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TEMA (São Carlos), Volume: 19, Número: 2, Publicado: 2018
  • Ordinal Sums of De Morgan Triples Articles

    MEZZOMO, I.; BEDREGAL, B.

    Resumo em Português:

    RESUMO Neste artigo, consideramos a soma ordinal dos sumandos das t-normas, t-conormas e negações fuzzy, e provamos alguns novos resultados sobre eles. Em particular, fornecemos algumas condições no sentido de garantir que quando os somandos forem triplas de De Morgan suas somas ordinais também são triplas de De Morgan. Também provamos que as leis de De Morgan são preservadas pela ação de automorfismos e N-dualidade.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT In this paper we consider the ordinal sum of the summands of t-norms, t-conorms, and fuzzy negations and prove some new results about them. In particular, we provide some conditions in order to guarantee that when the summands are De Morgan triples their ordinal sums also are De Morgan triple. We also proved that De Morgan laws are preserved for the the action of automorphisms and N-duality.
  • An Error Bound for Low Order Approximation of Dynamical Systems Subjected to Initial Conditions Articles

    MACIEL, G.P.R.; BARBOSA, R.S.

    Resumo em Português:

    RESUMO Nos últimos anos, um grande esforço tem sido realizado para se obter modelos de sistemas dinâmicos de ordem reduzida. Esta necessidade é impulsionada pela demanda por técnicas mais eficientes para simular sistemas dinâmicos em áreas como dinâmica de estruturas, projeto de controladores, circuitos eletrônicos, dinâmica de fluidos e sistemas microeletromecânicos. Os autores propõem um método para calcular o limite superior mínimo da norma ℒ2 do erro de um sistema linear invariante no tempo e de ordem reduzida, considerando todas as possíveis combinações de condições iniciais unitárias. Consequentemente, o método proposto calcula o vetor unitário de condições iniciais que maximiza a norma ℒ2 do erro do sistema reduzido. Baseado neste limite de erro, avalia-se a capacidade que um sistema dinâmico de ordem reduzida possui para aproximar a resposta transitória frente a condições iniciais.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT In recent years, a great effort has been taken focused on the development of reduced order modeling techniques of dynamical systems. This necessity is pushed by the requirement for efficient numerical techniques for simulations of dynamical systems arising from structural dynamics, controller design, circuit simulation, fluid dynamics and micro electromechanical systems. We introduce a method to calculate the minimum upper ℒ2 error bound of a linear time invariant reduced order model considering any possible unitary initial conditions (IC). As a consequence, the proposed method calculates the unitary IC vector which leads to the maximum ℒ2 norm of the error. Based on this error bound, it is discussed the capacity of a reduced order system to approximate the free transient response in the worst case scenario.
  • Numerical Solution of Heat Equation with Singular Robin Boundary Condition Articles

    LOZADA-CRUZ, G.; RUBIO-MERCEDES, C.E.; RODRIGUES-RIBEIRO, J.

    Resumo em Português:

    RESUMO Neste trabalho, obtemos soluções numéricas da equação diferencial de difusão do calor unidimensional com um parâmetro pequeno ε nas condições de contorno de Robin. Exemplos numéricos demonstram que as soluções numéricas do problema com condição de contorno de Robin convergem para a soluções analíticas do problema de Dirichlet homogêneo quando ε tende a zero.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT In this work we study the numerical solution of one-dimensional heat diffusion equation subject to Robin boundary conditions multiplied with a small parameter epsilon greater than zero. The numerical evidences tell us that the numerical solution of the differential equation with Robin boundary condition are very close in certain sense of the analytic solution of the problem with homogeneous Dirichlet boundary conditions when ε tends to zero.
  • Generalized Exponential Bidirectional Fuzzy Associative Memory with Fuzzy Cardinality-Based Similarity Measures Applied to Face Recognition Articles

    SOUZA, A.C.; VALLE, M.E.

    Resumo em Português:

