Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Resumo: Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para o planeja-mento e despacho ótimo de fontes de potência ativa, considerando as incertezas das cargas (le-ve, nominal e pesada) e fontes de energia renováveis não despacháveis através de uma aborda-gem probabilística. O modelo matemático é um problema de programação não linear inteiro misto, multiobjetivo, não convexo e probabilístico na sua forma original sem a necessidade de realizar qualquer tipo de simplificação ou linearização tanto das funções objetivo como das res-trições. Um algoritmo baseado na meta-heurística Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) é proposto para resolver o problema de maneira eficaz. Os resultados obtidos com as simulações realizadas usando a implementação computacional nos sistemas de testes IEEE30 barras e IEEE118 barras mostram a eficiência e robustez da metodologia proposta. / Abstract: This work proposes the development of a computational tool for the planning and optimal dispatch of active power sources, considering the uncertainties of the loads (light, nominal and heavy) and non-dispatchable renewable energy sources through a probabilistic approach. The mathematical model is a multi-objective mixed-integer nonlinear programing problem, that is nonconvex and probabilistic in its original form, without the need to perform any kind of simplification or linearization of both objective functions and constraints. An algorithm based on the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) meta-heuristic is pro-posed to solve the problem effectively. The results obtained with the simulations performed using the computational implementation in the IEEE30 bus and IEEE118 bus test systems show the efficiency and robustness of the proposed methodology. / Doutor

Submitted by ELAYNNE XAVIER SOUZA ARAÚJO null (elaynnearaujo@hotmail.com) on 2018-03-13T18:51:38Z No. of bitstreams: 1 Tese_Final.pdf: 5331631 bytes, checksum: 60e1011da397d7e88cc9d80319169d76 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-03-14T12:06:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 araujo_exs_dr_ilha.pdf: 5331631 bytes, checksum: 60e1011da397d7e88cc9d80319169d76 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T12:06:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 araujo_exs_dr_ilha.pdf: 5331631 bytes, checksum: 60e1011da397d7e88cc9d80319169d76 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para o planeja-mento e despacho ótimo de fontes de potência ativa, considerando as incertezas das cargas (le-ve, nominal e pesada) e fontes de energia renováveis não despacháveis através de uma aborda-gem probabilística. O modelo matemático é um problema de programação não linear inteiro misto, multiobjetivo, não convexo e probabilístico na sua forma original sem a necessidade de realizar qualquer tipo de simplificação ou linearização tanto das funções objetivo como das res-trições. Um algoritmo baseado na meta-heurística Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) é proposto para resolver o problema de maneira eficaz. Os resultados obtidos com as simulações realizadas usando a implementação computacional nos sistemas de testes IEEE30 barras e IEEE118 barras mostram a eficiência e robustez da metodologia proposta. / This work proposes the development of a computational tool for the planning and optimal dispatch of active power sources, considering the uncertainties of the loads (light, nominal and heavy) and non-dispatchable renewable energy sources through a probabilistic approach. The mathematical model is a multi-objective mixed-integer nonlinear programing problem, that is nonconvex and probabilistic in its original form, without the need to perform any kind of simplification or linearization of both objective functions and constraints. An algorithm based on the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) meta-heuristic is pro-posed to solve the problem effectively. The results obtained with the simulations performed using the computational implementation in the IEEE30 bus and IEEE118 bus test systems show the efficiency and robustness of the proposed methodology. / 167761/2014-5

Submitted by ANTONIO MISARI RODRÍGUEZ null (antonio4330@gmail.com) on 2017-10-03T11:39:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Mestrado.pdf: 6919936 bytes, checksum: b093314169f27d80cbe2ab33097636a8 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-03T16:33:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodriguez_am_me_ilha.pdf: 6919936 bytes, checksum: b093314169f27d80cbe2ab33097636a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-03T16:33:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodriguez_am_me_ilha.pdf: 6919936 bytes, checksum: b093314169f27d80cbe2ab33097636a8 (MD5) Previous issue date: 2017-08-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para a gestão eficiente de tarefas de manutenções de redes elétricas de distribuição; otimizando os recursos humanos e materiais, permitindo ações efetivas que preservem a qualidade da energia fornecida ao consumidor, procurando atender deste modo os critérios estabelecidos pelo