Dutos de transmissão são tubulações especialmente desenvolvidas para transportar produtos diversos a longas distâncias e representam a forma mais segura e econômica de transporte para grandes quantidades de fluidos. Os dutos de gás natural, denominados gasodutos, são usados para transportar o gás desde os campos de produção até os centros consumidores, onde o gás é inserido em redes de distribuição para entrega aos consumidores finais. Os gasodutos de transporte apresentam diversas características de monopólio natural, que são o principal argumento econômico para sua regulação. A regulação visa garantir que esta atividade seja explorada de maneira eficiente, refletindo em tarifas de transporte justas para os consumidores e que proporcionem o retorno adequado aos investidores, levando-se em consideração a quantidade de gás transportado. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo propor metodologias de otimização multi-objetivo de projetos de redes de gasodutos de transporte, envolvendo métodos a posteriori. O problema de otimização formulado contempla restrições associadas ao escoamento do gás e o comportamento das estações de compressão. A solução do problema fornece um conjunto de projetos ótimos de redes de transporte em função da maximização da quantidade de gás natural transportado e da minimização da tarifa associada a esse serviço. A ferramenta foi aplicada a diversos estudos de caso com configurações típicas da indústria de transporte de gás natural. Os resultados mostraram que as metodologias propostas são capazes de fornecer subsídios que permitem ao tomador de decisão do ponto de vista regulatório realizar uma análise de trade-off entre a quantidade de gás transportado e a tarifa, buscando assim atender ao interesse da sociedade em relação à exploração do serviço de transporte / Transmition pipelines are especially designed pipes to transport a variety of products through long distances and represent the safest and most economical method of transporting large quantities of fluids. The natural gas pipelines, called gas pipelines, are employed in gas transportation from the production fields up to the consumer centers, where the gas is introducted in the distribution networks to be delivered to final consumers. The transportation pipelines present several attributes of natural monopoly which are the main economic reason for their regulation. Regulation aims to ensure the efficient exploration of this activity leading to fair transportation tariff to the consumers and reasonable return on investment to the investors, taking into account the amount of transported gas. In this context, the present work has the objective to propose methodologies for the multi-objective optimization of designs for natural gas transportation pipeline networks employing a posteriori methods. The formulated optimization issue comprises restrictions associated to gas flow and compressor stations behavior. The solution provides a group of optimum transport network designs concerning the maximization of the amount of transported natural gas and the minimization of the tariff associated to this service. The tool was employed in a variety of case studies with typical configurations of the natural gas transport industry. The results showed that the proposed methodologies are able to provide information which will permit that the decision maker, from the regulatory point of view, performs a trade-off analysis considering the amount of transported gas and the tariff, aiming to fulfill the society expectations concerning the exploration of transport service

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T22:08:51Z No. of bitstreams: 1 PIANTONI_Jane_2016.pdf: 14171171 bytes, checksum: dff7166cfad97d46b01738a24a184b1c (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T22:09:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PIANTONI_Jane_2016.pdf: 14171171 bytes, checksum: dff7166cfad97d46b01738a24a184b1c (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T22:09:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PIANTONI_Jane_2016.pdf: 14171171 bytes, checksum: dff7166cfad97d46b01738a24a184b1c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-25T22:09:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PIANTONI_Jane_2016.pdf: 14171171 bytes, checksum: dff7166cfad97d46b01738a24a184b1c (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Não recebi financiamento / The goal of this study is to investigate the characteristics of the new data clustering approaches, carrying out a comparative study of clustering techniques that combine or select multiple solutions, analyzing these latest techniques in relation to variety and completeness of knowledge that can be extracted with your application. Studies have been conducted related to the influence of partitions based on traditional ensembles and multi-objective ensemble. The performance of the methods was evaluated by applying them to different sets of base partitions, in order to evaluate them with respect to their ability to identify quality partitions from different initial scenarios. The other study, was conducted to evaluate the ability of the techniques in relation to recover the information available in the data. And for this, investigations were carried out in two contexts: partitions, which is the traditional form of analysis and clusters to internally verify that the recovered partitions contains more relevant information than the partition analysis shows. And to undertake such analyzes were observed the quality of partitions and clusters, the percentage of actual information (partitions and clusters) really recovered, in both contexts, and the volume of irrelevant information that each technique produces. Among the analyzes are the search for novel partitions and more robust than the sets of base partitions assembly used in the experiments, analysis of the influence of the partitions based on ensembles, the capacity analysis techniques in obtaining multiple partitions, and the analysis of the clusters extracted. / Este trabalho tem como objetivo investigar as características das novas abordagens de agrupamento de dados, realizando um estudo comparativo das técnicas de agrupamento que combinam ou selecionam múltiplas soluções, analisando essas técnicas mais recentes em relação a variedade e completude do conhecimento que pode ser extraído com sua