A Separation Principle for the Continuous-Time LQ-Problem With Markovian Jump Parameters

In this paper, we devise a separation principle for the finite horizon quadratic optimal control problem of continuous-time Markovian jump linear systems driven by a Wiener process and with partial observations. We assume that the output variable and the jump parameters are available to the controller. It is desired to design a dynamic Markovian jump controller such that the closed loop system minimizes the quadratic functional cost of the system over a finite horizon period of time. As in the case with no jumps, we show that an optimal controller can be obtained from two coupled Riccati differential equations, one associated to the optimal control problem when the state variable is available, and the other one associated to the optimal filtering problem. This is a separation principle for the finite horizon quadratic optimal control problem for continuous-time Markovian jump linear systems. For the case in which the matrices are all time-invariant we analyze the asymptotic behavior of the solution of the derived interconnected Riccati differential equations to the solution of the associated set of coupled algebraic Riccati equations as well as the mean square stabilizing property of this limiting solution. When there is only one mode of operation our results coincide with the traditional ones for the LQG control of continuous-time linear systems.

Generalized Coupled Algebraic Riccati Equations for Discrete-time Markov Jump with Multiplicative Noise Systems

In this paper we consider the existence of the maximal and mean square stabilizing solutions for a set of generalized coupled algebraic Riccati equations (GCARE for short) associated to the infinite-horizon stochastic optimal control problem of discrete-time Markov jump with multiplicative noise linear systems. The weighting matrices of the state and control for the quadratic part are allowed to be indefinite. We present a sufficient condition, based only on some positive semi-definite and kernel restrictions on some matrices, under which there exists the maximal solution and a necessary and sufficient condition under which there exists the mean square stabilizing solution fir the GCARE. We also present a solution for the discounted and long run average cost problems when the performance criterion is assumed be composed by a linear combination of an indefinite quadratic part and a linear part in the state and control variables. The paper is concluded with a numerical example for pension fund with regime switching.

Optimization of the rheological properties of probiotic yoghurts supplemented with milk proteins

This study aimed to optimize the rheological properties of probiotic yoghurts supplemented with skimmed milk powder (SMP) whey protein concentrate (WPC) and sodium caseinate (Na-Cn) by using an experimental design type simplex-centroid for mixture modeling It Included seven batches/trials three were supplemented with each type of the dairy protein used three corresponding to the binary mixtures and one to the ternary one in order to increase protein concentration in 1 g 100 g(-1) of final product A control experiment was prepared without supplementing the milk base Processed milk bases were fermented at 42 C until pH 4 5 by using a starter culture blend that consisted of Streptococcus thermophilus Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus and Bifidobacterium (Humans subsp lactis The kinetics of acidification was followed during the fermentation period as well the physico-chemical analyses enumeration of viable bacteria and theological characteristics of the yoghurts Models were adjusted to the results (kinetic responses counts of viable bacteria and theological parameters) through three regression models (linear quadratic and cubic special) applied to mixtures The results showed that the addition of milk proteins affected slightly acidification profile and counts of S thermophilus and B animal`s subsp lactis but it was significant for L delbrueckii subsp bulgaricus Partially-replacing SMP (45 g/100 g) with WPC or Na-Cn simultaneously enhanced the theological properties of probiotic yoghurts taking into account the kinetics of acidification and enumeration of viable bacteria (C) 2010 Elsevier Ltd All rights reserved

Comparing performance of instrumental drift correction by linear and quadratic adjusting in inductive electromagnetic data

Electromagnetic induction (EMI) method results are shown for vertical magnetic dipole (VMD) configuration by using the EM38 equipment. Performance in the location of metallic pipes and electrical cables is compared as a function of instrumental drift correction by linear and quadratic adjusting under controlled conditions. Metallic pipes and electrical cables are buried at the IAG/USP shallow geophysical test site in Sao Paulo City. Brazil. Results show that apparent electrical conductivity and magnetic susceptibility data were affected by ambient temperature variation. In order to obtain better contrast between background and metallic targets it was necessary to correct the drift. This correction was accomplished by using linear and quadratic relation between conductivity/susceptibility and temperature intending comparative studies. The correction of temperature drift by using a quadratic relation was effective, showing that all metallic targets were located as well deeper targets were also improved. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Information Filtering and Array Algorithms for Discrete-Time Markovian Jump Linear Systems

This technical note develops information filter and array algorithms for a linear minimum mean square error estimator of discrete-time Markovian jump linear systems. A numerical example for a two-mode Markovian jump linear system, to show the advantage of using array algorithms to filter this class of systems, is provided.

