Orientador: Jose Mario Martinez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T17:32:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_HerminioSimoes_D.pdf: 4249759 bytes, checksum: dc31317e7bff814596d82ebd9a2dbbf3 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Propõe-se um algoritmo para otimização com restrições lineares e variáveis canalizadas que usa precondicionamento periódico para solução dos sistemas lineares. O algoritmo é do tipo gradientes conjugados com projeção e faz uso de fatorações ortogonais esparsas para o precondicionamento. Uma coleção de testes é apresentada. É feita uma comparacão, no caso de problemas lineares, com resultados obtidos pelo sistema MINOS / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Mario Martinez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-20T05:24:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GomesNeto_FranciscodeAssisMagalhaes_D.pdf: 2662734 bytes, checksum: bab718dc42406f664ee7a530da9a333c (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Não informado. / Abstract: Not informed. / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Submitted by Matheus Secco (matheussecco@gmail.com) on 2017-03-30T14:44:36Z No. of bitstreams: 1 Dissertationv1.pdf: 1226979 bytes, checksum: b1c15064fcaca2155b2a32a2488012ac (MD5) / Approved for entry into archive by Janete de Oliveira Feitosa (janete.feitosa@fgv.br) on 2017-04-06T14:26:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertationv1.pdf: 1226979 bytes, checksum: b1c15064fcaca2155b2a32a2488012ac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T17:45:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertationv1.pdf: 1226979 bytes, checksum: b1c15064fcaca2155b2a32a2488012ac (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / We study statistical properties of the sample average approximation (SAA) of risk averse stochastic problems. We first introduce some background material, recalling important results for the continuation, such as the Delta Theorem, the Functional Central Limit Theorem, and asymptotics of risk-neutral problems. We also recall the concept of risk measures, focusing on two classes of risk measures: extended polyhedral risk measures (EPRMs) and law invariant coherent risk measures. We then provide central limit theorems for SAA estimators of the optimal values of stochastic programs expressed in terms of EPRMs or law invariant coherent risk measures, under certain assumptions on these risk measures. Numerical simulations illustrate the theoretical results. / Nós estudaremos propriedades estatísticas de aproximações pela média amostral (SAA) de problemas de otimização estocástica aversos ao risco. Inicialmente, discutimos alguns resultados teóricos importantes que serão úteis para a sequência, como o Teorema Delta, o Teorema Central do Limite Funcional e alguns resultados para o caso risco-neutro. Também lembramos a definição geral de medidas de risco, concentrando-nos nas medidas de risco poliedrais estendidas e nas medidas de risco coerentes ”law invariant”. Em seguida, obtemos teoremas centrais do limite para os estimadores SAA dos valores ótimos destes problemas, sob certas condições impostas a estas medidas de risco. Por fim, apresentamos resultados numéricos para ilustrar os resultados teóricos.

Orientador: Henry França Meier. / Co-orientador: Dirceu Noriler. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.