PRODIST (Procedimento de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional). O problema é tratado como um modelo de otimização multi-objetivo não linear dinâmico misto. No modelo proposto, busca-se minimizar os custos com a realização de tarefas de manutenção em equipamentos e componentes dos sistemas de distribuição e maximizar a confiabilidade dos mesmos, sob as restrições dos índices individuais de continuidade e frequência do fornecimento de energia elétrica (o DIC e o FIC), da disponibilidade de recursos financeiros e de equipes de manutenção, entre outras. A modelagem é totalmente centrada sobre os índices de confiabilidade dos equipamentos e componentes, os quais são avaliados por uma abordagem envolvendo modelos probabilísticos de falhas e sistemas de inferência fuzzy. Para a solução do modelo utiliza-se um algoritmo evolutivo NSGA-II. / In this work, the development of a computational tool for the efficient management of maintenance tasks of electrical distribution networks is proposed; optimizing human and material resources, allowing effective actions that preserve the quality of energy supplied to the consumer, thus seeking to meet the criteria established by PRODIST (Procedure for Distribution of Electric Energy in the National Electric System). The problem is treated as a mixed dynamic nonlinear multi-objective optimization model. In the proposed model, it is sought to minimize the costs of performing maintenance tasks on equipment and components of the distribution systems and to maximize their reliability, under the constraints of individual indices of continuity and frequency of electric power supply (DIC and FIC), of the availability of financial resources and maintenance equipment, among others. The modeling is totally focused on the reliability indices of the equipment and components, which are evaluated by an approach involving probabilistic fault models and fuzzy inference systems. For the solution of the model, an evolutionary algorithm NSGA-II is used. / CNPq: 159614/2015-5

[ES] La rehabilitación de las redes de drenaje es uno de los procesos fundamentales que los administradores y responsables de la gestión de redes de drenaje deben implementar para adaptar las redes defectuosas a los efectos adversos del cambio climático y la urbanización. Las soluciones tradicionales pasan por la sustitución de tuberías o la instalación de tanques de tormenta (TT). En esta tesis, el escenario propuesto combina la sustitución de tuberías y la instalación de TT para la rehabilitación de redes de drenaje. Los resultados de varias simulaciones en varias redes mostraron que el uso combinado de la sustitución de tuberías y la instalación de TT en la rehabilitación de redes de drenaje proporciona mejores resultados que la separación de los dos escenarios de rehabilitación. Tal metodología de rehabilitación necesita un tiempo de computación elevado para proporcionar soluciones aceptables que a menudo se encuentran atrapados en mínimos locales. El objetivo de esta tesis es proponer una metodología que permita obtener mejores resultados durante la rehabilitación de redes de drenaje considerando el uso combinado de la sustitución de tuberías y la instalación de TT. La metodología debe considerar la reducción del espacio de búsqueda (SSR). Cuatro opciones claves están combinadas para lograr reducir el espacio de búsqueda del problema. Estas opciones son: Reducir la cantidad de nudos en los que podrían instalarse los TT. Reducir el número de líneas en las que podría haber un cambio en el diámetro Reducir la discretización que se hace de la sección de cada uno de los TT. Reducir el número de diámetros candidatos en las tuberías. Una vez que se reduce el espacio de búsqueda, el algoritmo pseudo genético (APG) utilizado en esta tesis para la optimización mono-objetivo puede explorar más partes del espacio de búsqueda en menos tiempo. Lo que resulta es la obtención de mejores resultados. Por la optimización multiobjetivo, el NSGA-II utilizado puede proporcionar frentes de Pareto rápidamente para los diferentes escenarios considerados después del proceso de optimización. El objetivo general se dividió en objetivos específicos que se detallan a continuación: El primer objetivo específico consiste en formular un problema de optimización que verifique que la rehabilitación teniendo en cuenta la instalación de los TT y la sustitución de las tuberías proporciona mejores resultados que cualquiera de las dos estrategias implementadas por separado. Evaluar adecuadamente las funciones de costes utilizadas para formar las funciones objetivo constituye el segundo objetivo específico. Los diferentes costes considerados son: costes de sustitución de tuberías, costes de instalación de TT y costes de daños por inundación. El tercer objetivo específico es desarrollar un modelo de rehabilitación considerando la instalación de TT y la sustitución de tuberías, basado en APG y el Modelo SWMM. Los costes de inversiones y los costes de daños por inundaciones no se pueden sumar debido a sus tipos. Los costes de inversiones son reales mientras que los costes de daños por inundaciones son futuribles, dependen de la probabilidad