La necesidad de hacer eficientes y económicamente viables las grandes inversiones relacionadas con la construcción y el mantenimiento de las redes de abastecimiento de agua, hace que se preste especial atención al diseño de este tipo de redes. Concebir soluciones económicamente optimizadas y que garanticen un adecuado funcionamiento de los sistemas de distribución de agua (SDA), tomando en cuenta la fiabilidad de la red para ofrecer sus servicios, incluso ante posibles condiciones de fallo, es uno de los grandes retos que han tenido desde hace muchos años varios hombres y mujeres de ciencias que han trabajado el tema. Se impone obtener los mayores beneficios con los menores costes. En el diseño óptimo de sistemas de distribución de agua, como muchos otros problemas de optimización, los objetivos a optimizar están frecuentemente en conflicto unos con otros. Ante este hecho, más conveniente que encontrar una única solución, es elaborar un conjunto de soluciones que representen el mejor compromiso posible entre todos los objetivos involucrados. En los últimos 15 años, varios investigadores se han desviado de las técnicas tradicionales de optimización basadas en la programación lineal y no lineal, para dirigirse hacia la implementación de Algoritmos Evolutivos. En esta investigación se proponen soluciones para el diseño óptimo de SDA basadas en el empleo de una generalización del algoritmo Particle Swarm Optimization (PSO) orientada a la inteligencia artificial distribuida tomando como base a los sistemas multi-agente (MA). El algoritmo final propuesto recibió la denominación de Agent Swarm Optimization (ASO) El algoritmo ASO se aprovecha de las ventajas de la computación paralela y distribuida para hacer interactuar diversas poblaciones de agentes que pueden tener comportamientos diferentes. Su versatilidad da origen a su principal fortaleza: la introducción de agentes con reglas de comportamiento específicas para la mejor solución de un problema, que problema, que trabajan de manera conjunta con algoritmos evolutivos de carácter general como PSO, Algoritmos Genéticos, Ant Colony Optimization, etcétera. / Montalvo Arango, I. (2011). Diseño óptimo de sistemas de distribución de agua mediante Agent Swarm Optimization [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14858

La corvina es una especie carnívora que se ha incorporado a la producción de la acuicultura en el Mar Mediterráneo, por sus altos índices de crecimiento y calidad de la carne. Por la poca información nutricional existente para esta especie, se ha introducido en su producción la experiencia que ya se tiene en la dorada y la lubina. Los objetivos de esta tesis doctoral fue determinar las necesidades nutritivas de la corvina y estudiar la inclusión del turtó de soja como una fuente proteica vegetal alternativa de la harina de pescado. Para determinar las necesidades de proteína y energía se trabajó con un pienso comercial, se experimentó con dos grupos de peces (53 y 200 g), en donde se aplicó un modelo factorial, obteniendo que las necesidades de mantenimiento para la proteína fue de 0,0617 g PD 100 g pez-1 día-1 y para la energía de 2.74 kJ ED 100 g pez-1 día-1. Las necesidades para el máximo crecimiento de la proteína fue de 0,64 g PD 100 g pez-1 día-1 y de energía 38.5 kJ ED 100 g pez-1 día-1. Con peces de 52 g, se realizó el estudio del efecto de los niveles de la proteína digestible (35%, 43%, 49% y 53%), los peces alimentados con piensos con niveles de 43%, 49% y 53% de proteína digestible, obtuvieron los mejores crecimientos (Coeficiente térmico de crecimiento = 2,47, 2,57 y 2.69 x 10-3, respectivamente). El nivel óptimo de proteína digestible ingerida para juveniles de corvina fue de 0,8 g PD 100 g pez-1 día-1. Para determinar la relación Proteína/Energía se experimentaron con peces de 147 g en jaulas marinas y fueron alimentados con piensos de 47/20, 51/28 y 55/17, obteniendo los mejores crecimientos e índices de conversión con el pienso 47/20. Para estudiar la inclusión del turtó de soja en la corvina se realizaron dos fases de investigación. En una primera fase se utilizaron 800 peces de 165 g, durante 107 días fueron alimentados con cuatro piensos isoproteíco (50% de proteína bruta) e isolípidico (17% de grasa bruta), con niveles de inclusión del 0, 15, 30 y 45% de turtó de soja. En los piensos del 15 y 30% de turtó de soja se obtuvieron los mejores resultados y de acuerdo a la regresión cuadrática el nivel óptimo de inclusión de turtó de soja fue del 27.6%. La relación entre el porcentaje de aminoácidos esenciales de la dieta y el porcentaje de aminoácidos esenciales a nivel corporal de los peces presentó deficiencias en arginina, lisina, treonina y principalmente de metionina. En la segunda fase se utilizó la misma metodología que en el primer experimento, pero utilizando 300 peces de 346 g de media durante 26 días. Los resultados muestran que la corvina presentó un alto crecimiento (Coeficiente térmico de crecimiento = 4,00 x 10-3) y se recomienda una inclusión de turtó de soja de entre un 30 ¿ 45%. En base a los resultados obtenidos, se propone un pienso para Argyrosomus regius de 47% de proteína bruta, 17% de grasa bruta y un 30% de inclusión de turtó de soja, suplementado con metionina y lisina, con el fin de obtener altos crecimientos, disminuir el uso de la harina de pescado y hacer más rentable la producción acuícola de esta especie en el Mar Mediterráneo / Velazco Vargas, JL. (2014). Contribución al estudio de las necesidades nutritivas de la corvina (Argyrosomus regius, Asso 1801) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/35446

