Model based fault diagnosis with application to an automotive engine

Report for the scientific sojourn at the University of Linköping between April to July 2007. Monitoring of the air intake system of an automotive engine is important to meet emission related legislative diagnosis requirements. During the research the problem of fault detection in the air intake system was stated as a constraint satisfaction problem over continuous domains with a big number of variables and constraints. This problem was solved using Interval-based Consistency Techniques. Interval-based consistency techniques are shown to be particularly efficient for checking the consistency of the Analytical Redundancy Relations (ARRs), dealing with uncertain measurements and parameters, and using experimental data. All experiments were performed on a four-cylinder turbo-charged spark-ignited SAAB engine located in the research laboratory at Vehicular System Group - University of Linköping.

Representació no-lineal de les imatges per a codificació perceptiva

JPEG2000 és un estàndard de compressió d’imatges que utilitza la transformada wavelet i, posteriorment, una quantificació uniforme dels coeficients amb dead-zone. Els coeficients wavelet presenten certes dependències tant estadístiques com visuals. Les dependències estadístiques es tenen en compte a l'esquema JPEG2000, no obstant, no passa el mateix amb les dependències visuals. En aquest treball, es pretén trobar una representació més adaptada al sistema visual que la que proporciona JPEG2000 directament. Per trobar-la utilitzarem la normalització divisiva dels coeficients, tècnica que ja ha demostrat resultats tant en decorrelació estadística de coeficients com perceptiva. Idealment, el que es voldria fer és reconvertir els coeficients a un espai de valors en els quals un valor més elevat dels coeficients impliqui un valor més elevat d'aportació visual, i utilitzar aquest espai de valors per a codificar. A la pràctica, però, volem que el nostre sistema de codificació estigui integrat a un estàndard. És per això que utilitzarem JPEG2000, estàndard de la ITU que permet una elecció de les distorsions en la codificació, i utilitzarem la distorsió en el domini de coeficients normalitzats com a mesura de distorsió per a escollir quines dades s'envien abans.

Condensation of polyhedric structures onto soap films

We study the existence of solutions to general measure-minimization problems over topological classes that are stable under localized Lipschitz homotopy, including the standard Plateau problem without the need for restrictive assumptions such as orientability or even rectifiability of surfaces. In case of problems over an open and bounded domain we establish the existence of a “minimal candidate”, obtained as the limit for the local Hausdorff convergence of a minimizing sequence for which the measure is lower-semicontinuous. Although we do not give a way to control the topological constraint when taking limit yet— except for some examples of topological classes preserving local separation or for periodic two-dimensional sets — we prove that this candidate is an Almgren-minimal set. Thus, using regularity results such as Jean Taylor’s theorem, this could be a way to find solutions to the above minimization problems under a generic setup in arbitrary dimension and codimension.

Estudi i edició crítica de Records de l'Avi

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'€any 2009.Es tracta d'estudi de caràcter històric, literari i crí­tic del monòleg d'un sol acte 'Records de l'Avi', escrit per l'igualadí Gabriel Castellà i Raich (1876-1959) l'any 1913. L'obra narra una jornada de la batalla del Bruc (1808). L'estudi s'inicia amb una recerca sobre la situació històrica del territori de l'autor. A continuació, inclou la biografia i la contribució literària de Gabriel Castellà. D'altra banda, la part de caràcter literari fa referència als aspectes referents a l'obra 'Records de l'Avi', per tal de donar a conèixer els seus aspectes interns. També es fa una edició crí­tica, en la qual s'analitzen els errors de l'obra a partir de la comparació de dos testimonis -un dels quals manuscrit- que actualment encara existeixen. Amb aquesta comparació s'han pogut realitzar alguns canvis, fets amb l'objectiu de poder aproximar l'obra de la manera més precisa possible al format que l'autor hauria desitjat.

Propagation connectivity of random hypergraphs

We study the concept of propagation connectivity on random 3-uniform hypergraphs. This concept is inspired by a simple linear time algorithm for solving instances of certain constraint satisfaction problems. We derive upper and lower bounds for the propagation connectivity threshold, and point out some algorithmic implications.

