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No / The effective maintenance scheduling of power system generators is very important for the economical and reliable operation of a power system. This represents a tough scheduling problem which continues to present a challenge for efficient optimization solution techniques. This paper presents the application of metaheuristic approaches, such as a genetic algorithm (GA), simulated annealing (SA) and their hybrid for generator maintenance scheduling (GMS) in power systems using an integer representation. This paper mainly focuses on the application of GA/SA and GA/SA/heuristic hybrid approaches. GA/SA hybrid uses the probabilistic acceptance criterion of SA within the GA framework. GA/SA/heuristic hybrid combines heuristic approaches within the GA/SA hybrid to seed the initial population. A case study is formulated in this paper as an integer programming problem using a reliability-based objective function and typical problem constraints. The implementation and performance of the metaheuristic approaches and their hybrid for the test case study are discussed. The results obtained are promising and show that the hybrid approaches are less sensitive to the variations of technique parameters and offer an effective alternative for solving the generator maintenance scheduling problem.

En el proceso de diseño e las construcciones industriales, es de vital importancia conocer cual es la ubicación óptima de las diferentes áras de trabajo que conforman un proceso de fabricación, así como de las instalaciones y servicios auxiliares. El problema de distribución en planta (Facilities Layout Problem, FLP) integra a todas las actividades industriales y se ha convertido desde los años 60 en uno de los problemas clásicos de optimización combinatoria, en el que trabajan multiutd de investigadores a nivel internacional. Hasta los años 90, el enfoque que se realizaba del problema era básicamente un enfoque monobjetivo, en el que se primaba fundamentalmente la minimización del coste de transporte de material o personas entre las diferentes áreas productivas o de servicios. Para ello se han venido empleando diferentes técnicas de optimización heurística, que persiguen minimizar el tiempo de cálculo y facilitar la búsqueda de mínimos, aunque sean locales, pues el espacio de soluciones es tan grande, que es difícil garantizar la existencia de un mínimo global del problema. No obstante, el criterio de coste no es el único que se debe considerar en este tipo de planteamientos, pues existen otra serie de indicadores que son de vital importancia, para garantizar que la solución propuesta tiene un nivel de desarrollo tecnológico con la aparición de equipos y programas informáticos más desarrollados, han prosperado las aproximaciones multiobjetivos al problema de distribución en planta. Entre los objetivos principales del presente trabajo se encuentran; la realización de un estado del arte de los indicadores que se han empleado en la bibliografía para la resolución en planta, obteniendo un conjunto de indicadores independientes y suficientes que puedan ser empleados en la obtención de distribuciones en planta óptimas. Se investigará si es necesario definir algún nuevo indicador que cubra los objetivos fundamentales de la distribución en planta establecidos por distintos autores. Una vez seleccionados los indicadores se propone una técnica de optimización multiobjetivo basada en un algoritmo de recocido simulado (Simulated Annealing). Finalmente se presentan los resultados de los experimentos realizados, empleando la técnica de optimización multiobjetivo propuesta, sobre un problema ampliamente utilizado en la bibliografía, el propuesto por Armour y Buffa de 20 actividades. Se obtienen las fronteras de Pareto para diferentes bicriterios, introduciendo puntos que completan las existentes hasta la actualidad, estudiando la posibilidad de extender la optimización a 3 indicadores. / Montalva Subirats, JM. (2011). Optimización multiobjetivo de la distribución en planta de procesos industriales. Estudio de objetivos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11147

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第25296号 / 工博第5255号 / 新制||工||2000(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科材料化学専攻 / (主査)教授 田中 勝久, 教授 三浦 清貴, 教授 藤田 晃司 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DGAM

This thesis presents the use of sliding mode control applied to a 1/10th scale robotic car to operate at a desired slip. Controlling the robot car at any desired slip has a direct relation to the amount of force that is applied to the driving wheels based on road surface conditions. For this model, the desired traction/slip is maintained for a specific surface which happens to be a Lego treadmill platform. How the platform evolved and the robot car was designed are also covered. To parameterize the system dynamics, simulated annealing is used to find the minimal error between mathematical simulations and physical test results. Also discussed is how the robot car and microprocessor can be modeled as a hybrid system. The results from testing the robot car at various desired percent slip show that it is possible to control the slip dynamics of a 1/10th scale automated robotic car and thus pave the way for further studies using scaled model cars to test an automated highway system. / Master of Science

