O objetivo desta tese é estudar métodos de estimação baseados na função de verossimilhança em modelos mistos lineares elípticos. Derivamos inicialmente os métodos de máxima verossimilhança, máxima verossimilhança restrita e de máxima verossimilhança perfilada modificada para o modelo linear normal. Estendemos os métodos para os modelos lineares elípticos e encontramos diferenças entre as equações resultantes de cada método. A principal motivação deste trabalho é que o método de máxima verossimilhança restrita tem sido aplicado para obter estimadores menos viesados para os componentes de variância-covariância, em contraste com os estimadores de máxima verossimilhança. O método tem sido muito utilizado em modelos com estruturas de variância-covariância como é o caso dos modelos mistos lineares. Assim, procuramos estender o método para os modelos mistos lineares elípticos bem como comparar com outros procedimentos de estimação, máxima verossimilhança e máxima verossimilhança perfilada modificada. Estudamos em particular os modelos mistos lineares com erros t-Student e exponencial potência. / The aim of this thesis is to study estimation methods based on the likelihood functions in elliptical linear mixed models. First, we review the modified profile maximum likelihood and the restricted maximum likelihood methods as well as the traditional maximum likelihood method in normal linear models. Then, we extend the methodologies for elliptical linear models and we compare the estimating equations derived for each method. The main motivation of the work is that the restricted maximum likelihood method has been largely applied in normal linear mixed models in order to reduce the bias of the maximum likelihood variance-component estimators. So, we intend to investigate the possible extension for elliptical linear mixed models as well as to compare with the modified profile maximum likelihood and the maximum likelihood methods. Particular studies for Student-t and power exponential linear mixed models are presented.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:47:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GivanaldoRS.pdf: 1524067 bytes, checksum: d73e18e4ae3a0bffab7711efc808bffa (MD5) Previous issue date: 2006-05-19 / Combinatorial optimization problems have the goal of maximize or minimize functions defined over a finite domain. Metaheuristics are methods designed to find good solutions in this finite domain, sometimes the optimum solution, using a subordinated heuristic, which is modeled for each particular problem. This work presents algorithms based on particle swarm optimization (metaheuristic) applied to combinatorial optimization problems: the Traveling Salesman Problem and the Multicriteria Degree Constrained Minimum Spanning Tree Problem. The first problem optimizes only one objective, while the other problem deals with many objectives. In order to evaluate the performance of the algorithms proposed, they are compared, in terms of the quality of the solutions found, to other approaches / Os problemas de otimiza??o combinat?ria t?m como objetivo maximizar ou minimizar uma fun??o definida sobre um certo dom?nio finito. J? as metaheur?sticas s?o procedimentos destinados a encontrar uma boa solu??o, eventualmente a ?tima, consistindo na aplica??o de uma heur?stica subordinada, a qual tem que ser modelada para cada problema espec?fico. Este trabalho apresenta algoritmos baseados na t?cnica de otimiza??o por nuvem de part?culas (metaheur?stica) para dois problemas de otimiza??o combinat?ria: o Problema do Caixeiro Viajante e o Problema da ?rvore Geradora M?nima Restrita em Grau Multicrit?rio. O primeiro ? um problema em que apenas um objetivo ? otimizado, enquanto o segundo ? um problema que deve lidar com m?ltiplos objetivos. Os algoritmos propostos s?o comparados a outras abordagens para o mesmo problema em quest?o, em termos de qualidade de solu??o, a fim de verificar a efici?ncia desses algoritmos

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:55:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 905318 bytes, checksum: 167ccc3c1b47051e3ce28eb0224bed43 (MD5) Previous issue date: 2006-07-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / First lactation data of 6.262 Brown-Swiss cows from 311 herds, daughters of 803 sires with calving between 1980 and 2003 were used to estimate genetic parameters for milk and fat production traits. The components of variance were estimated by restricted maximum likelihood (REML) and bayesian methods, using animal model with uni and two-traits analisys . The estimation by REML was obtained with the software MTDFREML (BOLDMAN et al. 1995) testing unitrait models with different effects to covariables and considering contemporary group and season as fixed effect. The best fitting obtained on unitrait analisys were used on two-trait analisys. The estimative of additive variance was reduced when lactation length was included on the model suggesting that the animals were been fitted to the same base on the capacity of transmit a longer or shorter lactation length to the progeny. Therefore, fitting to this covariable is not recommended. On the other side, the age of calving has linearly influenced milk and fat production. The heritability estimates were 0,26 and 0,25 to milk and fat yield respectively with genetic correlation of 0,95. the high correlation among