Orientadora : Profª. Drª. Elizabeth W. Karas / Co-orientadora : Profª. Drª. Mael Sachine / Orientador no exterior : Profª. Drª. Joaquim J. Júdice / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Matemática. Defesa: Curitiba, 25/02/2016 / Inclui referências : f. 133-144 / Resumo: Este trabalho engloba dois temas diferentes. Inicialmente, apresentamos um algoritmo para resolver problemas de otimizacao restrita que não faz uso das derivadas da funcao objetivo. O algoritmo mescla conceitos de restauração inexata com técnicas de filtro. Cada interação é decomposta em duas fases: uma fase de viabilidade e uma fase de otimalidade, as quais visam reduzir os valores da medida de inviabilidade e da funcao objetivo, respectivamente. A fase de otimalidade é computada por interações internas de região de confiança sem derivadas, sendo que seus modelos podem ser construídos por qualquer técnica, contanto que sejam aproximaçoes razoável para a função objetivo em torno do ponto corrente. Assumindo esta, e hipóteses clássicas, provamos que o algoritmo satisfaz certa condição de eficiência, a qual implica sua convergência global. Para a análise prática, são apresentados alguns resultados numéricos. O segundo tema refere-se a problemas de complementaridade linear. Nesta parte são discutidos alguns algoritmos de pivotamento em blocos principais, eficientes para solucionar este tipo de problema. Uma análise sobre algumas técnicas para garantia de convergência desses algoritmos _e realizada. Apresentamos alguns resultados numéricos para comparar a eficiencia e a robustez dos algoritmos discutidos. Além disso, são apresentadas duas aplicações para o método de pivotamento em blocos principais: decomposição em matrizes não negativas e métodos de gradiente projetados precondicionado. Para finalizar, nesta segunda aplicação, sugerimos uma matriz de precondicionamento. / Abstract: This work covers two diferent subjects. First we present an algorithm for solving constrained optimization problems that does not make explicit use of the objective function derivatives. The algorithm mixes an inexact restoration framework with filter techniques. Each iteration is decomposed in two phases: a feasibility phase that reduces an infeasibility measure; and an optimality phase that reduces the objective function value. The optimality step is computed by derivative-free trust-region internal iterations, where the models can be constructed by any technique, provided that they are reasonable approximations of the objective function around the current point. Assuming that this and classical hypotheses hold, we prove that the algorithm satisfes an eficiency condition, which provides its global convergence. Preliminar numerical results are presented. In the second subject, we discuss the linear complementarity problem. Some block principal pivoting algorithms, eficient for solving this kind of problem, are discussed. An analysis of some techniques to guarantee convergence results of these algorithms is made. We present some numerical results to compare the eficiency and the robustness of the algorithms. Moreover we discuss two applications of the block principal pivoting: nonnegative matrix factorization and preconditioned projected gradient methods. Furthermore, in this second application, we suggest a preconditioning matrix.

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Orientadora : Profa. Elizabeth Wegner Karas / Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciencias Exatas. Programa de Pós-Graduação em Matemática Aplicada. Defesa: Curitiba, 22/02/2010 / Bibliografia: fls.61-62 / Área de concentração: Matemática aplicada / Resumo: Esse trabalho é dedicado ao estudo de complexidade do ponto de vista deNesterov [Nes04] para métodos de primeira ordem, ou seja, que usam apenas informação de valor de função ou de seu gradiente. Em relação a complexidade, há diversas maneiras de obte-la, seja contando o tempo computacional gasto para resolver o problema, o número de operações aritméticas usado pelo método, entre outros. No nosso caso, será contando o número de iterações gasto pelo método para resolver o problema. Nos nossos problemas, as funções objetivos pertencem a classe das funções convexas, continuamente diferenciáveis e com constante de Lipschitz L para o gradiente. Estudamos a complexidade ótima desses métodos e provamos a complexidade ótima deummétodo apresentado em [GK08] para essa classe de funções. Fizemos também alguns testes númericos com alguns métodos ótimos propostos na literatura. / Abstract: This work is dedicated to the study of complexity in terms ofNesterov proposed in [Nes04] for methods of first order, ie, using only information of value function or its gradient. For complexity, there are everal ways to obtain it, by counting the computational time to solve the problem, the number of arithmetic operations used by the method, between others. In our case, will be counting the number of iterations spent by the method to solve the problem. In our problems, the objective functions belong to the class of convex functions, continuously differentiable and with constant Lipschitz L for the gradient. We study the optimal complexity of these methods and prove the optimal complexity of a method presented in [GK08] for this class of functions. We also present some numerical tests with some optimal methods proposed in the literature.