Robust integration of real time optimization with linear model predictive control

Here, we study the stable integration of real time optimization (RTO) with model predictive control (MPC) in a three layer structure. The intermediate layer is a quadratic programming whose objective is to compute reachable targets to the MPC layer that lie at the minimum distance to the optimum set points that are produced by the RTO layer. The lower layer is an infinite horizon MPC with guaranteed stability with additional constraints that force the feasibility and convergence of the target calculation layer. It is also considered the case in which there is polytopic uncertainty in the steady state model considered in the target calculation. The dynamic part of the MPC model is also considered unknown but it is assumed to be represented by one of the models of a discrete set of models. The efficiency of the methods presented here is illustrated with the simulation of a low order system. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Discrete-time mean variance optimal control of linear systems with Markovian jumps and multiplicative noise

In this article, we consider the stochastic optimal control problem of discrete-time linear systems subject to Markov jumps and multiplicative noise under three kinds of performance criterions related to the final value of the expectation and variance of the output. In the first problem it is desired to minimise the final variance of the output subject to a restriction on its final expectation, in the second one it is desired to maximise the final expectation of the output subject to a restriction on its final variance, and in the third one it is considered a performance criterion composed by a linear combination of the final variance and expectation of the output of the system. We present explicit sufficient conditions for the existence of an optimal control strategy for these problems, generalising previous results in the literature. We conclude this article presenting a numerical example of an asset liabilities management model for pension funds with regime switching.

Linear dimensional changes in plaster die models using different elastomeric materials

Dental impression is an important step in the preparation of prostheses since it provides the reproduction of anatomic and surface details of teeth and adjacent structures. The objective of this study was to evaluate the linear dimensional alterations in gypsum dies obtained with different elastomeric materials, using a resin coping impression technique with individual shells. A master cast made of stainless steel with fixed prosthesis characteristics with two prepared abutment teeth was used to obtain the impressions. References points (A, B, C, D, E and F) were recorded on the occlusal and buccal surfaces of abutments to register the distances. The impressions were obtained using the following materials: polyether, mercaptan-polysulfide, addition silicone, and condensation silicone. The transfer impressions were made with custom trays and an irreversible hydrocolloid material and were poured with type IV gypsum. The distances between identified points in gypsum dies were measured using an optical microscope and the results were statistically analyzed by ANOVA (p < 0.05) and Tukey's test. The mean of the distances were registered as follows: addition silicone (AB = 13.6 µm, CD=15.0 µm, EF = 14.6 µm, GH=15.2 µm), mercaptan-polysulfide (AB = 36.0 µm, CD = 36.0 µm, EF = 39.6 µm, GH = 40.6 µm), polyether (AB = 35.2 µm, CD = 35.6 µm, EF = 39.4 µm, GH = 41.4 µm) and condensation silicone (AB = 69.2 µm, CD = 71.0 µm, EF = 80.6 µm, GH = 81.2 µm). All of the measurements found in gypsum dies were compared to those of a master cast. The results demonstrated that the addition silicone provides the best stability of the compounds tested, followed by polyether, polysulfide and condensation silicone. No statistical differences were obtained between polyether and mercaptan-polysulfide materials.

Correlation between metal-ceramic bond strength and coefficient of linear thermal expansion difference

The purpose of this study was to evaluate the metal-ceramic bond strength (MCBS) of 6 metal-ceramic pairs (2 Ni-Cr alloys and 1 Pd-Ag alloy with 2 dental ceramics) and correlate the MCBS values with the differences between the coefficients of linear thermal expansion (CTEs) of the metals and ceramics. Verabond (VB) Ni-Cr-Be alloy, Verabond II (VB2), Ni-Cr alloy, Pors-on 4 (P), Pd-Ag alloy, and IPS (I) and Duceram (D) ceramics were used for the MCBS test and dilatometric test. Forty-eight ceramic rings were built around metallic rods (3.0 mm in diameter and 70.0 mm in length) made from the evaluated alloys. The rods were subsequently embedded in gypsum cast in order to perform a tensile load test, which enabled calculating the CMBS. Five specimens (2.0 mm in diameter and 12.0 mm in length) of each material were made for the dilatometric test. The chromel-alumel thermocouple required for the test was welded into the metal test specimens and inserted into the ceramics. ANOVA and Tukey's test revealed significant differences (p=0.01) for the MCBS test results (MPa), with PI showing higher MCBS (67.72) than the other pairs, which did not present any significant differences. The CTE (10-6 oC-1) differences were: VBI (0.54), VBD (1.33), VB2I (-0.14), VB2D (0.63), PI (1.84) and PD (2.62). Pearson's correlation test (r=0.17) was performed to evaluate of correlation between MCBS and CTE differences. Within the limitations of this study and based on the obtained results, there was no correlation between MCBS and CTE differences for the evaluated metal-ceramic pairs.