aplicação. Foram realizados estudos relacionados a influência das partições base nos ensembles tradicionais e ensemble multi-objetivo. O desempenho dos métodos foi avaliado, aplicando-os em diferentes conjuntos de partições base, com o objetivo de avaliá-los com respeito a sua capacidade de identificar partições de qualidade a partir de diferentes cenários iniciais. O outro estudo realizado teve como objetivo avaliar a capacidade das técnicas em relação a recuperar as informações existentes nos dados. Para isto, foram realizadas investigações nos dois contextos: partições, que é a forma tradicional de análise e clusters para verificar internamente se as partições recuperadas contém mais informações relevantes do que a análise de partições demonstra. Para realizar tais análises, foram observadas a qualidade das partições e dos clusters, a porcentagem de informações reais (partições e clusters) realmente recuperadas, nos dois contextos, e o volume de informações irrelevantes que cada técnica produz. Dentre as análises realizadas, estão a busca por partições inéditas e mais robustas que o conjunto de partições base utilizados nos experimentos, a análise da influência das partições base nos ensembles, a análise da capacidade das técnicas na obtenção de múltiplas partições e a análise dos clusters extraídos.

Dutos de transmissão são tubulações especialmente desenvolvidas para transportar produtos diversos a longas distâncias e representam a forma mais segura e econômica de transporte para grandes quantidades de fluidos. Os dutos de gás natural, denominados gasodutos, são usados para transportar o gás desde os campos de produção até os centros consumidores, onde o gás é inserido em redes de distribuição para entrega aos consumidores finais. Os gasodutos de transporte apresentam diversas características de monopólio natural, que são o principal argumento econômico para sua regulação. A regulação visa garantir que esta atividade seja explorada de maneira eficiente, refletindo em tarifas de transporte justas para os consumidores e que proporcionem o retorno adequado aos investidores, levando-se em consideração a quantidade de gás transportado. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo propor metodologias de otimização multi-objetivo de projetos de redes de gasodutos de transporte, envolvendo métodos a posteriori. O problema de otimização formulado contempla restrições associadas ao escoamento do gás e o comportamento das estações de compressão. A solução do problema fornece um conjunto de projetos ótimos de redes de transporte em função da maximização da quantidade de gás natural transportado e da minimização da tarifa associada a esse serviço. A ferramenta foi aplicada a diversos estudos de caso com configurações típicas da indústria de transporte de gás natural. Os resultados mostraram que as metodologias propostas são capazes de fornecer subsídios que permitem ao tomador de decisão do ponto de vista regulatório realizar uma análise de trade-off entre a quantidade de gás transportado e a tarifa, buscando assim atender ao interesse da sociedade em relação à exploração do serviço de transporte / Transmition pipelines are especially designed pipes to transport a variety of products through long distances and represent the safest and most economical method of transporting large quantities of fluids. The natural gas pipelines, called gas pipelines, are employed in gas transportation from the production fields up to the consumer centers, where the gas is introducted in the distribution networks to be delivered to final consumers. The transportation pipelines present several attributes of natural monopoly which are the main economic reason for their regulation. Regulation aims to ensure the efficient exploration of this activity leading to fair transportation tariff to the consumers and reasonable return on investment to the investors, taking into account the amount of transported gas. In this context, the present work has the objective to propose methodologies for the multi-objective optimization of designs for natural gas transportation pipeline networks employing a posteriori methods. The formulated optimization issue comprises restrictions associated to gas flow and compressor stations behavior. The solution provides a group of optimum transport network designs concerning the maximization of the amount of transported natural gas and the minimization of the tariff associated to this service. The tool was employed in a variety of case studies with typical configurations of the natural gas transport industry. The results showed that the proposed methodologies are able to provide information which will permit that the decision maker, from the regulatory point of view, performs a trade-off analysis considering the amount of transported gas and the tariff, aiming to fulfill the society expectations concerning the exploration of transport service

A Determinação da Estrutura tridimensional de Proteínas (DEP) a partir da sua seqüência de aminoácidos é importante para a engenharia de proteínas e o desenvolvimento de novos fármacos. Uma alternativa para este problema tem sido a aplicação de técnicas de computação evolutiva. As abordagens utilizando Algoritmos Evolutivos (AEs) tem obtido resultados relevantes, porém estão restritas a pequenas proteínas, com dezenas de aminoácidos e a algumas classes de proteínas. Este trabalho propõe a investigação de uma abordagem utilizando AEs para a predição da estrutura terciária de proteínas independentemente do seu tamanho e classe. Os resultados obtidos demonstram que apesar das dificuldades encontradas a abordagem investigada constitue-se em uma alternativa em relação aos métodos clássicos de determinação da estrutura terciária das proteínas. / Protein structure determination (DEP) from aminoacid sequences is very importante to protein engineering and development of new drugs. Evolutionary computation has been aplied to this problem with relevant results. Nevertheless, Evolutionary Algorithms (EAs) can work with only proteins with few aminoacids and some protein classes. This work proposes an approach using AEs to predict protein tertiary structure independly from their size and class. The obtained results show that, despite of the difficulties that have been found, the investigate approach is a relevant alternative to classical methods to protein structure determination.