El control óptimo preview se define como un control predictivo desde el enfoque de control óptimo; esto quiere decir que su funcionamiento se basa en el conocimiento de los valores futuros de la referencia, de tal manera que usa estos valores en la formulación de la ley de control; por ende, tiene un desempeño superior al control proporcional integral derivativo (PID), y también superior que el control óptimo general. En este trabajo se desarrolla un modelamiento matemático de una planta esfera sobre un plano utilizando como herramientas los análisis eléctricos, mecánico, físico, cinemático y dinámico, con el principal objetivo de conseguir una serie de ecuaciones analíticas de la planta y de esa manera poder comprender las principales variables que intervienen en dicho modelo. A partir del modelo obtenido, se elabora un controlador avanzado óptimo preview de posición y trayectoria, para luego realizar un análisis comparativo entre dicho controlador avanzado variando el tiempo preview y otro controlador convencional proporcional integral derivativo para el control de posición de una esfera sobre un plano. Se consiguió simular con éxito el control la posición, trayectoria definida y una trayectoria circular mediante el controlador avanzado diseñado, obteniendo resultados favorables a comparación con el controlador convencional proporcional integral derivativo. / Tesis

Se elaboró el diseño de un transportador personal eléctrico auto-equilibrante sobre 2 ruedas para el cual se realizó un nuevo modelo matemático basado en las leyes de Newton, se realizó el diseño el sistema de estabilización y desplazamiento mediante un diseño de control óptimo LQR , se realizó un diseño de la propuesta de implementación donde se seleccionaron los motores eléctricos, el chasis, baterías, el sensor inercial MPU9250 y el controlador principal STM32 (ARM Córtex de 32 bits) como componentes principales, así mismo se generó un seudocódigo para la programación del controlador principal. Respecto al diseño de control, según las simulaciones de la respuesta en el tiempo en el software Matlab2021a, se verificaron que los tiempos de asentamiento para el control de trayectoria y estabilidad se encuentran alrededor de los 3 segundos, los sobreimpulsos para la posición lineal son menores al 0.5% de la referencia, así mismo se comprobó según las simulaciones que el transportador realiza el seguimiento de diversas trayectorias manteniéndose en equilibrio. En una futura etapa de implementación, este diseño de transportador será una alternativa para el transporte de personas con dificultad para guiar su trayectoria de traslado (como turistas, visitantes a algún establecimiento, supervisores que no conozcan el área, alumnos que no conozcan ubicaciones de sus aulas, personas con dificultad para trasladarse, entre otros).

