Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-20. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:15Z : No. of bitstreams: 1 000836270.pdf: 1016075 bytes, checksum: 23b148ab430f3a8e408000dab186d3ec (MD5) / O problema da alocação ótima das chaves de interconexões nos sistemas de distribuição de média tensão é um problema do planejamento da operação dos sistemas de energia elétrica, de natureza combinatória e sujeito a restrições técnicas e operacionais que derivam em modelos complexos, não-lineares, não determinísticos e, em muitos casos, não analíticos e difíceis de representar matematicamente. Portanto, a melhor opção para obter soluções de boa qualidade em tempo razoável são as técnicas heurísticas modernas. Este trabalho apresenta uma metodologia baseada na formulação de modelos matemáticos convexos e resolvida utilizando o algoritmo de busca inteligente GRASP, para gerar soluções de boa qualidade ao problema da alocação ótima das chaves de interconexões. As chaves alocadas pela metodologia fornecem um esquema de restauração eficiente que, em caso de uma falta permanente, possa isolar a zona afetada pela falta e restaurar o serviço elétrico da maior quantidade possível de usuários. Por outro lado, as chaves instaladas pela metodologia proposta, também são aproveitadas para otimizar o ponto de operação em estado estacionário do sistema e os índices de confiabilidade experimentados pelos usuários, ou seja, reduzir as perdas de potência ativa e melhorar probabilísticamente os índices de continuidade da duração e da frequência das interrupções (SAIDI e SAIFI) quando o sistema opera em condições normais. Para demonstrar a eficácia e flexibilidade do algoritmo proposto dois sistemas testes, de 43 e 136 nós, serão utilizados para resolver diferentes instâncias do problema da alocação / The optimal switch allocation problem in electrical distribution systems is a combinatorial optimization problem, subject to a set of technical and operational constraints that produces complex, nonlinear, nondeterministic and, in many cases, non-analytical and difficult to represent optimization models. Therefore, the best approach to provide high quality solutions, in reasonable time, is the use of modern heuristics algorithms. This work presents an optimization methodology based on the formulation of convex mathematical models and solved by using a simplified GRASP algorithm, in order to provide high quality solutions to the switch allocation problem. The allocated switches establish an efficient restoration scheme that, in case of a permanent fault, isolates the faulty zone and restores the electrical service of as many users as possible. On the other hand, the switches allocated by the proposed methodology, are also used to optimize the steady-state operating point of the system and the reliability indices experienced by the users, i.e., the active power losses are reduced and the reliability indices, SAIDI and SAIFI, are improved when the system is operating flawlessly. In order to show the efficiency and flexibility of the proposed switch allocation methodology, two test systems have been proposed and different allocation instances have been solved

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-27Bitstream added on 2014-12-02T11:20:50Z : No. of bitstreams: 1 000797336.pdf: 8867207 bytes, checksum: ee77fd35abfa82d47da021f7f3043be1 (MD5) / O problema de programação ótima de horários consiste em programar eventos aulas em um determinado número de salas, para um determinado número de alunos, com o objetivo de satisfazer certas condições de factibilidade. O problema é representado por um modelo de programação linear inteira mista e foi resolvido pela implementação de um algoritmo genético de Chu-Beasley, que apresenta as características de evitar a homogeinização da população, permitindo encontrar melhores soluções, modificado em três pontos fundamentais: (i) na geraçao da população inicial; (ii) na fase de melhoría local; (iii) no incremento da da diversidade. Adicionalmente, é apresentado um algoritmo construtivo na fase da geração da população inicial e na busca local, a fin de se permiter corrigir possíveis infactibilidades e melhorar a qualidade da população, tanto na fase inicial quanto na de melhoria local. O controle da diversidade e atualização da população são feitos obedecendo parâmetro que garante que o novo individuo tenha número de genes diferentes em relação aos demais individuos da população, evitando a homogeinização da mesma. O método proposto é aplicado no caso de testes da literatura especializada, e os dados do problema são os apresentados pela International Timebling Competition / The problem with optimum schedule programming consists of programming class-events for a given number of classrooms and students, with the goal of satisfying certain factibility conditions. The problem is represented by a full mixed linear programming model and has been solved by use of a genetic Chu-Beasley algorithm, that presents population homogenization avoidance features, allowing for best solutions, modified in three core points: (i) initial population generation; (ii) local improvement phase; (iii) diversity increase. Additionally, a constructive algorithm for the initial phase of initial population generation and local search is presented, this allows for correction of possible unsuitabilities and improves population quality, such in initial phase as in local improvements. Population diversity and updating control is done according to parameters that assure each new individual has a different genes number in relation to the other individuals of the population, avoiding homogenization. The proposed method is applied for test cases of specialized literature, and data for the tests are presented by International Timebling Competition

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-22Bitstream added on 2014-06-13T20:08:29Z : No. of bitstreams: 1 puger_eb_me_ilha.pdf: 513524 bytes, checksum: 872b0c75b1e6e16efa673f4cea57ae43 (MD5) / Nesta dissertação de mestrado propõe-se um fluxo de carga não – iterativo para calcular o ponto de operação em regime permanente de um sistema de distribuição de energia elétrica radial ou malhado. No fluxo de carga proposto, as demandas do sistema de distribuição de energia elétrica são modeladas através de aproximações lineares em termos das partes real e imaginária da magnitude de tensão, tendo em conta que os ângulos de fase das tensões do sistema de distribuição se mantém dentro de um intervalo relativamente pequeno e limitado para as condições típicas de operação do sistema de distribuição de energia elétrica. Os coeficientes das aproximações lineares são obtidos a partir do método de mínimos quadrados. O fluxo de carga proposto está composto por três fases: 1) estimação da magnitude de tensão mínima e do ângulo máximo e mínimo de fase das tensões; 2) cálculo do ponto de operação em regime permanente inicial; e 3) correção do ponto de operação obtido na fase 2. O fluxo de carga proposto foi implementado na linguagem de programação MATLAB 7.9.0 (R2009a) e testado usando diferentes sistemas de distribuição de energia elétrica de pequeno e grande porte. A partir dos resultados obtidos observou-se a eficiência e precisão do fluxo de carga proposto quando comparados com os métodos de fluxo de carga existentes na literatura. Tendo em conta estas características, foi resolvido o problema de reconfiguração de sistema de distribuição de energia elétrica utilizando o fluxo de carga proposto com o auxilio da metaheurística GRASP, com o objetivo de mostrar que o fluxo de carga é eficiente e rápido para resolver outros problemas típicos nos sistemas de distribuição de energia elétrica. / This dissertation proposes a load flow non-iterative to calculate the operating point in steady state of a radial or meshed electric power distribution system. In the proposed load flow, the demands of the electric power distribution system are modeled using linear approximations in terms of the real and imaginary parts of the voltage magnitude, taking into account that the phase angles of the voltages of distribution system remains within of a range relatively small and limited in the typical conditions of electric power distribution system operation. The coefficients of the linear approximations are obtained from the least-squares method. The proposed load flow is composed of three phases: 1) estimate the minimum voltage magnitude and the maximum and minimum phase angle of voltages, 2) calculation of the operating point in steady state initial, and 3) correction of the operating point obtained in phase 2. The proposed load flow was implemented in the programming language MATLAB7.9.0 (R2009a) and tested using several electric power distribution systems. The results obtained showed efficiency and accuracy of the proposed load flow when was compared with the load flow methods existing in the literature. Given these characteristics, the reconfiguration problem of electric power distribution system was solved using the proposed load flow with the help of the GRASP metaheuristic, aiming to show that the load flow is efficient and fast to solve other typical problems in the electric power distribution systems.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-22Bitstream added on 2014-06-13T18:49:35Z : No. of bitstreams: 1 lopes_vs_me_ilha.pdf: 457406 bytes, checksum: 6e25dd934aee860e9d139376c72ed631 (MD5) / O Problema do Planejamento da Expansão de Sistemas de Transmissão é um problema de otimização combinatória, cujo objetivo é buscar o atendimento de requisitos de cargas a custos mínimos de investimentos, percebendo um horizonte de longo prazo. A perspectiva do planejamento otimizado deve ser feita observando duas possiblidades: o planejamento estático e o planejamento multiestágio. No planejamento estático, o planjedor procura responder as questões onde e que tipos de elementos de transmissão precisam ser adicionados ou construídos para integrar a solução do sistema futuro. No entanto, quando a estratégia de expansão ótima abrange todo um período, o planejador deseja saber quando o circuito deve ser instalado, trata-se de um planejamento multiestágio. Em ambas alternativas, a resolução do problema do planejamento deve abranger duas etapas consecutivas: a modelagem matemática e a técnica de solução para resolver essa modelagem. Neste trabalho é apresentada uma proposta de planejamento estático utilizando aMetaheurística GRASP como técnica de solução para o problema do planejamento. / The Problem of Expansion Planning of Transmission Systems is a combinatorial optimization problem whose goal is to seek the assistance of cargo requirements at minimal cost investment, realizing a long-term horizon.The prospect of planning should be optimized observing two possibilities: planning static and multistage planning. In planning static, designer seeks to answer the questions where and what types of transmission elements need to be added or built to integrate the solution of the future system. However, when the optimal expansion strategy covers the whole period, the planner wants to know when the circuit must be installed, it is a multistage planning. In both alternatives, solving the problem of planning should cover two consecutive steps: mathematical modeling and solution technique to solve this modeling.This work presents a planning proposal using the static technique as GRASP metaheuristic solution to the problem of planning.

