Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:50:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_AndreBatistade_M.pdf: 6664818 bytes, checksum: 4641147a0beb2b3a4e2f768dda791fae (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Estudou-se, neste trabalho, o emprego de uma ferramenta de otimização metaheurística, o método dos Algoritmos Genéticos, para a otimização de forma de componentes mecânicos. O trabalho envolveu o estudo das ferramentas usuais e de diversas novas ferramentas para otimização, com foco em AG. Para tanto, foram desenvolvidas rotinas computacionais específicas. Os resultados obtidos com este método foram comparados com os obtidos com o emprego de um programa comercial (Ansys®), que utiliza ferramentas tradicionais de otimização (método de aproximação por subproblema). O trabalho buscou ainda comparar os seus resultados com os obtidos em literatura. Os resultados mostraram que é possível utilizar AG para otimização de forma, com desempenho adequado em relação ao método de aproximação por subproblema e aos resultados de literatura. Mostraram ainda que, utilizando parâmetros otimizados, é possível obter resultados mais adequados com o programa desenvolvido nesta dissertação / Abstract: This study consisted of using a metaheuristic optimization tool, Genetic Algorithm, for the mechanical components shape optmization. It involved the study of usual and several new tools for optimization, focusing GA. For this, speci?c computing routines were developed. The obtained results were compared to the ones generated by using a commercial program (Ansys), that uses traditional optimization tools (subproblem approximation method). The study also compared its results with the ones obtained in the literature. The results showed that it is possible to use AG for shape optimization with adequate performance related to the subproblem approximated method and the literature results. It was also showed that it is possible to obtain more adequate results, using optimized parameters, with the program developed in this study / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Marconi Kolm Madrid / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T07:22:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandesJunior_FranciscoErivaldo_M.pdf: 11967904 bytes, checksum: 6dbb5a0debdb45fdcc389ebc6c941205 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: No presente trabalho é mostrado o estudo e a implementação das Redes Neurais Artificiais, RNA, e Algoritmos Genéticos, AG, para resolução da cinemática inversa de um manipulador robótico com 5 graus de liberdade. Todo manipulador robótico é construído com o objetivo de se realize uma determinada tarefa. Para alcançar esse objetivo é necessário o estudo e o emprego dos seus modelos cinemáticos. A descrição matemática do movimento espacial realizado por cada elo do robô é conhecida como Cinemática que é o estudo do movimento de um corpo ou um sistema de corpos rígidos em relação a um referencial cartesiano fixo ignorando as forças e os momentos que causam tal movimento. Existem dois problemas ao se estudar a cinemática de um robô: o problema da cinemática direta e o problema da cinemática inversa. A cinemática inversa é um ramo com grandes desafios devido as equações não serem lineares, dificultando a determinação de soluções de uma forma fechada. Portanto, diversos pesquisadores, ao longo dos anos, tentam resolver esse problema evitando o uso de inversões de equações. Nesse sentido, o uso das redes neurais artificiais e dos algoritmos genéticos se mostram alternativas atraentes. As soluções encontradas no presente trabalho foram aplicadas a um robô educacional com 5 graus de liberdade composto de seis servomotores controlado por um microcontrolador Arduino Uno. O software MATLAB foi utilizado como ferramenta para o desenvolvimento e a aplicação desses dois métodos / Abstract: The present work shows the study and implementation of Artificial Neural Networks, ANN, and Genetic Algorithms, AG, to solve the inverse kinematics of a robotic manipulator with 5 degree of freedom. Every robotic manipulator is constructed with the goal of perform a specific task. To reach this goal, the robot needs to track a path, and for that it is necessary the study of its kinematics. The math description of the spatial movement performed by its links is known as kinematics that is the study of the movement of a rigid body or system of rigid bodies in relation to a fixed cartesian reference disregarding the forces and momentums that cause the movement. There are two problems when studying the kinematics: the forward kinematics problem and the inverse kinematics problem. The inverse kinematics is a field of study with challenges due the fact that the equations are not linear which become a problem to obtain closed form solutions. Therefore, many scientists try to solve this problem with methods that do not use equation inversions. In this sense, the use of artificial neural networks and genetic algorithms prove to be interesting alternatives for this purpose. The solutions found in this work were applied to an educational robot platform with 5 degree of freedom and six servomotors