In Michelson interferometry, many algorithms are used to detect the number of active laser sources at any given time. Conventional FFT-based non-parametric methods are widely used for this purpose. However, non-parametric methods are not the only possible option to distinguish the peaks in a spectrum, as these methods are not the most suitable methods for short data records and for closely spaced wavelengths. This thesis aims to provide solutions to these problems. It puts forward the use of parametric methods such as autoregressive methods and harmonic methods, and proposes two new algorithms to detect the closely spaced peaks for different scenarios of optical signals in wavemeters. Various parametric algorithms are studied, and their performances are compared with non-parametric algorithms for different criteria, e.g. absolute levels, frequency resolution, and accuracy of peak positions. Simulations are performed on synthetic signals produced from specifications provided by our sponsor, i.e., a wavemeter manufacturing company.

Wetlands are nominally characterized by, vegetation, presence of saturated soils and/or period and depth of standing water (inundation). Wetland hydroperiod, traditionally defined by the period or duration of inundation, is considered to control the ecological function and resultant plant community. This study seeks to redefine "hydroperiod" to incorporate both surface and subsurface water-level fluctuations, to identify predominant hydroperiod of different wetland types, and to find the range of the water-level fluctuations during the predominant hydroperiod durations. The motivation being that wetland ecological condition is controlled not just by the period of inundation but also by the proximity and depth to water-table and period of water-level fluctuation. To accomplish this, a frequency distribution analysis of water-table and stage levels in wetlands is performed. The conclusions of this study suggest a need to rethink current definitions and methodologies in determining hydroperiod. Redefining wetland hydroperiod taking into consideration depth to water-table, namely water-level periods and depths below ground surface, may also aid in the understanding of how fluctuations in water-levels in a wetland affect plant ecology.

O presente trabalho tem como objetivo desenvolver novas alternativas de identificação modal para estruturas sob excitações em condição de operação baseadas em funções de transmissibilidade. Recentes metodologias formuladas sobre conceitos de transmissibilidade têm surgido como alternativa para a identificação de parâmetros modais de estruturas. A identificação nestas metodologias é independente do espectro da excitação, sendo uma vantagem importante com respeito a metodologias anteriores no domínio da frequência que supõem a excitação como ruído branco. Dessa forma, aproveitando os diferentes trabalhos dirigidos a avaliar parâmetros modais com uso da transmissibilidade, são propostas três novas alternativas. A primeira delas propõe a decomposição de valores singulares sobre matrizes de funções de transmissibilidade escalar com densidade espectral para estimar frequências naturais e modos de vibração. A segunda alternativa propõe o conceito de funções de transmissibilidade multivariável com diferente referência para a identificação modal. E a terceira introduz uma melhora na primeira alternativa incluindo a possibilidade da estimação de taxas de amortecimento. Uma ferramenta computacional para a análise modal é desenvolvida como apoio para as simulações numéricas de verificação das metodologias de identificação modal propostas. Diferentes exemplos numéricos com uma viga submetida a excitações de ruído colorido mostram que os métodos propostos são capazes de identificar parâmetros modais sem a introdução das frequências adicionais devido às excitações de ruído colorida utilizadas. Além disso, os dados de um teste de vibrações sobre uma ponte em operação foram utilizados para verificar os métodos. / This research aims to develop new alternatives of modal identification for structures under excitation in operation condition based on transmissibility functions. Latest methodologies based on transmissibility concepts have been arising as alternatives for modal parameter identification of structures. Modal parameter identification in this type methodology is input spectrum independent being an important advantage with respect previous frequency domain methods that assumes white noise excitation. Different alternatives of modal identification based on transmissibility functions are proposed in this work. The first of them proposes singular value decomposition on scalar transmissibility functions matrices with spectral density to estimate natural frequencies and vibration modes (PSDTM-SVD method). A second alternative proposes the concept of multivariable transmissibility functions with different transferring outputs for modal parameter identification. And the third alternative proposes an enhanced PSDTM-SVD method, which permits to identify modal damping. Computational tool for modal analysis is developed as a support for the numerical simulations of verification of modal identification methodologies proposed. Different numerical examples of a beam model subjected to colored noise excitations show that the proposed methods are capable of identifying modal parameters without the introduction of the additional frequencies due to the excitations used. Furthermore, data from an operational vibration bridge test were used to verify the methods.