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Carlos Roberto Mendonça da Rocha / Resumo: Neste trabalho propõe-se uma heurística especializada para a alocação ótima de bancos de capacitores para os sistemas de distribuição radiais, cujo objetivo é minimizar os custos devido às perdas de energia, sujeitas a certas restrições operativas do sistema elétrico de distribuição. Para realizar este objetivo foram desenvolvidos os seguintes tópicos: Um algoritmo heurístico construtivo, que tem como atividade principal a alocação de bancos de capacitores nas barras com demanda de potências reativas maiores e também procura uma solução inicial de minimização de custos das perdas de energia e uma metaheurística de busca em vizinhança variável descendente. Nessa metaheurística são implementadas estruturas de vizinhança adequadas para o problema de alocação de bancos de capacitores nas barras do sistema elétrico. A heurística especializada tem um novo conceito para a alocação ótima de bancos de capacitores ao desenvolver uma ferramenta amigável e poderosa de otimização no desenvolvimento de modelos matemáticos para os problemas de programação não linear inteiro misto. A heurística especializada foi implementada em linguagem de programação Fortran 90 e foram realizadas simulações com sistemas de distribuição radial de 33, 70 e 202 barras. Os resultados foram comparados com pesquisas que realizaram testes com esses sistemas elétricos. Assim, foi verificado um bom desempenho do algoritmo, pois gera soluções de boa qualidade atendendo a todas as restrições físicas e operacionais do problema / Abstract: In this work we proposes a specialized heuristic algorithm for optimal allocation of capacitor banks in radial distribution systems, whose goal is to minimize costs due to energy losses, subject to some operational restrictions of the electric distribution system. To accomplish this goal the following subjects were developed: A constructive heuristic algorithm, which has as primary task the allocation of capacitor banks in buses with the most high-demand for reactive power and also search for an initial solution to minimize energy losses costs and a meta-heuristic which uses variable neighborhood descend search, in which we implemented appropriate neighborhood structures for the allocation problem of capacitor banks in electric system buses. The specialized heuristic uses a new concept for the optimal allocation of capacitor banks to develop a powerful and user-friendly optimization tool for the development of mathematical models for mixed integer nonlinear programming problems. The specialized heuristic was implemented in the programming language Fortran 90 and simulations were performed with radial distribution systems of 33, 70 and 202 buses. The results were compared with other research works that also tested with these electrical systems. Thus, it was verified that the algorithm has a good performance because it generates good quality solutions meeting all the physical and operational constraints of the problem / Mestre

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Carlos Alberto Mendonça da Rocha / Banca: Elizete de Andredade Amorim / Resumo: O problema de programação ótima de horários consiste em programar eventos aulas em um determinado número de salas, para um determinado número de alunos, com o objetivo de satisfazer certas condições de factibilidade. O problema é representado por um modelo de programação linear inteira mista e foi resolvido pela implementação de um algoritmo genético de Chu-Beasley, que apresenta as características de evitar a homogeinização da população, permitindo encontrar melhores soluções, modificado em três pontos fundamentais: (i) na geraçao da população inicial; (ii) na fase de melhoría local; (iii) no incremento da da diversidade. Adicionalmente, é apresentado um algoritmo construtivo na fase da geração da população inicial e na busca local, a fin de se permiter corrigir possíveis infactibilidades e melhorar a qualidade da população, tanto na fase inicial quanto na de melhoria local. O controle da diversidade e atualização da população são feitos obedecendo parâmetro que garante que o novo individuo tenha número de genes diferentes em relação aos demais individuos da população, evitando a homogeinização da mesma. O método proposto é aplicado no caso de testes da literatura especializada, e os dados do problema são os apresentados pela International Timebling Competition / Abstract: The problem with optimum schedule programming consists of programming class-events for a given number of classrooms and students, with the goal of satisfying certain factibility conditions. The problem is represented by a full mixed linear programming model and has been solved by use of a genetic Chu-Beasley algorithm, that presents population homogenization avoidance features, allowing for best solutions, modified in three core points: (i) initial population generation; (ii) local improvement phase; (iii) diversity increase. Additionally, a constructive algorithm for the initial phase of initial population generation and local search is presented, this allows for correction of possible unsuitabilities and improves population quality, such in initial phase as in local improvements. Population diversity and updating control is done according to parameters that assure each new individual has a different genes number in relation to the other individuals of the population, avoiding homogenization. The proposed method is applied for test cases of specialized literature, and data for the tests are presented by International Timebling Competition / Doutor

Submitted by Luiz Felipe Barbosa (luiz.fbabreu2@ufpe.br) on 2015-03-10T19:35:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Victor Antônio Ribeiro de Lira Cavalcanti.pdf: 3376876 bytes, checksum: f248afb33bde4460b94c42271f85e3c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-10T19:42:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Victor Antônio Ribeiro de Lira Cavalcanti.pdf: 3376876 bytes, checksum: f248afb33bde4460b94c42271f85e3c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T19:42:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Victor Antônio Ribeiro de Lira Cavalcanti.pdf: 3376876 bytes, checksum: f248afb33bde4460b94c42271f85e3c8 (MD5) Previous issue date: 2014-04-29 / A Internet possui um papel vital na sociedade atual, possibilitando a existência de aplicações e serviços em diferentes áreas, como saúde, entretenimento, educação e segurança. Entretanto, apesar da Internet ter evoluído consideravelmente em aspectos como velocidade e capacidade, inovações arquiteturais necessárias, por exemplo, para melhor suporte à mobilidade, sofrem resistência em virtude de sua estrutura atual. Nesse contexto, a virtualização de redes de computadores é uma abordagem promissora para resolver o problema atual de ossificação da Internet. Um grande desafio associado a esse conceito é o mapeamento das redes virtuais, devido à natureza NP-difícil do problema. Com isso, diversas heurísticas têm sido propostas com o objetivo de alcançar alocações eficientes. Contudo, apesar de as abordagens existentes aperfeiçoarem métricas de desempenho, como o custo e a taxa de aceitação das requisições, questões de dependabilidade não são consideradas no mapeamento. Dependabilidade envolve métricas como confiabilidade e disponibilidade, as quais impactam diretamente a qualidade do serviço. Logo, tais métricas são de grande importância e devem ser consideradas na formulação de problemas de otimização para alocação de redes virtuais. Este trabalho propõe um algoritmo baseado na metaheurística GRASP (Greedy Randomized Adaptive Search Procedure) para o mapeamento de redes virtuais confiáveis. Políticas de redundância são consideradas na alocação para satisfazer requisições de redes virtuais com restrições de alta disponibilidade. Além disso, é proposta uma abordagem hierárquica e heterogênea, com modelos formais em redes de Petri estocásticas (SPN) e diagramas de bloco de confiabilidade (RBD) para representar e avaliar disponibilidade das redes virtuais. Esses modelos são gerados e avaliados automaticamente pela ferramenta Mercury, ao longo do processo de mapeamento. Estudos de caso são propostos para demonstrar a aplicabilidade dos modelos e algoritmo adotados. Os resultados experimentais demonstram o impacto da adoção de questões de dependabilidade na alocação, bem como a relação entre a disponibilidade e o custo das redes virtuais.

Orientador: Vinicius Amaral Armentano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T19:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paiva_ItaloAmaral_M.pdf: 1170439 bytes, checksum: 1d39b4cd02ce250d30bee09a3adea7d6 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Le travail présenté s'intéresse à la problématique générale de la mise en oeuvre de mains robotiques à haut niveau de dextérité. Dans ce contexte, nous nous intéressons à la synthèse de prise d'objets en prenant en compte les contraintes propres à la tâche de manipulation visée. La manière dont l'objet est saisi a une importance capitale sur le bon déroulement d'une tâche.Le développement d'algorithmes capables de générer automatiquement des prises optimales implique avant tout la nécessité de définir la notion de prise optimale au regard de la tâche cible. Pour répondre à ce problème, la communauté scientifique propose dans la littérature de nombreux critères de qualité et continue à en développer de nouveaux. Dans cette thèse, nous présentons une extension des travaux proposés avec une étude approfondie de ces critères dans le cadre de la manipulation dextre. Ces critères sont évalués avec une main robotique entièrement actionnée à quatre doigts et seize articulations.Nous quantifions l'efficacité de ces critères dans le cadre de la réalisation de tâches de manipulation fine avec trois types d'objets spécifiques. Deux groupes de critères sont étudiés : d'une part des critères s'appuyant uniquement sur la position des points de contact, et, d'autre part, des critères prenant en compte la cinématique du préhenseur. Cette étude nous a permis de sélectionner un ensemble de critères pertinents pour résoudre le problème de synthèse de prise que nous avons mis en oeuvre dans un processus basé sur une approche évolutionnaire. Cette approche a été validée dans l'environnement de simulation OpenRAVE, puis expérimentalement avec la nouvelle main RoBioSS. / The work presented in this thesis concerns object grasping with dexterous robotic hands. In this work, we are going to focus on the grasp synthesis problem by taking into account the in-hand manipulation task. The initial grasp has a capital role for the successful completion of a given task.In order to develop algorithms which are able to generate automatically correct grasps for a manipulation task, we need to define suitable grasp quality metrics to assess the validity of a grasp. Throughout the years, a large variety of quality measures have been proposed in the literature and researchers keep on developing new ones. However those quality measures are generally developed for simple grippers and for grasping tasks. In this thesis, we will extend the study of selected interesting grasp quality measures for in-hand manipulation tasks. These quality measures will be evaluated on a four finger robotic hand with sixteen fully actuated degrees of freedom.We will assess the chosen quality measures for in-hand manipulation tasks with three different carefully selected type of objects. The quality metrics are classified in two groups, first one focuses exclusively on the location of contact points and the second one considers the kinematics of the robotic hand. The review of these quality measures led us to select the ones meaningful for solving the grasp synthesis problem for in-hand manipulation. The grasping pipeline implemented to generate the correct grasps is based on an evolutionary approach using a mix of the selected quality measures. The proposed approach was tested in the OpenRAVE robotic simulator and also validated experimentally with the new RoBioSS hand.

In near future, robots are envisioned to work alongside humans in professional anddomestic environments without significant restructuring of workspace. Roboticsystems in such setups must be adept at observation, analysis and rational de-cision making. To coexist in an environment, humans and robots will need tointeract and cooperate for multiple tasks. A fundamental such task is the manip-ulation of large objects in work environments which requires cooperation betweenmultiple manipulating agents for load sharing. Collaborative manipulation hasbeen studied in the literature with the focus on multi-agent planning and controlstrategies. However, for a collaborative manipulation task, grasp planning alsoplays a pivotal role in cooperation and task completion.In this work, a novel approach is proposed for collaborative grasping and manipu-lation of large unknown objects. The manipulation task was defined as a sequenceof poses and expected external wrench acting on the target object. In a two-agentmanipulation task, the proposed approach selects a grasp for the second agentafter observing the grasp location of the first agent. The solution is computed ina way that it minimizes the grasp wrenches by load sharing between both agents.To verify the proposed methodology, an online system for human-robot manipu-lation of unknown objects was developed. The system utilized depth informationfrom a fixed Kinect sensor for perception and decision making for a human-robotcollaborative lift-up. Experiments with multiple objects substantiated that theproposed method results in an optimal load sharing despite limited informationand partial observability.