controlled by an Arduino Uno microcontroller. The MATLAB software was used as a tool to develop and application of these two methods / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lubienska Cristina Lucas Jaquiê Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T06:43:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aleixo_AlineSerpeloni_M.pdf: 2178208 bytes, checksum: aaef09b93f33ada98dd56e8ff5a84ba0 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Uma das principais tarefas de controle numa Usina Hidrelétrica é a regulação das máquinas hidráulicas. Seu monitoramento faz-se necessário para garantir e estabelecer regras operacionais seguras para a instalação. A turbina é um dos elementos básicos de uma Usina Hidrelétrica e o regulador tipo PID é um dos tipos usados para sua regulação. Os parâmetros do regulador da turbina hidráulica são muito estudados, inclusive verificando seu comportamento através da simulação computacional. As simulações computacionais são ferramentas de análise muito úteis e que permitem encontrar a melhor solução que proporcione o melhor desempenho do sistema estudado. Este trabalho apresenta uma metodologia para otimização das constantes do regulador tipo PID de turbina hidráulica utilizando um modelo de simulação aliado a técnicas atuais de otimização evolutiva baseada nos Algoritmos Genéticos. Os exemplos avaliados mostraram significativa melhora nos valores dessas constantes, mostrando a eficácia do uso dessa ferramenta na área da Hidráulica e possibilitando estudos futuros / Abstract: One of the main tasks of control in a Hydroelectric Power Plant is the hydraulic machines regulation. Its monitoring becomes necessary to guarantee and to establish safe operational rules for the installation. The turbine is one of the basic elements of the Hydroelectric Power Plant and the PID governor is one of the types used to its regulation. The governor parameters of the hydaulic turbine are studied, also verifying its behavior through the computational simulation. The computational simulations are very useful analysis tools to find the best solution to provide the best performance of the studied system. This work presents a methodology to optimize the PID governor parameters of the hydraulic turbine using a simulation model ally the current techniques of evolutionary optimization based in the Genetic Algorithms. The evaluated examples had shown significant improvement in the constants values, showing the effectiveness use of this tool in the hydraulic area and making possible future studies / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

Orientador: Mario Jino / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T11:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bueno_PauloMarcosSiqueira_D.pdf: 3369612 bytes, checksum: e346274c745a489e77b074c57b0c1c78 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Técnicas e critérios de teste de software estabelecem elementos requeridos a serem exercitados no teste. A geração de dados de teste visa selecionar dados de teste, do domínio multidimensional de entrada do software, para satisfazer um critério. Uma linha de trabalhos para a geração de dados de teste utiliza meta-heurísticas para buscar, no espaço de possíveis entradas do software, aquelas que satisfaçam um determinado critério, área referida como Teste de Software Baseado em Buscas. Esta tese propõe uma nova técnica, a Geração de Dados de Teste Orientada à Diversidade (Diversity Oriented Test Data Generation - DOTG). Esta técnica incorpora a intuição, encontrada em bons projetistas de teste, de que a variedade, ou diversidade, dos dados de teste tem um papel relevante para a completeza, ou qualidade, do teste realizado. São propostas diferentes perspectivas para a diversidade do teste; cada perspectiva leva em consideração um tipo de informação distinto para avaliar a diversidade. É definido também um meta-modelo para guiar o desenvolvimento das perspectivas da DOTG. É desenvolvida a perspectiva do domínio de entrada do software para a diversidade (DOTG-ID), que considera a posição dos dados de teste neste domínio para calcular a diversidade do conjunto de teste. São propostas uma medida de distância entre dados de teste e uma medida de diversidade de conjuntos de teste. São desenvolvidas três meta-heurísticas para a geração automática de dados de alta diversidade: a SA-DOTG, baseada em Recozimento Simulado; a GA-DOTG, baseada em Algoritmos Genéticos; e a SR-DOTG, baseada na dinâmica de sistemas de partículas eletricamente carregadas. A avaliação empírica da DOTG-ID inclui: uma simulação Monte Carlo, realizada com o objetivo de estudar a influência de fatores na eficácia da técnica; e um experimento com programas, realizado para avaliar o efeito da diversidade dos conjuntos de teste na cobertura alcançada, medida com respeito a critérios de teste baseados em análise de fluxos de dados e no critério baseado em defeitos Análise de Mutantes. Os resultados das avaliações, significativos estatisticamente, indicam que na maioria das situações os conjuntos de alta diversidade atingem eficácia e valores de cobertura maiores do que os alcançados pelos conjuntos gerados