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-04-01T14:19:27Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lucas de Almeida Ribeiro - 2014.pdf: 6237054 bytes, checksum: 085446421b01a7e7b9174daf3da9b192 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-04-01T15:19:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lucas de Almeida Ribeiro - 2014.pdf: 6237054 bytes, checksum: 085446421b01a7e7b9174daf3da9b192 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-01T15:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lucas de Almeida Ribeiro - 2014.pdf: 6237054 bytes, checksum: 085446421b01a7e7b9174daf3da9b192 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-10-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work proposes the use of multi-objective evolutionary algorithm on tables (AEMT) for variable selection in classification problems, using linear discriminant analysis. The proposed algorithm aims to find minimal subsets of the original variables, robust classifiers that model without significant loss in classification ability. The results of the classifiers modeled by the solutions found by this algorithm are compared in this work to those found by mono-objective formulations (such as PLS, APS and own implementations of a Simple Genetic Algorithm) and multi-objective formulations (such as the simple genetic algorithm multi -objective - MULTI-GA - and the NSGA II). As a case study, the algorithm was applied in the selection of spectral variables for classification by linear discriminant analysis (LDA) of samples of biodiesel / diesel. The results showed that the evolutionary formulations are solutions with a smaller number of variables (on average) and a better error rate (average) and compared to the PLS APS. The formulation of the AEMT proposal with the fitness functions: medium risk classification, number of selected variables and number of correlated variables in the model, found solutions with a lower average errors found by the NSGA II and the MULTI-GA, and also a smaller number of variables compared to the multi-GA. Regarding the sensitivity to noise the solution found by AEMT was less sensitive than other formulations compared, showing that the AEMT is more robust classifiers. Finally shows the separation regions of classes, based on the dispersion of samples, depending on the selected one of the solutions AEMT, it is noted that it is possible to determine variables of regions split from the selected variables. / Este trabalho propõe o uso do algoritmo evolutivo multi-objetivo em tabelas (AEMT) para a seleção de variáveis em problemas de classificação, por meio de análise discriminante linear. O algoritmo proposto busca encontrar subconjuntos mínimos, das variáveis originais, que modelem classificadores robustos, sem perda significativa na capacidade de classificação. Os resultados dos classificadores modelados pelas soluções encontradas por este algoritmo são comparadas, neste trabalho, às encontradas por formulações mono-objetivo (como o PLS, o APS e implementações próprias de um Algoritmo Genético Simples) e formulações multi-objetivos (como algoritmo genético multi-objetivo simples - MULTI-GA - e o NSGA II). Como estudo de caso, o algoritmo foi aplicado na seleção de variáveis espectrais, para a classificação por análise discriminante linear (LDA - Linear Discriminant Analysis), de amostras de biodiesel/diesel. Os resultados obtidos mostraram que as formulações evolutivas encontram soluções com um menor número de variáveis (em média) e uma melhor taxa de erros (média) se comparadas ao PLS e o APS. A formulação do AEMT proposta com as funções de aptidão: risco médio de classificação, número de variáveis selecionadas e quantidade de variáveis correlacionadas presentes no modelo, encontrou soluções com uma média de erros inferior as encontradas pelo NSGA II e pelo MULTI-GA, e também uma menor quantidade de variáveis se comparado ao MULTI-GA. Em relação à sensibilidade a ruídos a solução encontrada pelo AEMT se mostrou menos sensível que as outras formulações comparadas, mostrando assim que o AEMT encontra classificadores mais robustos. Por fim, são apresentadas as regiões de separação das classes, com base na dispersão das amostras, em função das variáveis selecionadas por uma das soluções do AEMT, nota-se que é possível determinar regiões de separação a partir das variáveis selecionadas.