these traits suggests that part of genes that acts on milk yield also respond to fat yield, in such way that selection for milk yield results, indirectly, in increase on fat yield. The estimation by Bayesian inference was made on software MTGSAM (VAN TASSELL E VAN VLECK, 1995). Chain lengths were tested to obtain the marginal posterior densities of unitrait analisys, the best option of chain length, burn-in and sampling interval was used on two-trait analisys. The burn-in periods were tested with the software GIBANAL (VAN KAAM, 1998) witch analysis inform a sampling interval for each burn-in tested, the criteria for choosing the sampling interval was made with the serial correlation resulting by burn-in and sampling process. The heritability estimates were 0,33 ± 0,05 for both traits with genetic correlation of 0,95. Similar results were obtained on studies using the same methodology on first lactation records. The stationary phase adequately reached with a 500.000 chain length and 30.000 burn-in iteractions. / Dados de primeira lactação de 6.262 vacas distribuídas em 311 rebanhos, filhas de 803 touros com partos entre os anos de 1980 e 2003 foram utilizados para estimar de componentes de variância para as características de produção de leite e gordura com informações de primeira lactação, em animais da raça Pardo-Suíça. Os componentes de variância foram estimados pelo método da máxima verossimilhança restrita (REML) e Bayesiano, sob modelo animal, por meio de análises uni e bicaracterística. A estimação realizada via REML foi obtida com o programa MTDFREML (BOLDMAN et al. 1995) testando modelos unicaracterística com diferentes efeitos para as covariáveis e considerados grupo contemporâneo e estação como efeitos fixos. Os melhores ajustes obtidos nas analises unicaracterística foram utilizados na análise bicaracterística. A duração da lactação reduziu a estimativa da variância aditiva quando era utilizada no modelo sugerindo que os animais estariam sendo corrigidos para uma mesma base quanto à capacidade de imprimir duração da lactação mais longa ou mais curta à progênie sendo, portanto, não recomendado o ajuste para esta covariável. Já a idade da vaca ao parto, influenciou linearmente a produção de leite e gordura. As herdabilidades estimadas foram 0,26 e 0,25 para produção de leite e gordura respectivamente com correlação genética de 0,95. A alta correlação entre a produção de leite e gordura obtida sugere que parte dos genes que atuam na produção de leite também responde pela produção de gordura, de tal forma que a seleção para a produção de leite resulta, indiretamente, em aumentos na produção de gordura. A estimação via inferência Bayesiana foi realizada com o programa MTGSAM (VAN TASSELL E VAN VLECK, 1995). Foram testados diversos tamanhos de cadeia para a obtenção das densidades marginais a posteriori das análises unicaracterística, a melhor proposta para o tamanho de cadeia, burn-in e amostragem foi utilizada para a análise bicaracterística. Os períodos de burn-in foram testados pelo programa GIBANAL (VAN KAAM, 1998) cujas análises fornecem um intervalo de amostragem para cada burn-in testado, o critério de escolha do intervalo de amostragem foi feito de acordo com a correlação serial, resultante do burn-in e do processo de amostragem. As estimativas de herdabilidade obtidas foram 0,33 ± 0,05 para ambas as características com correlação de 0,95. Resultados similares foram obtidos em estudos utilizando a mesma metodologia em informações de primeira lactação. A fase estacionária foi adequadamente atingida com uma cadeia de 500.000 iterações e descarte inicial de 30.000 iterações.

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CatiaRSS_DISSERT.pdf: 4951076 bytes, checksum: 0231a1261bda878faaaf3e30a97857a0 (MD5) Previous issue date: 2012-11-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Um dos temas mais populares no tratamento de dados nos ?ltimos dez anos gira em torno da descoberta que a recupera??o de sinais esparsos em sistemas lineares, pode ser feita com um n?mero de equa??es bem menor que o n?mero de vari?veis. Em linhas gerais, se A = AmN, queremos resolver Ax = b e procuramos solu??es esparsas, ou seja, com apenas s << N entradas n~ao-nulas em algum sistema de coordenadas, isto pode ser feito com um n?mero de equa??es m << N, minimizando a norma l1 de x, sujeito ? restri??o Ax = b + r, sob determinadas condi??es (8). Vale dizer, com muito menos equa??es que incognitas. D? o nome de Magica l1" para esta possibilidade de recuperar um sinal esparso, resolvendo um problema de otimiza??o convexa com relativamente poucas restri??es. Para algumas poucas matrizes A, de grande import?ncia em aplica??es, ha teorias razoavelmente estabelecidas indicando esta possibilidade, para muitas n?o. O objetivo desta disserta??o e situar e discutir casos nos quais a Magica l1" funciona, com foco nas rela??es entre a esparsidade s, o n?mero de linhas m e o n?mero de vari?veis N, para algumas matrizes importantes e associadas ? codifica??o de imagens 2D. Em particular, realizamos testes num?ricos com tr?s matrizes A, visando encontrar empiricamente rela??es entre s, m e N para as quais a Magica l1 e bem sucedida. Em duas delas, ha teorias matematicas, ainda em constru??o, indicando condic~oes de sucesso, grosso modo, na forma de m=s C log(N=s), sempre com alguma probabilidade de insucesso associada. Listamos