Orientador: Maria Zoraide Martins Costa Soares / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-10T23:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_LudioEdsondaSilva_M.pdf: 1007258 bytes, checksum: 78308663e7f18b51bedeb284cadca66a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho abordamos algumas fatorações de matrizes, com vistas à resolução de sistemas lineares através de métodos diretos. Enfocamos particularmente as decomposições LU, Cholesky e QR, cujo uso tem sido largamente difundido em implementações computacionais. Nosso objetivo é apresentar um texto didático, acessível a alunos de graduação, que contemple a teoria básica de cada fatoração, incluindo a demonstração dos principais resultados, e que também forneça condições para uma primeira implementação de cada decomposição. Sugerimos alguns algoritmos, que foram implementados no software livre OCTAVE, através dos quais comparamos o tempo gasto para resolução de alguns sistemas lineares, utilizando as fatorações citadas / Abstract: In this work we discuss some matrix factorizations, with a view to the resolution of linear systems through direct methods. We focus particularly the LU, Cholesky and QR decompositions, whose use has been widely spread in computer implementations. Our goal is to present a didactic text, accessible to undergraduate students, which contemplates the basic theory of each factorization, including the demonstration of the main result and that also provide conditions for a first implementation of each decomposition. We suggest some algorithms that were scheduled in the free software OCTAVE, through which we compare the time elapsed for the resolution of a few linear systems, using the factorizations cited. / Mestrado / Algebra linear / Mestre em Matemática

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-01-19T12:48:52Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jair Oliveira Passos Junior - 2017.pdf: 5530652 bytes, checksum: 6c9a54348c939f1c5289c61e36c98a0e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-01-19T12:49:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jair Oliveira Passos Junior - 2017.pdf: 5530652 bytes, checksum: 6c9a54348c939f1c5289c61e36c98a0e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-19T12:49:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jair Oliveira Passos Junior - 2017.pdf: 5530652 bytes, checksum: 6c9a54348c939f1c5289c61e36c98a0e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-12-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The study of linear systems is mostly focused on algebra, that is, it is always objectified in how to discovering the value of the variables, in the methods available to arrive at a numerical result and in the construction of a solution. This makes it difficult for the student to understand the content, because it becomes extremely abstract. In order to facilitate the work of both parties involved in the teaching-learning process we propose that the study of linear systems to be performed algebraically and geometrically. Therefore, we will apply such definitions to situations-problems found in a didatics books, as well as where they are used in other areas of mathematics. / O estudo de sistemas lineares em sua maioria está focado na álgebra, ou seja, está sempre objetivado em como descobrir o valor das incógnitas, nos métodos disponíveis para se chegar à um resultado numérico e na construção de uma solução. Isso dificulta a compreensão do conteúdo por parte do aluno, pois o mesmo se torna extremamente abstrato. Com o intuito de facilitar o trabalho de ambas as partes envolvidas no processo de ensino-aprendizagem propomos que o estudo de sistemas lineares seja realizado algebricamente e geometricamente. Assim sendo, aplicaremos tais definições à situações-problemas encontradas nos livros didáticos, bem como onde os mesmos são usados em outras áreas da matemática.

Álgebra Linear e particularmente a teoria das matrizes e dos sistemas lineares são tópicos da Matemática que têm aplicações, não só dentro da própria Matemática, mas também em várias outras áreas do conhecimento humano. Neste trabalho, além de estudar estas teorias, estudamos algumas de suas aplicações na área da Economia, como em modelos lineares de produção, modelos de Markov para emprego e modelos de benefícios obtidos no pagamento de impostos após realizarmos contribuições filantrópicas. / Linear Algebra and particularly matrices and linear systems theory are topics in Mathematics with many applications in several branches of science. In this work we study this theory and some of its applications in Economy as in linear models of production, Markov models of employment and tax benefits of charitable contributions.