Co-Orientador : Henrique Firkowski / Orientador : Edson Aparecido Mitishita / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciencias Geodésicas. Defesa: Curitiba, 28/08/2009 / Bibliografia: fls.138-144 / Área de concentração / Resumo: Os modelos digitais de terreno (MDT) têm sido empregados nas mais diversas áreas do conhecimento em que se necessita de visualização e análise da superfície geográfica em três dimensões. O formato de grade regular tem sido largamente empregado para o armazenamento de dados de MDT por sua simplicidade de algoritmo e rapidez de processamento. Os sistemas de laser scanner permitem a obtenção de modelos digitais de terreno de alta resolução e com grande acurácia. Este trabalho tem por objetivo verificar o comportamento da transformada wavelet na generalização de modelos digitais do terreno sob a forma de grades regulares, obtidas a partir de dados do laser scanner. Este trabalho justifica-se pelo fato de que, em pesquisa feita sobre o assunto, observou-se que a transformada wavelet tem sido largamente utilizada para o tratamento multiescalar (multirresolução) em áreas tão diversas como matemática, geofísica, astronomia, física, processamento de sinais e imagens, engenharia elétrica, medicina, entre outras. Entretanto, a quantidade de trabalhos publicados na área de Geociências é ainda muito pequena, apesar das propriedades da transformada wavelet, que a tornam uma ferramenta matemática natural para generalização e análise em diferentes escalas. As transformadas wavelets foram implementadas em programas na linguagem Matlab. Foram utilizadas as wavelets de Haar, Daubechies e Symlets. A generalização por Krigagem foi utilizada para a comparação dos resultados. Os resultados obtidos nos experimentos realizados permitem afirmar que a transformada wavelet pode ser utilizada como alternativa para a generalização de MDT em razão da facilidade de implementação, baixo custo computacional, alta velocidade de processamento e acurácia compatível com a resolução obtida no MDT generalizado, além de ser um método natural de análise multirresolução. / Abstract: The digital terrain models (DTM) have been used in several areas of knowledge for the visualization and analysis of geographic surface in three dimensions. The regular grid format has been widely used for data storage of DTM due to its algorithm simplicity and fast processing. The laser scanner systems allow obtaining digital elevation models with high resolution and great accuracy. This work aims at studying the behavior of the wavelet transform for digital terrain models generalization in form of regular grids, obtained from laser scanner data. This work is justified because it was observed in papers available that the wavelet transform has been widely used for treating multiscale (multiresolution) in areas as mathematics, geophysics, astronomy, physics, signal and images processing, electrical engineering, medicine, among others. However, the number of published studies of Geosciences is still very small, although the properties of the wavelet transform, which makes it a natural mathematical tool for generalization and analysis at different scales. The wavelet transforms were implemented in Matlab language programs. Haar, Daubechies and Symlet wavelets were used. The Kriging generalization was used for the comparison of the results. The experiments shown that the wavelet transform can be used as an alternative for generalization of DTM due to the implementation facility, low computational cost, high processing speed and accuracy compatible with the resolution obtained in the generalized DTM, and be a natural method for multiresolution analysis.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-23Bitstream added on 2014-06-13T19:28:05Z : No. of bitstreams: 1 uzinski_jc_me_ilha.pdf: 2461694 bytes, checksum: a550e7ee5e16f06fdb77aca59eb3519e (MD5) / Geralmente, em processamento digital de sinais, quando um sinal vai ser analisado usando a transformada wavelet, algumas ou várias funções wavelets são testadas e aquela que melhor se adapta no tempo e na frequência com o dado sinal é a escolhida. Entretanto, sabese que propriedades, como regularidade, suavidade e suporte compacto são determinantes na escolha da função wavelet a ser usada. Funções com suporte maior aumentam a resolução em frequência, mas diminuem a resolução temporal do sinal transformado. Assim, deve-se escolher uma função wavelet cujo suporte não comprometa nenhuma das resoluções. Momentos nulos e suavidade estão matematicamente relacionados, pois quanto maior o número de momentos nulos de uma wavelet, mais suave ela é. Quanto maior a suavidade da wavelet, maior a probabilidade de reconstrução perfeita do sinal decomposto pela transformada wavelet. Segundo a formulação de Sherlock & Monro o espaço de wavelets ortonormais é parametrizado por um conjunto de parâmetros angulares, adaptando o trabalho com matrizes paraunitárias. Esta parametrização pode ser usada para ajustar a wavelet, a fim de melhorar o índice de desempenho de algumas aplicações relacionadas ao processamento de sinais em questão. A formulação de