Orientador: Jose Mario Martinez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-14T02:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Haeser_Gabriel_D.pdf: 1980596 bytes, checksum: 34e962c907bf0b544d52deba5e4555e6 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Estudamos as condições de otimalidade provenientes dos algoritmos de penalidade externa, penalidade interna, penalidade interna-externa e restauração inexata, e mostramos relações com a CPLD, uma nova condição de qualificação estritamente mais fraca que a condição de Mangasarian-Fromovitz e a condição de posto constante de Janin. Estendemos o resultado do clássico Lema de Carathéodory, onde mostramos um limitante para o tamanho dos novos multiplicadores. Apresentamos novas condições de otimalidade relacionadas à condição AGP (Approximate Gradient Projection). Quando há um conjunto extra de restrições lineares, definimos uma condição do tipo AGP e provamos relações com a CPLD e as equações KKT. Resultados similares são obtidos quando há um conjunto extra de restrições convexas. Mostramos também algumas generalizações e relações com um algoritmo de restauração inexata. / Abstract: We study optimality conditions generated by the external penalty, internal penalty, internal-external penalty and inexact restoration algorithms, and we show relations with the CPLD, a new constraint qualification strictly weaker than the Mangasarian-Fromovitz condition and the constant rank condition of Janin. We extend the result of the classical Carathéodory's Lemma, where we show a bound for the size of the new multipliers. We present new optimality conditions related to the Approximate Gradient Projection condition (AGP). When there is an extra set of linear constraints, we define an AGP type condition and prove relations with CPLD and KKT conditions. Similar results are obtained when there is an extra set of convex constraints. We provide some further generalizations and relations to an inexact restoration algorithm. / Doutorado / Otimização / Doutor em Matemática Aplicada

Orientadores: Jose Mario Martinez, Maria Aparecida Diniz Ehrhardt / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-14T08:44:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedroso_LucasGarcia_D.pdf: 1569234 bytes, checksum: 22491a86b6f7cc218acc26f3c2cb768a (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho propomos um algoritmo Lagrangiano Aumentado sem derivadas para o problema geral de otimização. Consideramos o método introduzido por Andreani, Birgin, Martínez e Schuverdt, eliminando os cálculos de derivadas inerentes ao algoritmo através de modificações adequadas no critério de parada. Foram mantidos os bons resultados teóricos do método, como convergência sob a condição de qualificação CPLD e a limitação do parâmetro de penalidade. Experimentos numéricos são apresentados, entre os quais destacamos um exemplo de problema sem derivadas baseado na simulação de áreas de figuras no plano. / Abstract: We propose in this work a derivative-free Augmented Lagrangian algorithm for the general problem of optimization. We consider the method due to Andreani, Birgin, Martínez and Schuverdt, eliminating the derivative computations in the algorithm by making suitable modifications on the stopping criterion. The good theoretical results of the method were mantained, as convergence under the CPLD constraint qualification and the limitation of the penalty parameter. Numerical experiments are presented, and the most relevant of them is an example of derivative-free problem based on the simulation of areas of figures on the plane. / Doutorado / Otimização Matematica / Doutor em Matemática Aplicada

Orientadores: Ariovaldo Verandio Garcia, Marcos Julio Rider Flores / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T23:19:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_MarinaLavoratode_D.pdf: 1360671 bytes, checksum: e66710c118252edf8c3638375c56fdc7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Abstract: In this work the Distribution System Integrated Planning (DSIP) problem is modeled as a mixed integer (binary) nonlinear program problem. Two techniques were investigated to solve this problem. First, a specialized Constructive Heuristic Algorithm (CHA) was implemented. A sensitivity index is used in each step of the CHA to add a circuit, a substation, a capacitor bank or a voltage regulator to the distribution system. This sensitivity index is obtained by solving the DSIP problem considering the numbers of circuits and substations to be added as continuous variables (the DSIP relaxed problem). The objective of the DSIP is to minimize the operation costs and the construction costs of circuits, substations, capacitors and voltage regulators, which are subjected to constraints of power balance, voltage magnitude, maximum circuit and substation capacities, taps control and radiality constraint. In addition, a local improvement phase to improve the initial solution of the CHA and a branching technique to avoid