Primordial Perturbations in Einstein-Aether theories

El nostre objectiu es l'estudi d'extensions de la Relativitat General i, en particular, estem interessats en les teories que continguin camps vectorials addicionals. En aquests tipus de teories es necessari imposar que el vector ha de tenir norma fixa per evitar la presència d'un fantasma o grau de llibertat amb terme cinètic negatiu, i això implica que la simetria Lorentz està trencada espontàniament. El camp del aether només interactua gravitatòriament i la seva presència es difícil de detectar, no obstant això, durant inflació les fluctuacions del buit a escales petites d'un camp lleuger pot deixar una empremta en observables com les anisotropies del fons de radiació de microones. Les fluctuacions del Einstein-aether es comporten com els camps sense massa i això fa que inflació generi modes de longitud de ona llarga en els sectors escalar i vectorial. Hem estudiat la signatura del Einstein-aether dins l'espectre de pertorbacions primordials lluny del límit de de Sitter de inflació. Aquests modes escalars i vectorials poden deixar una empremta significativa en la radiació de fons de microones en funció dels paràmetres del model. Les observacions del fons de radiació de microones imposen restriccions fenomenològiques que redueixen els límits existents per aquesta classe de teoria. Amb aquest estudi del aether també esperem millorar el coneixement que tenim de una classe més ampla de teories que exhibeixen el mateix tipus de trencament de simetria.

Anàlisi de la qualitat de l'aigua: estudi dels impactes humans sobre la qualitat de l'aigua en pous i basses del Parc del Garraf i rodalies

Amb la finalitat de conèixer l’estat de qualitat de les aigües de les basses i pous del Parc del Garraf, s’analitzen una sèrie de paràmetres fisico-químics en 17 estacions de mostreig prèviament seleccionades, distribuïdes en zones amb diferents tipologies d’ús del sòl. La base de l’anàlisi ha estat la integració d’informació provinent de diferents fonts. Mitjançant l’elaboració de taules i gràfics, la generació de cartografia i el tractament estadístic de les dades, s’ha procedit a la tria de punts de mostreig i s’ha obtingut un inventari que ha permès la interpretació global dels resultats, facilitant la diagnosi. El procés de tractament de dades inclou la confecció d’un índex de qualitat de les aigües (ICA) propi, no vinculant, a partir de fórmules genèriques de normalització i ponderació de valors. Durant la realització de la diagnosi s’han detectat pertorbacions puntuals en determinats paràmetres corresponents a contaminacions locals, en diferents estacions de mostreig. Aquestes pertorbacions s’han relacionat amb la situació dels pous i les basses al Garraf i les tipologies d’ús del sòl de cada zona. El diagnòstic de pertorbacions ha orientat les propostes de millora aplicables que s’han dividit en tres classes segons el nivell d’actuació. Aquestes incideixen principalment, en la millora de la informació disponible, l’aplicació de l’agricultura ecològica, l’explotació sostenible dels aqüífers i la realització d’estudis globals i/o locals, més complets i exhaustius.

Misallocation of capital in a model of endogenous financial intermediation and insurance

In this paper we analyze productivity and welfare losses from capital misallocation in a general equilibrium model of occupational choice and endogenous financial intermediation. We study the effects of borrowing and lending, insurance, and risk sharing on the optimal allocation of resources. We find that financial markets together with general equilibrium effects have large impact on entrepreneurs' entry and firm-size decisions. Efficiency gains are increasing in the quality of financial markets, particularly in their ability to alleviate a financing constraint by providing insurance against idiosyncratic risk.

On the stability of the optimal value and the optimal set in optimization problems

The paper develops a stability theory for the optimal value and the optimal set mapping of optimization problems posed in a Banach space. The problems considered in this paper have an arbitrary number of inequality constraints involving lower semicontinuous (not necessarily convex) functions and one closed abstract constraint set. The considered perturbations lead to problems of the same type as the nominal one (with the same space of variables and the same number of constraints), where the abstract constraint set can also be perturbed. The spaces of functions involved in the problems (objective and constraints) are equipped with the metric of the uniform convergence on the bounded sets, meanwhile in the space of closed sets we consider, coherently, the Attouch-Wets topology. The paper examines, in a unified way, the lower and upper semicontinuity of the optimal value function, and the closedness, lower and upper semicontinuity (in the sense of Berge) of the optimal set mapping. This paper can be seen as a second part of the stability theory presented in [17], where we studied the stability of the feasible set mapping (completed here with the analysis of the Lipschitz-like property).

