Disturbance decoupled observers for systems with unknown inputs

This note deals with the design of reduced-order disturbance decoupled scalar functional observers for linear systems with unknown inputs. Based on a parametric approach, existence conditions are derived and a design procedure for finding reduced-order scalar functional observers is given. The derived existence conditions are relaxed and the procedure can find first-order disturbance decoupled scalar functional observers for some cases where the number of unknown inputs is more than the number of outputs. Also, the observer matching condition, which is the necessary requirement for the design of state observers for linear systems with unknown inputs, is not required. Numerical examples are given to illustrate the attractiveness of the proposed design method.

Multi-agent based supply chain management with dynamic reconfiguration capability

Supply chain management (SCM) has received increased attention in a globally challenging environment as companies face the necessity to improve customer service and maximize profit. Therefore, dynamic reconfiguration capability is vital for supply chain management to respond to changing customer requirements and operating environments. On the other hand, for its flexible and autonomous characteristics, multi-agent systems are a viable technology for SCM, and have been widely applied in SCM. To this end, dynamic reconfiguration in agent-based SCM systems is proposed from autonomy oriented computing point of view. The performance of agent-based SCM with dynamic reconfiguration is evaluated under a modified TAC SCM scenario. With a dynamic reconfigurable SCM system, new products and processes can be introduced with considerably less expense and ramp-up time.

Functional observability and the design of minimum order linear functional observers

The design of a minimum-order linear functional observer for linear time-invariant systems has been an open problem for over four decades. This technical note provides a solution to this problem. The technical note also introduces the concept of Functional Observability/Detectability and shows that the well-known concept of Observability/Detectability is a special case of Functional Observability/Detectability.

Time-delay systems : design of delay-free and low-order observers

This note provides a comprehensive treatment on the design of functional observers for linear systems having a time-varying delay in the state variables. The designed observers possess attractive features of being low-order and delay-free and hence they are cost effective and easy to implement. Existence conditions are derived and a design procedure for finding low-order observers is given.

Automatic grain texture analysis using integral transforms

Tonewood for musical instruments is quarter-sawn and frequently quality-graded based on visual appearance, mechanical and acoustic properties. The assessment uses simple human (subjective) observation, and two ‘‘experts’’ can rate the same sample differently. This paper describes the application of integral transforms (Fourier and Radon) for automatic (objective) assessment of the visual appearance of 10 Sitka spruce (Picea sitchensis) sample images. This work considers surface classification on the basis of grain orientation, count, spacing, and evenness or uniformity.

Existence conditions for functional observability from an eigenspace perspective

Two theorems on conditions for nonexistence and for existence, of built functional observers, from an eigenspace perspective are presented and proved. One more theorem on Functional Observability in terms of constructed products of matrices A,C and L0 is also presented. This theorem provides an easy way to check Functional Observability before proceeding with the design of functional observers. The existence and the nonexistence theorems are used to unify previously reported theorems on Functional Observability by showing their equivalence. The connection between the concept of Functional Observability and the well known concept of State Observability is also presented.

Robust finite-horizon Kalman filtering for uncertain discrete-time systems

In this note, we propose a design for a robust finite-horizon Kalman filtering for discrete-time systems suffering from uncertainties in the modeling parameters and uncertainties in the observations process (missing measurements). The system parameter uncertainties are expected in the state, output and white noise covariance matrices. We find the upper-bound on the estimation error covariance and we minimize the proposed upper-bound.

High-pressure study of low-compressibility Ta2N

Room temperature synchrotron x-ray diffraction experiments were performed on nanocrystal Ta₂N in a diamond anvil cell to a pressure of 55.48 GPa. This nitride is a well-known kind of high-hardness material, and it is found to be highly incompressible. The structure is stable with no phase transitions observed in this pressure range. The zero-pressure bulk modulus and its pressure derivative at ambient pressure are B₀ = 360 ± 3 GPa, B₀' = 4, and in room conditions, the a and c parameters are 3.054 Å, 4.996 Å, respectively. The bulk modulus of Ta₂N is greater than those of TaC, ε-TaN, Cr₂N and MoN. The differences in bulk moduli might be due to the differences in structure and the cohesive energy among these phases.

The association between alcohol interventions and Dui incidents in Geelong, Victoria

Introduction and aims : Driving under the influence of alcohol is a major public health problem, every year affecting the lives of billions around the world - and not least in Australia. Since 2001, several Traffic Accident Commission (TAC), police, and community interventions have been implemented in Geelong, Australia to curb drink driving. The current paper aims to assess the impact of 13 alcohol interventions on drink-driving rates in the Geelong region of Australia. The interventions comprised seven TAC media campaigns, three Victoria Police operations, two community interventions targeting licensed premises, and the alcohol interlock program.

Method : This study examined two types of Victoria Police frequency data: Driving under the influence (DUI) offences, and roadside preliminary breath testing (PBT) rates. Multiple regressions were carried out to determine if any of the interventions were significantly associated with frequency fluctuations in the data.

Results : Of the 13 alcohol interventions examined, three TAC campaigns and one Victoria Police operation precipitated significant decreases in drink-driving rates, while another three TAC campaigns were associated with significant increases in drink-driving rates. Over one in five (22.5%) had recorded prior DUI offences.

Conclusions : The most promising approach to curbing DUI-rates in Geelong, appear to be through informative media campaigns which show people specific settings where they might become mildly intoxicated without being aware of it, such as TAC’s ‘Education 1’ campaign. However, there remains a worrying level of recidivist drink drivers in Geelong suggesting the need for tailored approaches.

Attributions of responsibility for motor vehicle accidents and post-injury outcomes.

 This thesis explored the relationship between attributions of responsibility for motor vehicle accidents and post-injury outcomes among a large sample of TAC clients. Results demonstrated that, despite similar levels of physical injury, people who attribute responsibility for accidents to other persons or circumstances experience poorer physical and mental health recovery in comparison to those who attribute responsibility to themselves.

Estudo tomográfico convencional e computadorizado da região posterior da mandíbula

Em uma amostra constituída de oito mandíbulas humanas secas, foram selecionados quatro sítios na região de segundo pré-molar a primeiro molar, dos de cada lado. Um come de gutta-percha foi fixado com adesivo instantâneo na face lingual da mandíbula, na região de cada sítio. Para simular a presença de tecidos moles, as mandíbulas foram incluídas em parafina. Para a correta seleção dos sítios de exame, a tomografia hipocicloidal, foi utilizazda uma incidência radiográfica oclusa total dee cada mandíbula, cuja imagem foi capturada par ao monitor. Sobre a mesma foram selecionados os sítos para a obtenção de cortes ortorradiais de tomografia hipocicloidal, com espessura de 2 mm, através do equipamento IS2000 COMM-CATR. A tomografia computadoriza helicoidal foi obtida através do equipamento Twin FlashR e as reconstruções ortorradiais, cada uma com 2 mm de espessura, foram realizadas com o softtware Denta CTr. A mandíbulas foram seccionadas nos sítios propostos e todas as imagens, digitalizadas através de scanner. As imagens de tomografia hipocicloidal foram redimensionadas de acordo com a magnificação de 26%. Dois examinadores previamente calibrados realizaram medidas de distâncias e horizontais das imagens digitais apresentadas no monitor, sob condições ideiais de visualizaação. As comparações intra e interexaminador não mostraram variabilidade significativas. As medidas obtidas pelos dois métodos foram comparadas ao padrão-ouro e as diferenças encontradas foram menores que 0,1 mm. Tais resultados permitem concluir que, na presente amostra, tanto a tomografia computadoriza helicoidal quando a tomografia hipocicloidal permite obtenção segura das medidas verticais e horizontais propostas na região posterior mandíbula.

Avaliação do efeito cerebral agudo do Metilfenidato, através de Spect, em crianças e adolescentes do sexo masculino com transtorno de déficit de atenção e hiperatividade : um ensaio clínico randomizado

Resumo não disponível.

Integração de dados geofísicos e geológicos na avaliação ambiental e epidemiológica de radiações naturais (radônio) no escudo Sul-Riograndense (RS-Brasil)

Os efeitos provocados por radiações são conhecidos na literatura por meio dos estudos em usinas nucleares e em testes bélicos. Entretanto, os efeitos da radiação natural vêm despertando a atenção das autoridades da saúde, dentre as quais se destaca a Environmental Protection Agency (EPA) nos Estados Unidos e a National Radiological Protection Board (NRPB) no Reino Unido. Os efeitos epidemiológicos ocasionados por radiação de origem natural, mais especificamente a radiação emanada pelo gás radônio que fica acumulado em residências enclausuradas por muito tempo, tem sido alvo de intensas investigações. Nessa dissertação, foi realizada uma avaliação ambiental preliminar da radiação natural devida ao radônio como elemento epidemiológico no Escudo Sul-riograndense. Os dados utilizados para determinar o risco epidemiológico foram: neoplasias, radiação, geologia e população. O banco de dados dos casos de óbitos por neoplasias do estado foi obtido da Secretaria da Saúde, por meio do Núcleo de Informação em Saúde. A radiação natural devida ao radônio foi determinada a partir dos dados gamaespectrométricos obtidos de levantamento aerogeofísico da CPRM no Escudo Sul-riograndense, nos projetos Camaquã e Extremo Sudeste do Brasil realizados nos anos de 1973 e 1978, respectivamente. Os dados geológicos foram obtidos do Mapa Geológico do Estado de 1989. Os dados de população foram obtidos junto ao Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). A integração de dados foi realizada usando a metodologia de matriz de sobreposição entre os dados de casos de óbitos por neoplasia e de gamaespectrometria. Os dados de população foram empregados para normalizar os dados de neoplasias, e o dado de geologia para correlacionar com a gamaespectrometria. Os resultados da integração são mapas classificados pelo grau de risco epidemiológico, nos quais é apresentada a relação entre os casos de neoplasias pela intensidade de radiação devida ao radônio. Nesse sentido, uma boa relação foi assinalada e são recomendados estudos adicionais sobre esse mesmo banco de dados.

Caracterização de microorganismos aquáticos por processamento digital de imagens e redes neurais artificiais

A identificação e o monitoramento de microorganismos aquáticos, como bactérias e microalgas, tem sido uma tarefa árdua e morosa. Técnicas convencionais, com uso de microscópios e corantes, são complexas, exigindo um grande esforço por parte dos técnicos e pesquisadores. Uma das maiores dificuldades nos processos convencionais de identificação via microscopia é o elevado número de diferentes espécies e variantes existentes nos ambientes aquáticos, muitas com semelhança de forma e textura. O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para a caracterização e classificação de microorganismos aquáticos (bactérias e microalgas), bem como a determinação de características cinemáticas, através do estudo da mobilidade de microalgas que possuem estruturas que permitem a natação (flagelos). Para caracterização e reconhecimento de padrões as metodologias empregadas foram: o processamento digital de imagens e redes neurais artificiais (RNA). Para a determinação da mobilidade dos microorganismos foram empregadas técnicas de velocimetria por processamento de imagens de partículas em movimento (Particle Tracking Velocimetry - PTV). O trabalho está dividido em duas partes: 1) caracterização e contagem de microalgas e bactérias aquáticas em amostras e 2) medição da velocidade de movimentação das microalgas em lâminas de microscópio. A primeira parte envolve a aquisição e processamento digital de imagens de microalgas, a partir de um microscópio ótico, sua caracterização e determinação da densidade de cada espécie contida em amostras. Por meio de um microscópio epifluorescente, foi possível, ainda, acompanhar o crescimento de bactérias aquáticas e efetuar a sua medição por operadores morfológicos. A segunda parte constitui-se na medição da velocidade de movimentação de microalgas, cujo parâmetro pode ser utilizado como um indicador para se avaliar o efeito de substâncias tóxicas ou fatores de estresse sobre as microalgas. O trabalho em desenvolvimento contribuirá para o projeto "Produção do Camarão Marinho Penaeus Paulensis no Sul do Brasil: Cultivo em estruturas Alternativas" em andamento na Estação Marinha de Aquacultura - EMA e para pesquisas no Laboratório de Ecologia do Fitoplâncton e de Microorganismos Marinhos do Departamento de Oceanografia da FURG. O trabalho propõe a utilização dos níveis de intensidade da imagem em padrão RGB e oito grandezas geométricas como características para reconhecimento de padrões das microalgas O conjunto proposto de características das microalgas, do ponto de vista de grandezas geométricas e da cor (nível de intensidade da imagem e transformadas Fourier e Radon), levou à geração de indicadores que permitiram o reconhecimento de padrões. As redes neurais artificiais desenvolvidas com topologia de rede multinível totalmente conectada, supervisionada, e com algoritmo de retropropagação, atingiram as metas de erro máximo estipuladas entre os neurônios de saída desejados e os obtidos, permitindo a caracterização das microalgas.

Visualização de estruturas internas em volumes de dados multimodais

Com o aperfeiçoamento de técnicas de aquisição de imagens médicas, como, por exemplo, a tomografia computadorizada e ressonância magnética, a capacidade e a fidelidade do diagnóstico por imagens foram ampliadas. Atualmente, existe a tendência de utilizarem-se imagens através de diversas modalidades para um único diagnóstico, principalmente no caso de doenças graves. Entretanto, o registro e a fusão dessas imagens, chamadas mutimodais, em uma única representação 3D do paciente é uma arefa extremamente dif[icil, que consome tempo e que está sujeita a erros. Sendo assim, a integração de imagens de diferentes modalidades tem sido objeto de pesquisa sob a denominação de Visualização de Volumes de Dados Multimodais. Sistemas desenvolvidos com este objetivo são usados, principalmente, para combinar informações metabólicas e funcionais com dados de anatomia, aumentando a precisão do diagnóstico, uma vez que possibilitam extrrair uma superfície ou região da imagem que apresenta a anatomia, e, então, observar a atividade funcional na outra modalidade. Durante a análise de tais imagens, os médicos estão interessados e quantificar diferentes estruturas. Seusobjetivos envolvem, por exemplo, a visualização de artérias e órgãos do corpo humano para análise de patologias, tais como tumores, má-formações artério-venosas, ou lesões em relação às estuturas que as circundam. Assim, um dos principais obetivos de um algoritmo de visualização volumétrica é permitir a identificação e exploração de estruturas internas no volume. Como o volume é normalmente um "bloco de dados", não se pode visualizar o seu interior, a menos que se assuma que é possível ver através de voxels transparentes, ou que é possivel remover voxels que estão na frente na qual o usuário está interessado, o que foi feito através de técnicas de segmentação ou de corte. Este trabalho presenta uma abordagem para a visualização de estruturas internas em volumes de dados multimodais. A abordagem está fundamentada na utilização de ferramentas de corte, tanto geométricas quanto baseadas em conteúdo, evitando, assim, o uso de técnicas de segmentação; e na integração dos dados multimodais na etapa de acumulação de pipeline de visualização volumétrica. Considerando que as aplicações que suportam este tipo de visualização envolvem a integração de várias ferramentas, tais como registro, corte e visualização, também é apresentado o projeto de um framework que permite esta integração e um alto grau de interação com usuário. Para teste e validação das técnicas de visualização de estruturas internas propostas e do algoritmo desenvolvido, que consiste numa extensão do algoritmo de ray casting tradicional, foram implementadas algumas classes desse framework. Uma revisão baseada na análise e na classificação das ferramentas de corte e funções de transferências, que correspondem a técnicas que permitem visualizar estruturas internas, também é apresentada.