the infeasibility cases in the distribution system operation were included / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Marcia Aparecida Gomes Ruggiero, Antonio Carlos Moretti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-11T07:33:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sakamori_Momoe_M.pdf: 494316 bytes, checksum: ffa8a12071e05ab6083c917588e53797 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho resolvemos um problema de corte unidimensional não-linear para minimizar o número de objetos processados, setup e desperdício. O termo não-linear representa o setup da máquina de corte. Resolvemos o problema utilizando o pacote MINOS e obtemos a solução inteira através de um procedimento heurístico. Como o número de padrões de corte pode ser muito grande, propomos uma geração de colunas modificada, que usa os multiplicadores de Lagrange do problema não-linear ao invés das variáveis duais do problema de programação linear padrão. Além disso, propomos um novo processo de geração de colunas utilizando um problema da mochila não-linear como subproblema para gerar colunas promissoras / Abstract: In this work we solve a nonlinear unidimensional cutting-stock problem to minimize the number of objects processed, setup and trim loss. The nonlinear term represents the setup of the cutting machine. We solve the problem using the MINOS package and obtain the integer solution through a heuristic procedure. Since the number of cutting patterns can be very high, we propose a modified column generation that uses the Lagrange multipliers of the nonlinear problem instead the dual variables of the standard linear programming problem. Also, we propose a new column generation process using a nonlinear knapsack problem as the subproblem to generate pro_table columns / Mestrado / Pesquisa Operacional / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Anesio dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T13:42:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_IaradaCunhaRibeiroda_M.pdf: 1219797 bytes, checksum: 9f6047616d431b1e310c48a01c58b2e9 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho analisamos e comparamos extensões dos métodos clássicos de penalidades: métodos da Lagrangeana aumentada e da barreira logarítmica modificada. As penalidades podem ser classificadas como externa e interna ou também por penalidade e barreira. Os métodos de penalidade externa geram seqüências de soluções infactíveis e de penalidade interna seqüências de soluções factíveis. O método da Lagrangeana aumentada é uma combinação dos métodos de penalidade quadrática e dual Lagrange. Já o método da barreira modificada combina o método de barreira logarítmica com o método dual Lagrange. A estrutura desses métodos é bastante similar, ambos geram pontos factíveis e infactíveis. Esses métodos foram aplicados a problemas não-lineares com restrições de desigualdade e o desempenho dos algo ritmos implementados é discutido neste trabalho.Palavras-chave: método de penalidade, método de barreira, método da Lagrangeana aumentada, método da barreira Ioga rítmica modificada / Abstract: In this work we analyze and compare extensions of traditional penalty methods: augmented Lagrangian and modified logarithmic barrier methods. The penalties may be classified as external and internal or penalty and barrier. The externa I penaJty method generates a sequence of unfeasible solutions and the internal penalty method produces a sequence of feasible solutions. The augmented Lagrangian method is a combination of quadratic penalty and Lagrange dual methods. Already the modified barrier method combines the logarithmic penalty and Lagrange dual methods. The structure of these methods is very similar, both generate feasible a'nd unfeasible points. These me_th~~s have been applied to nonlinear problems with inequality restrictions and the performance of algorithms implemented is discussed in this work. Keywords: penalty method, barrier method, augmented Lagrangian method, modified logarithmic barrier method / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Alberto Luiz Francato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:12:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Massulo_AdeliaMara_M.pdf: 15022902 bytes, checksum: 7c1463ac65523e398127a0f4bbcdbba4 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A operação adequada de um sistema de coleta e afastamento de esgoto está diretamente relacionado a otimização do custo de operação do mesmo. Tendo em vista a utilização de equipamentos como: inversores de frequência e painéis de controle a distância para estações elevatórias de esgotos de grande porte e da inviabilidade financeira de instalar-se tais dispositivos em estações elevatórias de esgoto de pequeno e médio porte, a otimização surge como alternativa para buscar soluções eficientes e eficazes na operação do sistema. Na literatura relacionada ao assunto, verifica-se o desenvolvimento de diversos trabalhos com a aplicação e o desenvolvimento