Neste trabalho foram desenvolvidas duas técnicas de sintonia para controladores preditivos por modelo. Ambas visam minimizar a soma do erro quadrático entre respostas do sistema em malha fechada e trajetórias de referência pré-definidas; a primeira resolve um problema de otimização lexicográfica enquanto a segunda resolve um problema de otimização de compromisso. As vantagens dos métodos apresentados são: maior automatização, definição de objetivos de sintonia intuitiva que considera especificações na dinâmica do processo, uma métrica no domínio do tempo e é capaz de incluir o conhecimento do engenheiro de controle em uma técnica de sintonia confiável. Um estudo de caso no sistema de craqueamento catalítico ilustrou a flexibilidade de definição dos objetivos da técnica lexicográfica. Um estudo de caso sobre uma coluna de fracionadora de óleo pesado em malha fechada com um controlador preditivo por modelo comparou ambas as estratégias de sintonia desenvolvidas aqui e pode-se concluir que a técnica lexicográfica dá prioridade aos objetivos importantes enquanto a técnica de compromisso calcula uma solução média, com respeito aos objetivos. A técnica de compromisso foi comparada a um método de sintonia da literatura quanto a aplicação em um controlador preditivo de horizonte infinito com targets para as entradas e controle por faixas das saídas com uma coluna de destilação. Observou-se que a técnica desenvolvida aqui é computacionalmente mais rápida e não requer a escolha de uma solução não-dominada dentre um conjunto de soluções de Pareto. Aplicações reais de controle preditivo são severamente afetadas por incerteza de modelo. Estendeu-se as técnicas desenvolvidas aqui para considerar o caso de incerteza multi-planta, calculando parâmetros de sintonia robustos para controladores nominais, visando tratar o compromisso entre performance e estabilidade e robustez da malha fechada. Um controlador preditivo de horizonte infinito foi sintonizado de forma robusta e comparado com um controlador preditivo robusto em malha fechada com um modelo de separadora C3/C4. Observou-se que este consegue controlar melhor o processo, entretanto, tem um tempo de computação duas ordens de grandeza maior que o controlador nominal, em operação on-line. / Two multi-objective optimization based tuning techniques for Model Predictive Control (MPC) were developed. Both take into account the sum of the squared errors between closed-loop trajectories and reference responses based on pre-defined goals as tuning objectives; one solves a lexicographic optimization to obtain an optimum set of tuning parameters (LTT), whereas the other solves a compromise optimization problem (CTT). The main advantages are an automated framework, and straightforward goal definition, which are capable of taking into account a specification on the process dynamics, a time-domain metrics, and of embedding the control engineers knowledge into a reliable approach. A fluid catalytic cracking tuning case study unveiled the goal definition flexibility of the LTT, with respect to output tracking and variable coupling. A heavy oil fractionator in closed-loop with a MPC case study compared both tuning techniques developed here, and it was observed that the LTT in fact prioritizes the main objectives, whereas the CTT yields an average solution, in terms of the tuning objectives. The CTT was compared to another multi-objective tuning technique from the literature, in the tuning of a MPC with input targets and output zone control in closed-loop with a crude distillation unit model. The simulation results showed that the CTT allows for faster results, regarding the computational time to compute the tuning parameters and there is no need of a posteriori decisions to select the best non-dominated solution. Real MPC applications are strongly hindered by model uncertainty. This limitation was addressed by the extension of the tuning techniques to account for multi-plant model uncertainty, thus obtaining optimum robustly tuned parameters for nominal controllers, addressing the trade-off between robustness and performance. A robustly tuned Infinite Horizon MPC (IHMPC) was compared to a Robust IHMPC, in closed-loop with a C3/C4 splitter system model. It was observed in a simulation that even though the latter yields better output responses, it is two orders of magnitude slower than the former in online operation.

