Orientador: Percival Bueno de Araujo / Resumo: Neste trabalho são apresentados quatro métodos de otimização bio-inspirados, Colônia de Abelhas Artificiais, Otimização por Enxame de Partículas, Algoritmo dos Vagalumes e um híbrido aqui denominado por Bee – PSO, que combina particularidades dos outros três. Estes métodos são utilizados no ajuste coordenado dos parâmetros dos controladores Proporcional-Integral e Suplementares de Amortecimento (Estabilizadores de Sistemas de Potência e o conjunto Unified Power Flow Controller – Power Oscillation Damping). O objetivo é inserir amortecimento adicional aos modos oscilatórios de baixa frequência e, consequentemente, garantir a estabilidade do sistema elétrico frente a pequenas perturbações. São considerados três cenários que englobam duas configurações de instalação dos controladores suplementares e duas condições de carregamento, uma fixa e outra variável. Uma formulação por injeções de corrente do dispositivo Unified Power Flow Controller é sugerida e incorporada ao Modelo de Sensibilidade de Corrente, utilizado para representar o sistema elétrico de potência. Análises estática e dinâmica foram realizadas nos sistemas teste Simétrico de Duas Áreas e New England para validar o modelo de injeções de corrente proposto para o Unified Power Flow Controller e determinar qual dos algoritmos apresentados é o mais eficiente no ajuste coordenado dos parâmetros dos controladores. Dos resultados obtidos foi possível concluir que a versão híbrida proposta neste trabalho possui desempenho s... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work four bio-inspired optimization methods, Artificial Bee Colony, Particle Swarm Optimization, Firefly Algorithm, and a hybrid called Bee – PSO, which combines the characteristics of the other three are presented. These methods are used in the coordinated adjustment of the parameters of Proportional-Integral and Supplementary Damping Controllers (Power System Stabilizers and the Unified Power Flow Controller - Power Oscillation Damping). The goal is to insert additional damping into the low-frequency oscillatory modes and thus ensure the stability of the electrical system against minor disturbances. Three scenarios are considered that include two installation configurations of the supplementary controllers and two charging conditions, one fixed and one variable. A current injection formulation of the Unified Power Flow Controller is suggested and incorporated into the Current Sensitivity Model used to represent the electric power system. Static and dynamic analyzes were performed in the Two-Zone Symmetric and New England test systems to validate the proposed current injection model for the Unified Power Flow Controller and to determine which of the presented algorithms is the most efficient in the coordinated adjustment of the parameters of the controllers. From the results obtained it was possible to conclude that the hybrid version proposed in this work has superior performance in most scenarios analyzed, providing solutions with sufficient damping, even when smal... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by LUIS FABIANO BARONE MARTINS null (luis_barone@ig.com.br) on 2017-08-30T14:29:52Z No. of bitstreams: 1 tese-luis-fabiano-barone-martins.pdf: 3400963 bytes, checksum: 6361e93ee21ab8eb5a35cb9dd7d0bd28 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-30T17:52:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_lfb_dr_ilha.pdf: 3400963 bytes, checksum: 6361e93ee21ab8eb5a35cb9dd7d0bd28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T17:52:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_lfb_dr_ilha.pdf: 3400963 bytes, checksum: 6361e93ee21ab8eb5a35cb9dd7d0bd28 (MD5) Previous issue date: 2017-08-22 / Neste trabalho são apresentados quatro métodos de otimização bio-inspirados, Colônia de Abelhas Artificiais, Otimização por Enxame de Partículas, Algoritmo dos Vagalumes e um híbrido aqui denominado por Bee – PSO, que combina particularidades dos outros três. Estes métodos são utilizados no ajuste coordenado dos parâmetros dos controladores Proporcional-Integral e Suplementares de Amortecimento (Estabilizadores de Sistemas de Potência e o conjunto Unified Power Flow Controller – Power Oscillation Damping). O objetivo é inserir amortecimento adicional aos modos oscilatórios de baixa frequência e, consequentemente, garantir a estabilidade do sistema elétrico frente a pequenas perturbações. São considerados três cenários que englobam duas configurações de instalação dos controladores suplementares e duas condições de carregamento, uma fixa e outra variável. Uma formulação por injeções de corrente do dispositivo Unified Power Flow Controller é sugerida e incorporada ao Modelo de Sensibilidade de Corrente, utilizado para representar o sistema elétrico de potência. Análises estática e dinâmica foram realizadas nos sistemas teste Simétrico de Duas Áreas e New England para validar o modelo de injeções de corrente proposto para o Unified Power Flow Controller e determinar qual dos algoritmos apresentados é o mais eficiente no ajuste coordenado dos parâmetros dos controladores. Dos resultados obtidos foi possível concluir que a versão híbrida proposta neste trabalho possui desempenho superior na maioria dos cenários analisados, fornecendo soluções com amortecimento suficiente, mesmo quando pequenas variações no carregamento do sistema são consideradas. / In this work four bio-inspired optimization methods, Artificial Bee Colony, Particle Swarm Optimization, Firefly Algorithm, and a hybrid called Bee – PSO, which combines the characteristics of the other three are presented. These methods are used in the coordinated adjustment of the parameters of Proportional-Integral and Supplementary Damping Controllers (Power System Stabilizers and the Unified Power Flow Controller - Power Oscillation Damping). The goal is to insert additional damping into the low-frequency oscillatory modes and thus ensure the stability of the electrical system against minor disturbances. Three scenarios are considered that include two installation configurations of the supplementary controllers and two charging conditions, one fixed and one variable. A current injection formulation of the Unified Power Flow Controller is suggested and incorporated into the Current Sensitivity Model used to represent the electric power system. Static and dynamic analyzes were performed in the Two-Zone Symmetric and New England test systems to validate the proposed current injection model for the Unified Power Flow Controller and to determine which of the presented algorithms is the most efficient in the coordinated adjustment of the parameters of the controllers. From the results obtained it was possible to conclude that the hybrid version proposed in this work has superior performance in most scenarios analyzed, providing solutions with sufficient damping, even when small variations in system loading are considered.

Tesis por compendio / [ES] Las fuentes de energía renovable (ER) permiten una alta disgregación, por lo que hacen posible generar la energía que se utilizará en el mismo sitio de su aprovechamiento. Esto favorece un cambio en la estructura de las redes eléctricas, permitiendo pasar de un esquema de generación centralizado a un esquema distribuido. Sin embargo, las fuentes de ER son altamente dependientes de las condiciones medioambientales como la radiación solar, la nubosidad, el viento, entre otros, por lo que lograr un sistema de generación basado en energías renovables es un reto en la actualidad. Los sistemas de generación que integran fuentes renovables tienen que ser capaces de establecer estrategias de control y gestión de la energía que para hacer un uso eficiente de ella e intentar cubrir la demanda de energía de forma óptima al combinar más de un tipo de fuente y sistema de almacenamiento, siendo posible operar de manera aislada o conectada a la red eléctrica. En la actualidad es de interés el estudio, desarrollo e implementación de sistemas gestores de la energía (SGE) para microrredes eléctricas híbridas, que permitan aumentar su eficiencia, fiabilidad, y disminuir los costes de instalación, operación y mantenimiento. Diversos estudios de investigación han probado múltiples estrategias, desde SGE basados en reglas, algoritmos comparativos, controladores clásicos, y en años recientes, la integración de algoritmos de optimización bio-inspirados e inteligencia artificial. Estos algoritmos han mostrado ser una alternativa interesante a las técnicas clásicas para la solución de problemas de optimización y control en diversos problemas de ingeniería, su aplicación en el ámbito de las microrredes sigue en estudio y en ello se basa este trabajo de investigación. Los algoritmos bio-inspirados se fundamentan en imitar matemáticamente los mecanismos y estrategias que la naturaleza ha implementado a lo largo de millones de años para lograr un equilibrio en su funcionamiento, por ejemplo, imitando el cómo las aves vuelan en parvada buscando alimento, o como las hormigas y los lobos siguen patrones para la búsqueda de su alimento, o como las especies llevan a cabo mecanismos de cruce con el objetivo de mejorar su raza haciéndolas una especie optimizada y mejorando su supervivencia. Por tanto, se puede hacer una analogía con los sistemas artificiales para la mejora de controladores y diseño de sistemas en microrredes eléctricas. En este trabajo de investigación se muestra el modelo y desarrollo de un sistema de gestión óptima para una microrred empleando algoritmos bio-inspirados con el objetivo de mejorar su desempeño, partiendo desde el control primario, con la mejora