Orientador: Henry França Meier. / Coorientador: Leonardo Machado da Rosa. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Sistemas de dutos correspondem atualmente ao modo mais eficaz para o transporte de grandes quantidades de fluidos líquidos e gasosos por longas distâncias. Dutos são utilizados pela Indústria Petrolífera para o transporte de petróleo e de seus produtos derivados. O presente trabalho aborda o scheduling de distribuição dutoviária de um sistema que opera com um duto que transporta produtos de uma refinaria para depósitos com localizações geográficas distintas através de modelos de programação matemática. O sistema é composto pela Refinaria do Planalto (REPLAN) da Petrobras localizada em Paulínia (SP). A ela é conectado um duto (OSBRA) que se estende por cerca de 1000 quilômetros. O maior detalhamento do modelo matemático para operações dutoviárias desenvolvido por Rejowski Jr. (Dissertação de Mestrado, EPUSP, São Paulo, 2001) se torna primordial nessa complexa operação logística. Um fator de extrema importância é a contaminação dos produtos dentro da linha dutoviária. Desta forma, são desenvolvidas restrições especiais que impõem paradas aos segmentos do duto somente quando os mesmos não possuem interfaces. Estas restrições fazem com que a formulação proposta encontre a solução ótima do problema proposto. O aprimoramento destas formulações se torna fundamental, pois os modelos gerados possuem um número elevado de decisões a serem otimizadas. Relações lógicas envolvendo o estoque inicial nos depósitos e na linha dutoviária e a demanda de cada um dos produtos são propostas. Estas relações melhoram o desempenho computacional para os modelos propostos em cenários de demandas altas. Posteriormente, as restrições especiais de contaminação dos produtos e as relativas ao atendimento das demandas nas bases de distribuição são relaxadas e transformadas em penalidades na função objetivo. Estas penalidades aumentam o esforço de resolução dos modelos e ao mesmo tempo possuem grande influência nos resultados operacionais do sistema. Outro fator de extrema importância para o scheduling de operações dutoviárias é a sua representação em tempo contínuo. Adicionalmente, esta representação faz com que a incorporação de restrições hidráulicas de maneira simplificada seja possibilitada. Desta forma, uma estratégia simplificada e eficaz para se determinar a vazão do duto, envolve incluir a curva de rendimento das estações de bombeamento. Esta formulação, que é modelada como um MINLP (Mixed Integer Non Linear Programming), é comparada com uma formulação MILP (Mixed Integer Linear Programming) em tempo discreto com vazões e rendimentos fixos proposta por Rejowski Jr. e Pinto (Computers and Chemical Engineering, 2004, v.28/8 p.1511-1528). Foi mostrado que a presente formulação forneceu soluções de melhor qualidade. A formulação MILP em tempo discreto é caracterizada como um caso particular da presente formulação proposta. A formulação MINLP sofre forte influência do número de intervalos de tempo que a compõem e este fator deve sempre ser considerado para que a melhor solução possa ser encontrada em tempo computacional factível. Esta formulação ainda é aplicada com sucesso a um caso sob diversas configurações de bombeamento com diferentes custos unitários e curvas de rendimento. Duas formulações que consideram a programação de operações de dutos com a incorporação dos aspectos hidráulicos calculados de maneira rigorosa são apresentadas. A primeira delas resulta em um modelo MINLP e considera variações na duração dos intervalos de tempo e na vazão operacional do sistema. Uma segunda formulação apresentada como um modelo MILP é desenvolvida. Resultados computacionais para ambos os modelos são apresentados, assim como as suas soluções geradas são discutidas. O impacto de variações no relevo do sistema dutoviário é analisado. Foram detectadas alterações na vazão de operação do sistema dutoviário, na escolha dos intervalos de tempo em que o sistema é ativado, no rendimento das estações de bombeamento e no tempo total de operação do sistema. Posteriormente, em um outro exemplo, é mostrado que variações no relevo também podem alterar a seqüência dos produtos alimentados pela refinaria ao duto. Finalmente, as formulações têm os seus resultados comparados aos de modelos com considerações hidráulicas simplificadas, cujos resultados podem levar a soluções subótimas e até mesmo inviáveis. / Pipeline systems correspond nowadays to the most efficient mode for the transportation of large amounts of liquid and vapor products for long distances. Pipelines are utilized by the Petroleum Industry to transport petroleum and its product derivatives. The present work addresses the scheduling of pipeline distribution of a system that operates with a pipeline that transports products from a refinery to depots at different geographical locations by mathematical programming models. The system is composed by the Planalto Refinery (REPLAN) from Petrobras. A pipeline (OSBRA) is connected to the refinery that extends for approximately 1000 kilometers. A higher level of detail in the mathematical model for pipeline operations developed by Rejowski Jr. (MS Dissertation, EPUSP São Paulo, 2001) becomes essential in this complex logistic operation. A factor of extreme importance is product contamination inside the pipeline. Therefore, special constraints are developed that impose the segments of the pipeline to operate continuously when they do not contain interfaces. These constraints help the proposed formulation to find the optimal solution of the problem. The improvement of logical formulations becomes paramount because the generated models encompass a large number of decisions to be optimized. Logical relations involving the initial inventory at the depots and at the pipeline, as well as the demands for each product are proposed. These relations improve the computational performance of the proposed models in scenarios of high-demand. Then, the special constraints and the demand satisfaction at the depots at the end of the operational horizon are relaxed and added as penalties in the objective function. These penalties increase the solution effort of the proposed models and at the same time have great influence on the operational results of the system. Another factor of extreme importance for the pipeline operation scheduling is its continuous time representation. Additionally, this representation enables the models to incorporate simplified hydraulic constraints. Therefore, a simplified and efficient strategy to determine the pipeline flow rate is to include the yield curves of the pumping stations. This formulation, that is modeled as an MINLP (Mixed Integer Non Linear Programming), is compared to an MILP (Mixed Integer Linear Programming) with discrete time and fixed flow and yield rates proposed by Rejowski Jr. and Pinto (Computers and Chemical Engineering, 2004, v.28/8 p.1511-1528). It is shown that the present formulation provides better quality results. The MILP formulation with discrete time is characterized as a particular case of the proposed formulation. The MINLP is greatly influenced by the number of time intervals that compose it and this factor has always to be considered so that the best solution can be found with feasible computational effort. This formulation is also applied to a case with several pumping station configurations with different unit costs and yield curves. Two formulations that consider the scheduling of pipeline operations with the incorporation of the hydraulic aspects calculated rigorously are presented. The first one results in an MINLP model and considers variations on the time interval durations and in the pipeline flow rate. A second MILP formulation is developed. Computational results for both models are shown as well as the generated solutions discussed. The impact of variations on the topographical profile of the pipeline system is analyzed in the obtained results by the models. Changes in the flow rate of the pipeline, in the decision of the time intervals that the system is activated, in the pumping station yields and in the time interval durations were detected. Then, in another example it is shown that the changes in the topographical profile can alter the sequence of products sent by the refinery to the pipeline. Finally, both formulations have their results compared to models with simplified hydraulic considerations, whose results can lead to suboptimal and even to infeasible solutions.

Orientadores: Wagner Caradori do Amaral, Lucia Valeria R. de Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T06:01:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_IvanNunesda_D.pdf: 8988554 bytes, checksum: 75aa61f1a4a1444c73e7b3e7f3e42f48 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A habilidade de redes neurais em solucionar problemas complexos e variados, as tornam uma abordagem atrativa a ser aplicada em diversas áreas de engenharia e ciências. Uma rede neural é basicamente composta de inúmeros elementos processadores simples com um alto grau de conectividade entre eles. Esta tese propõe uma arquitetura de uma rede neural artificial aplicável na solução de problemas de otimização com restrições. Mais especificamente, um modelo baseado na rede de Hopfield é proposto para resolver diferentes tipos de problemas de otimização, incluindo problemas de programação dinâmica e otimização combinatorial, e também problemas de identificação robusta com erro desconhecido mas limitado. Um sistema baseado em lógica nebulosa é desenvolvido com o propósito de conduzir, de forma eficiente, a convergência da rede em direção a seus pontos de equilíbrio. Os parâmetros internos da rede, associados às restrições, são derivados utilizando a técnica de subespaço válido de soluções. Resultados de simulações são apresentados para ilustrar o desempenho da abordagem proposta / Abstract: The ability of artificial neural networks to solve complex and diversified problems make them attractive for application in many áreas of engineering and science. A neural network is basically composed of many simple processing elements with a high degree of connectivity among them. This thesis presents an architecture of artificial neural network to apply in optimization problems with constraints. More specifically, a topology based in the Hopfield networks is proposed to solve some optimization problems, including dynamic programming and combinatorial optimization, and also robust parametric identification problems with unknown-but-bounded disturbance. In this case, the network is used to calculate the parametric uncertainty intervals and the feasible membership set for model parameters. A rule-based fuzzy system has been developed in order to improve the efficiency and the network convergence to the equilibrium points. The internal parameters of the network, associated with the constraints imposed by a specific problem, are explicitally computed using a valid-subspace technique. Simulation results are provided to illustrate the performance of the proposed approach / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Oscar Antonio Braunbeck / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-23T07:54:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MurciaContreras_GilbertoAlonso_D.pdf: 3514623 bytes, checksum: 4faecf668f945d671a7b9b3374157009 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Para diminuir as perdas de grãos de soja na colheita mecânica, especialmente as referentes a plantas acamadas, foi modelado, otimizado e construído a nível experimental um mecanismo de quatro barras. O mecanismo a ser colocado na parte ITontalda barra de corte da colhedora, onde o garfo que forma parte da barra acopladora acompanha o solo levantando as plantas acamadas para seu posterior corte. A modelagem foi baseado no principio de Lagrange, sendo que a força vertical de reação no extremo do garfo em contato com o solo foi obtida da equação de movimento do mecanismo e constitui a função objetivo. O processo de otimização foi baseada na minimização da função objetivo em função dos comprimentos das barras e da constante elástica da mola como variáveis de projeto, sendo as restrições do caso, as posições angulares e faixa de oscilação vertical do garfo. Como resultado do processo de otimização, conseguiu-se reduzir de 20,5 para 8,9 N o valor da força vertical em relação a um projeto inicial, quando o mecanismo foi submetido a trafegar sobre um perfil senoidal de solo. Os resultados do modelo proposto em termos da força de reação vertical do garfo-solo, foram validados satisfatoriamente com modelos semelhantes, desenvolvidos, utilizando-se o programa computacional ADAMS e experimentalmente. Foi analisado seu comportamento dinâmico quando trafega sobre o solo antes descrito, apresentando um acréscimo nas reações dinâmicas na parte descendente do perfil e decréscimo na parte ascendente. O efeito do peso do material atuando no garfo, sobre a força de reação no garfo em contato com o solo, mostrou que o aumento da carga horizontal devido à ação da massa de material e principalmente a obstáculos, provoca um redução na reação normal no extremo do garfo. O aumento da carga vertical provoca um aumento da força normal de reação. O efeito do coeficiente de atrito externo garfo-solo, sobre a força de reação no garfo com o solo, mostrou que um aumento do atrito, provoca um acréscimo da reação normal no garfo na parte ascendente do perfil e decréscimo na parte descendente do solo / Doutorado / Maquinas Agricolas / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador: Valeriano Antunes de Oliveira / Banca: Lucelina Batista dos Santos / Banca: Geraldo Nunes Silva / Resumo: Neste trabalho estudamos condicões necessárias e suficientes de otimalidade para problemas de controle ótimo com tempos finais livres, compreendendo o estudo do Princípio do Máximo e convexidade generalizada. Apresentamos as condições necessárias do princípio do máximo com tempos finais fixos e do princípio do máximo com tempos finais livres. Logo apresentamos as condições suficientes para problemas de controle ótimo com tempos finais fixos; introduzimos duas definições de convexidade generalizada, a primeira denominada PML-pseudoinvexidade, que envolve os multiplicadores de Lagrange e, a segunda denominada PM-pseudoinvexidade, que não envolve os multiplicadores de Lagrange. Mostramos que para um problema PML-pseudoinvexo todos os PM-processos (processos de controle que satisfazem as condições necessárias do princípio do máximo) são processos ótimos e reciprocamente os problemas tais que todos os PM-processos são ótimos, são problemas PML-pseudoinvexos; também mostramos que sob algumas condições, PML-pseudoinvexidade e equivalente a PM-pseudoinvexidade. Finalmente apresentamos as condições suficientes para problemas de controle ótimo com tempos finais livres; introduzimos uma de de nição de convexidade generalizada denominada PM-pseudoinvexidade livre, que não envolve os multiplicadores de Lagrange. Mostramos que sob algumas condições, se o problema e PM-pseudoinvexo livre, então todo PM-processo normal e um processo ótimo; também mostramos que sob algumas condições, se o problema e tal que todo PM-processo e um processo ótimo, então o problema e PM-pseudoinvexo livre / Abstract: In this work we study necessary and sufficient optimality conditions for free end-time optimal control problems, comprising the study of the Maximum Principle and generalized convexity. We introduce the necessary conditions of the xed end-time maximum principle and of the free end-time maximum principle. Next, we present sufficient conditions for xed end-time optimal control problems; we introduce two de nitions of generalized con- vexity, the rst called LMP-pseudoinvexity, which involves the Lagrange multipliers and the second called MP-pseudoinvexity, which does not involve the Lagrange multipliers. We show that for a LMP-pseudoinvex problem all the MP-processes (control processes that satisfy the necessary conditions of the maximum principle) are optimal processes and con- versely the problems such that all the MP-processes are optimal, are LMP-pseudoinvex problems; also we show that under some conditions, LMP-pseudoinvexity is equivalent to MP-pseudoinvexity. Finally, we present sufficient conditions for free end-time optimal control problem; we introduce a de nition of generalized convexity called MP-free pseudoinvexity, which does not involve the Lagrange multipliers. We show that under some conditions, if the problem is MP-free pseudoinvex, then all normal MP-processes are optimal; also we show that under some conditions, if the problem is such that every MP-process is an optimal process, then the problem is MP-free pseudoinvex / Mestre

Made available in DSpace on 2019-03-29T23:22:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-26 / Most models for Wireless Sensor Networks (WSNs) assume the existence of a base station where query results could in principle be cached, however, the opportunity for re-using such cached data for minimizing data traffic in the WSN has not been well explored thus far. Aiming at filling this gap, we propose an approach that first clips the original query into a polygon after selectively choosing a good subset of the cached queries for reuse. Next, this polygon is partitioned into sub-queries that are then submitted to the WSN. These two problems are interconnected and lead to a highly combinatorial problem that justifies the use of efficient and effective heuristics. This work presents algorithms for each of these problems that are used within a cost-driven optimization search in order to find a set of sub-queries that minimizes the cost of in-network query processing. Experimental results show that our heuristic solution is orders of magnitude faster than an exhaustive search, and yields no more than 10% loss compared to the optimal query processing. Keywords: Databases, sensor networks, query optimization, cache / A maioria dos modelos para Redes de Sensores sem Fio (RSSFs) assume a exis- tência de uma estação base onde os resultados de consultas poderiam em princípio ser armazenados em um cache. Apesar disso, a oportunidade de reutilizar tal cache para mi- nimizar o tráfego de dados na RSSF não tem sido bem explorada até o momento. Visando a preencher este espaço, nós propomos uma abordagem que primeiramente recorta a con- sulta original em um polígono após selecionarmos um bom sub-conjunto das consultas do cache para reuso. Em seguida, este polígono é particionado em sub-consultas que são, então, submetidas à RSSF. Estes dois problemas estão interconectados e conduzem a um problema altamente combinatório que justifica o uso de heurísticas eficientes e eficazes. Este trabalho apresenta algoritmos para cada um desses problemas, que são utilizados em um método de otimização com o intuito de encontrar um conjunto de sub-consultas que minimize o custo do processamento das consultas na rede. Resultados de experimentos mostram que nossa solução heurística é ordens de magnitude mais rápida que uma busca exaustiva, e obtém não mais que 10% de perda comparada ao processamento ótimo da consulta. Palavras-chave: Bancos de dados, redes de sensores, otimização de consultas, cache