[ES] Aquesta tesi presenta els resultats de la feina de recerca dut a terme sobre el modelatge i el disseny de controladors per a micro-aeronaus no tripulades mitjançant tècniques d'optimització multi-objectiu. Dos principals camps d'estudi estan presents al llarg d'ella. D'una banda, l'estudi de com modelar i controlar plataformes aèries de petita envergadura. I, de l'altra, l'estudi sobre l'ús de tècniques heurístiques d'optimització multi-objectiu per aplicar en el procés de parametrització de models i controladors en micro-aeronaus no tripulades. S'obtenen com a resultat principal una sèrie d'eines que permeten prescindir d'experiments en túnels de vent o de sensòrica d'alt cost, passant directament a la utilització de dades de vol experimental a la identificació paramètrica de models dinàmics. A més, es demostra com la utilització d'eines d'optimització multi-objectiu en diferents fases de desenvolupament de controladors ajuda a augmentar el coneixement sobre la plataforma a controlar i augmenta la fiabilitat i robustesa dels controladors desenvolupats, disminuint el risc de passar de les fases prèvies de el disseny a la validació en vol real. / [CA] Esta tesis presenta los resultados del trabajo de investigación llevado a cabo sobre el modelado y el diseño de controladores para micro-aeronaves no tripuladas mediante técnicas de optimización multi-objetivo. Dos principales campos de estudio están presentes a lo largo de ella. Por un lado, el estudio de cómo modelar y controlar plataformas aéreas de pequeña envergadura. Y, por otro, el estudio sobre el empleo de técnicas heurísticas de optimización multi-objetivo para aplicar en el proceso de parametrización de modelos y controladores en micro-aeronaves no tripuladas. Se obtienen como resultado principal una serie de herramientas que permiten prescindir de experimentos en túneles de viento o de sensórica de alto coste, pasando directamente a la utilización de datos de vuelo experimental en la identificación paramétrica de modelos dinámicos. Además, se demuestra como la utilización de herramientas de optimización multi-objetivo en diferentes fases del desarrollo de controladores ayuda a aumentar el conocimiento sobre la plataforma a controlar y aumenta la fiabilidad y robustez de los controladores desarrollados, disminuyendo el riesgo de pasar de las fases previas del diseño a la validación en vuelo real. / [EN] This thesis presents the results of the research work carried out on the modelling and design of controllers for micro-unmanned aerial vehicles by means of multi-objective optimization techniques. Two main fields of study are present throughout it. On one hand, the study of how to model and control small aerial platforms. And, on the other, the study on the use of heuristic multi-objective optimization techniques to apply in the process of models and controllers parameterization in micro-unmanned aerial vehicles. The main result is a series of tools that make it possible manage without wind tunnel experiments or high-cost air-data sensors, going directly to the use of experimental flight data in the parametric identification of dynamic models. In addition, a demonstration is given on how the use of multi-objective optimization tools in different phases of controller development helps to increase knowledge about the platform to be controlled and increases the reliability and robustness of the controllers developed, reducing the risk of hoping from the initial design phases to validation in real flight. / Velasco Carrau, J. (2020). Unmanned Aerial Vehicles Modelling and Control Design. A Multi-Objective Optimization Approach [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/156034

A Otimização Multidisciplinar em Projeto (em inglês, Multidisciplinary Design Optimization - MDO) é uma ferramenta de projeto importante e versátil e seu uso está se expandindo em diversos campos da engenharia. O foco desta metodologia é unir disciplinas envolvidas no projeto para que trabalhem suas variáveis concomitantemente em um ambiente de otimização, para obter soluções melhores. É possível utilizar MDO em qualquer fase do projeto, seja a fase conceitual, preliminar ou detalhada, desde que os modelos numéricos sejam ajustados às necessidades de cada uma delas. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um código de MDO para o projeto conceitual de asas flexíveis de aeronaves, com restrição quanto ao fenômeno denominado flutter. Como uma ferramenta para o projetista na fase conceitual, os modelos numéricos devem ser razoavelmente precisos e rápidos. O intuito deste estudo é analisar o uso de metamodelos para a previsão do flutter de asas de aeronaves no código de MDO, ao invés de um modelo convencional, o que pode alterar significativamente o custo computacional da otimização. Para este fim são avaliados três técnicas diferentes de metamodelagem, que foram escolhidas por representarem duas classes básicas de metamodelos, a classe de métodos de interpolação e a de métodos de aproximação. Para representá-las foram escolhidos o método de interpolação por funções de base radial e o método de redes neurais artificiais, respectivamente. O terceiro método, que é considerado um método híbrido dos dois anteriores, é chamado de redes neurais por funções de bases radiais e é