En el presente trabajo, estudiaremos el problema de optimización de dividendos para una compañía de seguros cuya reserva de efectivo y la tasa de interés de descuento son modelados por procesos de difusión con los coeficientes de la tendencia y la volatilidad dependiendo del régimen económico externo (condiciones macroeconómicas). Este cambio de régimen está modelado por una cadena de Markov observable de estados finitos. El objetivo es encontrar un esquema de distribución de dividendos que maximice el valor esperado de los dividendos acumulados descontados hasta el tiempo de ruina. Consideramos dos escenarios: (I) Cuando el proceso de dividendos tiene una tasa y esta es uniformemente acotada. En este caso, probaremos un Teorema de verificación que indica que la soluci´on de la ecuación Hamilton-Jacobi-Bellman correspondiente coincide con la función de valor asociada a nuestro problema y que bajo ciertas condiciones una estrategia óptima existe. Además, encontraremos una forma explícita de una estrategia óptima, en el caso de dos regímenes. Esta estrategia consiste en que la compañía pagar´a dividendos con la tasa máxima siempre y cuando el proceso de reservas después de pagar dividendos sea igual o mayor a algunos niveles críticos (barreras) y no pagar nada cuando se encuentre por debajo de estas barreras. (II) En general, cuando el proceso de dividendos es solo cadlag. En este caso, obtenemos una cota superior para la función de valor asociada a nuestro problema. Adema´s, a partir de los resultados obtenidos en la literatura existente en problemas similares y de los resultados obtenidos en el presente trabajo conjeturamos una posible forma de la estrategia óptima. / In the present work, we will study the dividend optimization problem for an insurance entity whose cash surplus process and the discounting interest rate are modeled by diffusion processes with drift and volatility coefficients dependent on the extern economic regime (macroeconomic conditions). This regime switching is modeled by an observable finite-sate Markov chain. The aim is to find a dividend distribution policy that maximizes the expected total discounted amount of dividend payments up to bankruptcy. We consider two situations: (I) When the dividend process has a rate and this is uniformly bounded. In this case, we will prove a verification Theorem which indicates that the solution of the Hamilton-Jacobi-Bellman equation corresponding coincides with the value function associated with our problem and that under certain conditions an optimal strategy exists. Also, we will find an explicit form for optimal dividend strategy, in the case of two regimenes. This consists in that the company will pay out dividends at the maximun rate as long as the reserve process after the payment of pay dividends is bigger than or equal to than some critical levels (barriers) and do not pay dividends when is below these barriers. (II) In general, when the dividends process is cadlag only. In this case, we get an upper bound for the value function associated with our problem. Also, from the results obtained in the existing literature in similar problems and the results obtained in the present work, we conjecture a possible form of an optimal strategy. / Tesis

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O propósito desta tese é estudar um método numérico indireto para a solução de problemas de otimização de trajetórias espaciais em campo gravitacional central Newtoniano. Neste método, a resolução do problema de valor de contorno em dois pontos é baseada no conceito de variação segunda, motivo pelo qual ele é denominado de método da variação segunda.Inicialmente, este trabalho apresenta alguns fundamentos e resultados matemáticos da Teoria de Controle Ótimo. Estes conceitos são então utilizados no desenvolvimento matemático e formulação do método da variação segunda, incluindo sua extensão para problemas com vínculos nas variáveis de controle e a descrição do algoritmo final. Este algoritmo é então aplicado a problemas de transferências espaciais ótimas entre órbitas circulares coplanares próximas, considerando dois modelos clássicos de sistemas propulsivos: sistemas a velocidade de ejeção constante (VEC) e empuxo limitado; e sistemas com velocidade de ejeção modulável e potência limitada (PL). De modo geral, os resultados obtidos para os problemas são muito bons. Para o sistema PL, há grande concordância deles com resultados analíticos, provenientes de uma teoria linear, e numéricos, obtidos através de outros métodos. Para o sistema VEC, os resultados estão em acordo com a teoria de transferências orbitais ótimas e verifica-se que as duas formulações utilizadas, linearizada e não-linearizada, fornecem resultados bastante próximos, para problemas de transferência entre órbitas próximas.

Nesta Dissertação, exploramos o assunto "redução de custos operacionais" através da otimização da trajetória de vôo vertical de uma aeronave hipotética. A otimização da trajetória horizontal não foi abordada neste trabalho devido à menor liberdade que as empresas aéreas têm em definirem a rota a ser voada, uma vez que as aeronaves devem voar sempre sobre aerovias definidas. A otimização da trajetória de vôo é baseada em estudos desenvolvidos pela NASA. Nestes estudos, a otimização da trajetória vertical é feita através da teoria do controle ótimo, com as equações de movimento simplificadas pelo uso do Método da Energia Específica. Assume-se que as trajetórias de vôo são constituídas por três segmentos distintos: subida (com energia específica incrementando monotonicamente), cruzeiro e descida (com energia específica diminuindo monotonicamente). A otimização é feita simultaneamente nas três trajetórias, o que significa que o perfil de subida e descida é afetado pela distância a ser voada. Para distâncias pequenas, a velocidade de subida tende a aumentar e a de descida, a se reduzir. Devido ao presente estado da tecnologia dos computadores de bordo, a implementação do algoritmo da teoria de controle ótimo nos FMC é muito difícil. Assim, foram criadas funções lineares de controle da velocidade da aeronave baseadas na sintetização de diversas trajetórias de vôo no modo de tração fixo. As vantagens advindas do emprego da teoria de controle ótimo foram medidas ao se comparar os resultados com aqueles derivados do método atual incorporado nos FMC, baseado no parâmetro "Cost Index". Em algumas trajetórias, verificaram-se reduções de custo operacional da ordem de 5%, especialmente em distâncias curtas (até 500 km). Isto pode ser explicado devido à maior importância relativa das trajetórias de subida e descida em curtas distâncias, o que tende a se tornar menos relevante quando a etapa em cruzeiro tende a aumentar. Também foram discutidas algumas técnicas empregadas por empresas aéreas para a redução do desgaste dos motores, como o derate e o flexible takeoff. Devido à relevância destes custos, sugere-se que o DOC venha a ser modelado com a participação de um termo derivado do custo de manutenção dos motores. Por fim, diversas técnicas para a diminuição de custos e a maximização de receitas foram analisadas, procurando demonstrar-se a variedade de recursos empregados pelas empresas aéreas para a redução de custos e melhoria da eficiência operacional. A grande variedade de procedimentos usados pelas empresas aéreas para a redução de seus custos impôs a necessidade de se restringir o escopo da pesquisa efetuada neste trabalho, sendo focado em maior profundidade o assunto "Otimização de Trajetórias Verticais".

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e a análise de métodos de filtragem e otimização aplicadas ao modelo de controle de infecções por HIV, incluindo implementação numérica computacional e avaliação dos resultados com dados reais. Os modelos utilizados contemplam a presença de incertezas paramétricas e ruídos exógenos estocásticos. É utilizado o Filtro de Kalman Estendido para se estimar o estado, necessário para realizar a versão malha fechada do Controle Ótimo. Avaliação comparativa dos métodos implementados são feitas à luz de critérios estabelecidos a priori, incluindo esquemas de tratamentos medicamentosos preconizados pela Organização Mundial de Saúde (OMS).

El proyecto de rediseño del sistema se ha realizado para mantener la operación activa y el flujo de medicamentos en la empresa. Si bien la farmacia o el almacén principal representa el 10% de los ingresos netos de la organización, es la principal área de apoyo para los principales servicios ofrecidos por la clínica a los clientes, ya que es responsable del suministro médico al consumidor interno y externo donde se interactúa con las actividades de la empresa. La implementación del proyecto consistió en calcular los lotes óptimos para cada línea de productos que se agruparon para un mejor tratamiento de los medicamentos: 700 artículos a 50 familias. Las líneas de productos para aquellos con características similares se definieron y se pudieron comprar a un proveedor en particular. Además, se establecieron descuentos para reducir los niveles de precios en la farmacia. En relación con el control de stock, se estableció el Plan Cíclico basado en el análisis Multicriterio ABC. Como parte del alcance del proyecto, se tomó una muestra con un nivel de confianza del 90% de la implementación del tipo de producto "A" total para aplicar durante 3 meses. En efecto, los pedidos de productos elegidos en el Plan Piloto cayeron del 80% al 12.5% de las ventas no atendidas por la falta de disponibilidad de existencias y los altos precios. Los resultados se lograron con la implementación de nuevos procedimientos de POES que involucran a los responsables de las áreas de la Clínica. / The System redesign project has been done in order to maintain active operation and flow of medicines in the company. Although Pharmacy - or main warehouse - accounts for 10% of net income in the organization, it is the main area of support for the main services offered by the clinic to the customers, because it is responsible for the medical supply to consumer internal and external interacting with the activities of the company. The implementation of the project was to calculate the optimal batch order for each product line, which were grouped for better treatment of medicines - 700 items to 50 families. Product lines for those with similar characteristics were defined and could be purchased from a particular vendor. Also, discounts were established to reduce the levels of prices in the pharmacy. In relation to stock control, counting Cyclical Plan based on analysis Multicriteria ABC was established. As part of the project scope, a sample at 90% confidence level of total product type “A” implementation to apply for 3 months was taken. In effect, orders for products chosen in the Pilot Plan fell from 80% to 12.5% of sales not served by non-availability of stock and high prices. The results were achieved with the implementation of new POES procedures involving those responsible for the areas in the Clinic. / Tesis