time and continuous-discrete-time UKF's. We illustrate the results in i) some analytical and numerical examples, and ii) a practical experiment consisting of estimating the position of an automotive electronic throttle valve using UKF's developed in this work; this valve's position estimation is also, from a technological perspective, a contribution on its own. In the second part, first, we i) unfold some consistence issues in the theory behind the UKF's and SRUKF's for unit quaternion systems of the literature—such as definitions of random quaternions and additive-noise quaternion systems—, ii) propose an UKF embodying all these UKF's, and iii) propose an SRUKF with better computational properties than all these SRUKF's. Second, we propose an extension of some results of the literature concerning statistics on Riemannian manifolds. Third, we use these statistical results to present an extension to Riemannian systems of the Euclidean systematization developed in the first part. In this Riemannian systematization, we propose i) additive-noise Riemannian systems; and ii) Riemannian versions of the concepts of SS, UT, SUT, SRUT, UKF, and SRUKF. Several new consistent UKF's are introduced. Afterwards, we present closed forms of almost all the operations contained in the Unscented-type Riemannian filters for unit quaternion systems. We also introduce consistent i) UKF's for systems of unit dual quaternions, and ii) continuous-time and continuous-discrete-time UKF's for Riemannian manifolds.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-07-08T14:11:15Z No. of bitstreams: 1 2014_JohnRobertMunozChavez.pdf: 2770568 bytes, checksum: ac9bc2e6f54c0a80db874126c197bc40 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-17T12:26:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JohnRobertMunozChavez.pdf: 2770568 bytes, checksum: ac9bc2e6f54c0a80db874126c197bc40 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-17T12:26:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JohnRobertMunozChavez.pdf: 2770568 bytes, checksum: ac9bc2e6f54c0a80db874126c197bc40 (MD5) / Na área da robótica móvel cada vez que um robô é posto a navegar em qualquer ambiente, torna-se necessário garantir a sua integridade física. Para evitar uma colisão providenciamse sensores cuja função é perceber o ambiente de trabalho a fim de estimar a posição dos obstáculos que possam surgir no seu caminho. Pensando nisso, foram desenvolvidas técnicas baseadas em metodologias reativas como a Zona Virtual Deformável (ZVD) que gera uma área de proteção ao redor do robô. O presente trabalho investiga a situação de um robô que possui a limitação de ter um sensor laser a frente, o que impede a percepção do obstáculo mesmo após tê-lo evitado, o que ainda pode por em risco a sua integridade. A partir daí propõem-se o desenvolvimento de um algoritmo para estimar a posição do obstáculo a frente do robô inclusive quando ele se encontra fora do alcance do sensor. Para realizar a estimativa da posição do osbtáculo, implementou-se o filtro de partículas integrado a uma ZVD, que vai se deformar pela interação do robô com o ambiente. A deformação da ZVD gera ações de controle para minimizar sempre a deformação, fazendo com que o robô evite a colisão. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In mobile robotics each time a robot is set to navigate in an environment, it is necessary to ensure their physical integrity. To avoid a collision with obstacles, sensors are employed to perceive the environment in order to estimate the position of the obstacles near the robot. Several techniques have been developed based on reactive methods such as Deformable Virtual Zone (DVZ) that generates a protective area around the robot. This work assumes that the robot has the limitation of having only one laser sensor forward, which prevents the perception of obstacle after it has been avoided, but can still be near the robot. Based on this assumption, an algorithm is proposed to estimate the position of obstacles detected ahead of the robot and to track them even when they are out of the sensor range. A particle filter is proposed to estimate the obstacle pose and it is integrated into a DVZ around the robot, which will be deformed according to the interaction of the robot with the environment. The deformation of the DVZ generates control actions that minimize deformation and help the robot to avoid the collision with detected obstacles.