Control of uncertain compartmental systems

Bibliographic Details
Main Author: Sousa, Cláudia Noémia Soares de
Publication Date: 2011
Language: eng
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: http://hdl.handle.net/10773/3842
Summary: Os sistemas compartimentais são frequentemente usados na modelação de diversos processos em várias áreas, tais como a biomedicina, ecologia, farmacocinética, entre outras. Na maioria das aplicações práticas, nomeadamente, aquelas que dizem respeito à administração de drogas a pacientes sujeitos a cirurgia, por exemplo, a presença de incertezas nos parâmetros do sistema ou no estado do sistema é muito comum. Ao longo dos últimos anos, a análise de sistemas compartimentais tem sido bastante desenvolvida na literatura. No entanto, a análise da sensibilidade da estabilidade destes sistemas na presença de incertezas tem recebido muito menos atenção. Nesta tese, consideramos uma lei de controlo por realimentação do estado com restrições de positividade e analisamos a sua robustez quando aplicada a sistemas compartimentais lineares e invariantes no tempo com incertezas nos parâmetros. Além disso, para sistemas lineares e invariantes no tempo com estado inicial desconhecido, combinamos esta lei de controlo com um observador do estado e a robustez da lei de controlo resultante também é analisada. O controlo do bloqueio neuromuscular por meio da infusão contínua de um relaxante muscular pode ser modelado como um sistema compartimental de três compartimentos e tem sido objecto de estudo por diversos grupos de investigação. Nesta tese, os nossos resultados são aplicados a este problema de controlo e são fornecidas estratégias para melhorar os resultados obtidos.
id RCAP_6deda89038b9ae3dce7a800d028bf693
oai_identifier_str oai:ria.ua.pt:10773/3842
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository_id_str https://opendoar.ac.uk/repository/7160
spelling Control of uncertain compartmental systemsMatemáticaBiomatemáticaCiências médicas: Modelos matemáticosIncertezaSistemas adaptativosSistemas linearesAnálise multivariadaEstimação robustaOs sistemas compartimentais são frequentemente usados na modelação de diversos processos em várias áreas, tais como a biomedicina, ecologia, farmacocinética, entre outras. Na maioria das aplicações práticas, nomeadamente, aquelas que dizem respeito à administração de drogas a pacientes sujeitos a cirurgia, por exemplo, a presença de incertezas nos parâmetros do sistema ou no estado do sistema é muito comum. Ao longo dos últimos anos, a análise de sistemas compartimentais tem sido bastante desenvolvida na literatura. No entanto, a análise da sensibilidade da estabilidade destes sistemas na presença de incertezas tem recebido muito menos atenção. Nesta tese, consideramos uma lei de controlo por realimentação do estado com restrições de positividade e analisamos a sua robustez quando aplicada a sistemas compartimentais lineares e invariantes no tempo com incertezas nos parâmetros. Além disso, para sistemas lineares e invariantes no tempo com estado inicial desconhecido, combinamos esta lei de controlo com um observador do estado e a robustez da lei de controlo resultante também é analisada. O controlo do bloqueio neuromuscular por meio da infusão contínua de um relaxante muscular pode ser modelado como um sistema compartimental de três compartimentos e tem sido objecto de estudo por diversos grupos de investigação. Nesta tese, os nossos resultados são aplicados a este problema de controlo e são fornecidas estratégias para melhorar os resultados obtidos.Compartmental systems are widely used for modeling several processes in many fields such as biomedicine, ecology, pharmacokinetics, among others. In most practical applications, as for instance those concerning drug administration to patients undergoing surgery, the presence of uncertainties in the system parameters or in the system state is very common. Over the last several years the analysis of compartmental systems has been widely developed in the literature. However, the analysis of the sensitivity of the stability of these systems under the presence of uncertainties has received far less attention. In this thesis, we consider a state feedback control law with positivity constraints and analyze its robustness when applied to linear time-invariant