Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bernardo Nogueira Neto.pdf: 936161 bytes, checksum: 8cae25f84e9e07f78244f10040d97213 (MD5) Previous issue date: 2010-06-04 / In this dissertation, we explore the application of the Theory of System Identification to develop a mathematical model that represents the behavior of the electrical current rectifier used to power the traction motors of a locomotive diesel-electric, based on mathematical manipulation of its temperature data. It was developed an ARX model and, using the aid of the computational system identification toolbox of MATLAB ®, simulations were made for estimation and validation of the order of the model that best describes the dynamic response of the physical system. The input and output data of the rectifier are obtained from the direct measurement of the output current of main generator, which is the input, and from the measurement of the temperature on the rectifier, which corresponds to the output. These data are used in developing the mathematical model of the system under study. The goal is to obtain a model that best represents the behavior of the main engine rectifier, allowing control actions to optimize the relation between supplied and required power of locomotive, so that downtime events resulting from self-protection mechanisms against high temperatures during operation of the rectifier in severe operations are minimized. As a result, we have a more advanced and efficient model that allows a strategy to monitoring the equipment at the various points of operation, considering their variation and ensuring a stable and safety locomotive's operation. / Nesta dissertação, aborda-se a aplicação da Teoria de Identificação de Sistemas para escolha de um modelo polinomial, que represente o comportamento do retificador de corrente elétrica, utilizado para suprimento dos motores de tração de uma locomotiva dieselelétrica, a partir da manipulação matemática de seus dados de temperatura. Desenvolve-se um modelo ARX e, com auxílio da ferramenta computacional do toolbox de identificação do MATLAB®, são feitas simulações para estimação e validação da ordem do modelo que melhor descreva a resposta dinâmica do sistema físico. Os dados de entrada e saída do retificador são obtidos a partir da medição direta da corrente de saída do gerador principal, que corresponde à entrada, e da medição da temperatura na bancada retificadora, que corresponde à saída. Estes dados são utilizados na elaboração do modelo matemático do sistema em estudo. Busca-se obter um modelo matemático que represente o comportamento do retificador principal da locomotiva, possibilitando ações de controle para uma melhor otimização entre a potência fornecida e a requerida para tração, de tal forma que os eventos de downtime, decorrentes da atuação da proteção contra altas temperaturas do retificador durante operações em regimes severos, sejam minimizados. Como resultado, tem-se um método mais avançado, eficaz e que possibilita uma estratégia de monitoramento nos diversos pontos de operação do equipamento, considerando suas variações e garantindo uma operação estável e segura do sistema.

Esta tese examina o problema de detecção de conectividade entre séries temporais no sentido de Granger no caso em que a natureza não linear das interações não permite sua determinação por meio de modelos auto-regressivos lineares vetoriais. Mostra-se que é possível realizar esta detecção com auxílio dos chamados métodos de Kernel, que se tornaram populares em aprendizado por máquina (\'machine learning\') já que tais métodos permitem definir formas generalizadas de teste de Granger, coerência parcial direcionada e função de transferência direcionada. Usando simulações, mostram-se alguns exemplos de detecção nos quais fica também evidente que resultados assintóticos deduzidos originalmente para estimadores lineares podem ser generalizados de modo análogo, mostrando-se válidos no presente contexto kernelizado. / This work examines the connectivity detection problem between time series in the Granger sense when the nonlinear nature of interactions determination is impossible via linear vector autoregressive models, but is, nonetheless, feasible with the aid of the so-called Kernel methods that are popular in machine learning. The kernelization approach allows defining generalised versions for Granger tests, partial directed coherence and directed transfer function, which the simulation of some examples shows that the asymptotic detection results originally deducted for linear estimators, can also be employed under kernelization if suitably adapted.

O ganho crescen te de desempenho nos computadores modernos tem impulsionado os trabalhos científicos nas áreas de simulação computacional. Muitos autores utilizam em suas pesquisas ferramentas comerciais que limitam seus trabalhos ao esconder os algoritmos internos destas ferramentas e dificultam a adição de dados in-vivo nestes trabalhos. Este trabalho explora esta lacuna deixada por aqueles autores. Elaboramos um arcabouço computacional capaz de reproduzir os fenômenos óticos e fisiológicos do sistema visual. Construímos com superfícies quádricas os modelos esquemáticos do olho humano e propomos um algoritmo de traçado de raio realístico. Então realizamos um estudo nos modelos esquemáticos e a partir deles mais a adição de dados in-vivo obtidos de um topógrafo de córnea extraímos informações óticas destes modelos. Calculamos os coeficientes e Zernike dos modelos para tamanhos diversos de pupila e obtivemos medidas de aberração do olho humano. Os resultados encontrados estão de acordo com os trabalhos relacionados e as simulações com dados in-vivo estão consoantes com as produzidas por um aparelho de frente de onda comerciais. Este trabalho é um esforço em aproveitar as informações adquiridas pelos equipamentos modernos de oftalmologia, além de auxiliar o entendimento de sistemas visuais biológicos acabam também em auxiliar a elaboração de sistemas de visão artificial e os projetistas de sistemas óticos / The increase in performance of the modern computers has driven scientific work in the areas of computer simulation. Many authors use in their research commercial tools that use embedding algorithms, which sources are not provided, and it makes harder and sometimes impossible, the development of novel theories or experiments. This work explores this gap left for those authors. We present a computational framework capable to reproduce the optical and physiological phenomena of the human visual system. We construct schematical models of the human eye from quadrics surfaces and consider an algorithm of realistic ray tracing. Afterward, we performed a study on schematics models and in addition we introduce, in these models, in-vivo data obtained from corneal topography machine and extract optical information. We calculate the Zernike coefficients in the models for different sizes of pupil and measures of aberration of the human eye. The results are in agreement with related work and simulations with in-vivo data are according with the produced by a commercial wave-front device. This work is an effort in using to advantage the information acquired for the modern equipment of ophthalmology, besides assisting the understanding of biological visual systems, it also helps the development of artificial vision systems and the designing of optical systems

Esta tese examina o problema de detecção de conectividade entre séries temporais no sentido de Granger no caso em que a natureza não linear das interações não permite sua determinação por meio de modelos auto-regressivos lineares vetoriais. Mostra-se que é possível realizar esta detecção com auxílio dos chamados métodos de Kernel, que se tornaram populares em aprendizado por máquina (\'machine learning\') já que tais métodos permitem definir formas generalizadas de teste de Granger, coerência parcial direcionada e função de transferência direcionada. Usando simulações, mostram-se alguns exemplos de detecção nos quais fica também evidente que resultados assintóticos deduzidos originalmente para estimadores lineares podem ser generalizados de modo análogo, mostrando-se válidos no presente contexto kernelizado. / This work examines the connectivity detection problem between time series in the Granger sense when the nonlinear nature of interactions determination is impossible via linear vector autoregressive models, but is, nonetheless, feasible with the aid of the so-called Kernel methods that are popular in machine learning. The kernelization approach allows defining generalised versions for Granger tests, partial directed coherence and directed transfer function, which the simulation of some examples shows that the asymptotic detection results originally deducted for linear estimators, can also be employed under kernelization if suitably adapted.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-09-06T13:31:47Z No. of bitstreams: 1 Antonio_José_da_Silva2.pdf: 2564341 bytes, checksum: ff7454362aecf3bf6afd177edfd5c821 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T13:31:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonio_José_da_Silva2.pdf: 2564341 bytes, checksum: ff7454362aecf3bf6afd177edfd5c821 (MD5) Previous issue date: 2009-06-05 / FAPEMA / The Anode effect that occurs in electrolytic smelter pot is responsible for gases such as PFC s. These gases contribute to the greenhouse effect, and in addition jeopardizes its productive capacity. From the voltage (output) and current (input) are estimate ARX and OE models of the electrolytic smelter pot using the Systems Identification Theory, the ARX and OE models of the electrolytic smelter pot are built to represent the steady state operation and the anode effect occurrence. After the simulation are chosen the models with better adjustment to the measure exit. For the selection are used established criteria along the research, the ARX and OE models of electrolytic smelter pot, are built to represent the full state operation of the electrolytic smelter pot. Based on real data and via algebraic properties, the models generate the functions of specific transfer of each model that are validated with real data obtained in the industry, the answer in time, in the convergence frequency and speed are analyzed. From the transfer function is made the representation of the normal stage of operation of the electrolytic smelter pot, and by the properties of the estimate model is made the prediction the anode effect identifying the increase of the voltage in the validation stage. Therefore, this work introduces the investigation of ARX and OE parametric models how better represent the operation of the electrolytic smelter pot to can enable the prediction of the anode effect in the productive process of the aluminum. In this dissertation, we propose the models development in the domain of the continuous and discreet time with a study of her transitory answers and of steady state as well as your answer in frequency of your normal operation and in the phase that precedes the anode effect. / O efeito anódico que ocorre nas cubas eletrolíticas é responsável pela emissão de gases como os PFC s, gases esses, que contribuem para o efeito estufa, além de comprometer sua capacidade produtiva. A partir dos sinais de tensão (saída) e corrente (entrada) são estimados modelos ARX e OE da cuba eletrolítica utilizando a Teoria de Identificação de Sistemas. Após a simulação são escolhidos os modelos com melhor ajuste à saída medida. Para a seleção são utilizados critérios estabelecidos ao longo da pesquisa. Os modelos ARX e OE das cubas eletrolítica, são construídos para representar o pleno estado de funcionamento da cuba. Baseados em dados reais e via propriedades algébricas, os modelos geram as funções de transferência específicas de cada modelo que são validadas com dados reais obtidos na indústria, a resposta no tempo, na freqüência e velocidade de convergência são analisadas. A partir da função de transferência é feita a representação da fase normal de funcionamento da cuba eletrolítica, e pelas propriedades do modelo é feita a predição do efeito anódico identificando o aumento da tensão na fase de validação. Portanto, este trabalho apresenta a investigação de modelos paramétricos ARX e OE que melhor representam o funcionamento da cuba eletrolítica para possibilitar a predição do efeito anódico no processo produtivo do alumínio. Nesta dissertação propomos o desenvolvimento de modelos no domínio do tempo contínuo e discreto com um estudo das suas respostas transitória e de regime permanente assim como sua resposta em freqüência de seu funcionamento normal e na fase que antecede o efeito anódico.

O ganho crescen te de desempenho nos computadores modernos tem impulsionado os trabalhos científicos nas áreas de simulação computacional. Muitos autores utilizam em suas pesquisas ferramentas comerciais que limitam seus trabalhos ao esconder os algoritmos internos destas ferramentas e dificultam a adição de dados in-vivo nestes trabalhos. Este trabalho explora esta lacuna deixada por aqueles autores. Elaboramos um arcabouço computacional capaz de reproduzir os fenômenos óticos e fisiológicos do sistema visual. Construímos com superfícies quádricas os modelos esquemáticos do olho humano e propomos um algoritmo de traçado de raio realístico. Então realizamos um estudo nos modelos esquemáticos e a partir deles mais a adição de dados in-vivo obtidos de um topógrafo de córnea extraímos informações óticas destes modelos. Calculamos os coeficientes e Zernike dos modelos para tamanhos diversos de pupila e obtivemos medidas de aberração do olho humano. Os resultados encontrados estão de acordo com os trabalhos relacionados e as simulações com dados in-vivo estão consoantes com as produzidas por um aparelho de frente de onda comerciais. Este trabalho é um esforço em aproveitar as informações adquiridas pelos equipamentos modernos de oftalmologia, além de auxiliar o entendimento de sistemas visuais biológicos acabam também em auxiliar a elaboração de sistemas de visão artificial e os projetistas de sistemas óticos / The increase in performance of the modern computers has driven scientific work in the areas of computer simulation. Many authors use in their research commercial tools that use embedding algorithms, which sources are not provided, and it makes harder and sometimes impossible, the development of novel theories or experiments. This work explores this gap left for those authors. We present a computational framework capable to reproduce the optical and physiological phenomena of the human visual system. We construct schematical models of the human eye from quadrics surfaces and consider an algorithm of realistic ray tracing. Afterward, we performed a study on schematics models and in addition we introduce, in these models, in-vivo data obtained from corneal topography machine and extract optical information. We calculate the Zernike coefficients in the models for different sizes of pupil and measures of aberration of the human eye. The results are in agreement with related work and simulations with in-vivo data are according with the produced by a commercial wave-front device. This work is an effort in using to advantage the information acquired for the modern equipment of ophthalmology, besides assisting the understanding of biological visual systems, it also helps the development of artificial vision systems and the designing of optical systems