uma tentativa de acoplar as características de ambos em um único metamodelo. Os metamodelos são preparados utilizando um código para solução aeroelástica baseado no método dos elementos finitos acoplado com um modelo aerodinâmico linear de faixas. São apresentados resultados de desempenho dos três metamodelos, de onde se pode notar que a rede neural artificial é a mais adequada para previsão de flutter. O processo de MDO é realizado com o uso de um algoritmo genético multi-objetivo baseado em não-dominância, cujos objetivos são a maximização da velocidade crítica de flutter e a minimização da massa estrutural. Dois estudos de caso são apresentados para avaliar o desempenho do código de MDO, revelando que o processo global de otimização realiza de fato a busca pela fronteira de Pareto. / The Multidisciplinary Design Optimization, MDO, is an important and versatile design tool and its use is spreading out in several fields of engineering. The focus of this methodology is to put together disciplines involved with the design to work all their variables concomitantly, at an optimization environment to obtain better solutions. It is possible to use MDO in any stage of the design process, that is in the conceptual, preliminary or detailed design, as long as the numerical models are fitted to the needs of each of these stages. This work describes the development of a MDO code for the conceptual design of flexible aircraft wings, with restrictions regarding the phenomenon called flutter. As a tool for the designer at the conceptual stage, the numerical models must be fairly accurate and fast. The aim of this study is to analyze the use of metamodels for the flutter prediction of aircraft wings in the MDO code, instead of a conventional model itself, what may affect significantly the computational cost of the optimization. For this purpose, three different metamodeling techniques have been evaluated, representing two basic metamodel classes, that are, the interpolation and the approximation class. These classes are represented by the radial basis function interpolation method and the artificial neural networks method, respectively. The third method, which is considered as a hybrid of the other two, is called radial basis function neural networks and is an attempt of coupling the features of both in single code. Metamodels are prepared using an aeroelastic code based on finite element model coupled with linear aerodynamics. Results of the three metamodels performance are presented, from where one can note that the artificial neural network is best suited for flutter prediction. The MDO process is achieved using a non-dominance based multi-objective genetic algorithm, whose objectives are the maximization of critical flutter speed and minimization of structural mass. Two case studies are presented to evaluate the performance of the MDO code, revealing that overall optimization process actually performs the search for the Pareto frontier.

Na ocorrência de uma ou de múltiplas faltas permanentes em sistemas de distribuição de energia elétrica é inevitável a ausência de fornecimento à algumas cargas. Contudo, devido à presença de chaves seccionadoras, após a localização e isolação do trecho sob falta, é possível restaurar o abastecimento de energia a estas cargas fora de serviço. Para tal é necessária a obtenção de um plano de restabelecimento adequado, no menor intervalo de tempo possível, capaz de informar as chaves que devem ser operadas a fim de reconectar estas cargas à rede e sem sobrecarregar nenhum equipamento. Neste sentido, têm sido propostas metodologias para auxiliar as atividades dos operadores de sistemas de distribuição por meio do fornecimento de planos de restabelecimento de energia em situações de contingência. Todavia, a aplicação da maioria destas técnicas restringe-se à redes pequenas, quando comparadas às redes reais que possuem milhares de barras e chaves. Em outras metodologias, na tentativa de superar esta limitação, são feitas simplificações na representação da rede, desconsiderando alguns dos seus elementos. Nestes casos, a solução fornecida para a rede simplificada pode não ter o mesmo desempenho na rede em operação, o que compromete a confiabilidade dessas metodologias. Em outros métodos, ainda, a rede é representada com todas as suas barras e chaves, no entanto, deixam de considerar a presença de consumidores especiais, que exigem prioridade de fornecimento, bem como de chaves existentes na rede que podem ser operadas remotamente. Face ao exposto, propõe-se uma metodologia para determinação, em tempo real, de planos de restabelecimento de energia elétrica em sistemas de distribuição de grande porte em situações de uma ou de múltiplas faltas. Para lidar com os múltiplos objetivos deste problema, sendo alguns dele conflitantes entre si, esta será baseada em Algoritmos Evolutivos Multi-Objetivo, enquanto que a representação computacional sem simplificações da rede será proporcionada por uma codificação de dados apoiada na teoria de grafos e denominada Representação Nó-Profundidade. A fim de diminuir o tempo e o custo de implementação dos planos obtidos, será considerada e dado prioridade de manobra às chaves controladas remotamente, que podem ser alteradas do centro de operações. Será dado prioridade também