Chalcogen-rich transition-metal dichalcogenide (TMD) magnetron sputtering targets were custom manufactured via ball milling and sintering in the interest of depositing p-type chalcogen-rich films. Room temperature radio frequency (RF) magnetron sputtering produced ultra-thin amorphous precursor of WSx and MoSx (where x is between 2-3) on several different substrates. The influence of working pressure on the MoS3 content of the amorphous films was explored with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), while the physical and chemical effects of sputtering were investigated for the WSx target itself. The amorphous precursor films with higher chalcogenide content were chosen for laser annealing, and their subsequent laser annealing induced phase transformations were investigated for the synthesis of polycrystalline 2H-phase semiconducting thin films. The role of laser fluence and the number of laser pulses during annealing on phase transformation and film mobility was determined from Raman spectroscopy and Hall effect measurement, respectively. Hall effect measurements were used to identify carrier type and track mobility between amorphous precursors and crystalline films. The p-type 2H-TMD films demonstrates the ability to produce a scalable processing criterion for quality ultra-thin TMD films on various substrates and in a method which is also compatible for flexible, stretchable, transparent, and bendable substrates.

Com os rápidos avanços no seqüenciamento do genoma, a compreensão da estrutura de proteínas torna-se uma extensão crucial a esses progressos. Apesar dos significativos avanços tecnológicos recentes, a determinação experimental da estrutura terciária de proteínas ainda é muito lenta se comparada com a taxa de acúmulo de dados das seqüências de aminoácidos. Isto torna o enovelamento de proteínas um problema central para o desenvolvimento da biologia pós-genômica. Em nosso trabalho, fazemos uso de um método de otimização, o Generalized Simulated Annealing (GSA), baseado na termoestatística generalizada por Tsallis. Embora o GSA seja um procedimento geral, sua eficiência depende não apenas da escolha apropriada de parâmetros, mas também das características topológicas da hiper--superfície de energia da função custo. Com o mapeamento dos parâmetros necessários à aplicação do GSA, pode-se reduzir significativamente o número de escolhas, além de tornar possível uma análise do efeito dos parâmetros no comportamento do algoritmo. Como passo inicial, usamos estruturas conhecidas, com as quais os resultados obtidos com o GSA possam ser comparados, como é o caso das polialaninas. Além disso, aplicamos, o GSA a três peptídeos de proteínas ribossomais da família P, de considerável importância no estudo da doença de Chagas. Cada um possui 13 aminoácidos, diferindo em apenas uma mutação não conservativa no terceiro aminoácido. Como os peptídeos não possuem estrutura experimentalmente resolvida, analisamos os resultados obtidos com GSA seguidos por simulações de Dinâmica Molecular. A validade destes resultados é estudada, de forma que, no futuro, estruturas desconhecidas possam ser determinadas com certo grau de confiabilidade. / As the genome sequencing advances, the comprehension of protein structures becomes a crucial extension to these progresses. In spite of the numerous recent technological advances, experimental determination of protein terciary structures is still very slow compared to the accumulated data from amino acid sequences. That is what makes the protein folding a central problem to the development of the pots-genomic era. In this work we use an optimization method, the Generalized Simulated Annealing (GSA), which is based on Tsallis' generalized thermostatistics, to investigate the protein folding problem. Although GSA is a generic procedure, its efficiency depends not only on the appropriate choice of parameters, but also on topological characteristics of the energy hypersurface. By mapping all the GSA parameters, it can be possible to reduce the number of possible choices of them. That also allows an analysis of its effects on the algorithm behavior. As a initial step, we apply GSA to known structures, such as polyalanines. In sequence, we also apply GSA to three more peptides of ribosomal P proteins, which are of considerable importance on the comprehension of Chagas' heart disease. Each one contains 13 amino acids and differ only on the third residue by a non-conservative mutation. As these peptides do not have experimentally resolved structure, we analyze results obtained from GSA followed by Molecular Dynamics simulations. Validity of these results is studied such that, in the future, unknown structures can be determined by this technique with a higher degree of confidence.

Orientadores: Reginaldo Guirardello, Lucio Cardozo-Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T05:19:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jesus_LorenaBrancagliaode_M.pdf: 1007051 bytes, checksum: 2881509687072c829010312b1b5653e0 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O conhecimento do equilíbrio de fases é de grande importância no projeto e análise de uma grande variedade de processos químicos, incluindo reatores e unidades de separação. É o caso, por exemplo, da indústria de produção de óleos vegetais e de produção de ácido cítrico. Geralmente, sistemas de interesse da indústria alimentícia são formados por muitos componentes. A determinação e o cálculo das propriedades termodinâmicas e do equilíbrio de fases, nesses casos, são bastante complicados. Devido à natureza não-convexa e não-linear de modelos termodinâmicos, necessários para descrever o problema do equilíbrio de fases, há um grande interesse na aplicação de técnicas de otimização para descrever o comportamento do equilíbrio. Problemas de otimização global, técnicas rápidas, seguras e robustas que têm certo grau de confiança para achar a solução global não foram ainda completamente desenvolvidos. Por isso, estudos desses métodos têm sido foco na simulação e otimização na engenharia química. Este trabalho tem como objetivo o estudo e aplicação de um método de busca estocástica para otimização global no cálculo do equilíbrio de fases de misturas complexas de sistemas de interesse da industria alimentícia. O método de busca estocástica utilizado é o algoritmo ¿simulated annealing¿ (SA) devido à sua principal vantagem em poder evitar mínimos locais (teoricamente) e de ser de fácil aplicação. A determinação do equilíbrio de fases é feita pela minimização da energia livre de Gibbs do sistema. Para a representação termodinâmica de misturas complexas de interesse da indústria alimentícia foram empregados os modelos NRTL (Non-Random-Two-Liquid) e UNIQUAC (UNIversal QUAsi-Chemical). Os dados experimentais utilizados como estudo de caso foram obtidos na literatura e foram caracterizados por meio de pseudo-componentes, uma vez que são formados por muitas substâncias diferentes. Os resultados obtidos para os casos estudados demonstraram que a aplicação da técnica de SA para minimização global da energia livre de Gibbs permite, juntamente com os modelos NRTL e UNIQUAC, a representação confiável dos dados experimentais em tempos muito bons de execução. Além disso, a técnica de SA mostrou-se robusta levando a resultados de mínimo global independentemente da estimativa inicial, mesmo para casos fortemente não-lineares e não-convexos / Abstract: In many industrial processes, during the phase of refining and separation, products form very complex mixtures. It is the case, for example, of the vegetal oil and citric acid industries. As these mixtures are formed by many components, determination and calculation of thermodynamic properties and phase equilibrium are very complicated. In this way, the use of the most rigorous methods able to calculate the phase equilibrium and to analyse the stability of phases of these mixtures becomes necessary. In this work, the determination of phase equilibrium is done by minimization of the Gibbs free energy of the system. The NRTL (Non-Random-Two-Liquid) and UNIQUAC (UNIversal QUAsi-Chemical) models were used for the thermodynamic representation of the complex mixtures, which were characterized by means of pseudo-components. Under conditions of constant temperature and pressure, the necessary and sufficient condition for a multiphase and multicomponent system to reach the equilibrium is that the Gibbs free energy is a global minimum. Based on this principle, equilibrium problems can be formulated and solved as otimization problems. The objective function for these problems is generaly highly nonlinear and usually nonconvex, and methods of global optimization are generally necessary for its minimization. The technique of global optimization studied and applied in this work is a method of random search named Simulated Annealing (SA), whose main advantages are the ability to avoid local minimum and the ease of application. The results obtained for the studied cases have demonstrated that the application of the technique of SA for global minimization of the Gibbs free energy, together with the models NRTL and UNIQUAC, allows a reliable representation of