Neste trabalho de mestrado foi desenvolvido o projeto de uma máquina paralela dedicada para solução de sistemas de equações lineares. Este é um problema presente em uma grande variedade de aplicações científicas e de engenharia e cuja solução torna-se uma tarefa computacionalmente intensiva , a medida em que o número de incógnitas aumenta. Implementou-se uma Arquitetura Sistólica unidimensional, conectada numa topologia em anel, que mapeia métodos de solução iterativos. Essa classe de arquiteturas paralelas apresenta características de simplicidade, regularidade e modularidade que facilitam implementações em hardware, sendo muito utilizadas em sistemas de computação dedicados à solução de problemas específicos, que possuem como características básicas a grande demanda computacional e a necessidade de respostas em tempo real. Foram adotadas metodologias e ferramentas avançadas para projeto de hardware que aceleram o ciclo de desenvolvimento e para a implementação foram utilizados circuitos reconfiguráveis FPGAs (Field Programmable Gate Arrays). Os resultados de desempenho são apresentados e avaliados apontado a melhor configuração da arquitetura para atingir um speedup em relação a implementações em máquinas seqüenciais. Também são discutidas as vantagens e desvantagens deste tipo de abordagem e metodologia na solução de problemas que possuem requisitos de tempo. / This dissertation presents the project of a parallel machine dedicated for solving linear systems. This is a problem that appears in a great variety of scientific and engineering applications with a solution that becomes a computationally intensive task, measured by the increasing number of unknown variables. An Systolic Architecture was implemented, connected in a ring topology, mapping an iterative solution method. This class of parallel architectures presents characteristics of simplicity, regularity and modularity that facilitate hardware implementations, being very used in dedicated computation systems to the solution of specific problems, which possess as requirements to handle great computational demand and real-time response. Advanced methodologies and tools for hardware project were adopted to accelerate the development cycle. The architecture has been implemented and verified on FPGAs (Field Programmable Gate Arrays). The performance results are presented and discussed, indicating the feasibility and efficiency of the adopted approach and methodology for this kind of problem.

Orientadores: Alim Pedro de Castro Gonçalves, Andre Ricardo Fioravanti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T18:06:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardeliquio_CaetanodeBrito_M.pdf: 2321696 bytes, checksum: b97dd016bf239aa4b647ee8c3411f3e1 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Esta dissertação tem como objetivo principal o estudo de problemas de controle H2 e Hoo de sistemas lineares a tempo contínuo sujeitos a saltos markovianos com taxas de transição incertas. São tratados os problemas de realimentação de estado, realimentação de saída e filtragem. Todos os controladores e filtros são expressos em termos de desigualdades matriciais lineares / Abstract: This manuscript addresses the H2 and Hoo control for continuous time systems subjected to markovian jumps with uncertain transition rates. Our purpose is to minimize the H2 and Hoo norms using Linear Matrix Inequalities (LMIs) and find the gains for the state-feedback control when the transition rate between modes has some degree of uncertainty. Output feedback and filtering problems are both also addressed / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Juan Francisco Camino dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T20:12:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soubhia_AnaLuisa_M.pdf: 934522 bytes, checksum: f77437f6f99fae79d0a01f45686b119b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O tema Otimização dos parâmetros da planta e do controlador é o objeto de estudo desta dissertação. Este trabalho propõe três metodologias analíticas: Metodologia Baseada na Resposta Temporal, Metodologia Quadrática e Metodologia Variacional, para solucionar o problema de otimização simultânea dos parâmetros de uma suspensão veicular e do controlador LQR. Essas metodologias são investigadas, respectivamente, com base na solução da equação de estado, no problema do Regulador Linear Quadrático (LQR) Ótimo e no Cálculo Variacional. A partir de um algoritmo encontrado na literatura foram iniciados os estudos numéricos. Esse algoritmo permite calcular derivadas de exponenciais matriciais, que são essenciais para o desenvolvimento da metodologia proposta para se resolver o problema da otimização simultânea dos parâmetros da planta e do controlador, no qual a obtenção de uma formulação analítica para o gradiente da função a ser minimizada é importante. Como aplicação, é proposto um problema de otimização simultânea do ganho de um controlador LQR e dos parâmetros de uma suspensão veicular ativa. Esse problema é resolvido numericamente utilizando-se o software MATLAB. Essa dissertação é desenvolvida da seguinte forma: Primeiramente, são apresentadas as metodologias analíticas e as metodologias numéricas. A partir do estudo numérico, os resultados do problema de otimização aplicado ao modelo de uma suspensão veicular são obtidos. Por fim, as conclusões e os possíveis trabalhos futuros são apresentados / Abstract: In this work, the theme Optimization of plant and controller parameters is studied. This work shows three analytical methodologies: Methodology Based on Temporal Response, Methodology Quadratic andMethodology Variational, suggested to solve the simultaneous optimization problem of plant parameters and the controller of the