Computing hypergraph width measures exactly

Hypergraph width measures are a class of hypergraph invariants important in studying the complexity of constraint satisfaction problems (CSPs). We present a general exact exponential algorithm for a large variety of these measures. A connection between these and tree decompositions is established. This enables us to almost seamlessly adapt the combinatorial and algorithmic results known for tree decompositions of graphs to the case of hypergraphs and obtain fast exact algorithms. As a consequence, we provide algorithms which, given a hypergraph H on n vertices and m hyperedges, compute the generalized hypertree-width of H in time O*(2n) and compute the fractional hypertree-width of H in time O(1.734601n.m).1

Straightening out the concept of direct and indirect input requirements

Gim & Kim (1998) proposed a generalization of Jeong (1982, 1984) reinterpretation of the Hawkins-Simon condition for macroeconomic stability to off-diagonal matrix elements. This generalization is conceptually relevant for it offers a complementary view of interindustry linkages beyond final or net output influence. The extension is completely similar to the 'total flow' idea introduced by Szyrmer (1992) or the 'output-to-output' multiplier of Miller & Blair (2009). However the practical implementation of Gim & Kim is actually faulty since it confuses the appropriate order of output normalization. We provide a new and elementary solution for the correct formalization using standard interindustry accounting concepts.

Normalitzación del volumen de archivos de sonido en formato MP3

TFC sobre normalització del volum d'arxius MP3, emmarcat dins d'un projecte més ampli que inclou la lectura d'arxius MP3, la modificació per a implementar-ne el guany i el desenvolupament d'una interfície d'usuari que permeti aplicar la normalització a fitxers MP3. La part que s'ha elaborat és la fase intermèdia, consistent en el càlcul del guany de volum que caldria aplicar a un arxiu de so per a aconseguir normalitzar-ne el volum.

Normalització d'un volum d'arxius en format MP3

Aquest projecte es pot dividir en tres parts: una primera part d'extracció dels components freqüencials de les trames d'arxius MP3, una segona part d'anàlisi i càlcul d'un factor de normalització a partir de les dades dels components freqüencials de diversos arxius MP3, i una última part amb la modificació correcta dels guanys de les trames dels arxius MP3 a partir del factor de normalització generat en la part anterior. En aquest treball de final de carrera s'implementen la primera i la tercera de les parts descrites anteriorment.

RetroDisseny de Bases de Dades Relacionals

El plantejament inicial d'aquest projecte és el de aconseguir obtenir l'esquema conceptual originari de qualsevol base de dades relacional per a fer tasques de reenginyeria. Es pretén, a més, dotar al diagrama ER a obtenir d'extensions emprant llenguatge de definició de restriccions (OCL), per la qual cosa emprarem les llibreries de funcions Dresden OCL.

Hardy-Weinberg Equilibrium and the Ternary Plot

The Hardy-Weinberg law, formulated about 100 years ago, states that under certainassumptions, the three genotypes AA, AB and BB at a bi-allelic locus are expected to occur inthe proportions p2, 2pq, and q2 respectively, where p is the allele frequency of A, and q = 1-p.There are many statistical tests being used to check whether empirical marker data obeys theHardy-Weinberg principle. Among these are the classical xi-square test (with or withoutcontinuity correction), the likelihood ratio test, Fisher's Exact test, and exact tests in combinationwith Monte Carlo and Markov Chain algorithms. Tests for Hardy-Weinberg equilibrium (HWE)are numerical in nature, requiring the computation of a test statistic and a p-value.There is however, ample space for the use of graphics in HWE tests, in particular for the ternaryplot. Nowadays, many genetical studies are using genetical markers known as SingleNucleotide Polymorphisms (SNPs). SNP data comes in the form of counts, but from the countsone typically computes genotype frequencies and allele frequencies. These frequencies satisfythe unit-sum constraint, and their analysis therefore falls within the realm of compositional dataanalysis (Aitchison, 1986). SNPs are usually bi-allelic, which implies that the genotypefrequencies can be adequately represented in a ternary plot. Compositions that are in exactHWE describe a parabola in the ternary plot. Compositions for which HWE cannot be rejected ina statistical test are typically “close" to the parabola, whereas compositions that differsignificantly from HWE are “far". By rewriting the statistics used to test for HWE in terms ofheterozygote frequencies, acceptance regions for HWE can be obtained that can be depicted inthe ternary plot. This way, compositions can be tested for HWE purely on the basis of theirposition in the ternary plot (Graffelman & Morales, 2008). This leads to nice graphicalrepresentations where large numbers of SNPs can be tested for HWE in a single graph. Severalexamples of graphical tests for HWE (implemented in R software), will be shown, using SNPdata from different human populations