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Estatística, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-11-30T12:42:27Z No. of bitstreams: 1 2015_PauloHenriqueDouradoSilva.pdf: 9041166 bytes, checksum: 3d672fa250aa071f9747498f35ab5395 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2016-01-11T10:54:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_PauloHenriqueDouradoSilva.pdf: 9041166 bytes, checksum: 3d672fa250aa071f9747498f35ab5395 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-11T10:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_PauloHenriqueDouradoSilva.pdf: 9041166 bytes, checksum: 3d672fa250aa071f9747498f35ab5395 (MD5) / Nesta dissertação foram desenvolvidos modelos dinâmicos para dados de contagem quando estes apresentam quebras estruturais. Os métodos aqui desenvolvidos são baseados nos modelos de regressão dinâmica proposto por McCormick et al. (2012), e nos filtros de partículas propostos por Chopin (2007), Fearnhead e Liu (2007) e Caron et al.(2012). Inicialmente apresentam-se os principais aspectos metodológicos a respeito dos modelos dinâmicos, tais como os modelos dinâmicos lineares e os modelos dinâmicos lineares generalizados. Posteriormente, sãao abordados os principais métodos existentes na literatura sobre filtros de partículas. A partir desses estudos, propomos, também, extensões inéditas para o modelo de regressãao dinâmica e para o filtro de partículas de Chopin (2007) para a estimação de parâmetros estáticos, além dos estados do sistema. Tais algoritmos são denominados como Algoritmo de McCormick com parâmetros estáticos (McPE) e Filtro de Chopin com Aprendizado de Partículas (FChAP). Nesta dissertação desenvolvemos extensões para dados que apresentam superdispersão e/ou inalação de zeros por meio das distribuções Binomial Negativa, Poisson Inacionada de zeros e Binomial Negativa Inacionada de zeros. Tais modelos foram ilustrados por meio de dados simulados e, posteriormente, foram feitas aplicações a cinco séries temporais reais de dados de contagem. / In this thesis were developed dynamic models for count data when they have structural breaks, based on dynamic regression models proposed by McCormick et al. (2012), and particle lters proposed by Chopin (2007), Fearnhead and Liu (2007) and Caron et al. (2012). Initially we present the main methodological aspects about the dynamic models such as Dynamic Linear Models and Generalized Linear Dynamic Models. Subsequently, we present the main existing methods in the literature on particle lters. From these studies, we propose new extensions for dynamic regression model and the particle lter methods proposed by Chopin (2007) for the estimation of static parameters, in addition to the states. We named these new algorithms by McCormick algorithm with static parameters (McPE) and Chopin Filter with Particles Learning (FChAP). Based on McPE and FChAP, it was possible to develop extensions for data that show overdispersion and / or zero in ation through the Negative Binomial, Zero In ated Poisson (ZIP) and Zero In ated Negative Binomial (ZINB) distributions.Those models were illustrated using both simulated data and ve real counting time series data.

Chumbo (Pb) é um elemento tóxico ao qual estão associadas diversas doenças que afligem o ser humano. Dessa forma, o desenvolvimento de novas metodologias para a determinação de Pb no sangue traz uma importante contribuição na monitoração humana exposta a este metal. No presente estudo, é apresentado uma metodologia nova para determinação de Pb utilizando-se a técnica fingerstick com filtro de papel em conjunto com a espectrometria de massas de alta resolução em fonte de plasma indutivo (HR/ICP/MS). Os resultados encontrados mostraram-se robustos para uma digestão total de cerca de 0,1 g de sangue, em valores de referência, e níveis de chumbo inferiores a 5 μgdL-1. O presente método é pouco intrusivo permitindo a coleta e transporte das amostras à longa distância sem perda de integridade e/ou estabilidade. Dessa forma traz uma importante contribuição para o monitoramento da exposição do metal principalmente no atendimento às comunidades distantes. / Lead (Pb) is a toxic element to which several diseases affecting human beings are associated. Therefore, the development of new methodologies for the Pb determination in blood represents an important contribution to monitor human exposition to this metal. In the present study, a new methodology for Pb determination is presented using fingerstick techniques for sample collection and lead detection by using a high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry technique. The results are robust for total digestion of 0.1 g of deposited blood and lead levels below to 5 μgdL-1. This method is less intrusive in comparison with the traditional ones. It allows the collection and transport of samples over long distances without loss of integrity and / or stability. Therefore, it brings an important contribution for monitoring the exposure of this metal mainly in the attendance to remote communities.