de los convertidores de potencia, hasta el control terciario con las transacciones energéticas de la microrred. Se exploran diversos algoritmos, evaluando su desempeño. Los resultados para las diferentes etapas de esta investigación se encuentran plasmados en cuatro diferentes publicaciones científicas que se detallan en el Capítulo 2 del presente documento, donde se explica la metodología y los principales resultados y hallazgos para cada una de ellas. / [CA] Les fonts d'energia renovables (ER) permeten una alta desagregació, pel que fan possible generar l'energia que s'utilitzarà en el mateix lloc del seu aprofitament. Això afavoreix un canvi en l'estructura de les xarxes elèctriques, permetent passar d'un esquema de generació centralitzat a un esquema distribuït. No obstant, les fonts d'ER són altament dependents de les condicions mediambientals com la radiació solar, la nuvolositat, el vent, entre altres; pel que aconseguir un sistema de generació basat en energies renovables és un repte. Els sistemes de generació que integren energies renovables han de ser capaços de: establir estratègies de control i gestió de l'energia que es genera per fer un ús eficient d'ella i intentar cobrir la demanda d'energia de la millor manera possible al combinar més d'un tipus de font d'energia, i sistemes d'emmagatzemament. Aquest esquema es coneix com a microxarxa elèctrica, la qual és capaç d'operar de manera aïllada de la xarxa elèctrica principal, o de manera interconnectada. Actualment s'està interessant en l'estudi, desenvolupament i implementació de sistemes gestors de l'energia (SGE) per a microxarxes elèctriques híbrides, que permeten augmentar la seua eficiència, fiabilitat i reduir els costos de la seua instal·lació i d'operació i manteniment. S'han provat múltiples estratègies, des de SGE basats en regles, algorismes comparatius, controladors clàssics i, en anys recents, la integració d'algorismes d'optimització bio-inspirats i intel·ligència artificial. Aquests algorismes han demostrat ser una alternativa interessant a les tècniques clàssiques per a la solució de problemes d'optimització i control en diversos problemes d'enginyeria, la seua aplicació en l'àmbit de les microxarxes continua en estudi. Els algorismes bio-inspirats es basen en imitar matemàticament els mecanismes i estratègies que la Natura ha implementat al llarg de milions d'anys per aconseguir equilibri en el seu funcionament, per exemple, imitant com les aus volen en ramat buscant menjar, o com les formigues i els llops segueixen patrons per a la recerca del seu menjar, o com les espècies porten a terme mecanismes de creuament amb mira a millorar la seua raça fent-les una espècie més apta per a la supervivència;, el qual es pot fer una analogia a sistemes artificials per a la millora de controladors i disseny de sistemes en microxarxes elèctriques. En aquest treball de recerca es mostra el model i desenvolupament d'un sistema de gestió òptima per a una microxarxa emprant algorismes bio-inspirats amb l'objectiu de millorar el seu rendiment, partint des del control primari, amb la millora dels convertidors de potència, fins al control terciari amb les transaccions energètiques de la microxarxa. S'exploren diversos algorismes, avaluant el seu rendiment. Els resultats per a les diferents etapes d'aquesta recerca es troben plasmats en quatre diferents publicacions científiques que es detallen al Capítol 2 del present document, on s'explica la metodologia i els principals resultats i troballes per a cada una d'elles. / [EN] Renewable energy sources (RES) allow for high disaggregation, making it possible to generate energy at the site of its use. This favors a change in the structure of electrical grids, allowing for a transition from a centralized generation scheme to a distributed scheme. However, RES are highly dependent on environmental conditions such as solar radiation, cloudiness, wind, among others, making the creation of a renewable energy generation system a challenge. Generation systems that integrate renewable energies must be able to establish control and energy management strategies to make efficient use of the energy generated and try to meet the energy demand in the best possible way by combining more than one type of energy source and storage systems. This scheme is known as a microgrid, which is capable of operating independently from the main electrical grid or interconnecting with it. Currently, the study, development, and implementation of energy management systems (EMS) for hybrid microgrids are of interest in order to increase their efficiency, reliability, and reduce installation, operation, and maintenance costs. Multiple strategies have been tested, including rule-based EMS, comparative algorithms, classical controllers, and in recent years, the integration of bio-inspired optimization algorithms and artificial intelligence. These algorithms have shown to be an interesting alternative to classical techniques for solving optimization and control problems in various engineering problems, although their application in the field of microgrids is still under study. Bio-inspired algorithms are based on mathematically imitating the mechanisms and strategies that Nature has implemented over millions of years to achieve balance in its operation, for example, by imitating how birds fly in flocks in search of food, or how ants and wolves follow patterns to search for food, or how species carry out crossing mechanisms in order to improve their breed and make them more suitable for survival; in other words, they are based on how Nature optimizes its resources to prosper. Therefore, an analogy can be made with artificial systems for improving controllers and designing systems in microgrids. In this research work, the model and development of an optimal management system for a microgrid using bio-inspired algorithms is presented with the aim of improving its performance, starting from primary control, with the improvement of power converters, to tertiary control with the energy transactions of the microgrid. Various algorithms are explored, evaluating their performance. The results for the different stages of this research are reflected in four different scientific publications that are detailed in Chapter 2 of this document, where the methodology and main results and findings for each of them are explained. / The authors wish to acknowledge the National Council of Science and Technology of Mexico (CONACYT) for funding this work through the Ph.D. scholarship number 486670. The authors would also thank the Institute of Energy Engineering of the Polytechnic University of Valencia, Spain, and the Department of Water and Energy Studies of the University of Guadalajara, Mexico, for all their support and collaboration. This study has also been supported by Food and Agriculture Organization of the United Nations through the project “Design of a Hybrid Renewable Microgrid System”. / Águila León, J. (2023). Modelo y desarrollo de un sistema de gestión óptima para una microrred empleando algoritmos bio-inspirados [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/196747 / Compendio

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-05T14:39:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseOtimizacaoCoberturas.pdf: 10509844 bytes, checksum: 2d526d31d9108312b31b17e91dfff2d8 (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2017-10-10T17:05:13Z (GMT) / Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-16T15:36:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseOtimizacaoCoberturas.pdf: 10509844 bytes, checksum: 2d526d31d9108312b31b17e91dfff2d8 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-11-14T14:24:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseOtimizacaoCoberturas.pdf: 10509844 bytes, checksum: 2d526d31d9108312b31b17e91dfff2d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-14T14:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseOtimizacaoCoberturas.pdf: 10509844 bytes, checksum: 2d526d31d9108312b31b17e91dfff2d8 (MD5) Previous issue date: 2012-06-29 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, foram analisadas e otimizadas coberturas de invisibilidade estratificadas em camadas esféricas concêntricas constituídas por materiais dielétricos homogêneos e isotrópicos, em que tanto a seção reta de espalhamento total quanto o número de camadas foram minimizados. Também foram realizadas otimizações para aumentar a faixa de frequências na qual h´a invisibilidade, para isso, efeitos dispersivos foram levados em conta. Foram obtidas coberturas discretizadas (obtidas a partir de coberturas anisotrópicas) com reduções significativas (maiores do que 20 dB) da seção reta radar com relação ao espalhador sem cobertura em todas as direções de espalhamento, quando apenas 20 camadas foram utilizadas. Valores de redução equivalentes foram obtidos na literatura com no mínimo 80 camadas. Esses resultados foram obtidos em microondas. Nós obtivemos uma redução, com relação a esfera sem cobertura, de 32 dB na seção reta de espalhamento total para uma cobertura estratificada (não obtida a partir de camadas anisotrópicas) em apenas 13 camadas. Esses resultados foram obtidos em microondas. Nós otimizamos coberturas de invisibilidade dispersivas que apresentaram uma faixa de largura 5,4 vezes maior do que a que seria obtida sem considerar os efeitos dispersivos, na faixa de microondas. Foram projetadas coberturas de invisibilidade que funcionam em frequências ópticas, para uma faixa de frequências. / In this work, we analyze and optimize invisibility cloaks stratified in concentric spherical homogeneous and isotropic layers, in which both the total scattering cross section and the number of layers have been minimized. In order to increase the range of frequencies in which there is invisibility, dispersive effects are taken into account. In microwaves, We obtained discretized invisibility cloaks (obtained from anisotropic cloaks) with significant reductions (greater than 20 dB) of the total scattering cross section, for only 20 layers (which is achieved in the literature with at least 80 layers). We obtained a reduction of 32 dB in the total scattering cross section for a cloak stratified in only 13 layers. This result was obtained in microwaves. In microwaves, we optimized dispersive invisibility cloaks which present a bandwidth 5.4 times larger than would be obtained by a optimized cloak without dispersive effects. Cloaks are designed to operate in optical frequencies, for a wide range of frequencies.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-05T17:32:25Z No. of bitstreams: 1 diegonascimentoarcanjo.pdf: 1706072 bytes, checksum: 2329ddd810b5aca8da733c7793937d65 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-02-26T11:52:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diegonascimentoarcanjo.pdf: 1706072 bytes, checksum: 2329ddd810b5aca8da733c7793937d65 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T11:52:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diegonascimentoarcanjo.pdf: 1706072 bytes, checksum: 2329ddd810b5aca8da733c7793937d65 (MD5) Previous issue date: 2014-07-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho é proposto uma metodologia multi-estágio utilizando algoritmos bio-inspirados para a resolução do processo de Restabelecimento de Sistemas Elétricos de Distribuição. O primeiro estágio consiste na solução de uma função multi-objetivo visando a determinação da configuração final das chaves do sistema após isolados os ramos defeituosos (configuração de pós-contingência). Neste estágio, a modelagem da função multi-objetivo busca uma configuração adequada de chaves para minimizar a carga não suprida, as perdas do sistema, o número de chaveamentos, penalizando as violações aos limites operativos do sistema e considerando a presença de consumidores prioritários. Adicionalmente, a restrição de radialidade é assegurada em cada configuração utilizando, caso necessário, uma técnica de abertura de laço. A partir da configuração final obtida no primeiro estágio, são identificadas as chaves que foram manobradas. O segundo estágio da metodologia busca a determinação da sequência de chaveamento levando em conta a minimização da energia não suprida. Essa formulação permite que o tempo de manobra das chaves possa ser considerado. Sendo necessário, é realizado, ainda neste estágio, cortes mínimos discretos de carga para cada manobra executada. Em ambos os estágios foram utilizadas algoritmos bio-inspirados como métodos de solução dos respectivos problemas de otimização não-lineares inteiros mistos. As técnicas utilizadas são: Algoritmos Genéticos, Método da Eco Localização de Morcegos (Bat Algorithm) e Método da Reprodução dos Pássaros Cuco (Cuckoo Search). Os desenvolvimentos do algoritmo proposto foi implementado no ambiente MatLab®. Os resultados obtidos foram comparados com outras metodologias conhecidas da literatura comprovando a eficiência e robustez da técnica proposta. / This dissertation proposes a methodology for solving multi-stage process of Restoration on Power Distribution Systems using Nature-Inspired Algorithms. The first stage consists in solving a fitness multi-objective function in order to determine the final configuration of the switches after the faulted branches were isolated (post-contingency configuration). In this stage the multi-objective function seeks through the suitable configuration to minimize the undelivered power, the power losses, the number of switching, penalizing for violation in the system operational limits and taking in consideration the presence of priority load in the system. Additionally the radiality constraint is improved using an open loop technique. After the final configuration is obtained, for the first stage, the switches which were maneuvered are identified. The second stage of the methodology is to determine the sequence of switching taking into account the minimization of energy not supplied. This formulation allows to consider the switching operation time. If necessary, the minimum discrete load shedding procedure is made for each maneuvered switch. In both stages Nature-Inspired Algorithms to solve mixed integer nonlinear programming problems were used. The techniques used are: Genetic Algorithms, Bat Algorithm and Cuckoo Search. The developments of the proposed algorithm were implemented in MatLab ® environment. The results obtained were compared with other well-known methodologies showing the efficiency and robustness of the proposed technique.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-31T14:43:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Geracaotarefasensino.pdf: 3849502 bytes, checksum: e00504a728834482857dedf3d3106727 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-31T14:43:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Geracaotarefasensino.pdf: 3849502 bytes, checksum: e00504a728834482857dedf3d3106727 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-31T14:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Geracaotarefasensino.pdf: 3849502 bytes, checksum: e00504a728834482857dedf3d3106727 (MD5) Previous issue date: 2018-09-14 / Avanços em sistemas de aprendizagem ao longo das últimas duas décadas permitiram o desenvolvimento de tecnologias que auxiliam no engajamento de alunos. Embora esses sistemas possam usar procedimentos comportamentais para melhorar as habilidades em leitura, melhores resultados para cada aluno são obtidos na elaboração manual de um conjunto de tarefas por um especialista educacional. Todavia, o uso de um processo manual acaba acarretando demasiado tempo, esforço e subjetividade para a criação das tarefas de ensino. Adicionalmente, a geração automática de tarefas para o ensino da leitura pode ser inviável devido ao alto espaço de busca das possíveis combinações de tarefas. Este processo poderia considerar a adaptação da dificuldade de uma tarefa ao conhecimento do aluno, algo pouco explorado em trabalhos educacionais para crianças no início do aprendizado da leitura. A presente Tese apresenta uma abordagem para gerar tarefas do procedimento Matching-to-Sample para o ensino da leitura, adaptando suas dificuldades através de meta-heurísticas de otimização bio-inspiradas. Esta abordagem utiliza-se de resultados de pré-testes aplicados a alunos e da configuração de conteúdos de ensino determinados por tutores educacionais; esses dados permitem a utilização dos algoritmos de geração de tarefas e em seguida as tarefas podem ser apresentadas em softwares de aprendizagem. Experimentos demonstraram uma melhor convergência do algoritmo genético para este domínio, sendo que este algoritmo foi capaz de gerar tarefas em um nível de dificuldade adaptadas aos alunos e de acordo com pré-testes e configurações de atributos das tarefas definidas por psicólogos comportamentais. Como validação para este estudo, as tarefas foram aplicadas a um grupo de alunos em estágios iniciais da alfabetização obtendo efeitos satisfatórios no processo individual de aprendizagem. Adicionalmente foram implementados dois softwares interativos de de aprendizagem, um por meio do jogo digital e o outro por um aplicativo web, onde o uso do jogo digital com características lúdicas demostrou aceitação superior no uso de tarefas de ensino adaptadas para crianças em fase inicial da alfabetização. / Advances in learning systems over the past two decades have enabled the development of technologies that help in the engagement of students. Although these systems may use behavioral procedures to improve reading skills, better outcomes for each student are obtained in the manual elaboration of a set of tasks by educational experts. However, the use of a manual process requires too much time, effort and subjectivity for the creation of tasks. Additionally, even with the aid of computational processes, the automatic generation may be impracticable due to the high search space for the possible combinations of tasks. This process could consider adapting the difficulty of a task to the student's knowledge, something little explored in educational work for children at the beginning of reading learning. The present thesis implements an approach to generate teaching tasks from the Matching-to-Sample procedure, adapting its difficulties through bio-inspired optimization meta-heuristics. This approach uses pre-test results applied to students and the configuration of teaching contents determined by educational tutors; these data allow the use of the algorithms to generate tasks and then the tasks can be presented in learning software. Experiments demonstrated a better convergence of the genetic algorithms for this domain, being able to generate tasks on a level of difficulty adapted to the students, and also according to pretests and configurations of attributes of the tasks defined by behavioral psychologists. As validation for this study, the tasks were applied to a group of students in the early stages of literacy achieving satisfactory effects in the individual learning process. In addition, two interactive learning software were implemented through a digital game and a web application, where the use of the digital game with playful features showed superior acceptance in the use of teaching tasks adapted for children in the initial phase of literacy.