de rotinas computacionais de otimização específicas para o sistema de abastecimento de água. Contudo observa-se que ainda não existe o mesmo empenho para desenvolvimento de trabalhos voltados a eficiência operacional e energética em estações elevatórias de esgoto. Diante desse quadro, o presente trabalho tem como propósito aplicar uma rotina computacional de otimização que atenda as necessidades de estações elevatórias de esgoto. A metodologia utiliza a programação não linear, inteira e mista. O estudo de caso é feito com estações elevatórias de esgoto do município de Uberlândia-MG. Como resultado, foi obtida uma operação eficiente, que atende a todas as restrições impostas ao modelo, obtendo uma economia média de energia elétrica nas duas estações elevatórias de esgotos utilizadas para modelagem de vinte e dois por cento / Abstract: Proper operation of a system of collection and removal of sewage is directly related to the optimization of its operation. Given the use of equipment such as AC drives and control panels the distance to sewage pumping stations and large financial viability of installing such devices to sewage pumping stations in small and medium optimization arises to seek alternative solutions in efficient and effective operation of the system. In the literature related to the subject, there is the development of several works in the implementation and development of computational optimization routines specific to the water supply system. However it is observed that there is still the same commitment to development work aimed at operational and energy efficiency in sewage pumping stations. Against this background, this paper aims to apply a computer optimization routine that meets the needs of sewage pumping stations. The methodology to nonlinear programming, integer and mixed. The case study is done with the sewage pumping stations Uberlândia-MG. As a result, we obtained an efficient operation that meets all the restrictions imposed on the model, achieving an average savings of electric energy in the two sewage pumping stations used for modeling of twenty-two percent / Mestrado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Francisco de Assis Magalhães Gomes Neto / Tese (doutorado )- Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-22T00:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Senne_ThadeuAlves_D.pdf: 4979548 bytes, checksum: 0317347b212e7649dd09e5d5388e618e (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nos últimos anos, a otimização topológica vem sendo amplamente adotada nas indústrias automotiva e aeroespacial, e no projeto de um tipo especial de estruturas, denominado mecanismo flexível. Grande parte dos trabalhos na área de otimização topológica considera que a estrutura possui uma relação linear entre deformações e deslocamentos, ou seja, supõe-se que os deslocamentos sofridos pela estrutura sejam pequenos. Todavia, para algumas estruturas, essa hipótese não é válida, sendo necessário supor que os deslocamentos são grandes, o que implica numa relação não linear entre deformações e deslocamentos. Nesse caso, dizemos que a estrutura está sob não linearidade geométrica. O objetivo desta tese de doutorado é a obtenção da topologia ótima de estruturas e de mecanismos flexíveis sob não linearidade geométrica através um novo algoritmo de otimização, denominado Programação Linear por Partes Sequencial (PLPS). Este método consiste na resolução de subproblemas de programação linear por partes convexas, onde são introduzidas informações sobre a diagonal da matriz Hessiana da função objetivo. Para acelerar o algoritmo, tais subproblemas são convertidos em problemas de programação linear. Provamos que a PLPS é globalmente convergente a pontos estacionários. Além disso, nossos experimentos numéricos realizados com estruturas e mecanismos flexíveis sujeitos a grandes deslocamentos mostram que a PLPS é eficiente e robusta / Abstract: In the last years, topology optimization has been broadly applied in the automotive and aerospatial industries, and to a special kind of structure, named compliant mechanism. Most papers on topology optimization consider that the structure has a linear relation between strains and displacements, meaning that the displacements of the structure are small. However, for some structures this assumption is not valid, and it is necessary to suppose that the displacements are large, implying in a nonlinear relation between strains and displacements. In this case, we say that the structure is under geometrical nonlinearity. The objective of this doctoral thesis is to obtain the optimum topology of structures and compliant mechanisms under geometrical nonlinearity through a new optimization algorithm, named Sequential Piecewise Linear Programming (SPLP). This method consists in the solution of convex piecewise linear programming subproblems that contain information about the diagonal of the Hessian matrix of the objective function. To speed up the algorithm, these subproblems are converted