linear and time invariant system. These methodologies are investigated, respectively, based on the solution of the state equation, on the Quadratic Regulator problem and on the Variational Calculus. From an algorithm that was found in the literature, the numerical studies were started. The goal of this algorithm is to calculate the derived from matrix exponential. This function is essential to develop the numerical methodology suggested to solve the optimization problem of plant parameters and the controller, in which is important to find an analytical form for the gradient of the object function. As an application, an optimization problem of plant parameters and the controller for a quarter-car active vehicle suspension is suggested. This problem is solved numerically using the software MATLAB. This work is developed as follows: Firstly, the analytical and numerical methodologies are presented. From the numerical studies, the vehicle suspension optimization problem results are obtained. And, in the end, the conclusions and the possible future works are presented / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: João Bosco Ribeiro do Val / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T16:10:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Madeira_DiegodeSousa_M.pdf: 382775 bytes, checksum: d75575b4a57a5bb98739210edef9b5c7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As principais contribuições deste trabalho são a obtenção de condições necessárias e suficientes de otimalidade para o problema de controle de sistemas lineares determinísticos discretos e para certas classes de sistemas lineares estocásticos. Adotamos o método de controle por realimentação de saída, um horizonte de controle finito e um funcional de custo quadrático nas variáveis de estado e de controle. O problema determinístico é solucionado por completo, ou seja, provamos que para qualquer sistema MIMO as condições necessárias de otimalidade são também suficientes. Para tanto, uma versão do Princípio do Máximo Discreto é utilizada. Além disso, analisamos o caso estocástico com ruído aditivo e provamos que o princípio do máximo discreto fornece as condições necessárias de otimalidade para o problema, embora não garanta suficiência. Por fim, em um cenário particular com apenas dois estágios, empregamos uma técnica de parametrização do funcional de custo associado ao sistema linear estocástico com ruído aditivo e provamos que, no caso dos sistemas SISO com matrizes C (saída) e B (entrada) tais que CB = 0, as condições necessárias de otimalidade são também suficientes. Provamos que o mesmo também é válido para a classe dos Sistemas Lineares com Saltos Markovianos (SLSM), no contexto especificado. Com o objetivo de ilustrar numericamente os resultados teóricos obtidos, alguns exemplos numéricos são fornecidos / Abstract: The main contributions of this work are that the necessary and sufficient optimality conditions for the control problem of discrete linear deterministic systems and some classes of linear stochastic systems are obtained. We adopted the output feedback control method, a finite horizon control and a cost function that is quadratic in the state and control vectors. The deterministic problem is completely solved, that is, we prove that for any MIMO system the necessary optimality conditions are also sufficient. To do so, a formulation of the Discrete Maximum Principle is used. Furthermore, we analyze the stochastic case with additive noise and prove that the discrete maximum principle provides the necessary optimality conditions, though they are not sufficient. Finally, in a particular two-stage scenario, we apply a parametrization technique of the cost function associated with the linear stochastic system with additive noise and prove that, for SISO systems with orthogonal matrices C (output) and B (input) so that CB = 0, the necessary optimality conditions are sufficient too. We prove that under the underlined context the previous statement is also valid in the case of the Markov Jump Linear Systems (MJLS). In order to illustrate the theoretical results obtained, some numerical examples are given / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Amauri Lopes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T04:43:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Boaventura_WallacedoCouto_D.pdf: 1878823 bytes, checksum: 97df3e94f4b5c7c7211ba0ed14e6de34 (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado

Orientador: João Mauricio Rosario / Tese (doutorado) - Univesidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:34:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_Clivaldode_D.pdf: 5223998 bytes, checksum: c36fcec78e3e356ae03181c517e79e0a (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo a modelagem e simulação de sistemas dinâmicos, com ênfase no estudo e implementação de controladores de posição de juntas robóticas. Inicialmente é realizado o estudo dos elementos constituintes de uma junta robótica, tais como: motor de corrente contínua, inércia, redutores e acoplamento. A partir desse estudo é possível a definição da estratégia de controle a ser utilizada, incluindo o desenvolvimento de um gerador de trajetórias utilizado como referencia dentro de uma malha de controle envolvendo estes elementos. A validação final dos algoritmos de controle desenvolvidos é realizada através de uma bancada experimental descrita nesse trabalho / Abstract: This work has as objective the modeling and simulation of dynamic systems, with emphasis in the study and controllers of position of joints robotics implementation. Initially the study of the constituent elements ofajoint robotics is accomplished, such as: DC motor, inertia and reducers. To go on with this study will be