Short and long period optimization of drug doses in the treatment of AIDS

Técnicas de otimização numérica são úteis na solução de problemas de determinação da melhor entrada para sistemas descritos por modelos matemáticos e cujos objetivos podem ser expressos de uma maneira quantitativa. Este trabalho aborda o problema de otimizar as dosagens dos medicamentos no tratamento da AIDS em termos de um balanço entre a resposta terapêutica e os efeitos colaterais. Um modelo matemático para descrever a dinâmica do vírus HIV e células CD4 é utilizado para calcular a dosagem ótima do medicamento no tratamento a curto prazo de pacientes com AIDS por um método de otimização direta utilizando uma função custo do tipo Bolza. Os parâmetros do modelo foram ajustados com dados reais obtidos da literatura. Com o objetivo de simplificar os procedimentos numéricos, a lei de controle foi expressa em termos de uma expansão em séries que, após truncamento, permite obter controles sub-ótimos. Quando os pacientes atingem um estado clínico satisfatório, a técnica do Regulador Linear Quadrático (RLQ) é utilizada para determinar a dosagem permanente de longo período para os medicamentos. As dosagens calculadas utilizando a técnica RLQ , tendem a ser menores do que a equivalente terapia de dose constante em termos do expressivo aumento na contagem das células T+ CD4 e da redução da densidade de vírus livre durante um intervalo fixo de tempo.

A reducing of a chaotic movement to a periodic orbit, of a micro-electro-mechanical system, by using an optimal linear control design

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

On an Non-Ideal Global and Local Energy Transfer, Using an Electro-Magneto and Magneto-Rheological Dampers

In this paper, we investigated the nonlinear vibrations of a Non-ideal (NIS) electromechanical absorber (NEVA), taking into account a modified mathematical model of (MR) Damper. We observed the presence of the Sornmerfeld effect (it is the steady state frequencies of the DC motor, which it will usually increasing as more power (Voltage) is given to it, in a step-by-step fashion. When a resonance condition it is reached, the better part of this energy it is consumed to generate large amplitude vibrations of the foundation, without sensible change of the motor frequency). The obtained results, by using numerical and analytical simulations, were discussed, in details.

Phase-Locked loops lock-in range in Frequency Modulated-Atomic Force Microscope nonlinear control system

Since the mid 1980s the Atomic Force Microscope is one the most powerful tools to perform surface investigation, and since 1995 Non-Contact AFM achieved true atomic resolution. The Frequency-Modulated Atomic Force Microscope (FM-AFM) operates in the dynamic mode, which means that the control system of the FM-AFM must force the micro-cantilever to oscillate with constant amplitude and frequency. However, tip-sample interaction forces cause modulations in the microcantilever motion. A Phase-Locked loop (PLL) is used to demodulate the tip-sample interaction forces from the microcantilever motion. The demodulated signal is used as the feedback signal to the control system, and to generate both topographic and dissipation images. As a consequence, a proper design of the PLL is vital to the FM-AFM performance. In this work, using bifurcation analysis, the lock-in range of the PLL is determined as a function of the frequency shift (Q) of the microcantilever and of the other design parameters, providing a technique to properly design the PLL in the FM-AFM system. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Phase-Locked Loop design applied to frequency-modulated atomic force microscope

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

On a Nonideal (MRD) Damper-Electro-mechanical Absorber Dynamics

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Modelagem matemática aplicada ao controle biológico de Ceratitis capitata Wiedemann (Diptera: Tephritidae) por Diachasmimorpha longicaudata Ashmed (Hymenoptera: Braconidae) em Citrus

O modelo matemático apresentado tem como objetivos: (1) simular as dinâmicas populacionais de um sistema hospedeiro parasitóide de três níveis tróficos composto pelas populações de mosca-do-mediterrâneo Ceratitis capitata (Wiedemann), vespa braconídea parasitóide Diachasmimorpha longicaudata (Ashmed) e frutos cítricos; (2) auxiliar no melhor entendimento dos principais fatores biológicos e ecológicos que regem as interações populacionais e (3) colaborar com programas mais eficientes de controle biológico para o sistema em questão. A metodologia empregada baseou-se na formulação de sistemas de equações de diferenças que descrevessem os processos de interação do sistema trófico. Posteriormente, foram elaboradas resoluções numéricas desses sistemas de equações e sua representação gráfica, utilizando-se o programa computacional Matlab, versão 6.1. Os dados biológicos e ecológicos necessários para a formulação das equações matemáticas foram fornecidos por especialistas em controle de C. capitata e retirados da literatura referente ao controle biológico das moscas-das-frutas em plantações de citros no Brasil, principalmente através da utilização de vespas parasitóides, como D. longicaudata. Os resultados obtidos nas simulações sugerem que o modelo proposto descreve adequadamente o sistema ecológico em questão e permite entender melhor suas principais características biológicas e ecológicas. em conseqüência pode auxiliar na escolha do modo e momento para liberação da vespa parasitóide para o controle mais efetivo de C. capitata.

Ensaios em parcelas subdivididas delineados em blocos incompletos balanceados. I - Equações normais

Com o objetivo de ampliar o uso dos ensaios com parcelas subdivididas na pesquisa agropecuária, realizou-se um estudo de tais ensaios delineados em blocos incompletos balanceados. Adotou-se, para tanto, o modelo tradicionalmente usado no delineamento completo. Optou-se pela existência de correlação constante entre subparcelas distintas. A obtenção das estimativas para efeitos de blocos ocorreu como nos ensaios em blocos incompletos balanceados, enquanto que as estimativas para efeitos de tratamentos secundários e para a interação tratamentos principais x tratamentos secundários portaram-se como nos ensaios com parcelas subdivididas em blocos (completos), casualizados.

Comparação de modelos não-lineares para descrever o crescimento de fêmeas da raça Guzerá

Dados de crescimento e reprodução de 573 vacas da raça Guzerá, nascidas entre 1961 e 1985, na Fazenda Canoas, em Curvelo, MG, foram analisados com o objetivo de estabelecer um padrão médio de crescimento, mediante o uso de um modelo matemático que se ajuste adequadamente aos dados. Os modelos Brody, Bertalanffy, Logístico, Gompertz e Richards foram ajustados aos dados de peso/idade, coletados até 1992, e comparados quanto à qualidade de ajustamento. Os pesos assintóticos e as taxas de maturidade estimadas foram, respectivamente: para o modelo Brody, 464,49 e 0,046; para o Bertalanffy, 453,18 e 0,065; para o Logístico, 447,05 e 0,085; para o Gompertz, 449,89 e 0,075, e para o Richards, 458,26 e 0,055. O modelo Richards apresentou dificuldades computacionais para ajustamento aos dados. Os outros modelos se revelaram adequados para descrever o crescimento nesses animais, apresentando pequenas variações na qualidade de ajustamento, de acordo com os critérios utilizados. O modelo Bertalanffy foi escolhido para representar a curva média de crescimento dos animais, por apresentar um ajustamento superior no conjunto dos critérios.

Modelagem matemática e simulação numérica do resfriamento rápido de morango com ar forçado

Este trabalho abordou o resfriamento rápido com ar forçado de morango via simulação numérica. Para tanto, foi empregado o modelo matemático que descreve o processo de transferência de calor, com base na lei de Fourier, escrito em coordenadas esféricas e simplificado para descrever o processo unidimensional. A resolução da equação expressa pelo modelo matemático deu-se por meio da implementação de um algoritmo, fundamentado no esquema explícito do método numérico das diferenças finitas, executado no ambiente de computação científica MATLAB 6.1. A validação do modelo matemático foi realizada a partir da comparação de dados teóricos com dados obtidos num experimento, no qual morangos foram resfriados com ar forçado. Os resultados mostraram que esse tipo de investigação para a determinação do coeficiente de transferência de calor por convecção é promissora como ferramenta no suporte à decisão do uso ou desenvolvimento de equipamentos na área de resfriamento rápido de frutos esféricos com ar forçado.

Modelagem de máquina pneumática recolhedora de frutos de café em terreiro usando análise por elementos finitos

Teve-se o objetivo de desenvolver um modelo matemático por meio de análise de elementos finitos, utilizando o programa computacional ANSYS®, versão 5.7, para otimizar o projeto de máquina recolhedora de frutos de café no terreiro. A modelagem da máquina foi realizada com base no levantamento das características aerodinâmicas dos frutos de café e da vazão de ar necessária para o transporte pneumático dos frutos. Foram obtidas, experimentalmente, as pressões estáticas nos dutos da máquina, sendo esses valores comparados com os resultados determinados pelo programa ANSYS, no intuito de validar o modelo. Com base nos resultados numéricos obtidos, concluiu-se que a modelagem desenvolvida apresentou resultados próximos aos determinados experimentalmente, obtendo erro relativo médio nos valores simulados de pressão de 9,2%. Por meio da modelagem, identificaram-se faixas de pressão que dificultariam o transporte pneumático dos frutos de café em alguns pontos da máquina. Esses problemas foram corrigidos e, com isso, o fluxo de ar proporcionado pelo ventilador foi suficiente para succionar os frutos de café no terreiro e transportá-los para dentro do reservatório da máquina. A modelagem desenvolvida atendeu às necessidades propostas no trabalho para o recolhimento dos frutos de café utilizando transporte pneumático eficientemente.

Uma abordagem fuzzy para a avaliação técnico-econômica de redes de acesso

O surgimento de novas tecnologias e serviços vem impondo mudanças substanciais ao tradicional sistema de telecomunicações. Múltiplas possibilidades de evolução do sistema fazem da etapa de planejamento um procedimento não só desejável como necessário, principalmente num ambiente de competitividade. A utilização de metodologias abrangentes e flexíveis que possam auxiliar no processo de decisão, fundadas em modelos de otimização, parece um caminho inevitável. Este artigo propõe um modelo de programação linear inteiro misto para ajudar no planejamento estratégico de sistemas de telecomunicações, e em particular da rede de acesso. Os principais componentes de custo e receita são identificados e o modelo é desenvolvido para determinar a configuração da rede (serviços, tecnologias, etc) que maximize a receita esperada pelo operador do sistema. O conceito de números fuzzy é adotado para avaliar o risco técnico-econômico em situações de imprecisão nos dados de demanda. Resultados de experimentos computacionais são apresentados e discutidos.

Quantificação de bactérias totais e esporuladas no solo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Multiobjective optimization of economic balances of sugarcane harvest biomass

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Um problema de programação da produção numa fundição automatizada

Este trabalho apresenta a modelagem de um problema particular de Programação da Produção numa Fundição Automatizada e sua resolução por um algoritmo de busca heurística, que explora a estrutura do problema.