into linear programming ones. We prove that the SPLP is globally convergent to stationary points. Besides, our numerical experiments with structures and compliant mechanisms under large displacements also show that the SPLP is efficient and robust / Doutorado / Matematica Aplicada - Otimização / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: José Mario Martínez Pérez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-20T09:19:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prudente_LeandrodaFonseca_D.pdf: 1307430 bytes, checksum: 6ac8a3a70af28dce0b2cd6d839b227ef (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Algoritmos de programação não-linear práticos podem convergir para pontos inviáveis mesmo quando o problema a ser resolvido é viável. Quando isso ocorre, é natural que o usuário mude o ponto inicial e/ou parâmetros algorítmicos e reaplique o método na tentativa de encontrar uma solução viável e ótima. Desta forma, o ideal é que um algoritmo não só seja eficiente em encontrar soluções viáveis, mas também que detecte rapidamente quando ele está fadado a convergir para um ponto inviável. Na tentativa de atingir esse objetivo, apresentamos modificações em um algoritmo baseado em Lagrangiano aumentado de modo que, no caso de convergência para um ponto inviável, os subproblemas são resolvidos com tolerâncias moderadas e, mesmo assim, as propriedades de convergência global são mantidas. Experimentos numéricos são apresentados / Abstract Practical Nonlinear Programming algorithms may converge to infeasible points even when the problem to be solved is feasible. When this occurs, it is natural for the user to change the starting point and/or algorithmic parameters and reapply the method in an attempt to find a feasible and optimal solution. Thus, the ideal is that an algorithm is eficient not only in finding feasible solutions, but also in quickly detecting when it is fated to converge to an infeasible point. In pursuit of this goal, we present modifications of an algorithm based on Augmented Lagrangians so that, in the case of convergence to an infeasible point, the subproblems are solved with moderate tolerances and, even then, the global convergence properties are maintained. Numerical experiments are presented / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Maria Aparecida Diniz Ehrhardt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:58:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedroso_LucasGarcia_M.pdf: 616441 bytes, checksum: b314a810dc572cc94a90a6a4f92121b5 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho, voltamos nossa atenção para estratégias de busca direta, que são métodos de minimização que não fazem uso de derivadas ou de suas aproximações. Abordamos um algoritmo proposto por Lucidi e Sciandrone para problemas irrestritos, que usa um critério de decréscimo suficiente para garantir convergência global, no sentido que todo ponto de acumulação da seqüência de aproximações para o minimizador é um ponto estacionário do problema. Tal algoritmo mescla dois diferentes tipos de métodos de busca direta, a saber, busca linear e busca padrão, com o propósito de aproveitar as vantagens de cada estratégia. Motivados pelos interessantes resultados teóricos deste trabalho, realizamos alguns testes computacionais, especialmente em problemas clássicos de minimização irrestrita / Mestrado / Otimização / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Antonio Carlos Moretti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatística e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-04T09:51:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SallesNeto_LuizLeduinode_D.pdf: 2686631 bytes, checksum: 6929a985654c561695159e4b4fc6ebb7 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho apresentamos um novo método para minimizar o número de objetos processados e o número de padrões distintos (setup) num problema de corte unidimen-sional. Suavizamos a função objetiva, inteira e não linear proposta por Haessler em 1975. Para gerar os padrões de corte utilizamos inicialmente uma heurística (SHP de-senvolvida por Haessler), e posteriormente adaptamos o método de geração de colunas de Gilmore e Gomory para este modelo não-linear. Palavras-Chaves: Problema de corte de estoque; Geração de colunas; Setup; Heurística; Programação Não-Linear / Abstract: In this work we introduce a new method to minimize both the number of processed objects and the number of nonzeros cutting patterns (Le., setup) in an one-dimensional cutting stock problem. To do so, we smooth the discontinuous nonlinear function used in Haessler(1975) to represent both objectives: the number of objects and setup number. To generate the cutting patterns we use the Gilmore&Gomory strategy with a starting basis given by the method SHP (Sequential Heuristic Procedure) developed by Haessler. Keywords: Cutting stock problem; Column generation; Heuristic; Setup; Nonlinear programming / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada