Crossover between the extended and localized regimes in stochastic partially self-avoiding walks in one-dimensional disordered systems

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Short and long period optimization of drug doses in the treatment of AIDS

Técnicas de otimização numérica são úteis na solução de problemas de determinação da melhor entrada para sistemas descritos por modelos matemáticos e cujos objetivos podem ser expressos de uma maneira quantitativa. Este trabalho aborda o problema de otimizar as dosagens dos medicamentos no tratamento da AIDS em termos de um balanço entre a resposta terapêutica e os efeitos colaterais. Um modelo matemático para descrever a dinâmica do vírus HIV e células CD4 é utilizado para calcular a dosagem ótima do medicamento no tratamento a curto prazo de pacientes com AIDS por um método de otimização direta utilizando uma função custo do tipo Bolza. Os parâmetros do modelo foram ajustados com dados reais obtidos da literatura. Com o objetivo de simplificar os procedimentos numéricos, a lei de controle foi expressa em termos de uma expansão em séries que, após truncamento, permite obter controles sub-ótimos. Quando os pacientes atingem um estado clínico satisfatório, a técnica do Regulador Linear Quadrático (RLQ) é utilizada para determinar a dosagem permanente de longo período para os medicamentos. As dosagens calculadas utilizando a técnica RLQ , tendem a ser menores do que a equivalente terapia de dose constante em termos do expressivo aumento na contagem das células T+ CD4 e da redução da densidade de vírus livre durante um intervalo fixo de tempo.

Design and management optimization of trickle irrigation systems using non-linear programming

A non-linear model is presented which optimizes the lay-out, as well as the design and management of trickle irrigation systems, to achieve maximum net benefit. The model consists of an objective function that maximizes profit at the farm level, subject to appropriate geometric and hydraulic constraints. It can be applied to rectangular shaped fields, with uniform or zero slope. The software used is the Gams-Minos package. The basic inputs are the crop-water-production function, the cost function and cost of system components, and design variables. The main outputs are the annual net benefit and pipe diameters and lengths. To illustrate the capability of the model, a sensitivity analysis of the annual net benefit for a citrus field is evaluated with respect to irrigated area, ground slope, micro-sprinkler discharge and shape of the field. The sensitivity analysis suggests that the greatest benefit is obtained with the smallest microsprinkler discharge, the greatest area, a square field and zero ground slope. The costs of the investment and energy are the components of the objective function that had the greatest effect in the 120 situations evaluated. (C) 1996 Academic Press Limited

Constrained optimization model for the design of an adaptive (X)over-bar chart

An economic-statistical model is developed for variable parameters (VP) (X) over bar charts in which all design parameters vary adaptively, that is, each of the design parameters (sample size, sampling interval and control-limit width) vary as a function of the most recent process information. The cost function due to controlling the process quality through a VP (X) over bar chart is derived. During the optimization of the cost function, constraints are imposed on the expected times to signal when the process is in and out of control. In this way, required statistical properties can be assured. Through a numerical example, the proposed economic-statistical design approach for VP (X) over bar charts is compared to the economic design for VP (X) over bar charts and to the economic-statistical and economic designs for fixed parameters (FP) (X) over bar charts in terms of the operating cost and the expected times to signal. From this example, it is possible to assess the benefits provided by the proposed model. Varying some input parameters, their effect on the optimal cost and on the optimal values of the design parameters was analysed.

Economic design of two-stage (X)over-bar charts: the Markov chain approach

When the (X) over bar chart is in use, samples are regularly taken from the process, and their means are plotted on the chart. In some cases, it is too expensive to obtain the X values, but not the values of a correlated variable Y. This paper presents a model for the economic design of a two-stage control chart, that is. a control chart based on both performance (X) and surrogate (Y) variables. The process is monitored by the surrogate variable until it signals an out-of-control behavior, and then a switch is made to the (X) over bar chart. The (X) over bar chart is built with central, warning. and action regions. If an X sample mean falls in the central region, the process surveillance returns to the (Y) over bar chart. Otherwise. The process remains under the (X) over bar chart's surveillance until an (X) over bar sample mean falls outside the control limits. The search for an assignable cause is undertaken when the performance variable signals an out-of-control behavior. In this way, the two variables, are used in an alternating fashion. The assumption of an exponential distribution to describe the length of time the process remains in control allows the application of the Markov chain approach for developing the cost function. A study is performed to examine the economic advantages of using performance and surrogate variables. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Economic design of (X)over-bar charts with variable parameters: the Markov chain approach

This paper presents an economic design of (X) over bar control charts with variable sample sizes, variable sampling intervals, and variable control limits. The sample size n, the sampling interval h, and the control limit coefficient k vary between minimum and maximum values, tightening or relaxing the control. The control is relaxed when an (X) over bar value falls close to the target and is tightened when an (X) over bar value falls far from the target. A cost model is constructed that involves the cost of false alarms, the cost of finding and eliminating the assignable cause, the cost associated with production in an out-of-control state, and the cost of sampling and testing. The assumption of an exponential distribution to describe the length of time the process remains in control allows the application of the Markov chain approach for developing the cost function. A comprehensive study is performed to examine the economic advantages of varying the (X) over bar chart parameters.