necessary the definition of the control strategy, inc1uding the development of a generator of trajectories used inside as reference of a control involving these elements. The final validation of the developed control algorithms is accomplished through a supported experimental / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Eduardo Tavares Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:50:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dantas_RicardoGrossi_D.pdf: 17014652 bytes, checksum: 9f49d3669f0a724898b31ddbf51e81c0 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A utilização de ultra-som na área médica tem um espectro bastante amplo e, especificamente no que concerne a imagens, vem se tomando referência em alguns exames clínicos. A ultra-sonografia de modo-B é umas das modalidades mais difundidas, fornecendo imagens anatômicas bidimensionais correspondentes a cortes tomo gráficos do tecido em questão. Apesar de todo o avanço tecnológico que vem sendo realizado nas últimas décadas, as imagens de modo-B ainda apresentam baixa qualidade, se comparadas com imagens de ressonância magnética ou tomografia computadorizada por raios-X. Um dos principais problemas é a ocorrência de speckle, um artefato que cria um padrão granuloso na imagem, falseando as estruturas nela contidas e ocasionando grande subjetividade ao diagnóstico médico. O speckle dá-se em função de interferências destrutivas entre, pelo menos, duas reflexões acústicas que se sobrepõem, sendo um fenômeno comum a sistemas que utilizam fontes coerentes, como ultra-som, laser e radar . O objetivo deste projeto foi o desenvolvimento de métodos matemáticos que levassem à redução de speckle e a conseqüente melhora da qualidade das imagens ultra-sônicas de modo-B. Desta forma, buscou-se contribuir para um menor grau de subjetividade (e maior determinismo) no diagnóstico médico por ultra-som, além de contribuir para a eficácia de métodos automáticos de análise das imagens que porventura possam ser utilizados. Além da motivação principal, procurou-se estender o objetivo a contribuições paralelas em vários outros aspectos relacionados a imagens ultra-sônicas de modo-B. Foi desenvolvido um método inédito de redução de speckle, denominado Diversidade de Fase (ou Split Phase Processing - SPP), além de propor e implementar inovações no método denominado ZAP (Zero Adjustment Processing). Entre as contribuições paralelas, foi desenvolvida a técnica de detecção de speckle usando morfologia matemática, além da introdução dos conceitos de espalhadores efetivos e imagem livre de speckle, usada como padrão de referência nas simulações empregadas. Os métodos desenvolvidos foram aplicados a imagens simuladas, bem como a imagens obtidas de equipamentos ultra-sônicos comerciais em situações clínicas reais. Os resultados foram avaliados qualitativamente, através de inspeção visual, bem como de forma quantitativa, através de análise estatística da melhoria do contraste e da relação sinal-ruído, além da capacidade de detecção de estruturas nas imagens. Foram utilizadas várias imagens de teste e, de forma geral, atingiram-se níveis de redução de speckle de 50 a 90 % com imagens clínicas reais, dependendo do parâmetro de qualidade utilizado / Abstract: Medical ultrasound imaging has been widely used and has become a reference standard in some clinical examinations. B-mode ultrasound imaging is one of its most popular modalities, providing anatomical bidimensional images, corresponding to tomographic slices of the tissue under investigation. Despite ali technological advances that have been achieved during the past decades, B-mode images still present low quality, in comparison to magnetic resonance or X-ray computerized tomography images. One of the chief problems is the occurrence of speckle, an artefact that introduces a worm-like pattem that pervades the image, corrupting real structures and substantially compromising medical diagnosis. Speckle results from destructive interference between retuming echoes, being characteristic of systems that use coherent sources, such as ultrasound, laser and radar. The objective of this thesis was the development of mathematical methods aiming at speckle reduction and the consequent quality improvement of B-mode ultrasound images. We focused on the reduction of the subjectivity in ultrasound medical diagnosis and also on the contribution to the improvement of automatic methods for image analysis. Beyond the scope of the main motivation, it was also looked for contributions in several other features conceming B-mode ultrasound imaging. Two different approaches towards speckle reduction were introduced: the first is an original one, which was called Phase Diversity or Split Phase Processing (SPP), whilst the second includes innovations in the method known as Zero Adjustment Processing (ZAP). Amongst the side-contributions, it was also included the development of a speckle detection method using mathematical morphology techniques, as well as the introduction of the effective scattering and speckle-free concepts, the later used as a golden standard in ultrasound image simulations. The developed methods have been applied to simulated and real images acquired from commercial ultrasound equipments in clinical situations. The results have been evaluated qualitatively, through visual inspection, and quantitatively, through statistical analysis ofthe signal and contrast to noise ratio improvements, as well as the structure detection capabilities in the images. Several test images were used and, in average, it was possible to reach speckle reduction levels between 50 and 90 % with real clinical images, depending on the used quality assurance parameter / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica