Orientador: Akebo Yamakami / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T08:52:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Verga_Juliana_M.pdf: 625534 bytes, checksum: 396d5b5c1dafff5b2fbb632e185c4a72 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A teoria dos grafos é comumente utilizada na área da engenharia para resolver problemas que podem ser representados na forma de redes. Dentre diversos problemas abordados, o problema de fluxo multiproduto é um dos que também podem ser modelados por grafos. Este trabalho apresenta uma proposta de solução para o problema de fluxo multiproduto fuzzy. O problema foi modelado através de um grafo, cujos nós representam pontos de oferta e demanda de produtos, os quais trafegam pelos arcos da rede. O algoritmo proposto visa encontrar soluções factiveis e boas para o problema de fluxo multiproduto fuzzy em redes com incertezas nos custos e capacidades, contendo múltiplas origens e múltiplos destinos. As incertezas são modeladas por meio da teoria dos conjuntos fuzzy, que tem sido aplicada com sucesso em problemas com incertezas. / Abstract: The graph theory is commonly used in the area of engineering to solve problems that can be represented in the form of nets. Among several problems, the multicommodity flow problem is one that can be modeled by graphs. This work presents an approach for solving the fuzzy multicommodity flow problem. The problem was modeled through a graph whose nodes represent points of supply and demand of commodities, which pass through arcs of the network. Our algorithm aims to find a set of good feasible solutions for the fuzzy multicommodity flow problem in networks with uncertainties in the costs and capacities, containing multiple origins and multiple destinations. The uncertainties are modeled by means of the fuzzy sets theory, which has been successfully applied to problems with uncertainties. / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Akebo Yamakami, Marcia Tomie Takahashi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T13:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hernandes_Fabio_D.pdf: 995506 bytes, checksum: c4a27a827d2ca5ec109571ba03e4e094 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A teoria de grafos é uma importante área da programação matemática, tendo um importante papel em áreas tais como engenharia e pesquisa operacional. Em particular, ela fornece ferramentas para tratar problemas de redes (tais como: alocação, caminho mínimo, fluxo máximo, etc.), que têm aplicações em diversas subáreas da engenharia (por exemplo: telecomunicações, transporte, manufatura, etc.). Estas aplicações podem, entretanto, possuir incertezas em seus parâmetros ou em sua estrutura. Baseado nisto, este trabalho trata de algumas importantes aplicações de problemas em grafos com incertezas em seus parâmetros ou estruturas e propõe algoritmos para encontrar suas soluções. As aplicações estudadas são: problemas de caminho mínimo, problemas de fluxo máximo, problemas de fluxo de custo mínimo e problemas de coloração de grafos. As incertezas são modeladas por meio da teoria dos conjuntos fuzzy, que tem sido aplicada com sucesso em problemas com incertezas e imprecisões / Abstract: The graph theory is an important area of mathematical programming, it has an important role in fields such as engineering and operational research. In particular, it provides the tools to tackle network problems (e.g. allocation, shortest path, maximum flow, etc), which have applications in several sub areas of engineering (e.g. telecommunications, transportation, manufacturing, etc). These applications can, however, possess uncertainties in their parameters or in their structure. Based on that, this work addresses some important applications of graph problems with uncertainties in their structure or parameters and proposes algorithms to find the solution to them. The applications studied are: shortest path problems, maximum flow problems, minimum cost flow problems and graph coloring problems. The uncertainties are modeled by means of the fuzzy sets theory, which has been successfully applied to problems with uncertainties and vagueness / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, é proposta uma nova família de métodos a ser aplicada à otimização de problemas multimodais. Nestas técnicas, primeiramente são geradas soluções iniciais com o intuito de explorar o espaço de busca. Em seguida, com a finalidade de encontrar mais de um ótimo, estas soluções são agrupadas em subespaços utilizando um algoritmo de clusterização nebulosa. Finalmente, são feitas buscas locais através de métodos determinísticos de otimização dentro de cada subespaço gerado na fase anterior com a finalidade de encontrar-se o ótimo local. A família de métodos é formada por seis variantes, combinando três esquemas de inicialização das soluções na primeira fase e dois algoritmos de busca local na terceira. A fim de que esta nova família de métodos possa ser avaliada, seus constituintes são comparados com outras metodologias utilizando problemas da literatura e os resultados alcançados são promissores. / In this thesis, a new family of methods designed for multimodal optimization is introduced. In these techniques, first of all, initial solutions are generated in order to explore the search space. Secondly, these solutions are grouped in clusters using a fuzzy-clustering algorithm so that multiple optima are found. Finally, an instance of deterministic optimization method is triggered within each cluster to reach for the local optimum. This family of methods is formed by six variants combining three initialization schemes in the first phase with two local search algorithms in the third. These methods are compared against other techniques in the literature using benchmarks, obtaining promising results.