    RESUMO Memórias associativas são modelos biologicamente inspirados projetados para o armazenamento e recordação por associação. Tais modelos visam o armazenamento de um conjunto finito de associações, chamado conjunto das memórias fundamentais. A memória associativa bidirecional exponencial fuzzy generalizada (GEB-FAM) é um modelo de memória heteroassociativa para armazenamento e recordação de conjuntos fuzzy. Uma medida de similaridade, isto é, uma função que indica o grau de igualdade entre dois conjuntos fuzzy, está no centro de um modelo GEB-FAM. Neste trabalho, apresentamos um estudo detalhado sobre o uso de medidades de similaridade definidas com base na cardinalidade na definição de uma GEB-FAM. Sobretudo, avaliamos o desempenho das GEB-FAMs usando tais medidas de similaridade em um problema de reconhecimento de faces.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Associative memories are biologically inspired models designed for the storage and recall by association. Such models aim to store a finite set of associations, called the fundamental memory set. The generalized exponential bidirectional fuzzy associative memory (GEB-FAM) is a heteroassociative memory model designed for the storage and recall of fuzzy sets. A similarity measure, that is, a function that indicates how much two fuzzy sets are equal, is at the core of a GEB-FAM model. In this paper, we present a detailed study on the use of cardinality-based similarity measures in the definition of a GEB-FAM. Moreover, we evaluate the performance of the GEB-FAMs defined using such measures in a face recognition problem.
  • Controle de um Sistema de Navegação de um Robô Ambiental Híbrido por meio de um Sistema de Inferência Fuzzy Hierárquico Articles

    GÓMEZ, C.J.; VELLASCO, M.; TANSCHEIT, R.

    Resumo em Português:

    RESUMO Apresenta-se, neste artigo, o desenvolvimento completo de um sistema de navegação auxiliar baseado na Lógica Fuzzy para um robô móvel denominado Robô Ambiental Híbrido Médio (RAHM). Apresenta-se também o projeto eletrônico e a programação do sistema de navegação. O desempenho deste sistema é avaliado frente ao do Sistema Principal de Navegação do RAHM.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT This paper presents the development of a fuzzy logic-based auxiliary navigation system for a Medium-Sized Hybrid Environmental Robot. The electronic project and the navigation system programming are also presented. The system’s behaviour is evaluated against the robot’s main navigation system.
  • Construção de Superfícies Suaves com Continuidade Geométrica Articles

    ROCHA, F.C. DA; CODA, H.B.

    Resumo em Português:

    RESUMO No uso de métodos numéricos, principalmente o método dos elementos de contorno, aconstrução de superfícies suaves é um dos requisitos importantes para a modelagem computacional de sólidos. Adicionalmente aos métodos numéricos, existem muitos outros campos de aplicação, tais como, na animação computacional e na reconstrução de imagens médicas, em que a continuidade geométrica G 1 é condição fundamental para a geração de superfícies suaves. No presente trabalho é utilizada a técnica de construção de geometria a partir das curvas do contorno. Diferentemente das construções clássicas das funções aproximadoras C 0, a presente construção G 1 faz uso dos vetores normais nos vértices da malha triangular, além de suas coordenadas geométricas. No entanto, os dados de entrada, especialmente os vetores normais, não são de obtenção imediata para geométricas complexas. Com o intuito de contornar esta dificuldade, o presente trabalho desenvolveu um código computacional para construção de superfícies suaves acoplado com o software de computação gráfica Blender TM . Desta forma, a implementação computacional tanto para a criação dos elementos triangulares com continuidade geométrica quanto para a obtenção das informações iniciais, via Blender TM , é explicitada e sua eficiência é comprovada por meio de modelagem de geometrias globalmente paramétricas e não-paramétricas de complexidade variada.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT In the computational modeling of solids, the construction of a smooth surface is one of the fundamental requirements in order to apply numerical methods, particularly the Boundary Element Methods. In addition, it is required in many other applications such as computer animation models and reconstruction of medical images. All these applications have the geometric continuity G 1 as the fundamental condition for generating smooth surfaces. In this study, the technique of constructing smooth geometries from boundary curves is used. For this construction, the geometric coordinates and the normals of vertices of the triangular patches are required. Because these informations are not immediately available, especially the normal vector, in this study, the computer graphics software named Blender TM is used to overcome this gap in the acquisition of input data. Thus, the procedure for creating the triangular patches with continuity G 1 and the algorithm for obtaining initial information are presented. An excellent efficiency in imposing of the smoothness and ac-curacy in geometrical representation is observed for both globally parametric and globally non-parametric surfaces.
  • Apnea Recognition with Wavelet Neural Networks Articles

    ZANIOL, C.; VARRIALE, M.C.; MANICA, E.

    Resumo em Português:

    RESUMO Apneia é uma Desordem do Sono caracterizada pela interrupção ou redução do fluxo de ar por pelo menos 10 segundos. Seu diagnóstico é realizado principalmente com a Polissonografia, exame composto por uma série de sinais como o Eletrocardiograma (ECG), Electroencefalograma (EEG) e Saturação do Oxigênio (SpO 2). A maioria dos exames para o diagnóstico da apneia são desconfortáveis e caros, incentivando a busca por métodos alternativos tanto para a redução do custo, quanto para o aumento do bem-estar do paciente. Neste trabalho, foi utilizado apenas dados advindos do SpO 2 de 25 pacientes do St Vincent’s University Hospital, Dublin, para extrair parâmetros e alimentar uma Rede Neural, que realiza a classificação de pacientes com apneia. Os resultados confirmam que o método apresentado pode ser usado como uma ferramenta auxiliar no diagnóstico.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Apnea is a Sleep Disorder Syndrome characterized by an interruption or reduction of air flow for at least 10 seconds. Polysomnography is a test used to apnea diagnosis. Several signals, including Electrocardiogram (ECG), Electroencephalogram (EEG) and Oxygen Saturation (SpO 2) are obtained in this diagnostic test. Since most tests for apnea are uncomfortable to the patients, there is an increase search for alternative methods to reduce cost and improve patient well-being. In this work, we use only SpO 2 data from 25 patients of the St Vincent’s University Hospital, Dublin, to extract parameters connected to a Neural Network to classify patients with apnea or non-apnea. Results confirm that our alternative method can be used as an auxiliary tool for diagnosis by using exclusively SpO 2 signal.
  • Modelo Entomológico Determinístico sob Efeito da Pluviosidade para o Aedes aegypti e o Aedes albopictus Articles

    SILVA, L.S.B.; CARDOSO, R.T.N.; FERNANDES, J.L.A.; SILVA, C.A.; EIRAS, A.E.

    Resumo em Português:

    RESUMO As espécies de mosquitos Aedes aegypti e Aedes albopictus destacam-se na dispersão de diversas arboviroses, dentre elas: a dengue, a febre amarela, a febre chikungunya e o zika vírus. Trabalhos na área de Biologia Matemática vêm sendo realizados recentemente no intuito de descrever a dinâmica da população destes vetores e, consequentemente, auxiliar os gestores públicos no controle destas arboviroses. Neste trabalho, apresentamos um modelo entomológico para descrever o ciclo de vida destas espécies de mosquito. Os coeficientes do modelo são fixados como dependentes da pluviosidade. Os resultados do modelo são validados por confrontação com dados experimentais de capturas de fêmeas A. aegypti para as cidades de Caratinga e Sete Lagoas, Minas Gerais, Brasil.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The mosquito species Aedes aegypti and Aedes albopictus are prominent in the dispersal of several arboviruses, among them: dengue fever, yellow fever, chikungunya fever and zika virus. Recent works in the area of mathematical biology have been carried out in order to describe the dynamics of the population of these vectors and, consequently, to help public managers in the control of these arboviruses. In this work, we present an entomological model to describe the life cycle of those species of mosquitoes. The coefficients of the model are fixed as rainfall dependent. The results of the model are validated by comparison to field data of captures of females A. aegypti performed in the cities of Caratinga and Sete Lagoas, Minas Gerais, Brazil.
  • A Comparison Among Simple Algorithms for Linear Programming Articles

    SILVA, J.; GHIDINI, C.T.L.S.; OLIVEIRA, A.R.L.; FONTOVA, M.I.V.

    Resumo em Português:

    RESUMO Este artigo apresenta uma comparação entre uma família de algoritmos simples para programação linear e o algoritmo de ajustamento pelo par ótimo. O algoritmo de ajustamento pelo par ótimo foi desenvolvido para melhorar a convergência do algoritmo de von Neumann que é um algoritmo muito interressante por causa de sua simplicidade. Porém não é muito prático resolver problemas de programação linear até a otimalidade com ele, visto que sua convergência ainda é muito lenta. A família de algoritmos simples surgiu da generalização do algoritmo de ajustamento pelo par aótimo, incluindo um parâmetro sobre o número de colunas escolhidas, em vez de manter fixa duas. Esta generalização preserva a simplicidade dos algoritmos e suas boas qualidades. Apresentamos experimentos numéricos sobre um conjunto de problemas de programação linear que mostram melhorias significativas em relação ao algoritmo de ajustamento pelo par ótimo.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT This paper presents a comparison between a family of simple algorithms for linear programming and the optimal pair adjustment algorithm. The optimal pair adjustment algorithm improvements the convergence of von Neumann’s algorithm which is very attractive because of its simplicity. However, it is not practical to solve linear programming problems to optimality, since its convergence is slow. The family of simple algorithms results from the generalization of the optimal pair adjustment algorithm, including a parameter on the number of chosen columns instead of just a pair of them. Such generalization preserves the simple algorithms nice features. Significant improvements over the optimal pair adjustment algorithm were demonstrated through numerical experiments on a set of linear programming problems.
  • A New Scheme for Fault Detection and Classification Applied to DC Motor Articles

    SANTOS, L.I.; PALHARES, R.M.; D’ANGELO, M.F.S.V.; MENDES, J.B.; VELOSO, R.R.; EKEL, P.Y.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT This study presents an approach for fault detection and classification in a DC drive system. The fault is detected by a classical Luenberger observer. After the fault detection, the fault classification is started. The fault classification, the main contribution of this paper, is based on a representation which combines the Subctrative Clustering algorithm with an adaptation of Particle Swarm Clustering.
  • The Influence of Velocity Field Approximationsin Tracer Injection Processes Articles

    NÚÑEZ, Y.R.; FARIA, C.O.; MALTA, S.M.C.; LOULA, A.F.D.