Ressonância não linear de uma bússola em campos magnéticos

Fenômenos oscilatórios e ressonantes são explorados em vários cursos experimentais de física. Em geral os experimentos são interpretados no limite de pequenas oscilações e campos uniformes. Neste artigo descrevemos um experimento de baixo custo para o estudo da ressonância em campo magnético da agulha de uma bússola fora dos limites acima. Nesse caso, termos não lineares na equação diferencial são responsáveis por fenômenos interessantes de serem explorados em laboratórios didáticos.

Características agronômicas do Panicum maximum cv. "Mombaça" submetido a níveis crescentes de fósforo

O objetivo deste experimento foi avaliar o efeito da adição de doses crescentes de P2O5 sobre a altura do dossel, o número de perfilhos e a produção de matéria seca de folhas e de colmos do capim-Mombaça, em diferentes idades. Foi conduzido um experimento implantado em um Nitossolo Vermelho Eutrófico. O delineamento experimental usado foi o de blocos completos casualizados, com quatro repetições, cinco doses de P2O5 (30, 60, 90, 120 e 150kg ha-1) e uma testemunha. Para a primeira e segunda coletas, observou-se o efeito linear do fósforo sobre o perfilhamento. Para a terceira e quarta coletas, os dados ajustaram-se ao modelo quadrático. A participação das lâminas foliares na matéria seca da parte aérea diminuiu com as doses de P2O5. Por outro lado, a participação de colmos aumentou com as doses de P2O5. A produção de matéria seca (MS) da parte aérea para primeira, segunda e terceira coletas respondeu de forma linear à aplicação de P2O5 observando-se um aumento estimado de 7, 15 e 19kg ha-1 de MS por kg ha-1 de P2O5, respectivamente. Para a quarta coleta, os dados ajustaram-se ao modelo quadrático de regressão, sendo a máxima produção, 8,3Mg ha-1 de MS, obtida com a aplicação de 103kg ha-1 de P2O5.

Parâmetros genéticos para idade ao primeiro parto estimados por diferentes modelos para rebanhos da raça Nelore

Com objetivo de estimar parâmetros genéticos e estudar a utilização de diferentes efeitos em avaliações genéticas para idade ao primeiro parto (IPP) por diferentes modelos, foram utilizados registros de IPP de animais da raça Nelore, nascidos entre os anos de 1990 e 2005. Foram considerados os seguintes modelos (M): M1, incluindo o efeito fixo de GC1 (constituído pelos animais nascidos na mesma fazenda e ano), além da covariável, peso aos 365 dias de idade (efeito linear e quadrático), totalizando 24.263 registros de IPP; M2, considerando os efeitos fixos de GC1, ano e estação de parição, totalizando 59.792 registros de IPP e M3, incluindo os efeitos fixos de GC2 (agrupando os animais nascidos na mesma fazenda, ano e que conceberam no mesmo manejo reprodutivo), ano e estação de parição, totalizando 59.792 registros de IPP. As estimativas dos componentes de variância e herdabilidade e os valores genéticos (VG) foram obtidos pelo método da máxima verossimilhança restrita, com a inclusão da matriz de parentesco disponível. As diferenças esperadas na progênie (DEPs) foram obtidas dividindo os VG por dois. Após a obtenção desses resultados, foram realizadas correlações entre os VG e o ranqueamento das DEPs dos reprodutores para IPP, utilizando-se o procedimento PROC CORR (SAS, 2003). Ao se considerar o ano e a estação de parto nos modelos de análise (M2 e M3), esses produziram um maior R², indicando que tais modelos conseguiram explicar, em maior grau, as diferenças existentes entre os animais para IPP. As herdabilidades estimadas foram de baixa magnitude (0,14 e 0,15). As correlações entre os VG obtidas por diferentes modelos foram 0,73 (M1 x M2); 0,91 (M2 x M3) e 0,66 (M1 x M3).

Fontes orgânicas e inorgânicas de zinco e cobre como melhoradores de desempenho em leitões desmamados