aleatoriamente, de mesmo tamanho / Abstract: Software testing techniques and criteria establish required elements to be exercised during testing. Test data generation aims at selecting test data from the multidimensional software's input domain to satisfy a given criterion. A set of works on test data generation apply metaheuristics to search in the space of possible inputs for the software for those inputs that satisfy a given criterion. This field is named Search Based Software Testing. This thesis proposes a new technique, the Diversity Oriented Test Data Generation - DOTG. This technique embodies the intuition, which can be found in good testers, that the variety, or diversity, of test data used to test a software has some relation with the completeness, or quality, of the testing performed. We propose different perspectives for the test diversity concept; each one takes into account a different kind of information to evaluate the diversity. A metamodel is also defined to guide de development of the DOTG perspectives. We developed the Input Domain perspective for diversity (DOTG-ID), which considers the positions of the test data in the software input domain to compute a diversity value for the test sets. We propose a measure of distance between test data and a measure of diversity of test sets. For the automatic generation of high diversity test sets three metaheuristics were developed: the SA-DOTG based on Simulated Annealing; the GADOTG based on Genetic Algorithms, and the SR-DOTG, based on the dynamics of particle systems electrically charged. The empirical evaluation of DOTG-ID includes: a Monte Carlo simulation performed to study the influence of factors on the technique's effectiveness, and an experiment with programs, carried out to evaluate the effect of the test sets diversity on the attained coverage values, measured with respect to data-flow coverage and to mutation coverage. The evaluation results statistically significant, pointing out that in most of cases the test sets with high diversity reach effectiveness and coverage values higher than the ones reached by randomly generated test sets of the same size / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Eleri Cardozo, Juan Manuel Adán Coello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T11:09:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tizzo_NeilPaiva_D.pdf: 4158360 bytes, checksum: 2da573ad2a127a6b19a4e75f6b8f2d76 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A automação da composição de serviços Web é, na visão do autor, um dos problemas mais importantes da área de serviços Web. Além de outras características, destaca-se que somente a composição automática é capaz de lidar com ambientes mutáveis onde os serviços são permanentemente inseridos, removidos e modificados. Os métodos existentes para realizar a composição automática de serviços apresentam várias limitações. Alguns tratam de um número muito restrito de fluxos de controles e outros não consideram a marcação semântica dos serviços. Em adição, em muitos casos não há avaliações quantitativas do desempenho dos métodos. Desta forma, o objetivo desta tese é propor um método para realizar a composição automática de serviços Web semânticos que considera os cinco tipos básico de fluxo de controle identificados pela Workflow Management Coalition, a saber: sequencial, separação paralela, sincronização, escolha-exclusiva e união simples; bem como para o fluxo de controle em laço, considerado um fluxo do tipo estrutural. As regras que descrevem a composição entre os serviços são híbridas, baseadas em semântica e em técnicas de recuperação de informação. Os serviços são descritos em OWL-S, uma ontologia descrita em OWL que permite descrever semanticamente os atributos IOPE (parâmetros de entrada, de saída, pré-requisitos e efeitos) de um serviço, mas somente os parâmetros de entrada e saída foram levados em consideração neste trabalho. Para validar a abordagem foi implementado um protótipo que utilizou times assíncronos (A-Teams) com agentes baseados em algoritmos genéticos para realizar a composição segundo os padrões de fluxo sequencial, paralelo e sincronização. A avaliação experimental do algoritmo de composição foi realizada utilizando uma coleção de serviços Web semânticos pública composta de mais de 1000 descrições de serviços. As avaliações de desempenho, em vários cenários típicos, medidas em relação ao tempo de resposta médio e à quantidade de vezes em que a função de avaliação (função fitness) é calculada são igualmente apresentadas. Para os casos mais simples de composição, o algoritmo conseguiu reduzir o tempo de resposta em relação a uma busca cega em aproximadamente 97%. Esta redução aumenta à medida que a complexidade da composição também aumenta / Abstract: The automation of the composition of Web services is, in the view of the author, one of the most important problems in the area of Web services. Beyond other characteristics, only the automatic composition can deal with a changing environment where the services are permanently inserted, removed, and modified. Existing methods performing the automatic service composition have several limitations. Some deal with a very limited number of control flow patterns, while others do not consider the semantic markup of services. In addition, in many cases there is no quantitative evaluation of the method's performance. In such a way, the objective of this thesis is to propose a method to perform the automatic composition of semantic Web services considering the five basic types of control flow identified by the Workflow Management Coalition, namely: sequential, parallel split, synchronization, exclusive choice and simple merge; and for loop control flow, classified as a structural control flow pattern. The rules that describe the composition of the service are hybrid: based in semantics and in information retrieval techniques. Services are described in OWL-S, an ontology described in OWL that allows the semantically description of the IOPE attributes (input, output, prerequisite and effect) of a service, but only the input and output parameters were taken into consideration in this work. A prototype was implemented to validate the proposed rules. An asynchronous Team (A-Team) algorithm with genetic agents was used to carry out the composition according to the sequential, parallel and synchronization control flows. The experimental evaluation of the composition algorithm employed a public collection of semantic Web services composed of more than 1000 descriptions of services. An experimental performance evaluation showed that, for simple composition cases, the algorithm reduced the average response time in approximately 97%, when compared to blind search. This reduction increases as the composition complexity increases / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Edevar Luvizotto Junior, Renato Soliani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-02T00:09:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002 / Resumo: As simulações computacionais são, na atualidade, ferramentas integrantes do processo de análise de instalações hidráulicas a condutos forçados. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo computacional, para a simulação, em período extensivo, de sistemas de abastecimento de água contendo bombas de rotação variável, visando o estabelecimento das velocidades ótimas de rotação que satisfaçam objetivos pré-estabelecidos, no caso, a manutenção de pressões mínimas de serviço e a redução de consumo de energia elétrica e o retomo de nível ao final do período à condições desejadas. Em técnicas convencionais as funções objetivos estabelecidas estão sujeita a um conjunto de restrições implícitas e explicitas dos elementos do sistema, algumas fortemente não lineares, por isso a opção da solução através de um modelo híbrido (simulador-otimizador). Usando os Algoritmos Genéticos como "gerador e controlador" das variáveis de decisão (modelo de otimização) em conjunto com modelo hidráulico de simulação de operação da rede hidráulica. Os exemplos avaliados mostraram o potencial da técnica proposta para diversas condições operacionais objetivadas, mostrando que o uso da ferramenta para demais situações operacionais se dá apenas pela mudança da função objetivo e não nos módulos principais da simulador e otimizador. Assim, topologias e situações operacionais podem ser alteradas sem a modificação dos módulos principais / Abstract: Computational simulations are, nowadays, tools that are present in the analysis process of hydraulic networks. The present dissertation brings the development of a computational model, to simulate, in extensive period, water supply systems operating with variable pumps speed, aiming at the optimum speeds of rotation that satisfy pre determined purposes, in this case, the maintenance of minimum pressure service, the reduction of the electric power and the return of the level to the wanted conditions of the period. In conventional techniques the established objective function is subjected a set of implicit and explicit restriction of the system elements, . some strongly non-linear, then, the option of solution by hybrid model (simulation-optimization). Using the genetic algorithms as "generator and controller" of decision variables (optimization model) with the hydraulic model for operational simulation of water distribution network / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

Orientador : Paulo Morelato França / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T00:48:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AlyssonMachado_M.pdf: 694166 bytes, checksum: 446bf3769d5078fa5450d0342397fc40 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientadores : Furio Damiani, Jonatas Manzolli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:17:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NovoJunior_JoseEduardoFornari_D.pdf: 2017013 bytes, checksum: 8efa84743551634fe58edd143a90b0ea (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador: Jose Raimundo de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:42:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mantovani_SuelyCunhaAmaro_D.pdf: 6055350 bytes, checksum: 1a68f5859f41b323f9f1c778635b4ab2 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho apresenta alguns resultados dos estudos de Circuitos Evolutivos aplicados na área de projeto de síntese de circuitos e reconhecimento de voz. O Circuito Evolutivo é capaz de mudar suas conexões internas, usando técnicas de aprendizagem genética, adaptando sua própria funcionalidade a mudanças de condições externas. Esta técnica tornou-se possível, pelo aperfeiçoamento dos dispositivos eletrônicos como os Dispositivos Lógicos Programáveis. Nos dias atuais é possível ter em um único dispositivo a habilidade de mudar, on-line e em tempo real, parte de seu próprio circuito. Este trabalho tem como objetivo, desenvolver uma arquitetura reconfigurável para um sistema que é capaz de receber comandos de voz para executar tarefas especiais como por exemplo, ajuda a pessoas com alguma deficiência física em sua rotina diária. A idéia é coletar várias amostras de fala, processá-las através de algoritmos baseados na teoria Mel - Cepstrais, visando obter coeficientes numéricos para representar cada amostra. Estes coeficientes compõem o universo de busca que é usado pelo algoritmo genético. Os padrões considerados são limitados aos sete fonemas vogais da língua portuguesa (a, eh, e, i, oh, o, u ) / Abstract: This work presents some results of the application¿s study of Evolvable Hardware (EHW) in the area of circuits design and voice recognition. Evolvable Hardware is able to change inner connections, using genetic learning techniques, adapting its own functionality to external condition changing. This technique became feasible by the improvement of electronics devices as the Programmable Logic Devices. Nowadays, it is possible to have, in a single device, the ability to change, on-line and in real-time, part of its own circuit. This work aim to develop a reconfigurable architecture of a system that is able to receive voice commands to execute special tasks as, for instance, to help handicapped persons in their daily home routines. The idea is to collect several voice samples, process them through algorithms based on Mel - Ceptrais theory to obtain their numerical coefficients for each sample. These coefficients compose a universe of search that is used by Genetic Algorithm. The voice patterns considered, are limited to the seven sustained portuguese vowel phonemes (a, eh, e, i, oh, o, u) / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jacques Wainer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:43:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tramontina_GregorioBaggio_M.pdf: 3206412 bytes, checksum: 9ccea673a2b1b8b2c73ebbd7deb75647 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A ordenação das instancias de processos (casos) em um sistema de workow pode trazer beneficios como a diminuição do numero de casos atrasados e a minimização do tempo de processamento dos casos, entre outros. Publicações recentes em workflow reconhecem uma lacuna na pesquisa relacionada com este tema, e apontam para a literatura de escalonamento como uma possivel solução. Este trabalho visa utilizar tecnicas de escalonamento em um ambiente dinamico de workflow e avaliar o desempenho dessas tecnicas frente a regra FIFO (First In First Out), a politica de alocação de trabalho mais utilizada nos sistemas de workflow atuais. Discute-se problemas relacionados a esta pratica, e ataca-se dois deles: as incertezas quanto ao tempo de execução das atividades de workflow e as incertezas quanto as rotas que os casos seguem dentro das suas definições de processo. Para mapear essas incertezas uma nova tecnica e proposta, chamada de "guess and solve", que consiste em prever os tempos de execução e rotas das atividades e resolver o problema de escalonamento deterministico resultante com uma tecnica adequada, por exemplo regras de prioridade e algoritmos geneticos. Simulações cuidadosas sao conduzidas e os numeros mostram que e quase sempre mais vantajoso utilizar outra tecnica que não FIFO, e que o / Abstract: Ordering cases within a worklfow can result in a signi¯cant decrease on the number of late cases and the cases' mean processing time, for example. Recent publications on workflow recognize the lack of research in this topic and points to the literature on scheduling as a possible solution. This work applies scheduling techniques to a dynamic workflow scenario and evaluates their performance in relation to the FIFO (First In First Out) rule, the most used work allocation principle in today's workflow systems. Problems related to this approach are discussed and two of them are tackled: the uncertainties regarding the activities' processing times and the cases' routes within their process definition. A new technique to map these uncertainties, called "guess and solve", is proposed. It consists of making a guess on the activities' processing times and cases' routes and then solving the resulting deterministic scheduling problem with a suitable technique, for example priority rules and genetic algorithms. Careful simulation is performed and the numbers show that it is almost always advantageous to use ordering techniques other than FIFO, and that the " guess and solve", at least when its error is bound by 30%, gives very satisfactory results / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação