Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-22Bitstream added on 2014-06-13T19:08:11Z : No. of bitstreams: 1 pinheiro_rbn_me_bauru.pdf: 19855827 bytes, checksum: 0c72e37d2b42539464b7fafb4a4e52a2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho apresentamos o método previsor-corretor primal-dual de pontos interiores, com barreira logarítmica modificada e estratégia de ajuste cúbico (MPIBLM-EX) e o método previsor-corretor primal-dual de pontos interiores, com barreira logarítmica modificada, com estratégias de ajuste cúbico e de convergência global (MPIBLMCG-EX). Na definição do algoritmo proposto, a função barreira logarítmica modificada auxilia o método em sua inicialização com pontos inviáveis. Porém, a inviabilidade pode ocorrer em pontos tais que o logaritmo não está definido, consequentemente, isso implica na não existência de função barreira logarítmica modificada. Para suprir essa dificuldade um polinômio cúbico ajustado ao logaritmo, que preserva as derivadas de primeira e segunda do mestre definido a partir de um ponto da região ampliada ao método previsor-corretor primal-dual de pontos interiores com barreira logarítmica modificada (MPIBML); no processo previsor são realizadas atualizações do parâmetro de barreira nos resíduos das restrições de complementaridade, considerando aproximações de primeira ordem do sistema de direções de busca, enquanto que no procedimento corretor, incluímos os termos quadráticos não-lineares dos resíduos citados, que foram desprezados no procedimento previsor. Considerando também a estratégia de convergência global para o MPIBLM-EX, a qual utiliza uma variante do método de Levenberg-Marquardt para ajustar a matriz dual normal da função lagrangiana, caso esta não seja definida positiva. A matriz dual normal é redefinida para as restrições primais de igualdade, de desigualdade e para as variáveis canalizadas, incorporando variáveis duais e matrizes diagonais relativas às restrições de complementariade. Desse estudo, o MPIBLM-EX é transformado no MPIBLMCG-EX e mostramos... / This work presents a predictor primal-dual interior point method with modified log-barrier and third order extrapolation strategy (IPMLBM-EX) and also and extension of this method with the inclusion of the global convergence strategy (IPMLBGCM-EX). In the definition of the proposed algorithm, the modified log-barrier function helps the method initialize with infeasible points. However, infeasibility may occur for some point where the logarithm is not defined. The implicates in non-existence of the modified log-barrier function. To cope with such as problem, a cubic polynomial function is adjusted to the logarithmic function. Sucha polynomial function preserves first and second order derivatives in certain point defined in the extended region. This function is applied to the predictor-corretor primal-dual interior point method with modified log-barrier function. In the predictor procedure, the barrier parameter is updated in the complementarity conditions considering first-order approximations of the search direction, while the corrector procedure includes the nonlinear quadratic terms of the mentioned residuals, which were neglected in the predictor procedure. We also consider the global convergence strategy for the method, which uses a variant of the Levenberg-Marquardt method to update the normal dual matrix of the Langrangian function, should it fail to be positively defined. In this case, this matrix is redefined for equality primal constraints, bounded inequality primal constraints and bounded variables, incorporating dual variables and diagonal matrices of the complementarity constraints. From such studies, the IPMLBM-EX method is extended to include the global convergence strategy (IPMLBGCM-EX). We have show that both methods are projected gradient methods. An implementation performed with Matlab 6.1 has shown the... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Algacilda Conceição (algacilda@sibi.ufrj.br) on 2018-03-16T19:13:47Z No. of bitstreams: 1 130278.pdf: 5399051 bytes, checksum: 04fe5ab53ca6f5bf3abd35c033cdbc7d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-16T19:13:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 130278.pdf: 5399051 bytes, checksum: 04fe5ab53ca6f5bf3abd35c033cdbc7d (MD5) Previous issue date: 1972-09 / Visando otimizar-se um sistema decomponível não-linear, estuda-se um algoritmo primal de direções viáveis. No decurso desse estudo formalizam-se e demonstram-se alguns resultados conhecidos e desenvolvem-se interpretações econômicas. Um critério para testar a diferenciabilidade das funções pertubação envolvidas no algoritmo é desenvolvido, podendo tal propriedade ser utilizada com vantagens computacionais. Rapidamente se discute o conceito de Ɛ-atividade de vínculos ligado à convergência do algoritmo. Finalmente, apresenta-se uma sub-rotina em FORTRAN IV que obtém, em cada iteração do algoritmo, uma direção viável. / A primal feasible directions algorithm is studied to optimize non-linear decomposable systems. In the course of these studies some known results are formalized and proved, and economical interpretations are developed. A criterion is derived to detect the different hability of the pertubation functions involved in the algorithm, and this property is used with some computational advantages. The concept of Ɛ-activity of constraints is discussed, and related to the convergente of the algorithm. Finally, a FORTRAN IV subroutine is presented capable of finding a feasible direction in each iteration of the algorithm.

Neste trabalho propomos uma abordagem para a resolução do problema de fluxo de potência ótimo. Para isso, foram obtidos dados teóricos, a partir de um levantamento bibliográfico, que explicitaram os métodos de penalidade, de barreira, de Newton-Lagrangiano, da função Lagrangiana aumentada e dual-Lagrangiano. Nesta abordagem, as restrições de igualdade são tratadas pelo método de Newton, as restrições canalizadas, de tensão e tap, pelo método da função barreira logarítmica, e as restrições de desigualdade e demais restrições canalizadas, pelo método da função Lagrangiana aumentada. A motivação para este estudo foi a necessidade de manter as variáveis - tensão e tap - dentro de seus limites. Os resultados numéricos apresentados evidenciam o potencial desta metodologia para a resolução de problemas de programação não-linear e, em particular, do problema de fluxo de potência ótimo. / A new approach to solving the optimal power flow problem is proposed in this study. The first step in developing this method was to obtain theoretical material from bibliographic survey, which described in detail the penalty method, the barrier method, Newton\'s method, the augmented Lagrangian method end the dual-Lagrangian method. In the new approach, equality constraints are handled by Newton\'s method, the voltage end tap box inequality constraints by the logarithmic barrier method and the inequality constraints and the other box inequality constraints by the augmented Lagrangian method. The motivation for this research was the necessity to keep the voltage and tap variables within their limits. The numerical results demonstrate the potential of this methodology for the solution of nonlinear problems and, in particular, of the optimal power flow problem.

Neste trabalho será apresentado um algoritmo de pontos interiores para a solução do problema de fluxo de carga ótimo (FCO). A abordagem proposta é o método primai dual barreira logarítmica. As restrições de desigualdade do problema de FCO são transformadas em igualdades pelo uso de variáveis de folga, e estas são incorporadas na função objetivo através da função barreira logarítmica. A esparsidade da matriz Lagrangeana é explorada e o processo de fatoração é feito por elementos e não por submatrizes. Resultados numéricos de testes realizados em sistemas de 3, 14, 30 e 118 barras serão apresentados com o objetivo de mostrar a eficiência do método. / In this thesis an interior point algorithm is presented for the solution of the optimal power flow problem (OPF). The approach proposed here is the logarithmic barrier primal-dual method. The inequality constraints of the optimal power flow problem are transformed into equalities by slack variables that are incorporated into the objective function through the logarithmic barrier function. The sparsity of the Lagrangian matrix is explored and the factorization process is carried out by elements rather than submatrices. Numerical tests results obtained with systems of 3, 14, 30 and 118 buses are presented to show the efficiency of the method.

O presente estudo considera a aplicação do modelo SISAGUA de simulação matemática e de otimização para a operação de sistemas de reservatórios integrados em sistemas complexos para o abastecimento de água. O SISAGUA utiliza a programação não linear inteira mista (PNLIM) com os objetivos de evitar ou minimizar racionamentos, equilibrar a distribuição dos armazenamentos em sistemas com múltiplos reservatórios e minimizar os custos de operação. A metodologia de otimização foi aplicada para o sistema produtor de água da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), que enfrenta a crise hídrica diante de um cenário de estiagem em 2013-2015, o pior na série histórica dos últimos 85 anos. Trata-se de uma região com 20,4 milhões de habitantes. O sistema é formado por oito sistemas produtores parcialmente integrados e operados pela Sabesp (Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo). A RMSP é uma região com alta densidade demográfica, localizada na Bacia Hidrográfica do Alto Tietê e caracterizada pela baixa disponibilidade hídrica per capita. Foi abordada a possibilidade de considerar a evaporação durante as simulações, e a aplicação de uma regra de racionamento contínua nos reservatórios, que transforma a formulação do problema em programação não linear (PNL). A evaporação se mostrou pouco representativa em relação a vazão de atendimento à demanda, com cerca de 1% da vazão. Se por um lado uma vazão desta magnitude pode contribuir em um cenário crítico, por outro essa ordem de grandeza pode ser comparada às incertezas de medições ou previsões de afluências. O teste de sensibilidade das diferentes taxas de racionamento em função do volume armazenado permite analisar o tempo de resposta de cada sistema. A variação do tempo de recuperação, porém, não se mostrou muito significativo. / The current study considers the mathematical simulation and optimization model SISAGUA applied to operation of complex multireservoir systems for water supply. The SISAGUA model uses mixed integer nonlinear programming (MINLP) with objectives of avoid or minimize shortages, balance storage distribution in multireservoir systems and minimize operation costs. The optimization methodology was applied in the water supply system from São Paulo Metropolitan Region, which faces a water crisis in a drought scenario in 2013-2015, the worst in the last 85 years historical series. It is a region with 20.4 million inhabitants, and the system consists of eight partially integrated supply systems operated by Sabesp (Sanitation Company of Sao Paulo State). The metropolitan region presents a high population density, located in the Upper Tiete hydrographic basin, characterized by low water availability per capita. It was discussed the possibility of considering evaporation during simulations, and the application of a continuous hedging rule in the reservoirs which modifies the mathematical formulation to nonlinear programming (NLP). Evaporation proved barely representative in relation to demand flow, with about 1% of the flow. On one hand, a flow rate of this magnitude may be considered in a critical scenario, on the other hand, this order of magnitude can be compared to the uncertainties of measurement or inflow forecasts. The sensitivity test of different rationing rates depending on the stored volume can analyze the time of response of each system. The change in recovery time, however, was not very significant.