Foram conduzidos dois experimentos para avaliar fontes orgânicas e inorgânicas de zinco e cobre nas dietas e seus efeitos no desempenho de leitões desmamados aos 21 dias de idade. Em cada experimento, foram utilizados 90 leitões em delineamento experimental de blocos ao acaso, com cinco dietas, seis repetições e três animais por parcela. As dietas utilizadas nos experimentos 1 e 2 continham 120 ppm de zinco e 10 ppm de cobre na forma de sulfato. No experimento 1, foram suplementadas com 0, 300, 600 e 900 ppm de zinco na forma orgânica ou 2.400 ppm na forma de óxido (ZnO) e, no experimento 2, com 0, 50, 100 e 150 ppm de cobre na forma orgânica ou 240 ppm de cobre na forma de sulfato (CuSO4 H2O). No experimento 1, os níveis de zinco de fonte orgânica tiveram efeito linear no consumo de ração e no ganho de peso nos períodos de 0 a 15 dias e de 0 a 21 dias pós-desmame. O ganho de peso nas fases de 0 a 35 dias e de 0 a 42 dias pós-desmame e o consumo de ração dos leitões que receberam a dieta com 900 ppm de zinco de fonte orgânica não diferiram dos valores observados naqueles que receberam a dieta com 2.400 ppm de zinco na forma inorgânica. A suplementação da dieta com zinco na forma orgânica (900 ppm) ou inorgânica (2.400 ppm) aumentou o consumo de ração e o ganho de peso de leitões nas primeiras três semanas após o desmame. A suplementação da dieta com 2.400 ppm de zinco na forma inorgânica reduziu a incidência de diarreia nas primeiras três semanas pós-desmame. No experimento 2, os níveis de cobre de fonte orgânica tiveram efeito quadrático no consumo de ração dos leitões nos períodos de 0 a 31 e de 0 a 40 dias pós-desmame. A suplementação da dieta com cobre, tanto de fonte orgânica (90 ppm) como inorgânica (240 ppm), aumenta o consumo de ração e o ganho de peso de leitões nos primeiros 40 dias pós-desmame.

Níveis de lisina digestível para frangos de corte machos no período de 37 a 49 dias de idade

Foram utilizados 1.015 frangos de corte machos, linhagem Ross, dos 37 aos 49 dias de idade, para avaliar os efeitos de diferentes níveis de lisina digestível nas dietas experimentais. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com 5 níveis de lisina digestível (0,90; 0,95; 1,00; 1,05; 1,10%), cada um com 7 repetições e 29 aves por unidade experimental. Utilizaram-se dietas isoenergéticas com 3.250 de kcal de EM/kg e isoprotéicas, com 18% de PB, à base de milho e farelo de soja. Foram avaliados o ganho de peso, o consumo de ração, a conversão alimentar, as características de carcaça, o rendimento de cortes, a composição e a deposição de nutrientes corporais. Os níveis de lisina digestível influenciaram, entre as características de desempenho, apenas a conversão alimentar, que melhorou de forma linear de acordo com níveis de lisina da ração. Das características de carcaça e rendimento de cortes, apenas gordura abdominal aumentou de forma quadrática conforme os níveis de lisina. Os níveis de lisina digestível tiveram efeito quadrático no teor da matéria mineral da carcaça, mas não influenciaram a composição química das vísceras e do sangue. Observou-se, contudo, tendência a aumento linear na deposição de proteína da carcaça e do corpo vazio com o aumento no nível de lisina digestível. Os resultados de desempenho indicam que o nível de lisina digestível da ração de frangos de corte machos no período de 37 a 49 dias de idade deve ser igual ou superior a 1,10%.

Lisina digestível e zinco quelado para frangos de corte machos: desempenho e retenção de nitrogênio na fase pré-inicial

Em dois ensaios experimentais, avaliaram-se níveis de lisina digestível (0,90; 1,00; 1,10; 1,20 e 1,40%) combinados a zinco quelado (43 e 253 ppm) para frangos de corte machos. Os períodos considerados foram: 1 a 11 dias de idade (desempenho) e 1 a 7 dias de idade (balanço de nitrogênio). O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5 × 2. No ensaio de desempenho, utilizaram-se 7 repetições e 15 aves por unidade experimental e, no ensaio de digestibilidade, 6 repetições e 6 aves por unidade experimental. As dietas continham 2.960 de EM/kg e 21% de proteína bruta. Na fase de 1 a 11 dias de idade, não houve efeito de interação lisina digestível × zinco quelado no desempenho, mas verificou-se efeito quadrático dos níveis de lisina digestível sobre o peso final, o ganho de peso e o ganho de peso relativo e efeito linear crescente no consumo de ração. A conversão alimentar não diferiu com as variações dos níveis de lisina digestível e zinco na dieta. Nas condições de avaliação do desempenho, o nível ótimo de lisina digestível para frangos de corte machos mantidos em piso de concreto é de 1,19%. Na fase de 1 a 7 dias de idade, não houve influência da relação entre níveis de lisina digestível e zinco quelado no balanço de nitrogênio. A retenção de nitrogênio aumentou de forma linear crescente com o aumento da concentração de lisina digestível na dieta, o que está de acordo com o aumento linear do ganho de peso e da eficiência alimentar. A exigência de lisina digestível para frangos de corte machos de 1 a 7 dias de idade é igual ou superior a 1,40%.