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-05Bitstream added on 2014-06-13T20:38:29Z : No. of bitstreams: 1 bizari_m_me_araiq_parcial.pdf: 309456 bytes, checksum: 24077b8c1ea6442ef5a57247043d6b06 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-25T13:01:26Z: bizari_m_me_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-25T13:03:36Z : No. of bitstreams: 1 000718976_20160701.pdf: 293060 bytes, checksum: c2da08c210fa34af5374671c66300405 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-07-01T13:02:17Z: 000718976_20160701.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-07-01T13:03:15Z : No. of bitstreams: 1 000718976.pdf: 3395812 bytes, checksum: 8f972621a028ad4bb57945757afc70ab (MD5) / O uso de protetores solares para a proteção da pele contra os raios UV emitidos pelo sol está se tornando imprescindível e o estudo tanto de filtros inorgânicos, orgânicos como das suspensões estáveis que constituem os protetores requerem pesquisa acadêmica. Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de novos tipos de filtros solares através da obtenção de complexos metálicos de Zn2+, de Ce3+ e heterobimetálicos de Zn2+ e Ce3+ a fim de utilizá-los na formulação de protetores solares com melhor desempenho no fator de proteção solar (FPS) e com menor irritabilidade. Dentre os diversos filtros orgânicos existentes foi escolhido como ligante o flavonoide quercetina (3,3’,4’,5,7 pentahidroxiflavona), um composto natural que apresenta propriedades bactericidas, antiinflamatórias e antioxidantes, além de absorção intensa na região UVA e UVB do espectro eletromagnético. Os complexos obtidos foram caracterizados por difração de raios X, análises térmica e elementar, espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho, espectroscopia eletrônica de absorção na região do UV-VIS, espectroscopia de fotoluminescência. Os complexos de Zn2+ com quercetina, denominados de complexo 1 e complexo 2, apresentam interação metal-ligante pelos grupos 4-oxo e 3-OH, e fórmulas mínimas [Zn(Q)(H2O)2] e [Zn(Q)2(H2O)2] respectivamente. O complexo de Ce3+ com quercetina, denominado de complexo 4, apresenta a interação metal-ligante ocorrendo pelos grupos 4-oxo e 5-OH da quercetina e a fórmula mínima [Ce(Q)3(H2O)2]. O complexo heterobimetálico de Zn2+ e Ce3+, complexo H, apresenta fórmula mínima [CeZn(Q)2(H2O)4]Cl com seu espectro UV-VIS sugerindo interação dos centros metálicos com dois grupos principais da molécula de quercetina. A atividade antioxidante desses complexos frente... / The use of sunscreens to protect the skin against UV rays emitted by the sun is becoming crucial and the study of both inorganic and organic filters, as well as stable suspensions which are the sunscreens require academic research. This work aims the development of new types of sunscreens by obtaining metal complexes of Zn2+, Ce3+ and hetero bimetallic complexes of Zn2+ and Ce3+ in order to use them in the sunscreen formulations to provide better performance in sun protection factor (FPS) and less irritability. Among the many existing organic filters it was chosen as ligand the flavonoid quercetin (3, 3', 4', 5,7 pentahidroxiflavone), a natural compound that has antibacterial, anti-inflammatory and antioxidants, besides intense absorption in the UVA and UVB region of electromagnetic spectrum. The complexes obtained in powder form were characterized by X-ray diffraction, elemental and thermal analyzes, infrared vibrational spectroscopy, electronic absorption in the UV-VIS and photoluminescence spectroscopies. Complexes of Zn2+ with quercetin, designated complex 1 and complex 2 show metal-ligand interaction by the 4-oxo and 3-OH groups, and formulas [Zn(Q)(H2O)2] and [Zn(Q)2(H2O)2] respectively. The complex of Ce3+ with quercetin, called complex 4 shows the metal-ligand interaction by the 4-oxo and 5-OH groups and formula [Ce(Q)3(H2O)2]. The hetero bimetallic complex of Zn2+ and Ce3+ with quercetin, called complex H, presents formula [CeZn(Q)2(H2O)4]Cl and its UV-VIS spectrum suggests interaction of the metal centers with two main groups of quercetin. The antioxidant activity of these complexes against the reactive species and / or free radical ABTS•+, DPPH• , O2• -, HOCl / OCl- and H2O2 is generally superior to the ligand indicating that complexation of quercetin with metals enhances its antioxidant activity. The sunscreen formulation... (Complete abstract click electronic access below)