Sherlock & Monro fora estendida para até dois momentos nulos em trabalhos anteriores e, respectivamente, para três momentos nulos neste trabalho. Além da extensão dessa formulação, este texto apresenta uma aplicação da mesma em relação ao diagnóstico de falhas em sinais elétricos. / Generally, in digital signal processing when a signal is to be analyzed using the wavelet transform, some or several wavelet functions are tested and the one that best matches in time and frequency with the given signal is chosen. However, it is known that properties such as regularity, smoothness and compact support are decisive in the choice of the wavelet function to be used. Functions with greater support increase frequency resolution, on the other hand decrease the temporal resolution of the transformed signal. Thus, one should pick a wavelet function which support does not compromise any of the resolutions. Vanishing Moments and smoothness are closely connected, since the greater is the number of vanishing moments the smoother is the wavelet. And how much smoother is the wavelet, the greater is the probability of perfect reconstruction of the signal decomposed by wavelet transform. According to the formulation of Sherlock and Monro the space of orthonormal wavelets is parameterized by a set of angular parameters, adapting the work of factorization of paraunitary matrices. That parameterization could be used to adjust the wavelet in order to improve the performance index of some applications related to signal processing. The formulation of Sherlock and Monro was extended for up to two vanishing moments in previous papers and, respectively, and to up to three vanishing moments in this work. Beyond the extent of this formulation, this text presents an application of the constructed wavelets for the diagnosis of faults in electrical signals.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-20Bitstream added on 2014-06-13T19:48:56Z : No. of bitstreams: 1 abreu_cce_me_ilha.pdf: 1221566 bytes, checksum: 78f8a4bacd3c2d3d2e1232a784d1607c (MD5) / O método proposto neste trabalho tem por objetivo superar algumas deficiências que os métodos que utilizam limiar apresentam quando se almeja a redução de ruído em sinais de voz. Dentre elas, destaca-se a dificuldade no processamento de sinais contaminados com ruído colorido. Com base neste fato, desenvolveu-se um método eficiente para o processamento de vários tipos de ruído colorido, que é o tipo de ruído presente em situações reais. A metodologia de redução de ruído proposta consiste na estimação do sinal de saída a partir do original, no domínio wavelet, sem o uso de limiar. O sinal é estimado por equações de diferenças finitas. Para a estimação do ruído é usado um operador, que é aplicado em cada uma das equações de diferenças. Uma combinação polinomial é realizada de maneira a condensar todas as equações de diferenças em uma única função de transferência. Esta por sua vez sofrerá um ajuste sigmoidal visando uma melhor adequação entre as amplitudes dos sinais originais e processados. Porém, antes disto, propõe-se uma pré-filtragem realizada por um operador de pré-processamento. O filtro é obtido no último passo, quando é feito o ajuste sigmoidal. A principal mudança, em relação às metodologias anteriores, está na construção de um filtro que atue no sinal levando em consideração informações contidas em cada coeficiente ou em uma pequena vizinhança do mesmo. Com isso, não se faz necessário o uso de um único valor (valor do limiar) como referência para processar todos os coeficientes de uma faixa de frequência do sinal. Comparando o método proposto com o método desenvolvido por Soares et al. (2011), constatou-se a obtenção de melhores resultados / The method proposed in this paper aims to overcome some deficiencies of the methods which use the threshold feature when the objective is to reduce noise in speech signals. Among them, it was highlight the difficult in processing signals contaminated with colored noise. Based on this fact, it was developed a method that is efficient for the processing of various types of colored noise, which is the predominant noise in real situations. The proposed noise reduction method consists in estimating the output signal from the original, in wavelet domain, without using a threshold value. The signal is estimated by finite difference equations. For the noise estimation an operator, which is applied to each difference equation. A polynomial combination is performed in order to condense all difference equations in a single transfer function, which, in turn, will suffer a sigmoidal adjustment, seeking a better adequacy between the amplitudes of the original and processed signals. However, before this, a pre-filtering performed by an operator of pre-processing is proposed. The filter is obtained in the last step, which is the sigmoidal adjustment. The main change is in the construction of a filter that act on the signal taking into account the information contained in each coefficient or in a small neighborhood of it. Thus, it is not necessary to use a single value (threshold value) as reference to process all the coefficients of a frequency band of the signal. The proposed method was compared the one developed by Soares et al. (2011), and better results were obtained

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-19T19:38:47Z No. of bitstreams: 1 TeseRGR.pdf: 1035512 bytes, checksum: c73e48ed8a5af9eee7500d120e722d82 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T18:09:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRGR.pdf: 1035512 bytes, checksum: c73e48ed8a5af9eee7500d120e722d82 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T18:09:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRGR.pdf: 1035512 bytes, checksum: c73e48ed8a5af9eee7500d120e722d82 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T18:09:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRGR.pdf: 1035512 bytes, checksum: c73e48ed8a5af9eee7500d120e722d82 (MD5) Previous issue date: 2016-05-30 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / We study the Aharonov-Bohm effect model by adding a scalar potential in the initial Hamiltonian. Using known techniques of quantum confinement, we show that under certain conditions of divergence on this potential, the family of self-adjoint extensions is reduced to a single operator, which would then be the Schrödinger operator for this situation. The lack of boundary conditions to define this operator is interpreted as no particle interaction with the boundary of the solenoid. We checked the possible manifestation of the Aharonov-Bohm effect in this model without interaction with the solenoid border by studying the dependence of the first eigenvalue associated with the Schrödinger operator with respect to a parameter directly related to the magnetic flux by the solenoid. We have shown that this dependence is non-trivial and periodic, which strictly confirms the Aharonov-Bohm effect for this situation. We also study some particular cases whose explicit solution can be achieved, the solenoid with zero radius in a limited and unlimited region of the plane. / Estudamos o modelo de efeito Aharonov-Bohm adicionando um potencial escalar no Hamiltoniano inicial. Usando técnicas conhecidas de confinamento quântico, demonstramos que, sob certas condições de divergência sobre este potencial, a família das extensões autoadjuntas se reduz a um único operador, o qual seria então o operador de Schrödinger para esta situação. A falta de condições de fronteira para a definição deste operador é interpretada como não interação da partícula com a fronteira do solenoide. Verificamos a possível manifestação do efeito de Aharonov-Bohm neste modelo sem contato com a fronteira do solenóide estudando a dependência do primeiro autovalor associado ao operador de Schrödinger com relação a um parâmetro diretamente relacionado ao fluxo magnético pelo solenóide. Demonstramos que esta dependência é não trivial e periódica, o que confirma rigorosamente o efeito de Aharonov-Bohm para este modelo. Estudamos também alguns caso particulares cuja resolução explícita pode ser obtida, como o solenóide com raio nulo numa região limitada e ilimitada do plano. / FAPESP: 2012/21480-8

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-23T18:34:26Z No. of bitstreams: 1 DissMPT.pdf: 692512 bytes, checksum: 828ccb235e81609751a9348a68f2818c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:43:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMPT.pdf: 692512 bytes, checksum: 828ccb235e81609751a9348a68f2818c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:43:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMPT.pdf: 692512 bytes, checksum: 828ccb235e81609751a9348a68f2818c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:43:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMPT.pdf: 692512 bytes, checksum: 828ccb235e81609751a9348a68f2818c (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The aim of this Masters dissertation is to show a classication of parallel and semi-parallel hypersurfaces of Sn _ R, based on the work of Joeri Van der Veken and Luc Vrancken, in [12]. The classification that we will present is a generalization of the classification of parallel hypersurfaces in Rn and Sn given by H.B. Lawson (see [8]), the classification of semi-parallel hypersurfaces obtained by J. Deprez for the euclidean space (see [5]) and by F. Dillen for the case of space forms of positive sectional curvature (see [6]). / O objetivo desta dissertação de mestrado é exibir uma classificação das hipersuperfícies paralelas e semi-paralelas de Sn _ R, baseada no trabalho de Joeri Van der Veken e Luc Vrancken, em [12]. A classificação que apresentaremos é uma generalização da classificação de hipersuperfícies paralelas em Rn e Sn dada por H.B. Lawson (ver [8]), da classificação de hipersuperfícies semi-paralelas obtida por J. Deprez para o espaço euclidiano (ver [5]) e por F. Dillen para o caso das formas espaciais de curvatura seccional positiva (ver [6]).