de ocurrencia de la lluvia. Por lo tanto, el cuarto objetivo específico de esta tesis es proponer un algoritmo multiobjetivo evolucionario para la rehabilitación de redes de drenaje considerando la instalación de TT y la sustitución de tuberías. Para la optimización de un mono objetivo y multiobjetivo, el tiempo de cálculo es elevado. También las soluciones objetivas estaban atrapadas en mínimos locales. El quinto objetivo es proponer una metodología de reducción del espacio de búsqueda (SSR) para resolver este problema. El sexto objetivo específico consiste en llevar a cabo un análisis de sensibilidad para verificar los efectos del SSR en el resultado final del proceso de optimización. Por lo tanto, se seleccionaron diferentes tamaños de poblac / [CAT] La rehabilitació de les xarxes de drenatge és un dels gestors de processos fonamentals i la necessitat responsable d'implementar per adaptar les xarxes defectuoses als efectes adversos del canvi climàtic i la urbanització. A la literatura, la installació de canonades o substitució de canonades són els dos escenaris presentats pels autors. En aquesta tesi, un tercer escenari proposa combinar la installació de canonades de substitució i tancs de tempesta (TT) per a la rehabilitació de xarxes de drenatge. Els resultats de diverses simulacions a diverses xarxes van mostrar que la combinació d'ús de canvis de substitució de canonades i TT a la rehabilitació de xarxes de drenatge proporciona millors resultats que la separació dels dos escenaris de rehabilitació. Desafortunadament, aquesta metodologia de rehabilitació requereix temps de càlcul elevat per proporcionar solucions acceptables que sovint es troben en mínim local. L'objectiu d'aquesta tesi és proposar una metodologia que permeti reduir el temps de càlcul i obtenir millors resultats durant la rehabilitació de la xarxa de drenatge considerant l'ús combinat de la instal·lació dels TT de substitució de canonades. L'estratègia adoptada combina, en una metodologia estructurada, quatre opcions clau per reduir l'espai de cerca del problema: Reduir el nombre de nodes en què podrien instal·lar-se els TT. Reduir el nombre de línies en què podria haver-hi un canvi de diàmetre Reduir la discretització que es fa de la secció de cadascun dels TT. Reduir la quantitat de diàmetres candidats à les canonades. Un cop reduït l'espai de cerca, l'algorisme pseudo-genètic (PGA) que s'utilitza en aquesta tesi per a l'optimització d'un únic objectiu (SO) pot explorar fàcilment l'espai de cerca en menys temps, resultant en obtenir millors resultats. Per a l'optimització del MO, la NSGA-II pot proporcionar fronts de Pareto ràpidament per als diferents escenaris considerats després del procés d'optimització. L'objectiu general es va a dividir en objectius específics detallats a continuació: El primer objectiu específic consisteix a formular un problema d'optimització que verifiqui que la rehabilitació considerant la instal·lació de TT i la seva substitució proporciona millors resultats que qualsevol de les dues estratègies implementades per separat. Valorar adequadament les funcions de cost que s'utilitzen per formar les funcions objectives, i constitueix el segon objectiu específic. Els diferents costes considerats són: Costes d'inversions i costes de danys a les inundacions. El tercer objectiu específic és desenvolupar un model de rehabilitació considerant la instal·lació de TT i la substitució de canonades, basant-se en el PGA i el model SWMM. Els costos d'inversions i els costos de danys per inundacions no es poden sumar a causa d'un tipus. Els costes d'inversions són reals mentre els costes d'anuncis per a les futures fonts del futur són dependents de la probabilitat d'obertura de la pluja. Per tant, el cos objectiu específic d'aquesta tesi és propiciar un algorisme multiobjetiu evolutiu per a la rehabilitació de la xarxa de navegació considerant la instal·lació de TT i la substitució de tuberies. Per a l'optimització d'un únic objectiu i multi-objectiu, el temps de càlcul s'eleva. També es va sospitar que les solucions objectives eren atrapades en els mínims locals. El cinquè objectiu és proposar una metodologia de la reducció de l'espai de cerca (SSR) per resoldre aquest problema El sisè objectiu específic consisteix a realitzar una anàlisi de sensibilitat per verificar els efectes de SSR sobre el resultat final del procés d'optimització. Per tant, es van seleccionar diferents grandàries de població i valors de criteris de parada i es van realitzar simulacions per a diferents configuracions. El setè objectiu específic d'aquesta tesi és proposar una nova metodologia de rehabilitació considerant la tècnica / [EN] Drainage networks rehabilitation is one of the fundamental process that managers and responsible need to implement to adapt defective networks to climate change and urbanization adverse effects. In the literature, pipes substitution or storm tanks (STs) installation are the two scenarios presented by authors. In this thesis, a third scenario proposed combine pipes substitution and STs installation for drainage networks rehabilitation. Results of several simulations on various networks showed that the combine use of