the experimental data in very short execution times. Moreover, the SA technique was robust, leading to the global minima independently of the initial estimate even for highly nonlinear and nonconvex cases / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sandro Guedes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-31T19:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LixandraoFilho_ArnaldoLuis_M.pdf: 11489211 bytes, checksum: 0e5e2fdcd3551b722c60d418964284ee (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: O trabalho consistiu em estudar a muscovita como termocronômetro. Por ter pequena quantidade de urânio, abaixo de 5 partes por milhão, a utilização direta é inviável. Dessa forma, irradiamos placas de muscovita com íons de $^{238}U$ moderados por folhas de alumínio (resultando em diferentes energias) e com diferentes ângulos de incidência, com a finalidade de analisar o comportamento da muscovita com traços de íons e também para que esses íons criassem canais com o objetivo de revelar maior quantidade de traços fósseis. Realizamos planejamento utilizando algorítimo D-ótimo para realizar tratamentos térmicos com diferentes tempos e temperaturas, a fim de obter dados de ''annealing'' para a muscovita. Medimos o comprimento dos traços de íons projetados com as seguintes dependências: massa do íon, tempo de ''annealing'', temperatura de ''annealing'', energia de incidência e ângulo de incidência. Os parâmetros energia de incidência, ângulo de incidência e características do íon, não são considerados em nenhum dos modelos disponíveis na literatura. Assim sendo, formulamos um novo modelo empírico para a cinética de ''annealing'': $l = l_0 + a*energia - e^{\left(\frac{temperatura}{b + c*log(tempo)}\right)}$, $l$ sendo comprimento do traço com ''annealing'' e $l_0$ o comprimento sem ''annealing'' e, as constantes $a$, $b$ e $c$ ajustadas a partir dos dados experimentais. As constantes $a$ e $L_0$ são as variáveis relativas ao ângulo de incidência, tipo do íon e energia. Este modelo, além de ter um número menor de parâmetros, com uma simples modificação, $\frac{L}{L_0} = 1 + A.e^{\frac{T}{b}},\ b = B+C.ln(t)$, pode ser aplicado também para traços de fissão confinados. Nesse caso são apenas 3 parâmetros, $A$, $B$ e $C$ e o modelo ajustado possibilita a análise térmica em qualquer mineral que possuir dados experimentais. Neste trabalho mostramos o ajuste para os seguintes minerais: apatita, zircão, epídoto e muscovita. A partir dos traços de íons que sofreram ''annealing'' conseguimos ajustar parâmetros e obtivemos resultados consistentes com trabalhos anteriores. Um deles foi a previsão de \citeauthor{Bigazzi1967} que, possivelmente, utilizou amostras de superfície à 303K. Com esse resultado, validamos que traços de íons podem gerar bons resultados no estudo de ''annealing'' em laboratório e em tempos geológicos. Por fim, desenvolvemos um aplicativo que contempla: o ajuste dos parâmetros do modelo aos dados experimentais de modo automático, a obtenção de índices térmicos (temperatura de fechamento e zona de ''annealing parcial'') independente do mineral e a reconstrução de histórias térmicas para múltiplos minerais a partir de vínculos geológicos, da idade e de uma lista de comprimento de traços confinados. Além dessas características, a inédita ferramenta utiliza interface ''web'' que pode ser utilizada em qualquer plataforma e sistema operacional. Por fim, os resultados significativos foram: novos dados de ''annealing'' de traços de íons em mica muscovita, novo modelo empírico para abordar a cinética do ''annealing'' para traços de íons ou fissão e um aplicativo para tratamento de dados, ajuste, obtenção de índices térmicos e histórias térmicas / Abstract: In this work we studied muscovite as a thermocronometer. Muscovite have low amount of uranium, below 5 parts per million. Because of that it is impractical to be used as thermocronometer. Thus irradiating it with swift heavy ions of $ ^ {238} U $, moderated by aluminum foil (resulting in different energies) and with different angles of incidence is one way to analyze the behavior of muscovite ion tracks. These tracks can act like channels to the acid, chemical etching, revealing more fossil traces. We carry out experimental planning using D-optimal algorithm do thermal treatments at different times and temperatures in order anneal muscovite tracks. We measured the length of the ion tracks created with