Novel developments in process optimisation using predictive control

In industrial practice, constrained steady state optimisation and predictive control are separate, albeit closely related functions within the control hierarchy. This paper presents a method which integrates predictive control with on-line optimisation with economic objectives. A receding horizon optimal control problem is formulated using linear state space models. This optimal control problem is very similar to the one presented in many predictive control formulations, but the main difference is that it includes in its formulation a general steady state objective depending on the magnitudes of manipulated and measured output variables. This steady state objective may include the standard quadratic regulatory objective, together with economic objectives which are often linear. Assuming that the system settles to a steady state operating point under receding horizon control, conditions are given for the satisfaction of the necessary optimality conditions of the steady-state optimisation problem. The method is based on adaptive linear state space models, which are obtained by using on-line identification techniques. The use of model adaptation is justified from a theoretical standpoint and its beneficial effects are shown in simulations. The method is tested with simulations of an industrial distillation column and a system of chemical reactors.

Physical activity attenuates the body mass index-increasing influence of genetic variation in the FTO gene 1-3.

BACKGROUND: Intronic variation in the FTO (fat mass and obesity-associated) gene has been unequivocally associated with increased body mass index (BMI; in kg/m(2)) and the risk of obesity in populations of different ethnicity. OBJECTIVE: We examined whether this robust genetic predisposition to obesity can be attenuated by being more physically active. DESIGN: The FTO variant rs1121980 was genotyped in 20,374 participants (39-79 y of age) from the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition-Norfolk Study, an ethnically homogeneous population-based cohort. Physical activity (PA) was assessed with a validated self-reported questionnaire. The interaction between rs1121980 and PA on BMI and waist circumference (WC) was examined by including the interaction term in mixed-effect models. RESULTS: We confirmed that the risk (T) allele of rs1121980 was significantly associated with BMI (0.31-unit increase per allele; P < 0.001) and WC (0.77-cm increase per allele; P < 0.001). The PA level attenuated the effect of rs1121980 on BMI and WC; ie, whereas in active individuals the risk allele increased BMI by 0.25 per allele, the increase in BMI was significantly (P for interaction = 0.004) more pronounced (76%) in inactive individuals (0.44 per risk allele). We observed similar effects for WC (P for interaction = 0.02): the risk allele increased WC by 1.04 cm per allele in inactive individuals but by only 0.64 cm in active individuals. CONCLUSIONS: Our results showed that PA attenuates the effect of the FTO rs1121980 genotype on BMI and WC. This observation has important public health implications because we showed that a genetic susceptibility to obesity induced by FTO variation can be overcome, at least in part, by adopting a physically active lifestyle.

Linear vs. log-linear unit-root specification: an application of mis-specification encompassing

The objective of this paper is to apply the mis-specification (M-S) encompassing perspective to the problem of choosing between linear and log-linear unit-root models. A simple M-S encompassing test, based on an auxiliary regression stemming from the conditional second moment, is proposed and its empirical size and power are investigated using Monte Carlo simulations. It is shown that by focusing on the conditional process the sampling distributions of the relevant statistics are well behaved under both the null and alternative hypotheses. The proposed M-S encompassing test is illustrated using US total disposable income quarterly data.

A comparison of tests of non-linear cointegration with an application to the predictability of US interest rates using the term structure

We test whether there are nonlinearities in the response of short- and long-term interest rates to the spread in interest rates, and assess the out-of-sample predictability of interest rates using linear and nonlinear models. We find strong evidence of nonlinearities in the response of interest rates to the spread. Nonlinearities are shown to result in more accurate short-horizon forecasts, especially of the spread.

Dual drive series actuator

Industrial robotic manipulators can be found in most factories today. Their tasks are accomplished through actively moving, placing and assembling parts. This movement is facilitated by actuators that apply a torque in response to a command signal. The presence of friction and possibly backlash have instigated the development of sophisticated compensation and control methods in order to achieve the desired performance may that be accurate motion tracking, fast movement or in fact contact with the environment. This thesis presents a dual drive actuator design that is capable of physically linearising friction and hence eliminating the need for complex compensation algorithms. A number of mathematical models are derived that allow for the simulation of the actuator dynamics. The actuator may be constructed using geared dc motors, in which case the benefits of torque magnification is retained whilst the increased non-linear friction effects are also linearised. An additional benefit of the actuator is the high quality, low latency output position signal provided by the differencing of the two drive positions. Due to this and the linearised nature of friction, the actuator is well suited for low velocity, stop-start applications, micro-manipulation and even in hard-contact tasks. There are, however, disadvantages to its design. When idle, the device uses power whilst many other, single drive actuators do not. Also the complexity of the models mean that parameterisation is difficult. Management of start-up conditions still pose a challenge.

Effects of isoflavones on the coagulation and fibrinolytic system of postmenopausal women

Objective: We evaluated the effects of soy isoflavone supplementation on hemostasis in healthy postmenopausal women. Methods: In this double-blinded, placebo-controlled study, 47 postmenopausal women 47-66 y of age received 40 mg of soy isoflavone (n = 25) or 40 mg of casein placebo (n = 22) once a day for 6 mo. Levels of factors VII and X. fibrinogen, thrombin-antithrombin complex, prothrombin fragments I plus 2, antithrombin, protein C, total and free protein S, plasminogen, plasminogen activator inhibitor-1, and D-dimers were measured at baseline and 6 mo. Urinary isoflavone concentrations (genistein and daidzein) were measured as a marker of compliance and absorption using high-performance liquid chromatography. Baseline characteristics were compared by unpaired Student`s t test. Within-group changes and comparison between the isoflavone and casein placebo groups were determined by a mixed effects model. Results: The levels of hemostatic variables did not change significantly throughout the study in the isoflavone group; however, the isoflavone group showed a statistically significant reduction in plasma concentration of prothrombin fragments I plus 2; both groups showed a statistically significant reduction in antithrombin, protein C, and free protein S levels. A significant increase in D-dimers was observed only in the isoflavone group. Plasminogen activator inhibitor-l levels increased significantly in the placebo group. However, these changes were not statistically different between groups. Conclusion: The results of the present study do not support a biologically significant estrogenic effect of soy isoflavone on coagulation and fibrinolysis in postmenopausal women. However, further research will be necessary to definitively assess the safety and efficacy of isoflavone. (D 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Malaria on the Amazonian frontier: Transmission dynamics, risk factors, spatial distribution, and prospects for control

Little follow-up data on malaria transmission in communities originating from frontier settlements in Amazonia are available. Here we describe a cohort study in a frontier settlement in Acre, Brazil, where 509 subjects contributed 489.7 person-years of follow-up. The association between malaria morbidity during the follow-up and individual, household, and spatial covariates was explored with mixed-effects logistic regression models and spatial analysis. Incidence rates for Plasmodium vivax and Plasmodium falciparum malaria were 30.0/100 and 16.3/100 person-years at risk, respectively. Malaria morbidity was strongly associated with land clearing and farming, and decreased after five years of residence in the area, suggesting that clinical immunity develops among subjects exposed to low malaria endemicity. Significant spatial clustering of malaria was observed in the areas of most recent occupation, indicating that the continuous influx of nonimmune settlers to forest-fringe areas perpetuates the cycle of environmental change and colonization that favors malaria transmission in rural Amazonia.

Prediction in Multilevel Logistic Regression

The purpose of this article is to present a new method to predict the response variable of an observation in a new cluster for a multilevel logistic regression. The central idea is based on the empirical best estimator for the random effect. Two estimation methods for multilevel model are compared: penalized quasi-likelihood and Gauss-Hermite quadrature. The performance measures for the prediction of the probability for a new cluster observation of the multilevel logistic model in comparison with the usual logistic model are examined through simulations and an application.

Modeling and forecasting long-term natural gas (NG) consumption in Iran, using particle swarm optimization (PSO)

The gradual changes in the world development have brought energy issues back into high profile. An ongoing challenge for countries around the world is to balance the development gains against its effects on the environment. The energy management is the key factor of any sustainable development program. All the aspects of development in agriculture, power generation, social welfare and industry in Iran are crucially related to the energy and its revenue. Forecasting end-use natural gas consumption is an important Factor for efficient system operation and a basis for planning decisions. In this thesis, particle swarm optimization (PSO) used to forecast long run natural gas consumption in Iran. Gas consumption data in Iran for the previous 34 years is used to predict the consumption for the coming years. Four linear and nonlinear models proposed and six factors such as Gross Domestic Product (GDP), Population, National Income (NI), Temperature, Consumer Price Index (CPI) and yearly Natural Gas (NG) demand investigated.

Process evaluation of a knowledge translation intervention using facilitation of local stakeholder groups to improve neonatal survival in the Quang Ninh province, Vietnam

BACKGROUND: Annually, 2.8 million neonatal deaths occur worldwide, despite the fact that three-quarters of them could be prevented if available evidence-based interventions were used. Facilitation of community groups has been recognized as a promising method to translate knowledge into practice. In northern Vietnam, the Neonatal Health - Knowledge Into Practice trial evaluated facilitation of community groups (2008-2011) and succeeded in reducing the neonatal mortality rate (adjusted odds ratio, 0.51; 95 % confidence interval 0.30-0.89). The aim of this paper is to report on the process (implementation and mechanism of impact) of this intervention. METHODS: Process data were excerpted from diary information from meetings with facilitators and intervention groups, and from supervisor records of monthly meetings with facilitators. Data were analyzed using descriptive statistics. An evaluation including attributes and skills of facilitators (e.g., group management, communication, and commitment) was performed at the end of the intervention using a six-item instrument. Odds ratios were analyzed, adjusted for cluster randomization using general linear mixed models. RESULTS: To ensure eight active facilitators over 3 years, 11 Women's Union representatives were recruited and trained. Of the 44 intervention groups, composed of health staff and commune stakeholders, 43 completed their activities until the end of the study. In total, 95 % (n = 1508) of the intended monthly meetings with an intervention group and a facilitator were conducted. The overall attendance of intervention group members was 86 %. The groups identified 32 unique problems and implemented 39 unique actions. The identified problems targeted health issues concerning both women and neonates. Actions implemented were mainly communication activities. Communes supported by a group with a facilitator who was rated high on attributes and skills (n = 27) had lower odds of neonatal mortality (odds ratio, 0.37; 95 % confidence interval, 0.19-0.73) than control communes (n = 46). CONCLUSIONS: This evaluation identified several factors that might have influenced the outcomes of the trial: continuity of intervention groups' work, adequate attributes and skills of facilitators, and targeting problems along a continuum of care. Such factors are important to consider in scaling-up efforts.

Essays in Corporate Bankruptcy

Esta tese é composta por três ensaios sobre o mercado de crédito e as instituições que regem bancarrota corporativa. No capítulo um, trazemos evidências que questionam a ideia de que maiores níveis de proteção ao credor sempre promovem desenvolvimento do mercado de crédito. Desde a publicação dos artigos seminais de La Porta et al (1997,1998), a métrica de proteção ao credor que os autores propuseram -- o índice de proteção ao credor -- tem sido amplamente utilizada na literatura de Law and Finance como variável explicativa em modelos de regressão linear em forma reduzida para determinar a correlação entre proteção ao credor e desenvolvimento do mercado de crédito. Neste artigo, exploramos alguns problemas com essa abordagem. Do ponto de vista teórico, essa abordagem geralmente supõe uma relação monotônica entre proteção ao credor e expansão do crédito. Nós apresentamos um modelo teórico para um mercado de crédito com seleção adversa em que um nível intermediário de proteção ao credor é capaz de implementar equilíbrios first best. Este resultado está de acordo com diversos outros artigos teóricos, tanto em equilíbrio geral quanto em equilíbrio parcial. Do ponto de vista empírico, tiramos proveito das reformas realizadas por alguns países durante as décadas de 1990 e 2000 para implementar uma estratégia inspirada na literatura de treatment effects e estimar o efeito sobre o valor de mercado e sobre a dívida de: i) permitir automatic stay a firmas em recuperação; e ii) conceder aos credores o direito de afastar os administradores. Os resultados que obtivemos apontam para um impacto positivo de automatic stay sobre todas as variáveis que dependem do valor de mercado da firma. Não encontramos efeito sobre dívida, e não encontramos efeitos significativos do direito de afastar administradores sobre valor de mercado ou dívida. O capítulo dois avalia as consequências empíricas de uma reforma na lei de falências sobre um mercado de crédito pouco desenvolvido. No início de 2005, o Congresso Nacional brasileiro aprovou uma nova lei de falências, a lei 11.101/05. Usando dados de firmas brasileiras e não-brasileiras, nós estimamos, usando dois modelos diferentes, o efeito da reforma falimentar sobre variáveis contratuais e não-contratuais de dívida. Ambos os modelos produzem resultados similares. Encontramos um aumento no volume total de dívida e na dívida de longo prazo, e uma redução no custo de dívida. Não encontramos efeitos significativos sobre a estrutura de propriedade da dívida. No capítulo três, desenvolvemos um modelo estimável de equilíbrio em search direcionado aplicado ao mercado de crédito, modelo este que pode ser usado para realizar avaliações ex ante de mudanças institucionais que afetem o crédito (como reformas em leis de falência). A literatura em economia há muito reconhece uma relação causal entre instituições (como leis e regulações) e desenvolvimento dos mercados financeiros. Essa conclusão qualitativa é amplamente reconhecida, mas há pouca evidência de sua importância quantitativa. Com o nosso modelo, é possível estimar como contratos de dívida mudam em resposta a mudanças nos parâmetros que descrevem as instituições da economia. Também é possível estimar o impacto sobre investimentos realizados pelas firmas, bem como caracterizar a distribuição do tamanho, idade e produtividade das firmas antes e depois da mudança institucional. Como ilustração, realizamos um exercício empírico em que usamos dados de firmas brasileiras para simular o impacto de variações na taxa de recuperação de créditos sobre os valores médios e totais de dívida e capital das firmas. Encontramos dívida crescente e capital quase sempre também crescente na taxa de recuperação.

Análise genética de escores de avaliação visual de bovinos com modelos bayesianos de limiar e linear

O objetivo deste trabalho foi comparar as estimativas de parâmetros genéticos obtidas em análises bayesianas uni-característica e bi-característica, em modelo animal linear e de limiar, considerando-se as características categóricas morfológicas de bovinos da raça Nelore. Os dados de musculosidade, estrutura física e conformação foram obtidos entre 2000 e 2005, em 3.864 animais de 13 fazendas participantes do Programa Nelore Brasil. Foram realizadas análises bayesianas uni e bi-características, em modelos de limiar e linear. de modo geral, os modelos de limiar e linear foram eficientes na estimação dos parâmetros genéticos para escores visuais em análises bayesianas uni-características. Nas análises bi-características, observou-se que: com utilização de dados contínuos e categóricos, o modelo de limiar proporcionou estimativas de correlação genética de maior magnitude do que aquelas do modelo linear; e com o uso de dados categóricos, as estimativas de herdabilidade foram semelhantes. A vantagem do modelo linear foi o menor tempo gasto no processamento das análises. Na avaliação genética de animais para escores visuais, o uso do modelo de limiar ou linear não influenciou a classificação dos animais, quanto aos valores genéticos preditos, o que indica que ambos os modelos podem ser utilizados em programas de melhoramento genético.

Ganho genético com base no tamanho efetivo populacional de progênies de seringueira

O objetivo deste trabalho foi estimar os ganhos genéticos de um teste de progênies de seringueira para a produção de borracha seca e, com base no maior tamanho efetivo populacional e maior ganho genético, obter os melhores indivíduos. Foram utilizadas 30 progênies de meios-irmãos, provenientes de sementes de polinização mista - alogamia e autogamia - de testes clonais no Estado de São Paulo. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, com 30 tratamentos (progênies), 3 repetições e parcelas lineares de 10 plantas, em um espaçamento de 3x3 m, o que totalizou 900 plantas úteis. Aos três anos, o perímetro, a 50 cm do solo (PA50), e a produção de borracha seca (PBS) foram avaliadas por meio do teste precoce de produção Hamaker Morris-Mann (HMM). As variáveis foram analisadas pelo método de modelo linear misto, via procedimento REML/BLUP, em progênies com sistema reprodutivo misto e taxa de autofecundação de 22%. A identificação dos 20 melhores indivíduos quanto à PBS e ao PA50 proporcionou ganho genético de 67,96 e 16,48%, respectivamente, e um coeficiente de endogamia de aproximadamente 2,82%. O teste de progênies proporciona produção de sementes com melhor valor genético, grande variabilidade e baixa endogamia

Estudo de simulação de modelos lineares mistos com distribuição normal contaminada no melhoramento genético animal

Objetivou-se com esse trabalho comparar estimativas de componentes de variâncias obtidas por meio de modelos lineares mistos Gaussianos e Robustos, via Amostrador de Gibbs, em dados simulados. Foram simulados 50 arquivos de dados com 1.000 animais cada um, distribuídos em cinco gerações, em dois níveis de efeito fixo e três valores fenotípicos distintos para uma característica hipotética, com diferentes níveis de contaminação. Exceto para os dados sem contaminação, quando os modelos foram iguais, o modelo Robusto apresentou melhores estimativas da variância residual. As estimativas de herdabilidade foram semelhantes em todos os modelos, mas as análises de regressão mostraram que os valores genéticos preditos com uso do modelo Robusto foram mais próximos dos valores genéticos verdadeiros. Esses resultados sugerem que o modelo linear normal contaminado oferece uma alternativa flexível para estimação robusta em melhoramento genético animal.

Narrativas orais de crianças com desenvolvimento típico de linguagem

TEMA: desenvolvimento da narrativa oral. OBJETIVO: verificar o tempo de narrativa e de pausa, o número de palavras e de intervenções do interlocutor em narrativas orais de crianças com desenvolvimento típico. MÉTODO: participaram do estudo 31 crianças divididas em quatro grupos etários: GI (3:1 a 4:0 anos), GII (4:1 a 5:0 anos), GIII (5:1 a 6:0 anos) e GIV (6:1 a 7:0 anos). Amostras de narrativa espontânea e narrativa com livro sem palavras foram coletadas em vídeo, transcritas e analisadas estatisticamente por meio de teste exato de Fisher (não-paramétrico) e modelo de regressão linear com efeitos mistos. RESULTADOS: os valores de tempo de pausa, tempo de narrativa, e o número de palavras no contexto de livro foram significativamente maiores em relação à narrativa espontânea (p-valor < 0,01). Quanto ao número de intervenções, houve correlação (p-valor = 0,03) entre idade e intervenção no contexto de livro com diminuição da intervenção na media que aumentou a idade. CONCLUSÃO: as crianças apresentaram uma narrativa mais extensa no contexto de relato com livro sem palavras em relação ao contexto de narrativa espontânea, porém, sem diferenças significativas entre as idades. O estudo permitiu ainda concluir que a participação do interlocutor faz-se menos necessária conforme aumenta a idade do narrador.