    Resumo em Português:

    RESUMO Embora a concentração seja a variável mais importante nos processos de injeção de traçadores, uma eficiente e precisa aproximação do campo de velocidades é crucial para obter um bom comportamento físico para o problema. Neste artigo, analisamos o método misto dual híbrido estabilizado (SDHM) para resolver o sistema de Darcy nas variáveis de velocidade e de pressão a partir da equação de conservação de massa e da lei de Darcy. Esta abordagem é localmente conservativa, livre de comprometimento entre os espaços de aproximação de elementos finitos e capaz de lidar com meios heterogêneos com propriedades descontínuas. A concentração do traçador é resolvida através de uma combinação do método Streamline Upwind Petrov-Galeklin (SUPG) no espaço com um método de diferenças finitas implícita no tempo. Também empregamos uma abordagem semi-analítica (solução analítica de Abbaszadeh-Dehghani) para integrar a equação de transporte. Um estudo comparativo numérico utilizando a formulação de SDHM, o método de Galerkin e uma técnica de pós-processamento para calcular o campo de velocidade em combinação com essas metodologias de aproximação da concentração são apresentados. Em todas as comparações, a formulação SDHM aparece como a mais eficiente, precisa e quase sem oscilações espúrias.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Although the concentration is the most important variable in tracer injection processes, an efficient and accurate velocity field approximation is crucial to obtain a good physical behaviour for the problem. In this paper we analyse a Stabilized Dual Hybrid Mixed (SDHM) method to solve the Darcy’s system in the velocity and pressure variables that involves the conservation of mass and Darcy’s law. This approach is locally conservative, free of compromise between the finite element approximation spaces and capable of dealing with heterogeneous media with discontinuous properties. The tracer concentration is solved via a combination of the Streamline Upwind Petrov-Galerkin (SUPG) method in space with an implicit finite difference scheme in time. We also employ a semi-analytical approach (Abbaszadeh-Dehghani analytical solution) to integrate the transport equation. A numerical comparative study using the SDHM formulation, the Galerkin method and a post-processing technique to calculate the velocity field in combination with those concentration approximation methodologies are presented. In all comparisons, the SDHM formulation appears as the most efficient, accurate and almost free of spurious oscillations.
  • Sequences of Primitive and Non-primitive BCH Codes Articles

    ANSARI, A.S.; SHAH, T.; RAHMAN, ZIA-UR; ANDRADE, A.A.

    Resumo em Português:

    RESUMO Neste trabalho, apresentamos um método que estabelece como uma sequência de códigos BCH não primitivos pode ser obtida através de um dado código BCH primitivo. Para isso, utilizamos uma técnica de construção diferente da técnica rotineira de códigos BCH e usamos a estrutura de anéis monoidais em vez de anéis de polinômios. Consequentemente, mostramos que existe uma sequência {Cbjn}1≤j≤m, onde b j n é o comprimento do código Cbjn, de códigos BCH binários não primitivos em vez de um dado código binário BCH C n de comprimento n. Algoritmos simulados via Mathlab para codificação e decodificação para este tipo de códigos são introduzidos. O algoritmo via o Matlab fornece rotinas para a construção de um código BCH primitivo, mas impõe várias restrições, como por exemplo, o grau s de um polinômio irredutível primitivo deve ser menor que 16. Este trabalho trata-se de polinômios não-primitivos irredutíveis com grau bs, que são maiores do que 16.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT In this work, we introduce a method by which it is established that how a sequence of non-primitive BCH codes can be obtained by a given primitive BCH code. For this, we rush to the out of routine assembling technique of BCH codes and use the structure of monoid rings instead of polynomial rings. Accordingly, it is gotten that there is a sequence {Cbjn}1≤j≤m, where b j n is the length of Cbjn, of non-primitive binary BCH codes against a given binary BCH code C n of length n. Matlab based simulated algorithms for encoding and decoding for these type of codes are introduced. Matlab provides in routines for construction of a primitive BCH code, but impose several constraints, like degree s of primitive irreducible polynomial should be less than 16. This work focuses on non-primitive irreducible polynomials having degree bs, which go far more than 16.
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