O presente trabalho tem como objetivo desenvolver novas alternativas de identificação modal para estruturas sob excitações em condição de operação baseadas em funções de transmissibilidade. Recentes metodologias formuladas sobre conceitos de transmissibilidade têm surgido como alternativa para a identificação de parâmetros modais de estruturas. A identificação nestas metodologias é independente do espectro da excitação, sendo uma vantagem importante com respeito a metodologias anteriores no domínio da frequência que supõem a excitação como ruído branco. Dessa forma, aproveitando os diferentes trabalhos dirigidos a avaliar parâmetros modais com uso da transmissibilidade, são propostas três novas alternativas. A primeira delas propõe a decomposição de valores singulares sobre matrizes de funções de transmissibilidade escalar com densidade espectral para estimar frequências naturais e modos de vibração. A segunda alternativa propõe o conceito de funções de transmissibilidade multivariável com diferente referência para a identificação modal. E a terceira introduz uma melhora na primeira alternativa incluindo a possibilidade da estimação de taxas de amortecimento. Uma ferramenta computacional para a análise modal é desenvolvida como apoio para as simulações numéricas de verificação das metodologias de identificação modal propostas. Diferentes exemplos numéricos com uma viga submetida a excitações de ruído colorido mostram que os métodos propostos são capazes de identificar parâmetros modais sem a introdução das frequências adicionais devido às excitações de ruído colorida utilizadas. Além disso, os dados de um teste de vibrações sobre uma ponte em operação foram utilizados para verificar os métodos. / This research aims to develop new alternatives of modal identification for structures under excitation in operation condition based on transmissibility functions. Latest methodologies based on transmissibility concepts have been arising as alternatives for modal parameter identification of structures. Modal parameter identification in this type methodology is input spectrum independent being an important advantage with respect previous frequency domain methods that assumes white noise excitation. Different alternatives of modal identification based on transmissibility functions are proposed in this work. The first of them proposes singular value decomposition on scalar transmissibility functions matrices with spectral density to estimate natural frequencies and vibration modes (PSDTM-SVD method). A second alternative proposes the concept of multivariable transmissibility functions with different transferring outputs for modal parameter identification. And the third alternative proposes an enhanced PSDTM-SVD method, which permits to identify modal damping. Computational tool for modal analysis is developed as a support for the numerical simulations of verification of modal identification methodologies proposed. Different numerical examples of a beam model subjected to colored noise excitations show that the proposed methods are capable of identifying modal parameters without the introduction of the additional frequencies due to the excitations used. Furthermore, data from an operational vibration bridge test were used to verify the methods.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-20T12:09:28Z No. of bitstreams: 1 thiagorodriguesoliveira.pdf: 2429204 bytes, checksum: b1904f2bde31b546890c5bfa77d58c80 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-20T12:44:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thiagorodriguesoliveira.pdf: 2429204 bytes, checksum: b1904f2bde31b546890c5bfa77d58c80 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-20T12:44:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thiagorodriguesoliveira.pdf: 2429204 bytes, checksum: b1904f2bde31b546890c5bfa77d58c80 (MD5) Previous issue date: 2010-09-28 / Esta dissertação apresenta, de forma detalhada, um conjunto de metodologias e técnicas destinadas à análise de redes de energia elétrica como meio de transmissão de dados (power line communication - PLC). As características das redes elétricas que influenciam um sistema de comunicação de dados consideradas neste trabalho são as seguintes: a impedância de acesso à rede elétrica, a resposta ao impulso e o ruído. Para tanto, técnicas de processamento de sinais para estimação da resposta em frequência, estimação do comprimento efetivo da resposta ao impulso, detecção e segmentação de ruídos impulsivos e análise espectral de ruídos aditivos são propostas e discutidas na presente contribuição. Os desempenhos objetivos e a apreciação subjetiva das técnicas propostas, a partir de dados sintéticos e medidos, evidenciam a adequação destas técnicas para a análise em questão. Além disso, formulações matemáticas para a resposta ao impulso de canais PLC invariantes, variantes e periodicamente variantes no tempo, derivadas a partir do modelo de multi-propagação para canais PLC, são apresentadas. Tais formulações proporcionam de forma simples e objetiva a emulação dos possíveis comportamentos temporais de canais PLC reais e, portanto, podem se constituir como ferramentas de grande utilidade para o projeto e a avaliação de sistemas de comunicações baseados na tecnologia PLC. / This thesis addresses a set of methodologies and techniques for the analysis of electric grids as a medium for data communications (power line communications - PLC). The main features influencing a communication system that are considered in this work are the input impedance, the channel impulse response, and the noise. In this regards, signal processing-based techniques are investigated, proposed and analyzed for the estimations of the channel frequency response and the effective length of the channel impulse response; the detection and segmentation of impulsive noise; and the power spectral analysis of the additive noise at the channel output. The numerical performance and subjective analysis regarding the use of the proposed techniques in synthetic and measured data indicate that those techniques fit well in the thesis purposes. In addition, mathematical formulation for invariant, time-varying, and periodically time-varying PLC channel models, which are based on multi-path channel model approach, are presented. These formulations are simple and elegant ones for the emulation of possible temporal behavior of existing PLC channels and, as a result, can constitute a useful tool for the design and analysis of PLC systems.