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, é proposta uma nova família de métodos a ser aplicada à otimização de problemas multimodais. Nestas técnicas, primeiramente são geradas soluções iniciais com o intuito de explorar o espaço de busca. Em seguida, com a finalidade de encontrar mais de um ótimo, estas soluções são agrupadas em subespaços utilizando um algoritmo de clusterização nebulosa. Finalmente, são feitas buscas locais através de métodos determinísticos de otimização dentro de cada subespaço gerado na fase anterior com a finalidade de encontrar-se o ótimo local. A família de métodos é formada por seis variantes, combinando três esquemas de inicialização das soluções na primeira fase e dois algoritmos de busca local na terceira. A fim de que esta nova família de métodos possa ser avaliada, seus constituintes são comparados com outras metodologias utilizando problemas da literatura e os resultados alcançados são promissores. / In this thesis, a new family of methods designed for multimodal optimization is introduced. In these techniques, first of all, initial solutions are generated in order to explore the search space. Secondly, these solutions are grouped in clusters using a fuzzy-clustering algorithm so that multiple optima are found. Finally, an instance of deterministic optimization method is triggered within each cluster to reach for the local optimum. This family of methods is formed by six variants combining three initialization schemes in the first phase with two local search algorithms in the third. These methods are compared against other techniques in the literature using benchmarks, obtaining promising results.

Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T10:01:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_RonaldoFernandes_D.pdf: 2368458 bytes, checksum: 01da7061fcacf61682f9aa00dceb6837 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho, o problema da análise dinâmica de estruturas em médias freqüências é abordado. Em geral, métodos numéricos tais como elementos finitos e elementos de contorno não são apropriados para tratar estes casos. As principais razões são a necessidade do refinamento das malhas com o aumento da freqüência e o cálculo da influência dos parâmetros incertos, cujo efeito em particular, para médias e altas freqüências, tende a ser significativo. O problema do refinamento do modelo pode ser superado através de métodos semi-analíticos, como por exemplo, o método do elemento espectral. Em relação à simulação dos sistemas com parâmetros de entrada incertos, métodos baseados em conjuntos nebulosos e métodos probabilísticos são adotados. Nesta tese, uma proposta combinando o método do elemento espectral com conjuntos nebulosos é conduzida. O principal foco deste trabalho é apresentar uma nova abordagem para o problema em médias freqüências. Neste contexto, funções de resposta em freqüência são adotadas para representar o efeito dos parâmetros de entrada não determinísticos na resposta dinâmica de estruturas. Para ilustrar o procedimento proposto, exemplos numéricos são tratados, como o caso simples de uma placa retangular reforçada com vigas e também o caso de uma estrutura do tipo pórtico / Abstract: It is well-known that, in the mid-frequency range, numerical methods such as finite and boundary elements are not suitable for structural dynamic analysis. One of the reasons is the fine mesh resolution required to accurately model the physical problem, leading to large computational models. The other reason is associated with the difficulty in estimating the response statistics for system parameter variations. The mesh refinement problem can be addressed using semi-analytical methods, such as the spectral element method. However, in general, these methods are very limited with respect to the geometry and boundary conditions that can be treated. With respect to parameter variation, the simulation of systems with uncertain parameters has in the past been addressed with different techniques, such as finite elements applied to stochastic problems and fuzzy set based methods. In this thesis, the spectral element method is combined with a special implementation of a fuzzy set based method that avoids the well-know effect of overestimation in interval computations. In this regard, some efficient alternatives, such as the transformation method and the sparse grids approach are proposed. In this work, the main goal is to provide alternatives to address dynamic problems under uncertainty in the mid-frequency range. In this context, envelopes for frequency response functions are used to represent the effect of non-deterministic input parameters in the dynamic response of structures. To illustrate he proposed procedure, numerical examples are treated, such as a simple rectangular plate reinforced with beams and a frame-type model / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Multi-agent systems consist of multiple agents that interact and coordinate with each other to work towards to certain goal. Multi-agent systems naturally arise in a variety of domains such as robotics, telecommunications, and economics. The dynamic and complex nature of these systems entails the agents to learn the optimal solutions on their own instead of following a pre-programmed strategy. Reinforcement learning provides a framework in which agents learn optimal behavior based on the response obtained from the environment. In this thesis, we propose various novel de- centralized, learning automaton based algorithms which can be employed by a group of interacting learning automata. We propose a completely decentralized version of the estimator algorithm. As compared to the completely centralized versions proposed before, this completely decentralized version proves to be a great improvement in terms of space complexity and convergence speed. The decentralized learning algorithm was applied; for the first time; to the domains of distributed object tracking and distributed watershed management. The results obtained by these experiments show the usefulness of the decentralized estimator algorithms to solve complex optimization problems. Taking inspiration from the completely decentralized learning algorithm, we propose the novel concept of partial decentralization. The partial decentralization bridges the gap between the completely decentralized and completely centralized algorithms and thus forms a comprehensive and continuous spectrum of multi-agent algorithms for the learning automata. To demonstrate the applicability of the partial decentralization, we employ a partially decentralized team of learning automata to control multi-agent Markov chains. More flexibility, expressiveness and flavor can be added to the partially decentralized framework by allowing different decentralized modules to engage in different types of games. We propose the novel framework of heterogeneous games of learning automata which allows the learning automata to engage in disparate games under the same formalism. We propose an algorithm to control the dynamic zero-sum games using heterogeneous games of learning automata.

Orientador: João Marcos Travassos Romano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:58:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_MoisesVidal_D.pdf: 5330417 bytes, checksum: ebf89b90c9327ce0ba7f3c169b5e260f (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A presente tese tem por objetivo propor e discutir o uso de algumas técnicas de processamento de sinais e de inteligência computacional para a melhoria da transmissão digital de dados via redes elétricas e da análise da qualidade da energia elétrica em sistemas de potência. No que tange à transmissão de dados via rede elétrica, novas técnicas são introduzidas para solucionar os problemas de cancelamento de ruídos impulsivos e equalização de canais de comunicação. Para a melhoria do monitoramento da qualidade da energia elétrica, propõem-se novas técnicas para a análise espectral das componentes fundamental e harmônicas, e para a detecção, a classificação e a compressão de distúrbios. As várias técnicas apresentadas no presente trabalho são fundamentadas no princípio de dividir e conquistar, largamente utilizado em diversas áreas do conhecimento. A aplicação adequada desse princípio através de técnicas de processamento de sinais e de inteligência computacional nos permitiram fornecer análises mais precisas dos problemas estudados e propor novas soluções para os mesmos. Os resultados numéricos obtidos nas simulações computacionais confirmam a relevância das técnicas propostas / Abstract: This thesis is aimed at proposing and discussing the use of signal processing and computational intelligence techniques to improve digital communications through power line channels and a more precise power quality analysis of power systems. Regarding power line communication applications, advanced techniques for impulse noise mitigation and channel equalization are introduced. For power quality monitoring applications, novel techniques are proposed for spectral analysis of power line signals and for detection, classification and compression of disturbance events. The techniques proposed are developed on the light of the divider and conquer principle. The appropriate application of such principle, by means of signal processing and computational intelligence techniques, enable us to offering a more precise analysis of the problems investigated and novel solutions for them. By introducing a set of signal processing techniques along with some computational intelligence ones, this contribution succeeds in offering improvements for all the problems investigated. Numerical results obtained by computational simulations verify such improvement and confirm the relevance of the techniques proposed. / Doutorado / Telecomunicações / Doutor em Engenharia Elétrica

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / There is a strong urge for advanced diagnosis method, especially in high power battery packs and high energy density cell design applications, such as electric vehicle (EV) and hybrid electric vehicle segment, due to safety concerns. Accurate and robust diagnosis methods are required in order to optimize battery charge utilization and improve EV range. Battery faults cause significant model parameter variation affecting battery internal states and output. This work is focused on developing diagnosis method to reliably detect various faults inside lithium-ion cell using electrochemical model based observer and fuzzy logic algorithm, which is implementable in real-time. The internal states and outputs from battery plant model were compared against those from the electrochemical model based observer to generate the residuals. These residuals and states were further used in a fuzzy logic based residual evaluation algorithm in order to detect the battery faults. Simulation results show that the proposed methodology is able to detect various fault types including overcharge, over-discharge and aged battery quickly and reliably, thus providing an effective and accurate way of diagnosing li-ion battery faults.