pipes substitution and STs installation in drainage networks rehabilitation provides better results than separation of the two rehabilitation scenarios. Unfortunately, such rehabilitation methodologies are computationally time consumers. They need much time to provide acceptable solutions which are often caught up in local minima. The aim of this thesis is to propose a drainage networks rehabilitation methodology based on the combine use of pipes substitution and STs installation. The methodology considers search space reduction (SSR) technique. The adopted strategy combines in a structured methodology four key options aiming at reducing the search space (SS) of the problem: Reduce the number of nodes in which STs could potentially be installed. Reduce the number of lines in which there could potentially be a change in diameter Reduce the discretization that is made of the section of each of the STs. Reduce the number of candidate diameters in the pipes. Once the search space is reduced, the pseudo genetic algorithm (PGA) used in this thesis for single objective (SO) optimization can easily explore the search space in less time resulting in the obtention of better results. For the MO optimization, the NSGA-II can provide rapidly Pareto fronts for the different considered scenarios after the optimization process. The general objective was divided in specific objectives detailed as follow: The first specific objective consists of formulate an optimization problem that verifies that rehabilitation considering STs installation and pipes substitution provides better results than any of the two strategies implemented separately. Adequately assess the cost functions used to form the objective functions constitutes the second specific objective. The different costs considered are: Investments costs and flood damage costs. The third specific objective is to develop a rehabilitation model considering STs installation and pipes substitution, based on PGA and the Storm Water management Model. Investment costs and flood damage costs could not be summed due to their types. Investment costs are reals while, flood damage costs depend on the rainfall probability. So, the fourth specific objective of this thesis is to propose a MOEA for drainage networks rehabilitation considering STs installation and pipes substitution. For SO and Multi-objective (MO) optimization, the computation time is elevated. It was also suspected that the objective solutions were caught up in local minima. The fifth objective is to propose an SSR methodology to solve this issue The sixth specific objective consist of carry out a sensitivity analysis to verify the effects of the SSR on the final result of the optimization process. So, different population sizes and stop criteria values were selected and simulation for different configurations were performed. The seventh specific objective of this thesis is to propose a new rehabilitation methodology considering SSR technique for MO optimization. For each specific objective presented in this thesis, an application to a drainage network has been made and the obtained results were satisfactory. A simple network was used to apply the simple optimization methodology based on PGA algorithm A medium size network was used to apply the SO optimization, the MO optimization and the SSR methodology. Finally, a large and mesh network was used to apply the MO optimization methodology considering SSR. / Ngamalieu Nengoue, UA. (2019). URBAN DRAINAGE NETWORK REHABILITATION CONSIDERING STORM TANK INSTALLATION AND PIPE SUBSTITUTION [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/129869 / TESIS

A elaboração de planos de restabelecimento de energia (PRE) de forma rápida, para re-energização de sistemas de distribuição radiais (SDR), faz-se necessária para lidar com situações que deixam regiões dos SDR sem energia. Tais situações podem ser causadas por faltas permanentes ou pela necessidade de isolar zonas dos SDR para serviços de manutenção. Dentre os objetivos de um PRE, destacam-se: (i) reduzir o número de consumidores interrompidos (ou nenhum), e (ii) minimizar o número de manobras; que devem ser atendidos sem desrespeitar os limites operacionais dos equipamentos. Conseqüentemente, a obtenção de PRE em SDR é um problema com múltiplos objetivos, alguns conflitantes. As principais técnicas desenvolvidas para obtenção de PRE em SDR baseiam-se em algoritmos evolutivos (AE). A limitação da maioria dessas técnicas é a necessidade de simplificações na rede, para lidar com SDR de grande porte, que limitam consideravelmente a possibilidade de obtenção de um PRE adequado. Propõe-se, neste trabalho, o desenvolvimento e implantação computacional de um algoritmo para obtenção de PRE em SDR, que consiga lidar com sistemas de grande porte sem a necessidade de simplificações, isto é, considerando uma grande parte (ou a totalidade) de linhas, barras, cargas e chaves do sistema. O algoritmo proposto baseia-se em um AE multi-objetivo e na estrutura de dados, para armazenamento de grafos, denominada representação nó-profundidade (RNP), bem como em dois operadores genéticos que foram desenvolvidos para manipular de forma eficiente os dados armazenados na RNP. Em razão de se basear em um AE multi-objetivo, o algoritmo proposto possibilita uma investigação mais ampla do espaço de busca. Por outro lado, fazendo uso da RNP, para representar computacionalmente os SDR, e de seus operadores genéticos, o algoritmo proposto aumenta significativamente a eficiência da busca por adequados PRE. Isto porque aqueles operadores geram apenas configurações radiais, nas quais todos os consumidores são atendidos. Para comprovar a eficiência do algoritmo proposto, várias simulações computacionais foram realizadas, utilizando o sistema de distribuição real, de uma companhia brasileira, que possui 3.860 barras, 635 chaves, 3 subestações e 23 alimentadores. / An elaborated and fast energy restoration plan (ERP) is required to deal with steady faults in radial distribution systems (RDS). That is, after a faulted zone has been identified and isolated by the relays, it is desired to elaborate a proper ERP to restore energy on that zone. Moreover, during the normal system operation, it is frequently necessary to elaborate ERP to isolate zones to execute routine tasks of network maintenance. Some of the objectives of an ERP are: (i) very few interrupted customers (or none), and (ii) operating a minimal number of switches, while at the same time respecting security constraints. As a consequence, the service restoration is a multiple objective problem, with some degree of conflict. The main methods developed for elaboration of ERP are based on evolutionary algorithms (EA). The limitation of the majority of these methods is the necessity of network simplifications to work with large-scale RDS. In general, these simplifications restrict the achievement of an adequate ERP. This work proposes the development and implementation of an algorithm for elaboration of ERP, which can deal with large-scale RDS without requiring network simplifications, that is, considering a large number (or all) of lines, buses, loads and switches of the system. The proposed algorithm is based on a multi-objective EA, on a new graph tree encoding called node-depth encoding (NDE), as well as on two genetic operators developed to efficiently manipulate a graph trees stored in NDEs. Using a multi-objective EA, the proposed algorithm enables a better exploration of the search space. On the other hand, using NDE and its operators, the efficiency of the search is increased when the proposed algorithm is used generating proper ERP, because those operators generate only radial configurations where all consumers are attended. The efficiency of the proposed algorithm is shown using a Brazilian distribution system with 3,860 buses, 635 switches, 3 substations and 23 feeders.

Cette thèse se situe dans la planification et le suivi de mouvement d’un humanoïde mobile à deux bras. Premièrement, MDH est utilisé pour la modélisation cinématique. Afin de surmonter les insuffisances de la méthode d’Euler-Lagrange qui nécessitent des calculs d’énergie et ses dérivées partielles, la méthode de Kane est utilisée. En plus, la stabilité physique est analysée et un contrôleur est conçu. Deuxièmement, un algorithme avancée MaxiMin NSGA-II est proposée pour concevoir l’orientation et la position optimales de la plate-forme mobile (PB) et la configuration optimale du manipulateur supérieur (MS) étant donnée uniquement la pose initiale et les positions et orientations souhaitées des EEs. Un algorithme à connexion directe combinant BiRRT et la gradient-descente est conçu pour réaliser la transition de la pose initiale à la pose optimale, et une méthode d'optimisation géométrique est conçue pour optimiser et cohérer le chemin. En outre, les motions en avant sont obtenues en attribuant des orientations pour MB indiquant ainsi l'intention du robot. Afin de résoudre le problème d'échec de l’algorithme hors ligne, un algorithme en ligne est proposé en estimant les motions des obstacles dynamiques. De plus, afin d'optimiser les via-poses, un algorithme basé sur les via-points des EEs et MOGA est proposé en optimisant quatre fonctions objectives. Enfin, le problème de suivi de motion est étudié étant donné les motions des EEs dans l'espace de tâche. Au lieu de contrôler la motion absolue, deux motions relatives sont introduites pour réaliser la coordination et la coopération entre MB et MS. De plus, une technique mWLN est proposée pour éviter les limites des joints. / This thesis focuses on the motion planning and tracking of a dual-arm mobile humanoid. First, MDH is used for kinematic modeling. The co-simulation via Simulink-Adams on prototype is realized to validate the effectiveness of RBFNN controller. In order to overcome the shortcomings of Euler-Lagrange’s formulations that require calculating energy and energy derivatives, Kane’s method is used. In addition, physical stability is analyzed based on Kane’s method and a controller is designed using back-stepping technique. Secondly, an improved MaxiMin NSGA-II is proposed to design the mobile base’s (MB) optimal position-orientation and the upper manipulator’s (UM) optimal configuration given only the initial pose and end-effectors’ (EEs) desired positions-orientations. A