inicialmente A = G, formada por entradas aleatorias com distribui??o gaussiana i.i.d., de media zero e colunas aproximadamente unitarias. A segunda e a transformada de Fourier, que usaremos numa vers~ao de transformada de cossenos 2D. A denotamos por A = DCT. Para probabilidades esmagadoras" de sucesso na recupera??o de sinais esparsos com G, usando a Magica l1", os resultados te?ricos estabelecem regi?es menores, vale dizer, valores mais elevados para a constante C. Se relaxamos um pouco esta exig?ncia de sucesso, obtemos regi?es mais amplas, conforme teremos oportunidade de discutir na disserta ??o. m=s C log(N=s) ainda e uma conjectura no caso de Fourier, se queremos probabilidades esmagadoras" de sucesso na recupera??o de sinais esparsos pela via da otimiza??o convexa acima prescrita. Os resultados emp?ricos por nos obtidos para iv estas duas matrizes ainda s~ao muito preliminares, mas se ajustam bem , via quadrados m??nimos, a m=s C log(s=N), com C em 1:6 e em 1, correspondendo aos resultados mais otimistas encontrados na literatura para G e DCT, nos quais a eficacia da Magica l1" e assumida num sentido mais fraco, no sentido de permitir alguma taxa de insucesso n~ao totalmente desprez??vel, porem de forma probabilisticamente controlada. No caso da matriz da transformada de Radon, n?o ha previs~ao teorica consolidada para o funcionamento daMagica l1" e sequer encontramos conjecturas sobre o que se pode esperar. Em nossos testes com matrizes de Radon, encontramos uma regi~ao para a validade da Magica l1", cujo ajuste de quadrados m??nimos a m=s C log(s=N) se deu com 2; 5 e C 0; 29

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work some classical methods for constrained nonlinear optimization are studied. The mathematical formulations for the optimization problem with equality and inequality constrained, convergence properties and algorithms are presented. Furthermore, optimality conditions of rst order (Karush-Kuhn-Tucker conditions) and of second order. These conditions are essential for the demonstration of many results. Among the methods studied, some techniques transform the original problem into an unconstrained problem (Penalty Methods, Augmented Lagrange Multipliers Method). In others methods, the original problem is modeled as one or as a sequence of quadratic subproblems subject to linear constraints (Quadratic Programming Method, Sequential Quadratic Programming Method). In order to illustrate and compare the performance of the methods studied, two nonlinear optimization problems are considered: a bi-dimensional problem and a problem of mass minimization of a coil spring. The obtained results are analyzed and confronted with each other. / Neste trabalho são estudados alguns métodos clássicos de otimização restrita não linear. São abordadas a formulação matemática para o problema de otimização com restrições de igualdade e desigualdade, propriedades de convergência e algoritmos. Além disso, são relatadas as condições de otimalidade de primeira ordem (condições de Karush-Kuhn-Tucker) e de segunda ordem. Estas condições são essenciais para a demonstração de muitos resultados. Dentre os métodos estudados, algumas técnicas transformam o problema original em um problema irrestrito (Métodos de Penalidade, Método dos Multiplicadores de Lagrange Aumentado). Em outros métodos, o problema original é modelado como um ou uma seqüência de subproblemas quadráticos sujeito _a restrições lineares (Método de Programação Quadrática, Método de Programação Quadrática Seqüencial). A fim de ilustrar e comparar o desempenho dos métodos estudados são considerados dois problemas de otimização não linear: um problema bidimensional e o problema de minimização da massa de uma mola helicoidal. Os resultados obtidos são examinados e confrontados entre si. / Mestre em Matemática

[pt] Enquanto a topologia do espaço de todas as curvas suaves imersas em 2-esfera começando e terminando em pontos dados e direções dadas é bem conhecido, é uma questão aberta entender o tipo de homotopia e dos seus subespaços consistindo as curvas com a curvatura restrita a um intervalo próprio aberto prescrito. Neste tese provamos que, sob certas circunstancias para os pontos e as direções inicial e final, estes subespaços não são homotopicamente equivalente ao espaço todo. Adicionalmente, fornecemos uma construção explicita dos geradores exóticos para algum grupo de homotopia e cohomologia. As dimensões desses geradores dependem das posições e das direções nas extremidades. Uma versão do princípio h foi usada na prova desses resultados. / [en] While the topology of the space of all smooth immersed curves in 2-sphere that start and end at given points in given direction is well known, it is an open problem to understand the homotopy type of its subspaces consisting of the curves whose geodesic curvatures are constrained to a prescribed proper open interval. In this article we prove that, under certain circumstances for endpoints and end directions, these subspaces are not homotopically equivalent to the whole space. Moreover, we give an explicit construction of exotic generators for some homotopy and cohomology groups. It turns out that the dimensions of these generators depend on endpoints and end directions. A version of the h-principle is used to prove these results.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-05-16T17:51:25Z No. of bitstreams: 1 guilhermedeoliveiraalves.pdf: 1293169 bytes, checksum: a76074780b2af177b66be7c6435b16d1 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-06-28T12:25:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 guilhermedeoliveiraalves.pdf: 1293169 bytes, checksum: a76074780b2af177b66be7c6435b16d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T12:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 guilhermedeoliveiraalves.pdf: 1293169 bytes, checksum: a76074780b2af177b66be7c6435b16d1 (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho tem por objetivo apresentar uma nova metodologia para estimação estática de estados em sistemas de distribuição de energia elétrica que estima as correntes nos ramos como variáveis de estado utilizando medições de tensão e corrente de ramo fasoriais oriundas de unidades de medição fasorial (Phasor Measurement Units - PMUs). A metodologia consiste em resolver um problema de otimização não linear minimizando uma função objetivo quadrática associada com as medições e estados estimados sujeito às restrições de carga das barras da rede que não apresentam PMUs instaladas baseadas em dados históricos, sendo esta a principal contribuição deste trabalho. Uma proposta de alocação de PMUs também é apresentada e que consiste em alocar duas unidades em cada ramificação do sistema, uma no começo e outra no final do trecho, procurando utilizar o menor número possível e que não comprometa a qualidade dos estados estimados. A resolução do problema de otimização é realizada de duas formas, através da ‘toolbox fmincon’ do software Matlab, que é uma ferramenta muito utilizada na resolução de problemas de otimização, e através da implementação computacional do Método de Pontos Interiores com Barreira de Segurança (Safety Barrier Interior Point Method - SFTB - IPM) proposto na literatura utilizada. Durante o processo de estimação de estados são utilizadas medidas obtidas através de um fluxo de potência que simulam as PMUs instaladas nos sistemas analisados variando o carregamento de cada sistema em torno da sua média histórica de carga até atingir os limites superior e inferior estabelecidos, sendo verificado o comportamento do estimador de estados perante a ocorrência de ruídos brancos nas medidas de todos os sistemas analisados. Foram analisados um sistema de distribuição tutorial de 15 barras e três sistemas encontrados na literatura contendo 33, 50 e 70 barras respectivamente. No sistema tutorial e no de 70 barras foram incluídas unidades de geração distribuída para se verificar o comportamento do estimador de estados. Todos os resultados do processo de estimação de estados são obtidos com os dois métodos de resolução apresentados e são comparados o desempenho de cada método, principalmente em relação ao tempo computacional. Todos os resultados obtidos foram validados usando um programa de fluxo de potência convencional e apresentam boa precisão com valor de função objetivo baixo mesmo na presença de ruídos nas medidas refletindo de maneira confiável o real estado do sistema de distribuição, o que torna a metodologia proposta atraente. / This work aims at presenting a new methodology for static state estimation in electric power distribution systems which estimates the branch currents as state variables using voltage measurements and current phasor branch obtained from phasor measurement units (Phasor Measurement Units - PMUs). The methodology consists of solving a nonlinear optimization problem minimizing a quadratic objective function associated with the estimated measurements and states, subject to load constraints for the non monitored loads based on historical data, which is the main contribution of this work. A PMU allocation strategy is presented which consists of allocating two PMUs for each system branch, one at the beginning and another at the end, trying to use as little PMUs as possible in such a way that the quality of the estimated states are not compromised. The solution of the optimization problem is obtained through two ways, the first is the toolbox ‘fmincon’ from Matlab solver software which is a widely used tool in the optimization problem. The second is a computer implementation of interior point method with security barrier (SFTB - IPM) proposed in the literature. Comparisons of computing times and results obtained with both methods are shown. A power flow program is used to obtain the voltages and branch currents in order to emulate the PMUs data in the state estimation process. Additionaly the non monitored loads are varied from the minimum bounds to their maximum, allowing white noise errors from the PMUs measurements. A tutorial test system of 15 buses is fully explored and three IEEE test systems of 33, 50 and 70 buses are used to show the effectiveness of the proposed methodology. For the tutorial and 70 bus systems, distribued generation units were included to see the state estimator behavior. All results from the state estimation process are obtained considering the two presented solving methods and the computing times performance compared. The results obtained were validated using a conventional power flow program and have good accuracy with low objective function value even in the presence of white noise errors in the measurements reflecting the reliability of the proposed methodology, making it very attractive for distribution system monitoring.