Economic design of a Vp X̄ chart

We develop an economic model for X̄ control charts having all design parameters varying in an adaptive way, that is, in real time considering current sample information. In the proposed model, each of the design parameters can assume two values as a function of the most recent process information. The cost function is derived and it provides a device for optimal selection of the design parameters. Through a numerical example one can foresee the savings that the developed model possibly provides. © 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

A maximum principle for infinite time asymptotically stable impulsive dynamic control systems

We consider an infinite horizon optimal impulsive control problems for which a given cost function is minimized by choosing control strategies driving the state to a point in a given closed set C ∞. We present necessary conditions of optimality in the form of a maximum principle for which the boundary condition of the adjoint variable is such that non-degeneracy due to the fact that the time horizon is infinite is ensured. These conditions are given for conventional systems in a first instance and then for impulsive control problems. They are proved by considering a family of approximating auxiliary interval conventional (without impulses) optimal control problems defined on an increasing sequence of finite time intervals. As far as we know, results of this kind have not been derived previously. © 2010 IFAC.

Extração semi-automática do eixo de rodovia em imagens de média e alta resolução usando programação dinâmica

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Abordagens de sistemas inteligentes para a solução do problema de despacho econômico de geração

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Gerenciamento de mobilidade transparente com suporte integrado a QoS/QoE em redes heterogêneas

Os avanços nas tecnologias de comunicação sem fio, a demanda por novas aplicações multimídia em tempo real, com requisitos de Qualidade de Serviço (QoS) e Qualidade de Experiência (QoE), e a proliferação de equipamentos móveis, originam o surgimento de soluções que permitem mobilidades horizontais e verticais em redes heterogêneas, de modo transparente. Esses dispositivos móveis apresentam múltiplas interfaces sem fio, onde os usuários se conectam para realizar tarefas e serviços variados no seu dia a dia, mediante a tecnologia de redes diferentes, proporcionando um cenário heterogêneo com diversas oportunidades de conectividade para os usuários móveis. Visando solucionar o problema de várias conexões, feitas por usuários móveis, em uma mesma rede Wi-Fi (Wireless Fidelity) e/ou WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) com diferentes serviços executados, porém, utilizando incorretamente a rede, esta dissertação propõe uma técnica hierárquica de decisão de mobilidade transparente, baseada em uma função de custo, no padrão IEEE 802.21 e no mapeamento de classes de serviço para garantir QoS/QoE para usuários em períodos de mobilidade chamada de MIH2Q, onde essa política informa a melhor rede para ser utilizada, de acordo com o serviço utilizado pelo usuário móvel. A avaliação do impacto e os benefícios da proposta são feitas através de simulação no NS-2 (Network Simulator - version 2) e no evalvid, utilizando métricas de QoS e QoE para verificação dos resultados.

Projeto e avaliação experimental de uma estratégia baseada em análise intervalar aplicada ao projeto de estabilizador de sistemas de potência robusto implementado em um sistema de geração de 10KVA

Neste trabalho, são apresentados a metodologia de projeto e resultados de testes experimentais de um estabilizador de sistema de potência (ESP), implementado em um sistema de geração em escala reduzida de 10 kVA, localizado no Laboratório de Controle e Sistema de Potência (LACSPOT) da Universidade Federal do Pará (UFPA). O projeto do ESP é baseado em uma estratégia de controle robusto com ênfase em incertezas paramétricas estruturadas, as quais são tratadas com ferramentas da teoria de análise intervalar. Estas incertezas são decorrentes de mudanças do ponto de operação do sistema, que provocam variações nos parâmetros de um modelo matemático linearizado referente ao comportamento dinâmico do sistema elétrico de potência no referido ponto de operação. Para o projeto do ESP robusto intervalar, são realizados uma serie de ensaios experimentais com o propósito de estimar os parâmetros de modelos linearizados da planta, representando satisfatoriamente a dinâmica dos modos poucos amortecidos do sistema de geração interligado. O método de identificação é baseado em técnica de identificação paramétrica, baseado em mínimos quadrados. A partir de um conjunto de dados de entrada e saída, para cada ponto de operação, um modelo linear, do tipo auto-regressivo com entrada exógenos (ARX), estimado para fim de uso do projeto do ESP. Por fim, uma série de testes experimentais é realizada no sistema de geração interligado a rede elétrica local, com o propósito de verificar a efetividade da técnica de controle robusto intervalar proposta para a sintonia do ESP. A partir da análise da função custo do sinal de erro de desvio de potência elétrica na saída do gerador síncrono e a função custo do sinal de controle do ESP comprova-se experimentalmente o bom desempenho obtido pela técnica de controle proposta em comparação com uma técnica de controle clássica.