direct connect algorithm combining BiRRT and gradient-descent is designed to plan the transition from initial pose to optimal pose, and a geometric optimization method is designed to optimize and cohere the path. In addition, forward motions are obtained by assigning orientations for MB thus indicating robot’s intention. In order to solve the failure problem of offline algorithm, an online algorithm is proposed while estimating dynamic obstacles’ motions. In addition, in order to optimize via-poses, an algorithm based on EEs’ via-points and MOGA is proposed by optimizing four via-pose-based objective functions. Finally, the motion tracking problem is studied given EEs’ motions in the task space. Instead of controlling the absolute motion, two relative motions are introduced to realize the coordination and cooperation between MB and UM. In addition, an modulated WLN technique is proposed to avoid joints’ limits.

A elaboração de planos de restabelecimento de energia (PRE) de forma rápida, para re-energização de sistemas de distribuição radiais (SDR), faz-se necessária para lidar com situações que deixam regiões dos SDR sem energia. Tais situações podem ser causadas por faltas permanentes ou pela necessidade de isolar zonas dos SDR para serviços de manutenção. Dentre os objetivos de um PRE, destacam-se: (i) reduzir o número de consumidores interrompidos (ou nenhum), e (ii) minimizar o número de manobras; que devem ser atendidos sem desrespeitar os limites operacionais dos equipamentos. Conseqüentemente, a obtenção de PRE em SDR é um problema com múltiplos objetivos, alguns conflitantes. As principais técnicas desenvolvidas para obtenção de PRE em SDR baseiam-se em algoritmos evolutivos (AE). A limitação da maioria dessas técnicas é a necessidade de simplificações na rede, para lidar com SDR de grande porte, que limitam consideravelmente a possibilidade de obtenção de um PRE adequado. Propõe-se, neste trabalho, o desenvolvimento e implantação computacional de um algoritmo para obtenção de PRE em SDR, que consiga lidar com sistemas de grande porte sem a necessidade de simplificações, isto é, considerando uma grande parte (ou a totalidade) de linhas, barras, cargas e chaves do sistema. O algoritmo proposto baseia-se em um AE multi-objetivo e na estrutura de dados, para armazenamento de grafos, denominada representação nó-profundidade (RNP), bem como em dois operadores genéticos que foram desenvolvidos para manipular de forma eficiente os dados armazenados na RNP. Em razão de se basear em um AE multi-objetivo, o algoritmo proposto possibilita uma investigação mais ampla do espaço de busca. Por outro lado, fazendo uso da RNP, para representar computacionalmente os SDR, e de seus operadores genéticos, o algoritmo proposto aumenta significativamente a eficiência da busca por adequados PRE. Isto porque aqueles operadores geram apenas configurações radiais, nas quais todos os consumidores são atendidos. Para comprovar a eficiência do algoritmo proposto, várias simulações computacionais foram realizadas, utilizando o sistema de distribuição real, de uma companhia brasileira, que possui 3.860 barras, 635 chaves, 3 subestações e 23 alimentadores. / An elaborated and fast energy restoration plan (ERP) is required to deal with steady faults in radial distribution systems (RDS). That is, after a faulted zone has been identified and isolated by the relays, it is desired to elaborate a proper ERP to restore energy on that zone. Moreover, during the normal system operation, it is frequently necessary to elaborate ERP to isolate zones to execute routine tasks of network maintenance. Some of the objectives of an ERP are: (i) very few interrupted customers (or none), and (ii) operating a minimal number of switches, while at the same time respecting security constraints. As a consequence, the service restoration is a multiple objective problem, with some degree of conflict. The main methods developed for elaboration of ERP are based on evolutionary algorithms (EA). The limitation of the majority of these methods is the necessity of network simplifications to work with large-scale RDS. In general, these simplifications restrict the achievement of an adequate ERP. This work proposes the development and implementation of an algorithm for elaboration of ERP, which can deal with large-scale RDS without requiring network simplifications, that is, considering a large number (or all) of lines, buses, loads and switches of the system. The proposed algorithm is based on a multi-objective EA, on a new graph tree encoding called node-depth encoding (NDE), as well as on two genetic operators developed to efficiently manipulate a graph trees stored in NDEs. Using a multi-objective EA, the proposed algorithm enables a better exploration of the search space. On the other hand, using NDE and its operators, the efficiency of the search is increased when the proposed algorithm is used generating proper ERP, because those operators generate only radial configurations where all consumers are attended. The efficiency of the proposed algorithm is shown using a Brazilian distribution system with 3,860 buses, 635 switches, 3 substations and 23 feeders.

This study investigates methods for assessing threats in space. Space services are crucial to both civilian and military capabilities, and a loss of such systems could have severe consequences. Space systems are exposed to various types of threats. To ensure the benefits of space-based applications, protect space assets, improve security, and maintain the space environment, it is crucial to assess threats in space. This thesis focuses on co-orbital antagonistic threats arising from satellites that are capable of performing precision manoeuvres. These satellites could either perform physical attacks or perform operations such as inspection, eavesdropping, or disruption on other satellites. Lambert's problem can be utilised for calculating orbital transfers. By solving the problem iteratively over a range of values of when the transfer is executed and the transfer time, it is possible to detect when a transfer is feasible. This can be used to assess when a satellite can pose a threat to a target. The calculations of orbital transfers are improved by the implementation of a genetic algorithm. The algorithm can solve for both direct transfers to the target and transfers using multiple impulses. Furthermore, a genetic algorithm, called NSGA-II, which can handle multiple objective functions is also analysed. The implemented methods show the potential of being employed to assess threats, especially for direct transfers where a single impulse is executed to transfer to a target. In this case, it is possible to identify threats based on the satellite's $\Delta v$ budget. However, when additional impulses are introduced it becomes more complicated. It is more difficult to estimate when an attack is more likely to commence. The implemented methods show potential, but further research is required in order to develop a robust method to assess co-orbital threats.  The conducted analysis has highlighted a few aspects that are crucial for assessing co-orbital threats. Information about the $\Delta v$ budget of the satellite that potentially could pose a threat must be available. Furthermore, space surveillance and tracking capabilities are essential to detect orbital changes, which can be vital to perform counter-operations in the event of an attack / Denna studie undersöker metoder för hotbedöming i rymden. Rymdtjänster är av avgörande betydelse för både civila och militära förmågor och förlusten av sådana system kan leda till allvarliga konsekvenser. Rymdsystem är utsatta för olika typer av hot. För att säkerställa fördelarna med rymdbaserade tillämpningar, skydda rymdresurser, förbättra säkerheten och bevara rymdmiljön är det viktigt att bedöma hot i rymden. Detta examensarbete fokuserar på hot från precisionsmanövrerande satelliter som antingen kan genomföra fysiska attacker eller utföra operationer såsom inspektion, avlyssning eller störning av en annan satellit. Lamberts problem kan användas för att beräkna banmanövrar. Genom att lösa problemet iterativt över olika värden för när manöverna utförs och flygtiden är det möjligt att fastställa när en manöver är genomförbar. Detta kan användas för att bedöma när en satellit kan utgöra ett hot mot en målsatellit. Beräkningarna av banmanövrar förbättras genom implementeringen av en genetisk algoritm. Algoritmen kan lösa både direkta manövrar till målet och manövrar med flera impulser. Dessutom analyseras en genetisk algoritm, kallad NSGA-II, som kan hantera flera målfunktioner. De implementerade metoderna visar potential för att kunna användas för hotbedömning, särskilt för direkta manövrar där en enda impuls används för att ändra banan till målet. I detta fall är det möjligt att identifiera hot baserat på satellitens $\Delta v$-budget. Däremot blir det mer komplicerat när ytterligare impulser introduceras. Det blir svårare att bedöma när en attack sannolikt inleds. De implementerade metoderna visar potential, men ytterligare forskning krävs för att utveckla en robust metod för att bedöma hot från precisionsmanövrerande satelliter. Den genomförda analysen har framhävt några aspekter som är av avgörande betydelse för att utföra en hotbedömning. Information om satellitens $\Delta v$-budget som potentiellt kan utgöra ett hot måste vara tillgänglig. Dessutom är inmätning och övervakningsförmåga av satelliter avgörande för att upptäcka banförändringar, vilket kan vara kritiskt vid genomförande av motåtgärder i händelse av en attack.