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-04Bitstream added on 2014-06-13T19:52:11Z : No. of bitstreams: 1 spadotto_af_me_botfca.pdf: 614576 bytes, checksum: 8ec2075fad0656c56bb212b1bb7a4978 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo. Esta cultura é primariamente produzida para obtenção de álcool e açúcar. A produção brasileira de cana-de-açúcar na safra 2007/2008 é estimada em 547 milhões de toneladas. Este aumento é devido ao clima, aos investimentos ocorridos nas indústrias atraídas pela crescente produção nacional de carros bicombústiveis e pelo aumento da venda de açúcar e álcool ao mercado externo. O crescimento acelerado dessa cultura fez com que alguns problemas surgissem. A atual preocupação com o meio ambiente tem feito com que empresas produtoras de cana-deaçúcar invistam na mudança do sistema de colheita. Essa mudança consiste na redução da queima do canavial na pré-colheita e na utilização do corte mecanizado com cana crua. A colheita com corte mecanizado torna disponível o palhiço e esse resíduo traz benefícios ao sistema produtivo, pois parte desta biomassa residual pode ser deixada no campo com a finalidade de melhorar as características químicas e físicas do solo e controlar plantas infestantes; o restante desse palhiço pode ser usado como uma excelente biomassa para uso na co-geração de energia. Porém, para viabilizar a co-geração, faz-se necessário o desenvolvimento de sistemas que minimizem o custo da retirada e do transporte desse material. Diante disso, o objetivo desse trabalho é propor técnicas matemáticas para auxiliar na otimização do sistema de transporte do palhiço resultante da colheita mecanizada da cana-de-açúcar, do campo para o centro de processamento, para ser aproveitado como matéria prima na co-geração de energia. Para isso, foram aplicadas técnicas de otimização, buscando maximizar a quantidade de resíduos a ser colocada no caminhão, minimizando assim o custo com transporte. / Brazil is the larger sugarcane producer of the word. This culture is primarily produced to obtain alcohol and sugar. The Brazilian production in the season 2007/2008 is estimated in 547 million tones. This increase is due to the climate, to the investments occurred in the industries attracted by the increasing national production dual fuel cars and by the increase of the sugar and alcohol sales to the international market.The current preoccupation with the environment has made with that the sugar cane industry invests in change of the harvest system. This change consists in the reduction of the sugar cane plantation burning in the pre-harvest and the use of mechanized cut with raw sugar cane. However the harvest using mechanized cut becomes available the sugar cane trash and this residue bring benefices to productive system, therefore part of this residual biomass can be left in the field with purpose to improve the chemical and physical ground features and control infest plants; the remain of sugar cane trash can be used as excellent biomass to use in energy co-production. Ahead of this, the aims this work is optimize the sugar cane trash transport resulting of the mechanized harvest, of field to processing center, to be used to advantage as a raw material to energy co-generation. To this were applied optimizations theories, trying maximize residues quantity to be placed in the truck, minimizing like the transport cost.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-27Bitstream added on 2014-06-13T18:21:14Z : No. of bitstreams: 1 silva_al_me_bauru.pdf: 564608 bytes, checksum: 74fd5020bda6cd9f5ab2d2236dd57ab2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este projeto de pesquisa tem como objetivo a concepção, implementação, solução e teste de um modelo de Pré-Despacho de Geração (PDG) para o ambiente de mercados de energia, que supra as deficiências dos modelos de PDG adotados no Brasil. Assim, a abordagem proposta deve introduzir novos aspectos de modelagem, tais como: i) a introdução de aspectos associados aos mercados de energia internamente ao modelo de PDG; ii) a representação das inter-relações entre os mercados pool e bilateral em um único modelo de PDG; iii) a discretização do problema em base horária, possibilitando, de fato, a implementação de um mercado de curtíssimo prazo; iv) a avaliação da função de custo de oportunidade como base para a inserção de objetivos associados à otimização da produção de energia hidráulica no mercado pool / This research aims at the conception, implementation, solution and testing of the proposed Short term Generation Scheduling Model (PDG), specific for the energy market environment. This model focuses on the improvement in the dispatch model used by the Brazilian energy sector. The proposed approach introduces brand new modeling aspects, such as: i) the introduction of modeling aspects associated with energy markets into the PDG model; ii) the representation of the interrelation between pool and bilateral markets within a single optimization problem; iii) the discretization of the problem is introduced in an hourly basis aiming at the implementation of an effective short time energy market; iv) the evaluation of the opportunity costs function as a basis for insertion of objectives associated with optimization of hydraulic energy production in pool market