O eletrocardiograma transMITe informações com relação à passagem do pulso elétrico pelo coração e, conseqüentemente, do funcionamento deste. Desde o início da sua utilização, possibilitada pelo trabalho de Willem Einthoven criando a primeira máquina capaz de medir o pulso elétrico de forma não invasiva e com sensibilidade forte o bastante para ser capaz de produzir um gráfico proveitoso, o eletrocardiograma é muito utilizado para avaliação clínica de pacientes. Entretanto a evolução das máquinas que o descrevem não foi muito além do que o elaborado por Einthoven no início do século 20. As máquinas capazes de captar o eletrocardiograma se tornaram menores (até portáteis para algumas aplicações), gráficos passaram a ser disponibilizados em telas de vídeo (ao invés das fitas de papel) e, como maior evolução, as máquinas que observam o eletrocardiograma passaram a conseguir captar a ocorrência de um ciclo cardíaco com alta confiabilidade e, atualmente, passaram a medir também o parâmetro ST com precisão deliMITada (necessitando ajuda do operador para ajuste em alguns casos). É baseado nestes fatos que esta dissertação procura estudar algoritmos matemáticos, de forma mais focada nos modelos do impulso elétrico durante os ciclos cardíacos, e avaliar suas capacidades de interpretar parâmetros do ciclo de ECG de forma precisa e rápida para que o médico tenha prontamente os dados necessários para realizar a avaliação clínica do paciente. Em primeira análise foram estudados os algoritmos para detecção do pulso de eletrocardiograma (detecção da onda R), em seguida feito o janelamento da curva de ECG a fim de separar os ciclos cardíacos. A partir deste ponto foram analisados os modelos matemáticos gerados por equações polinomiais, Transformada de Fourier e Transformada wavelet. E, com o intuito de filtrar ruídos e gerar derivações não medidas, foi implementado um filtro de kalman em um modelo vetorial do eletrocardiograma. Para avaliar os resultados obtidos foram utilizados requisitos de desempenho declarados pelo FDA norte americano e pela norma européia IEC60601-2-51. Essas análises foram feitas através da utilização dos algoritmos gerados nas curvas provindas do banco de dados do PhisioNet. O método polinomial não foi considerado interessante na medida em que não possibilita gerar uma equação para um ciclo cardíaco, mas sim várias equações (uma para cada ponto do ciclo). Os demais métodos apresentaram melhor eficiência na medida em que foram capazes de gerar parâmetros com significado físico e possibilitando melhor caracterização de pontos importantes da curva do eletrocardiograma. / The electrocardiogram gives information related to the passage of an electric pulse through the heart and, therefore, to his state function. Since the beginning of electrocardiogram utilization, thanks to the work of Willem Einthoven building the first machine capable of measuring the electric pulse non-invasively and with sensitivity enough to be able to provide a profitable graph, it is widely used for clinical evaluation of patients. However the evolution of the machines that describes the electrocardiogram hadn´t much more advances since the elaborated by Einthoven in the beginning of the 20th century. They become smaller (even portable for some applications), the graphs are now displayed in video screens (instead of the paper strip) and, taking place as the biggest evolutions, machines that observes the electrocardiogram became able to recognize a cardiac cycle with high reliability and, more recently, became able to measure the ST parameter with liMITed precision (it needs the help of the operator to set specific measuring points in some cases). It is based in these facts that this dissertation looks for analyzing mathematic algorithms, more specifically the mathematic models of the electric impulse during the cardiac cycles, and evaluate their capacities to expound ECG parameters in a fast and reliable way in order to the physician receive promptly the data needed for his clinical evaluation of the patient. For the first step were analyzed some algorithms for electrocardiogram pulse detection (detection of R wave), in the following step were done the windowing of the ECG wave in order to separate the cardiac cycles. In this step were analyzed the mathematic models generated by polynomial equations, Fourier Transform and Wavelet Transform. And, in order to filter noises and generate leads not measure, it was implemented a kalman´s filter at a vector model. To evaluate the obtained results were used the requirements of performance given by north-american FDA and by the European rule IEC60601-2-51. These evaluations were done by executing the generated algorithms in the waves supplied by the databank PhisioNet. The polynomial method weren´t considered interesting because it weren´t able to generate an equation for the cardiac cycle, but many equations (one for each point of the cycle). The other methods showed a better efficiency since they were capable of generate parameters with physical meaning and being able to do a better characterization of the important points of the electrocardiogram wave.