the following dependencies: ion mass, annealing time and temperature, impact energy and angle of incidence. The incidence of energy parameters, angle of incidence and ion characteristics are not considered in any of the models available in the literature. Therefore, we have developed a new empirical model for the kinetics of annealing: $l = l_0 + a*energia - e^{\left(\frac{temperatura}{b + c*log(tempo)}\right)}$, $l$ annealed fission track length and $l_0$ fission track length and the constants $a$, $b$ and $c$ adjusted from the experimental data . The constants $a$ and $L_0$ are related to the angle of incidence, type of ion and energy. This model, besides having fewer parameters, with a simple modification, $\frac{L}{L_0} = 1 + A.e^{\frac{T}{b}},\ b = B+C.ln(t)$ may also be applied to confined fission tracks. The adjusted model , with only 3 parameters, $A$, $B$ and $C$, enables thermal analysis in any mineral that has experimental data. We show fitting for the following minerals: apatite, zircon, epidote and muscovite. From the annealed ion tracks we fit the data to get all parameters and obtained results consistent with previous work. One was that we predict that \citeauthor{Bigazzi1967}, possibly, used surface samples with 303 K. With this result, we validate that ions tracks can generate good results using annealing laboratory data extrapolated to geological time. Finally, we developed an application with the following features: automatic model fitting to experimental data, simulation of thermal index (closure temperature and partial annealing) independent of the mineral and the reconstruction of thermal histories for multiple minerals from geological. In addition to these features, the application has web interface and can be used on any platform and operating system. Finally, the most significant results of this work were: new experimental annealing data of ion tracks in muscovite, new empirical model to increase the knowledge of the ion or fission tracks annealing kinetics and an application for data processing, fit and simulation of thermal index and thermal histories reconstruction / Mestrado / Física / Mestre em Física

Для изучения электрофизических свойств широкозонных полупроводников собран модуль оптической стимуляции в микрозондовой станции CascadeMicrotechMPS150.Стимуляция производится светом полупроводникового лазера с длиной волны 532 нм. Управление лазером производится непосредственно из программы измерения характеристик материалов (написанной в среде LabView) и позволяет изменять мощность от 2 до 225 мВт/с путем изменения скважности управляющих импульсов. Разработан и собран модуль подогрева образца в микрозондовой станции CascadeMicrotechMPS150.Модуль имеет независимое от измерительного тракта управление нагревом и позволяет нагревать образец до 120 °С за 7,5 мин и поддерживать температуру образца с точностью до 0,1 °С. Разработан и собран модуль высокотемпературного отжига материалов. Модуль состоит из двух независимых блоков нагрева (950 ° С и 1300 °С)и позволяет производить отжиг материалов в вакууме и различных газовых средах. Максимальные размеры образца‒(Д х В х Ш, мм) –50х10х10, скорость нагрева в первом блоке до 950°С ‒7.5 мин., во втором до 1200°С‒103 минуты. / To study the electrophysical properties of wide-gap semiconductors, an optical stimulation module was assembled in a Cascade Microtech MPS 150 microprobe station. Stimulation is performed by the light of a semiconductor laser with a wavelength of 532 nm. The laser is controlled directly from the program for measuring the characteristics of materials (written in the LabView environment) and allows you to change the power from 2 to 225 mW / s by changing the duty cycle of the control pulses. A sample heating module was developed and assembled in the Cascade Microtech MPS 150 microprobe station. The module has heating control independent of the measuring path and allows heating the sample to 120 ° C in 7.5 minutes and maintaining the temperature of the sample with an accuracy of 0.1 ° C.A module for high‒temperature annealing of materials was developed and assembled. The module consists of two independent heating units (950 ° C and 1300 ° C) and allows annealing of materials in vacuum and various gaseous media. The maximum dimensions of the sample ‒ (L x W x H, mm) are 50x10x10, the heating rate in the first block to 950 ° C is 7.5 minutes, in the second to 1200 ° C for 103 minutes.