Detecção do contato entre camadas através do perfil de indução

Dois dos principais objetivos da interpretação petrofísica de perfis são a determinação dos limites entre as camadas geológicas e o contato entre fluidos. Para isto, o perfil de indução possui algumas importantes propriedades: É sensível ao tipo de fluido e a distribuição do mesmo no espaço poroso; e o seu registro pode ser modelado com precisão satisfatória como sendo uma convolução entre a condutividade da formação e a função resposta da ferramenta. A primeira propriedade assegura uma boa caracterização dos reservatórios e, ao mesmo tempo, evidencia os contatos entre fluidos, o que permite um zoneamento básico do perfil de poço. A segunda propriedade decorre da relação quasi-linear entre o perfil de indução e a condutividade da formação, o que torna possível o uso da teoria dos sistemas lineares e, particularmente, o desenho de filtros digitais adaptados à deconvolução do sinal original. A idéia neste trabalho é produzir um algoritmo capaz de identificar os contatos entre as camadas atravessadas pelo poço, a partir da condutividade aparente lida pelo perfil de indução. Para simplificar o problema, o modelo de formação assume uma distribuição plano-paralela de camadas homogêneas. Este modelo corresponde a um perfil retangular para condutividade da formação. Usando o perfil de entrada digitalizado, os pontos de inflexão são obtidos numericamente a partir dos extremos da primeira derivada. Isto gera uma primeira aproximação do perfil real da formação. Este perfil estimado é então convolvido com a função resposta da ferramenta gerando um perfil de condutividade aparente. Uma função custo de mínimos quadrados condicionada é definida em termos da diferença entre a condutividade aparente medida e a estimada. A minimização da função custo fornece a condutividade das camadas. O problema de otimização para encontrar o melhor perfil retangular para os dados de indução é linear nas amplitudes (condutividades das camadas), mas uma estimativa não linear para os contatos entre as camadas. Neste caso as amplitudes são estimadas de forma linear pelos mínimos quadrados mantendo-se fixos os contatos. Em um segundo passo mantem-se fixas as amplitudes e são calculadas pequenas mudanças nos limites entre as camadas usando uma aproximação linearizada. Este processo é interativo obtendo sucessivos refinamentos até que um critério de convergência seja satisfeito. O algoritmo é aplicado em dados sintéticos e reais demonstrando a robustez do método.

Detecção de refletores sísmicos por rede neural discreta

As redes neurais artificiais têm provado serem uma poderosa técnica na resolução de uma grande variedade de problemas de otimização. Nesta dissertação é desenvolvida uma nova rede neural, tipo recorrente, sem realimentação (self-feedback loops) e sem neurônios ocultos, para o processamento do sinal sísmico, para fornecer a posição temporal, a polaridade e as amplitudes estimadas dos refletores sísmicos, representadas pelos seus coeficientes de reflexão. A principal característica dessa nova rede neural consiste no tipo de função de ativação utilizada, a qual permite três possíveis estados para o neurônio. Busca-se estimar a posição dos refletores sísmicos e reproduzir as verdadeiras polaridades desses refletores. A idéia básica desse novo tipo de rede, aqui denominada rede neural discreta (RND), é relacionar uma função objeto, que descreve o problema geofísico, com a função de Liapunov, que descreve a dinâmica da rede neural. Deste modo, a dinâmica da rede leva a uma minimização local da sua função de Liapunov e consequentemente leva a uma minimização da função objeto. Assim, com uma codificação conveniente do sinal de saída da rede tem-se uma solução do problema geofísico. A avaliação operacional da arquitetura desta rede neural artificial é realizada em dados sintéticos gerados através do modelo convolucional simples e da teoria do raio. A razão é para explicar o comportamento da rede com dados contaminados por ruído, e diante de pulsos fonte de fases mínima, máxima e misturada.

Análise do método suvrel na expressão diferencial a partir da matriz de contagens gerada com dados de RNA-SEQ

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)