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia de otimização multiobjetivo baseada no NSGA-II (Nondominated Sorting Genetic Algorithm), a qual visa a otimização do projeto de máquinas de indução pentafásicas. A escolha deste tipo de máquina se justifica pelo fato de que elas apresentam vantagens importantes quando comparadas com as trifásicas convencionais, tais como maior potência e maior torque para um mesmo volume de material ativo, além da possibilidade de operar na ocorrência de falhas (perda de uma ou duas fases). Na otimização de máquinas de indução vários objetivos podem ser definidos, sendo estes muitas vezes conflitantes. Neste contexto, este trabalho visa obter soluções que representam um compromisso entre dois objetivos: rendimento e custo do material ativo (ferro e material condutor). O algoritmo de otimização desenvolvido e implementado utiliza dois controles de diversidade da população, um baseado no fenótipo dos indivíduos, que é característico do NSGA-II, e outro adicional que é baseado no genótipo. A geometria do estator e do rotor da máquina e o seu modo de acionamento são parametrizados por 14 variáveis inteiras. O método desenvolvido foi implementado no Matlab R e aplicado a um caso prático de otimização de uma máquina de indução pentafásica considerando os dois objetivos citados. Os resultados práticos mostram que o método é capaz de obter projetos otimizados com maior rendimento e menor custo aproveitando as características particulares deste tipo de máquina. / In this work, it is developed a method of multiobjective optimization based on NSGAII (Nondominated Sorting Genetic Algorithm), which aims at optimizing the design of five-phase induction machines. The choice of this particular type of machine is justified by the fact that they have important advantages over conventional three-phase machines, such as higher power and higher torque for the same volume of material; in addition, they can operate under fault (loss of one or even two phases). When optimizing induction machines, several objectives can be defined, which are often conflicting. In this context, this work aims to obtain solutions that represent a trade-off between two objectives: efficiency and cost of active material (iron and conductor materials). The optimization algorithm that was developed and implemented uses two types of control for the diversity of the population, one based on the phenotype of the individuals, characteristic of the NSGA-II, and another one based on the genotype. The geometrical dimensions of the stator and rotor, together with the driving strategy, are parameterized by 14 integer variables. The developed method was implemented using Matlab R and applied to a practical case of a five-phase induction machine considering the aforementioned objectives. The practical results show that the method can lead to an optimized design with higher efficiency and at a lower cost, accounting for the special characteristics of this type of machine.

Dans ce travail, le problème de conception de contrôleurs flous est étudié. Dans une première partie, on présente un état de l'art sur les techniques utilisées à savoir les algorithmes génétiques et ses différentes variantes, les réseaux de neurones, la logique floue et leurs hybridations. Prenant appui sur cet état de l'art nous proposons une première méthode de conception des contrôleurs flous de Mamdani par algorithmes génétiques simples. Cette méthode est en suite améliorée par l'emploi des algorithmes génétiques hiérarchisés. Ces derniers permettent par le biais de la structure de leurs chromosomes, une meilleure optimisation des paramètres du contrôleur tout en éliminant les règles incohérentes qui peuvent se présenter, comme pour la première méthode, à la fin du processus d'optimisation. La dernière méthode proposée concerne la synthèse des contrôleurs flous de Sugeno. Elle est basée sur une procédure d'apprentissage hybride qui se déroule en deux étapes. Durant la première étape, le contrôleur flou est représenté sous forme d'un réseau de neurones multicouches dont les paramètres sont optimisés par l'algorithme de rétropropagation. Dans la deuxième étape, les paramètres obtenus à l'issue de la première phase sont extraits et optimisés par le NSGA-II suivant un codage hiérarchisé. L'ensemble des ces méthodes est appliqué pour la conduite d'un procédé de fermentation alcoolique en mode continu.