compartmental systems with parameter uncertainties. Moreover, for linear timeinvariant compartmental systems with unknown initial state, we combine this control law with a state-observer and the robustness of the resulting control law is also analyzed. The control of the neuromuscular blockade by the continuous infusion of a muscle relaxant may be modelled as a three-compartment system and has been a subject of study by several research groups. In this thesis, our results are applied to this control problem and strategies for improving the obtained results are provided.Universidade de Aveiro2011-07-22T11:55:55Z2011-01-01T00:00:00Z2011doctoral thesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/3842TID:101302630engSousa, Cláudia Noémia Soares deinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2024-05-06T03:32:41Zoai:ria.ua.pt:10773/3842Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-28T13:38:00.960935Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
dc.title.none.fl_str_mv Control of uncertain compartmental systems
title Control of uncertain compartmental systems
spellingShingle Control of uncertain compartmental systems
Sousa, Cláudia Noémia Soares de
Matemática
Biomatemática
Ciências médicas: Modelos matemáticos
Incerteza
Sistemas adaptativos
Sistemas lineares
Análise multivariada
Estimação robusta
title_short Control of uncertain compartmental systems
title_full Control of uncertain compartmental systems
title_fullStr Control of uncertain compartmental systems
title_full_unstemmed Control of uncertain compartmental systems
title_sort Control of uncertain compartmental systems
author Sousa, Cláudia Noémia Soares de
author_facet Sousa, Cláudia Noémia Soares de
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Sousa, Cláudia Noémia Soares de
dc.subject.por.fl_str_mv Matemática
Biomatemática
Ciências médicas: Modelos matemáticos
Incerteza
Sistemas adaptativos
Sistemas lineares
Análise multivariada
Estimação robusta
topic Matemática
Biomatemática
Ciências médicas: Modelos matemáticos
Incerteza
Sistemas adaptativos
Sistemas lineares
Análise multivariada
Estimação robusta
description Os sistemas compartimentais são frequentemente usados na modelação de diversos processos em várias áreas, tais como a biomedicina, ecologia, farmacocinética, entre outras. Na maioria das aplicações práticas, nomeadamente, aquelas que dizem respeito à administração de drogas a pacientes sujeitos a cirurgia, por exemplo, a presença de incertezas nos parâmetros do sistema ou no estado do sistema é muito comum. Ao longo dos últimos anos, a análise de sistemas compartimentais tem sido bastante desenvolvida na literatura. No entanto, a análise da sensibilidade da estabilidade destes sistemas na presença de incertezas tem recebido muito menos atenção. Nesta tese, consideramos uma lei de controlo por realimentação do estado com restrições de positividade e analisamos a sua robustez quando aplicada a sistemas compartimentais lineares e invariantes no tempo com incertezas nos parâmetros. Além disso, para sistemas lineares e invariantes no tempo com estado inicial desconhecido, combinamos esta lei de controlo com um observador do estado e a robustez da lei de controlo resultante também é analisada. O controlo do bloqueio neuromuscular por meio da infusão contínua de um relaxante muscular pode ser modelado como um sistema compartimental de três compartimentos e tem sido objecto de estudo por diversos grupos de investigação. Nesta tese, os nossos resultados são aplicados a este problema de controlo e são fornecidas estratégias para melhorar os resultados obtidos.
publishDate 2011
dc.date.none.fl_str_mv 2011-07-22T11:55:55Z
2011-01-01T00:00:00Z
2011
dc.type.driver.fl_str_mv doctoral thesis
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10773/3842
TID:101302630
url http://hdl.handle.net/10773/3842
identifier_str_mv TID:101302630
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade de Aveiro
publisher.none.fl_str_mv Universidade de Aveiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron:RCAAP
instname_str FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
collection Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository.name.fl_str_mv Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
repository.mail.fl_str_mv info@rcaap.pt
_version_ 1833593951952568320