A principal meta desta pesquisa é a proposição de novos moduladores e filtros optoeletrônicos seletivos em comprimento de onda e sintonizáveis, os quais terão grande impacto em sistemas ópticos de comunicações multiplexados em comprimento de onda (WDM) de alta velocidade operando em 1,55 &#956m. Este trabalho introduz um novo conceito para a obtenção de moduladores de intensidade sintonizáveis e seletivos em comprimento de onda, livres de \"chirp\", com alta razão de extinção, 18,0 dB, baixa perda de inserção, 2,3 dB, ampla largura de banda elétrica, 86,7 GHz, pequeno comprimento, 388 &#956m, baixa tensão de operação, 1,6 V, e sintonia óptica de 5,9 A. A configuração integrada em cascata apresenta características similares com \"cross-talk\" de apenas 0,3 dB. O novo conceito é baseado em um ressonador óptico, consistindo em duas estruturas periódicas separadas por um número ímpar de quarto de onda (a região ativa), em uma configuração de guia de onda que possibilita a modulação de intensidade via efeito eletrorefrativo em poços quânticos múltiplos. Os filtros ópticos sintonizáveis são baseados em uma configuração de guias de onda acoplados. O acoplamento codirecional seletivo em comprimento de onda entre os guias de onda é obtido através de uma estrutura periódica. Para obtenção de ampla sintonia (330 A) em comprimento de onda e alta velocidade (1,0 GHz) foi utilizado o efeito de eletrorefração em poços quânticos múltiplos, a qual é também uma nova proposição. / The main goal of this work is the proposal, design, and performance analysis of novel optoelectronics modulators and filters exhibiting optical tunability and wavelength selectivity, which will enhance wavelength division multiplexed optical communication systems operating at 1.55 &#956m. This work introduces a new concept to obtain chirp-free tunable and wavelength selective intensity optical modulators presenting high extinction ratio (18.0 dB), small insertion loss (2.3 dB), wide electrical bandwidth (86.7 GHz), small size (388 &#956m), low driving voltage (1.6 V) and 5.9 A of optical tuning. The modulators integrated in tandem present similar features, with low cross-talk, typically 0.3 dB. The new concept is based on an optical resonator, comprising of two periodical structures separated by odd number of quarter-wave - the active region, embedded in a waveguide, allowing the intensity modulation via electrorefraction effect in multiple quantum wells. The tunable optical filters are based on a scheme of coupled waveguides. The wavelength selective codirectional coupling between the guides occurs via a periodic structure. In order to obtain wide wavelength tuning (330 A) at high speed (1.0 GHz), electrorefractive effects in multiple quantum wells were utilized, which is also a new concept.

O oferecimento de serviços faixa larga pelo setor de telecomunicações tem exigido das redes de transporte novos esquemas que permitam a transmissão de sinais em taxas cada vez mais elevadas. A fibra e os amplificadores ópticos viabilizaram boa parte deste objetivo, associados ao esquema de multiplexação por divisão em comprimento de onda (WDM). Embora a limitação da taxa de cada sinal tributário possa ficar por conta da comutação eletrônica, a taxa do sinal agregado fica limitada pelo número de comprimentos de onda que se pode alocar na fibra. Quanto mais canais, tanto mais críticas devem ser as exigências de desempenho dos dispositivos que os separam. Neste contexto, os dispositivos que realizam as tarefas de separação de canais desempenham um importante papel nos sistemas ópticos WDM. Neste trabalho, os filtros ópticos com elementos ressonantes são analisados e projetados a fim de verificar seus potenciais para utilização em esquemas add-drop. São investigadas as configurações de filtros ópticos que utilizam anéis como elementos ressonantes. Estes anéis são inseridos entre dois guias ópticos, formando um dispositivo de quatro portas. O sinal correspondente ao comprimento de onda de ressonância é extraído em uma das portas. São apresentados os principais esquemas para filtros ressonantes divulgados na literatura, nos quais a disposição do elemento ressonante determina as características de resposta do filtro. Como resultado da simulação numérica destas estruturas, são apresentadas diversas curvas de resposta em frequência, que possibilitam analisar o comportamento e o desempenho das configurações. Nestas simulações são verificadas as principais figuras de mérito envolvidas, tais como finesse, faixa de espectro livre e razão de extinção. Estes resultados são comparados com os resultados existentes na literatura para garantir a validade da análise desenvolvida nesta pesquisa. / The demand for wideband telecommunication services has required higher transmission rates from transport networks. Optical fiber and amplifiers have accomplished part of this objective, in association with the wavelength division multiplexing (WDM) scheme. Although the transmission rate of each tributary sign is restricted by electronic commutation, the aggregated sign is limited by the number of wavelengths that can be allocated in the optical fiber. The more the number of channels, the more severe the performance requirements of the devices that separate them should be. In this context, the optical devices that separate these channels play an important role in WDM systems. In this work the optical filters with resonant elements are analyzed and designed in order to verify their potentials to be utilized in add-drop schemes. Configurations of optical filters that use rings as resonant elements are investigated. These rings are placed between two optical waveguides, forming a device with four ports, in which the resonant element arrangement determines the filter response characteristics. The resonant wavelength is extracted from one of the ports. The main schemes for resonant filters reported in the literature are analyzed. As a result of the numerical simulation of these structures, several curves of frequency response are presented, that make it possible to analyse their behavior and performance. In the simulations, the following figures of merit are verified: finesse, free spectral range and extinction ratio. The results are compared with the ones reported in the literature to confirm the validity of the analysis developed in this research.