Embedding objects into Matlab/Simulink for process supervision

This paper introduces how artificial intelligence technologies can be integrated into a known computer aided control system design (CACSD) framework, Matlab/Simulink, using an object oriented approach. The aim is to build a framework to aid supervisory systems analysis, design and implementation. The idea is to take advantage of an existing CACSD framework, Matlab/Simulink, so that engineers can proceed: first to design a control system, and then to design a straightforward supervisory system of the control system in the same framework. Thus, expert systems and qualitative reasoning tools are incorporated into this popular CACSD framework to develop a computer aided supervisory system design (CASSD) framework. Object-variables an introduced into Matlab/Simulink for sharing information between tools

Investgiation into Improved Pavement Curing Materials and Techniques: Part 1 - Phases I and II, April 2002

Concrete curing is closely related to cement hydration, microstructure development, and concrete performance. Application of a liquid membrane-forming curing compound is among the most widely used curing methods for concrete pavements and bridge decks. Curing compounds are economical, easy to apply, and maintenance free. However, limited research has been done to investigate the effectiveness of different curing compounds and their application technologies. No reliable standard testing method is available to evaluate the effectiveness of curing, especially of the field concrete curing. The present research investigates the effects of curing compound materials and application technologies on concrete properties, especially on the properties of surface concrete. This report presents a literature review of curing technology, with an emphasis on curing compounds, and the experimental results from the first part of this research—lab investigation. In the lab investigation, three curing compounds were selected and applied to mortar specimens at three different times after casting. Two application methods, single- and double-layer applications, were employed. Moisture content, conductivity, sorptivity, and degree of hydration were measured at different depths of the specimens. Flexural and compressive strength of the specimens were also tested. Statistical analysis was conducted to examine the relationships between these material properties. The research results indicate that application of a curing compound significantly increased moisture content and degree of cement hydration and reduced sorptivity of the near-surface-area concrete. For given concrete materials and mix proportions, optimal application time of curing compounds depended primarily upon the weather condition. If a sufficient amount of a high-efficiency-index curing compound was uniformly applied, no double-layer application was necessary. Among all test methods applied, the sorptivity test is the most sensitive one to provide good indication for the subtle changes in microstructure of the near-surface-area concrete caused by different curing materials and application methods. Sorptivity measurement has a close relation with moisture content and degree of hydration. The research results have established a baseline for and provided insight into the further development of testing procedures for evaluation of curing compounds in field. Recommendations are provided for further field study.

EDI-järjestelmän käyttöönottoprosessi pienessä tukkuliikkeessä

Työn tavoitteena oli auttaa yritystä ensimmäisessä EDI-projektissa ja dokumentoida prosessia tulevaisuutta varten. Työn tarkoitus on toimia oppaana yrityksen seuraavissa EDI-projekteissa. Ensin luotiin kirjallisuuden avulla kokonaiskuva EDIstä ja EDI-järjestelmistä. Tämän jälkeen pyrittiin luomaan kuva EDIn mahdollisista vaikutuksista yritykseen, esimerkiksi siitä saatavista hyödyistä ja aiheutuvista ongelmista ja kustannuksista. Yrityksen EDI-projektin etenemisestä pyrittiin kirjaamaan ylös tärkeimmät vaiheet. Prosessia vietiin eteenpäin lyhyissä pätkissä, joiden väliin jäi pitkiäkin aikoja. Lisäksi dokumentoitiin yrityksen tulevaa EDI-järjestelmää ja käytettäviä tekniikoita. Yritys osti EDI-järjestelmänsä valmiina, mutta jonkin verran räätälöintiä jouduttiin tekemään niin EDI-järjestelmään kuin toiminnan-ohjausjärjestelmäänkin. Ongelmia teknisessä toteutuksessa tuli vastaan, mutta ne olivat aina selvitettävissä. Yrityksessä selvitettiin myös perinteisin tavoin käydyn kauppatapahtuman kulkua ja toimintatapoja. Tämän jälkeen mietittiin, miten EDI tulee muuttamaan prosessia. Huomattiin kuitenkin, että vaikutusten miettiminen ennen EDIn käyttöönottoa on melko vaikeaa. Tulevaisuutta ajatellen kartoitettiin mahdollisuuksia EDI-järjestelmien käyttöön yrityksen muiden asiakkaiden ja kahden toimittajan kanssa. Mahdollisuuksia EDIn laajentamiseen löytyi molempiin suuntiin.

Development of phase retrieval algorithm and techniques for optical spectrum analysis

Coherent anti-Stokes Raman scattering is the powerful method of laser spectroscopy in which significant successes are achieved. However, the non-linear nature of CARS complicates the analysis of the received spectra. The objective of this Thesis is to develop a new phase retrieval algorithm for CARS. It utilizes the maximum entropy method and the new wavelet approach for spectroscopic background correction of a phase function. The method was developed to be easily automated and used on a large number of spectra of different substances.. The algorithm was successfully tested on experimental data.

Model-based objects recognition in man-made environments

We describe a model-based objects recognition system which is part of an image interpretation system intended to assist autonomous vehicles navigation. The system is intended to operate in man-made environments. Behavior-based navigation of autonomous vehicles involves the recognition of navigable areas and the potential obstacles. The recognition system integrates color, shape and texture information together with the location of the vanishing point. The recognition process starts from some prior scene knowledge, that is, a generic model of the expected scene and the potential objects. The recognition system constitutes an approach where different low-level vision techniques extract a multitude of image descriptors which are then analyzed using a rule-based reasoning system to interpret the image content. This system has been implemented using CEES, the C++ embedded expert system shell developed in the Systems Engineering and Automatic Control Laboratory (University of Girona) as a specific rule-based problem solving tool. It has been especially conceived for supporting cooperative expert systems, and uses the object oriented programming paradigm

Strategies and Techniques for Teaching Children with Learning Disabilities: A Case Study of the Spring Reading Program

This case study explored strategies and techniques in order to assist individuals with learning disabilities in their academic achievement. Of particular focus was how a literacy-based program, titled The Spring Reading Program, utilizes effective tactics and approaches that result in academic growth. The Spring Reading Program, offered by the Learning Disabilities Association of Niagara Region (LDANR) and partnered with John McNamara from Brock University, supports children with reading disabilities academically. In addition, the program helps children increase their confidence and motivation towards literacy. I began this study by outlining the importance of reading followed by and exploration of what educators and researchers have demonstrated regarding effective literacy instruction for children with learning disabilities. I studied effective strategies and techniques in the Spring Reading Program by conducting a qualitative case study of the program. This case study subsequently presents in depth, 4 specific strategies: Hands-on activities, motivation, engagement, and one-on-one instruction. Each strategy demonstrates its effectiveness through literature and examples from the Spring Reading Program.

Model-based objects recognition in man-made environments

We describe a model-based objects recognition system which is part of an image interpretation system intended to assist autonomous vehicles navigation. The system is intended to operate in man-made environments. Behavior-based navigation of autonomous vehicles involves the recognition of navigable areas and the potential obstacles. The recognition system integrates color, shape and texture information together with the location of the vanishing point. The recognition process starts from some prior scene knowledge, that is, a generic model of the expected scene and the potential objects. The recognition system constitutes an approach where different low-level vision techniques extract a multitude of image descriptors which are then analyzed using a rule-based reasoning system to interpret the image content. This system has been implemented using CEES, the C++ embedded expert system shell developed in the Systems Engineering and Automatic Control Laboratory (University of Girona) as a specific rule-based problem solving tool. It has been especially conceived for supporting cooperative expert systems, and uses the object oriented programming paradigm

Embedding objects into Matlab/Simulink for process supervision

This paper introduces how artificial intelligence technologies can be integrated into a known computer aided control system design (CACSD) framework, Matlab/Simulink, using an object oriented approach. The aim is to build a framework to aid supervisory systems analysis, design and implementation. The idea is to take advantage of an existing CACSD framework, Matlab/Simulink, so that engineers can proceed: first to design a control system, and then to design a straightforward supervisory system of the control system in the same framework. Thus, expert systems and qualitative reasoning tools are incorporated into this popular CACSD framework to develop a computer aided supervisory system design (CASSD) framework. Object-variables an introduced into Matlab/Simulink for sharing information between tools

Emotional intelligence and enterprise handbook : tools and techniques to help students succeed in life and work.

Manual diseñado para que profesores de enseñanza secundaria ayuden y apoyen el desarrollo de la inteligencia emocional, que abarca la conciencia y la responsabilidad, la actitud positiva y apreciativa, la empatía y el respeto, la motivación y la persistencia. Las actividades para nueve sesiones desarrollan la inteligencia con respecto a uno mismo, otras personas, el empleo y el futuro.

Strategies for teaching students with special needs : methods and techniques for classroom instruction.

El objetivo de este manual es que orientar a los maestros de primaria en centros de integración que tienen en su clase niños con necesidades especiales. Las estrategias presentadas intencionadamente borran la distinción entre y dentro de las categorías de niños con necesidades especiales y hacen hincapié en el acto de aprender de todos los niños. Tanto las estrategias como las prácticas educativas son reales, con énfasis sobre las orientaciones de lo que se debe hacer para satisfacer las necesidades de veinticinco estudiantes muy distintos. La atención se centra en la evaluación de lectura y métodos de lectura, el lenguaje, las matemáticas y las ideas de los aspectos sociales de integración.

Estudio de la aplicación de sistemas basados en el conocimiento a la operación de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética

Una de las actuaciones posibles para la gestión de los residuos sólidos urbanos es la valorización energética, es decir la incineración con recuperación de energía. Sin embargo es muy importante controlar adecuadamente el proceso de incineración para evitar en lo posible la liberación de sustancias contaminantes a la atmósfera que puedan ocasionar problemas de contaminación industrial.Conseguir que tanto el proceso de incineración como el tratamiento de los gases se realice en condiciones óptimas presupone tener un buen conocimiento de las dependencias entre las variables de proceso. Se precisan métodos adecuados de medida de las variables más importantes y tratar los valores medidos con modelos adecuados para transformarlos en magnitudes de mando. Un modelo clásico para el control parece poco prometedor en este caso debido a la complejidad de los procesos, la falta de descripción cuantitativa y la necesidad de hacer los cálculos en tiempo real. Esto sólo se puede conseguir con la ayuda de las modernas técnicas de proceso de datos y métodos informáticos, tales como el empleo de técnicas de simulación, modelos matemáticos, sistemas basados en el conocimiento e interfases inteligentes. En [Ono, 1989] se describe un sistema de control basado en la lógica difusa aplicado al campo de la incineración de residuos urbanos. En el centro de investigación FZK de Karslruhe se están desarrollando aplicaciones que combinan la lógica difusa con las redes neuronales [Jaeschke, Keller, 1994] para el control de la planta piloto de incineración de residuos TAMARA. En esta tesis se plantea la aplicación de un método de adquisición de conocimiento para el control de sistemas complejos inspirado en el comportamiento humano. Cuando nos encontramos ante una situación desconocida al principio no sabemos como actuar, salvo por la extrapolación de experiencias anteriores que puedan ser útiles. Aplicando procedimientos de prueba y error, refuerzo de hipótesis, etc., vamos adquiriendo y refinando el conocimiento, y elaborando un modelo mental. Podemos diseñar un método análogo, que pueda ser implementado en un sistema informático, mediante el empleo de técnicas de Inteligencia Artificial.Así, en un proceso complejo muchas veces disponemos de un conjunto de datos del proceso que a priori no nos dan información suficientemente estructurada para que nos sea útil. Para la adquisición de conocimiento pasamos por una serie de etapas: - Hacemos una primera selección de cuales son las variables que nos interesa conocer. - Estado del sistema. En primer lugar podemos empezar por aplicar técnicas de clasificación (aprendizaje no supervisado) para agrupar los datos y obtener una representación del estado de la planta. Es posible establecer una clasificación, pero normalmente casi todos los datos están en una sola clase, que corresponde a la operación normal. Hecho esto y para refinar el conocimiento utilizamos métodos estadísticos clásicos para buscar correlaciones entre variables (análisis de componentes principales) y así poder simplificar y reducir la lista de variables. - Análisis de las señales. Para analizar y clasificar las señales (por ejemplo la temperatura del horno) es posible utilizar métodos capaces de describir mejor el comportamiento no lineal del sistema, como las redes neuronales. Otro paso más consiste en establecer relaciones causales entre las variables. Para ello nos sirven de ayuda los modelos analíticos - Como resultado final del proceso se pasa al diseño del sistema basado en el conocimiento. El objetivo principal es aplicar el método al caso concreto del control de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética. En primer lugar, en el capítulo 2 Los residuos sólidos urbanos, se trata el problema global de la gestión de los residuos, dando una visión general de las diferentes alternativas existentes, y de la situación nacional e internacional en la actualidad. Se analiza con mayor detalle la problemática de la incineración de los residuos, poniendo especial interés en aquellas características de los residuos que tienen mayor importancia de cara al proceso de combustión.En el capítulo 3, Descripción del proceso, se hace una descripción general del proceso de incineración y de los distintos elementos de una planta incineradora: desde la recepción y almacenamiento de los residuos, pasando por los distintos tipos de hornos y las exigencias de los códigos de buena práctica de combustión, el sistema de aire de combustión y el sistema de humos. Se presentan también los distintos sistemas de depuración de los gases de combustión, y finalmente el sistema de evacuación de cenizas y escorias.El capítulo 4, La planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos de Girona, describe los principales sistemas de la planta incineradora de Girona: la alimentación de residuos, el tipo de horno, el sistema de recuperación de energía, y el sistema de depuración de los gases de combustión Se describe también el sistema de control, la operación, los datos de funcionamiento de la planta, la instrumentación y las variables que son de interés para el control del proceso de combustión.En el capítulo 5, Técnicas utilizadas, se proporciona una visión global de los sistemas basados en el conocimiento y de los sistemas expertos. Se explican las diferentes técnicas utilizadas: redes neuronales, sistemas de clasificación, modelos cualitativos, y sistemas expertos, ilustradas con algunos ejemplos de aplicación.Con respecto a los sistemas basados en el conocimiento se analizan en primer lugar las condiciones para su aplicabilidad, y las formas de representación del conocimiento. A continuación se describen las distintas formas de razonamiento: redes neuronales, sistemas expertos y lógica difusa, y se realiza una comparación entre ellas. Se presenta una aplicación de las redes neuronales al análisis de series temporales de temperatura.Se trata también la problemática del análisis de los datos de operación mediante técnicas estadísticas y el empleo de técnicas de clasificación. Otro apartado está dedicado a los distintos tipos de modelos, incluyendo una discusión de los modelos cualitativos.Se describe el sistema de diseño asistido por ordenador para el diseño de sistemas de supervisión CASSD que se utiliza en esta tesis, y las herramientas de análisis para obtener información cualitativa del comportamiento del proceso: Abstractores y ALCMEN. Se incluye un ejemplo de aplicación de estas técnicas para hallar las relaciones entre la temperatura y las acciones del operador. Finalmente se analizan las principales características de los sistemas expertos en general, y del sistema experto CEES 2.0 que también forma parte del sistema CASSD que se ha utilizado.El capítulo 6, Resultados, muestra los resultados obtenidos mediante la aplicación de las diferentes técnicas, redes neuronales, clasificación, el desarrollo de la modelización del proceso de combustión, y la generación de reglas. Dentro del apartado de análisis de datos se emplea una red neuronal para la clasificación de una señal de temperatura. También se describe la utilización del método LINNEO+ para la clasificación de los estados de operación de la planta.En el apartado dedicado a la modelización se desarrolla un modelo de combustión que sirve de base para analizar el comportamiento del horno en régimen estacionario y dinámico. Se define un parámetro, la superficie de llama, relacionado con la extensión del fuego en la parrilla. Mediante un modelo linealizado se analiza la respuesta dinámica del proceso de incineración. Luego se pasa a la definición de relaciones cualitativas entre las variables que se utilizan en la elaboración de un modelo cualitativo. A continuación se desarrolla un nuevo modelo cualitativo, tomando como base el modelo dinámico analítico.Finalmente se aborda el desarrollo de la base de conocimiento del sistema experto, mediante la generación de reglas En el capítulo 7, Sistema de control de una planta incineradora, se analizan los objetivos de un sistema de control de una planta incineradora, su diseño e implementación. Se describen los objetivos básicos del sistema de control de la combustión, su configuración y la implementación en Matlab/Simulink utilizando las distintas herramientas que se han desarrollado en el capítulo anterior.Por último para mostrar como pueden aplicarse los distintos métodos desarrollados en esta tesis se construye un sistema experto para mantener constante la temperatura del horno actuando sobre la alimentación de residuos.Finalmente en el capítulo Conclusiones, se presentan las conclusiones y resultados de esta tesis.

The importance of parental involvement in language acquisition and activities and techniques to enhance the home-school connection

This study discusses the importance of parental involvement in children’s language development, and the related project offers parents books and activities to assist them in developing their children’s linguistic skills.