ao fornecimento de energia de consumidores especiais. Por fim, para cada plano de restabelecimento fornecido será definida uma sequência factível de chaves que, quando alteradas, reconectarão as cargas sãs fora de serviço e eliminarão sobrecargas ou perfis de tensão inadequados. Para validar a metodologia proposta serão realizadas simulações computacionais no sistema de distribuição real da cidade de São Carlos-SP, em operação no ano de 1994, e nas suas versões duplicada, quadruplicada e octuplicada. / The occurrence of one or multiple permanent faults in electric power distribution systems is inevitable the privation of the service to some loads. However, due to the presence of switches, after the location and isolation of the faulted section, you can restore the power supply to these out of service loads. To this it is necessary to obtain, as soon as possible, a suitable restoration plan. It must be able to inform the switches that must be operated in order to reconnect these loads without overloading on any network or equipment. In this sense, it has been proposed methods to assist the operators\' activities of the of distribution systems by providing plans to restore the service in contingency situations. However, the application of the most of these techniques is limited to small networks, when they are compared to real networks that have thousands of bars and keys. In other methodologies, in order to overcome this limitation, simplications are made in the representation of the network, ignoring some of its elements. In these cases, the solution provided for a simplied network may not have the same performance on the network in operation, which aects the reliability of these methodologies. In other methods, the network is represented with all of its bars and switches. However, these methodologies do not consider the presence of the special consumers that require service priority neither the switches that can be operated remotely. Given the above, we propose a methodology for determining, in real time, plans for service restoration in large-scale electric distribution systems in situations of one or multiple faults. To deal with the multiple objectives of this problem, some of them con icting, the proposed method will be based on Multi-Objective Evolutionary Algorithms. Moreover, the computational representation without simplications of the network will be provided by a data encoding based in graph theory and called Node-Depth Encoding. In order to reduce the time and cost of the implementation of the plans obtained, it will be considered and given priority to maneuvers in remotely controlled switches, which can be changed from the operation center. Priority will be given also to the power supply of special consumers. Finally, for each restoration plan provided will be gotten a feasible switching sequence that, when implemented, will reconnect the out of service loads and eliminate overloads or inadequate voltage proles. To validate the proposed methodology it will be performed computer simulations in the real distribution system of the São Carlos-SP city, in operation in 1994, and their doubled, quadruplicate and octuplicate versions.

Esta Dissertação aborda o Problema de Alocação de Aulas a Salas (PAAS), também conhecido como Problema de Alocação de Salas (PAS). As instituições de ensino superior, no começo de seus calendários letivos, resolvem um PAAS ao determinar os espaços a serem utilizados para as atividades didáticas. Porém, em muitas destas instituições o PAAS é ainda resolvido manualmente, gerando altas cargas de trabalho para os responsáveis. Neste trabalho, o Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da Universidade de São Paulo (USP) foi tomado como caso de estudo para o PAAS. Um modelo de programação matemática inteiro é proposto e abordado por técnicas de resolução exata, metaheurísticas mono-objetivo e uma abordagem multi-objetivo. Uma estrutura de vizinhança proposta obteve resultados comparáveis à da metodologia exata, para um tempo fixo de execução. Demonstra-se que, a abordagem multi-objetivo é uma possibilidade de contornar algumas dificuldades clássicas do problema, como incertezas sobre a escolha dos pesos das métricas. Os métodos de solução propostos para o problema fornecem, aos responsáveis, bons instrumentos de auxílio à tomada de decisão para o PAAS. / This Dissertation addresses the Classroom Assignment Problem (CAP). All Higher Education Institutes, at the schoolyear\'s begin, faces a CAP to define where the classes will be taught. However, many of those still solves this problem manually, demanding high efforts from the responsible staff. In this study, the Universidade de São Paulo\'s (USP) Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) was tackled as study case for the CAP. An Integer Programming Model is proposed and tackled by exact methods, meta-heuristics and a multi-objective approach. A novel neighborhood operator is proposed for the local search and obtains good results, even comparable to the exact method. The multi-objective approach is shown to overcome some of the classical adversity of the mono-objective approach, e.g., choosing weights to quality metric. Those CAP\'s proposed solution methods, gives the responsible staff a good decision making support.