Orientadores: Romis Ribeiro de Faissol Attux, Ricardo Suyama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:01:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nadalin_EvertonZaccaria_D.pdf: 2615054 bytes, checksum: 5d288f06df05b7075bf283243319df70 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho, foi estudado o problema de Separação Cega de Fontes (BSS), com ênfase nos casos chamados de subparametrizados, isto é, em que o número de fontes é maior do que o de misturas. A primeira contribuição proposta foi a de um limitante relacionado ao erro de inversão intrínseco ao problema quando é utilizada uma estrutura linear de separação. As outras contribuições estão relacionadas à hipótese de que as fontes são esparsas: i) uma proposta de metodologia híbrida, que se utiliza de conceitos baseados em independência e esparsidade dos sinais de forma simultânea para estimar tanto o sistema misturador quanto o número de fontes existentes em misturas com dois sensores; ii) a utilização de ferramentas de otimização baseadas na operação do sistema imunológico para a estimação do sistema misturador em problemas intrinsecamente multimodais; por fim, iii) uma proposta de utilização de um critério baseado em esparsidade para separação de fontes, sendo derivado um processo de otimização baseado na norma ?1 para este fim / Abstract: In this work, we studied the problem of Blind Source Separation (BSS), with emphasis on cases referred to as underdetermined, which occur when the number of sources is greater than the number of mixtures. The first contribution was a proposal of a bound to the inversion error that is intrinsic to the problem when a linear structure is used to perform separation. The other contributions are related to the hypothesis that the signals of the sources are sparse: i) the proposal of a hybrid methodology that employs concepts based on signal independence and sparsity to simultaneously estimate both the mixing system and the number of existing sources in mixtures with two sensors; ii) the use of optimization tools based on the modus operandi of the immune system to estimate the mixing system in problems that are inherently multimodal; finally, iii) the use of a criterion based on sparsity for source separation, which is derived from an optimization process based on the ?1 norm / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Furio Damiani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T12:34:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luque_WilfredoMachaca_D.pdf: 12610096 bytes, checksum: 300aa4a5f70b52cc7811a9bee9596bae (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Neste trabalho apresentam-se o projeto e as medidas de caracterização de uma rede neural para uso na equalização adaptativa de sinais, implementada em um ASIC (Aplication Specific Integrated Circuit) VLSI. O equalizador estudado é um DFE (Decision FeedBack Equalizer), para comunicação digital usando modulação QAM (Quadrature Amplitude Modulation) com uma constelação de 16 símbolos. O equalizador adaptativo que utiliza o ASIC projetado no estágio de decisão foi comparado com equalizadores convencionais. A rede neural utilizada segue o modelo conhecido como Mapas Auto-Organizados de Kohonen (SOM - Self-OrganizinMgaps). O ASIC, realizado em tecnologia CMOS de O.8mm, implementa uma rede neural de 4 células (2x2) e é modular, permitindo seu uso para constelações de 16 símbolos. Finalmente, são apresentados os resultados dos testes, realizados com a ajuda do módulo de desenvolvimento DSP96002ADM da Motorola / Abstract: The design and test of a Kohonen neural network VLSI ASIC for adaptive signal equalization purposes is presented. The ASIC is used in the decision stage of a DFE (Decision Feedback Equalizer) and QAM (Quadrature Amplitude Modulation) with 16 symbols was considered. A comparative study of this adaptive equalizer and conventional types was done. The ASIC was fabricated in a CMOS O.8mm technology and contains 2x2 Kohonen cells, fashioned in a modular circuit. The test results, done with the help of a Motorola-DSP96002ADM development module are shown / Doutorado / Eletronica e Comunicações / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Luis Geraldo Pedroso Meloni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:46:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rachid_EulerMendes_M.pdf: 1437725 bytes, checksum: e88d0768ef33c7387ecf6f58db481b45 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo o estudo do cancelamento do eco em telefonia IP, onde foi proposto um novo metodo mais efetivo que o atualmente utilizado nos gateways, que leva em consideraçao a variação do atraso da rede IP. No inicio de apresentado o conceito relacionado a filtros adaptativos. Posteriormente, de apresentado um estudo sobre o cancelamento do eco na rede de telefonia publica comutada, explicando o funcionamento do atenuador, do supressor de eco e do cancelador de eco. O controle do eco é tratado como uma tecnica empregada em VoIP para melhoria da qualidade do sinal de fala. A analise do desempenho do cancelador de eco tradicional de testada atraves de modelos de caminhos de ecos apresentados na recomendacao G.168 do ITU-T. Como metrica de utilizada uma medida baseada no valor da melhoria da perda de retorno de eco (ERLE) e do tempo de convergencia do cancelador. Resultados de simulacoes do metodo proposto sao apresentados e discutidos no anal / Abstract: The objetive of this thesis is the study about echo cancellation in a IP telephony, providing a new technique better than the actual one employed in gateways. This technique takes account the fact that the delay in an IP network is variable. This work presents an overview on adaptive filter subject, following an study about echo cancellation in a PSTN network, it explains the functionality of some devices such as attenuators, echo suppressors and echo cancellers. The relation between echo control and the measured voice quality is presented. The echo path models presented in ITU-T G.168 recommendation are used to test the conventional echo canceller performance. For this purpose the ERLE (Echo Return Loss Enhancement) and the convergency time are measured. Finally, simulation results for the new cancellation method are presented and discussed in details / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

[pt] De modo geral, as análises de estabilidade em filtragem digital adaptativa referem-se a possíveis instabilidades nos algoritmos de adaptação. Entretanto, a estabilização do algoritmo é apenas parte do problema, visto que também deve ser considerada a estabilização das estruturas recursivas onde operam estes algoritmos. Este trabalho discute a estabilização das estruturas recursivas de filtragem digital utilizadas em filtros IIR adaptativos, apresentando soluções para seu emprego em tempo real. A estabilização da estrutura, somada a do algoritmo, tem o objetivo de estabilizar a operação do filtro como um todo. O estudo inicia pela análise dos principais algoritmos para filtros IIR adaptativos, enfatizando o aspecto estabilidade. Desta forma, pode-se atribuir eventuais instabilidades ocorridas na seqüência do trabalho apenas à estrutura, evitando confundi-las com problemas do algoritmo. Na seqüência, é proposto um novo algoritmo que pretende estabilizar as estruturas recursivas dos filtros IIR digitais através de um modelo com estrutura adaptável. O método é baseado na variação percentual da energia do erro, calculada em tempo real. Finalmente, são apresentados alguns exemplos, indicando a viabilidade do método proposto. Eles ainda mostram benefícios adicionais no seu uso no aspecto velocidade de convergência e redução de eventuais polarizações de parâmetros do processo. / [en] The stability analysis in adaptative digital filters is generally referred to possible instabilities in the adaptation algorthms. However, the algorithm stabilization is only part of the problem, because the stabilization of the recursive structures, where this algorithms operate, should be also considered. This work discusses the stabilization of digital filtering recursive structures that are used in adaptative IIR filters, presenting solutions to its use real time. The stabilization of the structure, added to the stabilization of the algorithm, has the objective of stabilizing the whole filter operation. The study begins with the analysis of the main algorithms for adaptive IIR filters, emphasizing the stability aspect. In this way, instabilities wventually occurred in the sequence of the work could be atributed only to the structure, avoiding any confusion with algorithm´s errors. After that, a new algorithm, that intend to stabilize the recursive structures of the digital IIR filters with a adaptable structure model, is proposed. The method is based on the error energy percentage variation, with real time calculation. Finally, some examples are presented, indicating the viability of the proposed method, showing additional benefits in the convergence speed and reduction of the polarization of the process parameters.

Orientadores : João Marcos Travassos Romano, João Batista Destro Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:47:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Junqueira_CynthiaCristinaMartins_D.pdf: 8158394 bytes, checksum: b28c60151e95bd8b4d553caff598d70a (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

O fenômeno de detonação que ocorre em motores de combustão interna é uma restrição de desempenho para baixas emissões de poluentes, altas solicitações de torque (as quais resultariam em mais potência entregue pelo motor), economia de combustível e também é uma fonte de ruídos desagradáveis ao condutor do veículo. No Brasil, tal fenômeno pode ter ainda uma utilidade benéfica se identificado de forma leal, tendo em vista que a detonação é mais fácil de ocorrer com gasolina do que com álcool. Assim, a ocorrência de detonação pode ser um auxílio no gerenciamento otimizado da injeção, ignição, bem como pode possibilitar a identificação do tipo de combustível. Para isso, técnicas de processamento de sinais podem ser utilizadas para caracterizar tal fenômeno. Este trabalho tem como foco a identificação (ocorrência) e caracterização (intensidade e duração) do sinal de detonação utilizando filtragem adaptativa e estimadores de potência, onde o desempenho individual e combinado destes algoritmos é avaliado. Inicialmente, um modelo do sinal de detonação é proposto e amostras do sinal real são obtidas e com isso, mostra-se que as técnicas propostas rendem eficientes caracterizadores do fenômeno. / The knock phenomenon that happens in internal combustion engines is a constraint against performance in terms of low pollution rates, higher torque requests (which would imply higher delivered power by the engine), mileage as well as it is an annoying source of noise to the user. In Brazil, such phenomenon may be useful if identified accurately, due to the fact that knock has a higher likelihood to happen with gasoline than ethanol. Thus, the occurrence of knock may be a support in an optimized management of fuel injection and sparking time, as well as it may provide means to identify the fuel being used. In order to achieve such goal, signal processing techniques may be used for characterization of such phenomenon. This work has the focus of identifying (occurrence) and characterize (intensity and duration) of knock signal using adaptive filtering and power estimators, where the individual and combined performance are assessed. To begin with, a knock signal model is proposed as well as samples of the real signal are taken, with that, it is shown that the proposed techniques offer efficient detectors of the phenomenon.

O interesse em identificação de sistemas e de parâmetros aplicado à área aeroespacial não é recente, mas continua vibrante, pois novos desafios são propostos. Na atualidade, procura-se investir na obtenção de resultados mais precisos e mais rápidos, preferencialmente em tempo real, para que haja uma interação entre engenharia e tripulação ainda durante o vôo. A proposta de estimar estados, antes de estimar parâmetros, é bastante conveniente, pois fornece uma base de dados consistente para a obtenção das estimativas paramétricas. A verificação da consistência de dados de ensaio através de modelos cinemáticos, antes que se passe para a fase de identificação de parâmetros, usando filtragem estocástica é bastante atrativa, pois o método comporta ruídos de processo e de medida. Ambos são típicos para a natureza do problema, mas acrescenta-se o fato de que suas propriedades estatísticas variam ao longo do tempo. Nesse trabalho propõe-se o uso da filtragem estocástica adaptativa para verificação da consistência de dados de ensaio em vôo e calibração simultânea dos dados do ar. O método proposto baseia-se nos procedimentos de ajuste de covariância, calculada através de filtros de Kalman executados em paralelo. A metodologia foi testada com dados sintéticos via simulações de Monte Carlo e com manobras de ensaio em vôo reais. Os resultados mostraram-se coerentes com os fenômenos, e mais precisos que os obtidos com filtragem não adaptativa, a um custo computacional baixo.

As técnicas de controle ativo de vibrações (AVC) têm sido bastante desenvolvidas em diversas áreas da indústria, especialmente na aeronáutica. O presente trabalho trata de um sistema de controle ativo de vibrações, com múltiplas entradas e múltiplas saídas que atua em uma banda larga de frequências a fim de reduzir os níveis vibratórios de uma estrutura aeronáutica (seção de fuselagem do ERJ 190) sob excitação de um ruído branco. A planta teve suas FRFs reconstituídas à partir da metodologia de autovalores e autovetores, cujos valores são provenientes de um modelo numérico. O algoritmo de controle é o Fx-LMS implementado com estruturas não-recursivas (filtros FIR), tendo 7 entradas e 6 saídas, o qual apresentou reduções na banda de frequência considerada de, aproximadamente, 15dB para todos os pontos controlados. Tais resultados, se inseridos em um contexto de controle de ruído, podem reforçar a vertente do contole de ruído através do controle ativo das vibrações estruturais, técnica atualmente referenciada por ASAC - Acoustic Structural Active Control.

Neste trabalho uma nova estratégia de combinação de filtros adaptativos é apresentada e estudada. Inspirada por esquemas incrementais e filtragem adaptativa cooperativa, a combinação convexa usual de filtros em paralelo e independentes é reestruturada como uma configuração série-cooperativa, sem aumento da complexidade computacional. Dois novos algoritmos são projetados utilizando Recursive Least-Squares (RLS) e Least-Mean-Squares (LMS) como subfiltros que compõem a combinação. Para avaliar a performance da estrutura incremental, uma análise de média quadrática é realizada. Esta é feita assumindo que os combinadores têm valores fixos, de forma a permitir o estudo da universalidade da estrutura desacoplada da dinâmica do supervisor. As simulações realizadas mostram uma boa concordância com o modelo teórico obtido. / In this work a new strategy for combination of adaptive filters is introduced and studied. Inspired by incremental schemes and cooperative adaptive filtering, the standard convex combination of parallel-independent filters is rearranged into a series-cooperative configuration, while preserving computational complexity. Two new algorithms are derived employing Recursive Least-Squares (RLS) and Least-Mean-Squares (LMS) algorithms as the component filters. In order to assess the performance of the incremental structure, tracking and steady-state mean-square analysis is derived. The analysis is carried out assuming the combiners are fixed, so that the universality of the new structure may be studied decoupled from the supervisor\'s dynamics. The resulting analytical model shows good agreement with simulation results.

Neste trabalho uma nova estratégia de combinação de filtros adaptativos é apresentada e estudada. Inspirada por esquemas incrementais e filtragem adaptativa cooperativa, a combinação convexa usual de filtros em paralelo e independentes é reestruturada como uma configuração série-cooperativa, sem aumento da complexidade computacional. Dois novos algoritmos são projetados utilizando Recursive Least-Squares (RLS) e Least-Mean-Squares (LMS) como subfiltros que compõem a combinação. Para avaliar a performance da estrutura incremental, uma análise de média quadrática é realizada. Esta é feita assumindo que os combinadores têm valores fixos, de forma a permitir o estudo da universalidade da estrutura desacoplada da dinâmica do supervisor. As simulações realizadas mostram uma boa concordância com o modelo teórico obtido. / In this work a new strategy for combination of adaptive filters is introduced and studied. Inspired by incremental schemes and cooperative adaptive filtering, the standard convex combination of parallel-independent filters is rearranged into a series-cooperative configuration, while preserving computational complexity. Two new algorithms are derived employing Recursive Least-Squares (RLS) and Least-Mean-Squares (LMS) algorithms as the component filters. In order to assess the performance of the incremental structure, tracking and steady-state mean-square analysis is derived. The analysis is carried out assuming the combiners are fixed, so that the universality of the new structure may be studied decoupled from the supervisor\'s dynamics. The resulting analytical model shows good agreement with simulation results.