Orientadores: Sandra Augusta Santos, Márcia Aparecida Gomes-Ruggiero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-16T21:37:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sachine_Mael_D.pdf: 4721541 bytes, checksum: 0506c48fbbc3961c4626c36a0487fa1c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho propomos modificações globalmente convergentes para o Método das Assíntotas Móveis (MMA), baseadas no parâmetro espectral para a construção das aproximações das funções originais e na relaxação da condição conservadora. A informação de segunda ordem presente no parâmetro espectral é incluída nas aproximações racionais da função objetivo e das restrições não-lineares no início de cada iteração, de modo a melhorar a qualidade dos modelos. A condição conservadora é relaxada por meio de uma seqüência forçante controlada somável, de maneira que a convergência global é mantida. Também, propomos uma nova estratégia para resolver os subproblemas MMA por meio do problema dual, usando uma técnica de região de confiança. Os experimentos numéricos realizados comprovam a eficiência das estratégias propostas. Ainda, por trabalharmos com um problema aumentado associado à formulação padrão para o problema de programação não-linear com restrições de desigualdade, estabelecemos relações entre os pontos KKT do problema aumentado e os pontos correspondentes do problema original associado / Abstract: In this work we propose globally convergent versions for the Method of Moving Asymptotes (MMA), based on the spectral parameter for updating the approximations of the original functions and on relaxing the conservative condition. The second-order information present in the spectral parameter is included in the rational approximations of the objective function and of the nonlinear constraints in the beginning of each iteration, so as to improve the quality of the models. The conservative condition is relaxed by means of a summable controlled forcing sequence, so that global convergence is maintained. Also, we propose a new strategy to solve the MMA subproblems by means of the dual problem, using a trust-region technique. The performed numerical experiments confirm the efficiency of the proposed strategies. In addition, by working with an extended problem associated with the standard formulation for the nonlinear programming problem with inequality constraints, we have established relationships between the KKT points of the extended problem and the corresponding points of the associated original problem / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Paulo de Barros Correia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T15:00:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_JessicaPillonTorralba_M.pdf: 4647228 bytes, checksum: e46a85d1f8f415429fb623b7f6feeee1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Esta dissertação de mestrado tem por objetivo apresentar e implementar um modelo de otimização da operação diária das usinas hidrelétricas do Médio São Francisco. O estudo considera oito usinas do sistema - Sobradinho, Luiz Gonzaga, Apolônio Sales, Paulo Afonso I, II, III e IV e Xingó - pertencentes à Companhia Hidro Elétrica do São Francisco. Seu objetivo é maximizar eficiência de geração das usinas e minimizar o número de partidas e paradas de suas unidades eradoras, simultaneamente. A técnica de resolução é feita em duas etapas, sendo que a Etapa 1 determina quanto cada usina deve gerar a cada intervalo de tempo, e a Etapa 2 determina o número de unidades geradoras em operação e a carga de uma usina específica. A formulação matemática do problema proposto é de natureza não linear inteira mista e, para solucionar o modelo foram utilizadas técnicas de Computação evolutiva, em específico os Algoritmos genéticos, e de Programação linear. Esta metodologia foi desenvolvida com dois programas computacionais, ambos comerciais sendo um software com linguagem de programação de quarta geração. Um dos programas foi utilizado para a interface, enquanto no de quarta geração, o modelo de otimização foi implementado. A solução obtida aumenta a eficiência em relação ao despacho atual e em relação as restrições operativas usuais. A aplicabilidade deste modelo pode ser utilizada na otimização de outras usinas em cascata / Abstract: This dissertation aims to presents and implement an optimization model for daily operation of Middle São Francisco River hydroeletric system. The study considers eight power plants - Sobradinho, Luiz Gonzaga, Apolônio Sales, Paulo Afonso I, II, III, IV e Xingó - witch belongs to the São Francisco Hydroeletric Company. Its objective is to maximize the power plant efficiency and, simultaneously, to minimize the number of startups and shutdowns of generating units. The technique of resolution is made in two steps: Step 1 determines the load allocated to each power plant at each hour; Step 2 defines the number of generating units in operation and the load of particular power plant. The mathematical formulation is non-linear mixed integer programs and solved with a Genetic Algorithm (GA) approad, and Linear Programming . This model was implemented with two computation programs, One a commercial optimization solver, and a in house GA solver coded with a programming language of fourth generation. One of the programs was used to interface, while the fourth generation, the optimization model was implemented. This solution increases effi- ciency in relation to the actual dispatch and for the usual operational restrictions. The applicability of this model can be used for the optimization of other plants in cascade / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Akebo Yamakami, Luiza Amalia Pinto Cantão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T00:06:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RicardoCoelho_M.pdf: 524540 bytes, checksum: f7f63ffea96b8bbf8897b3c3f27fc427 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos alguns métodos iterativos e algoritmos meta-heurísticos, adaptados de modelos clássicos, que solucionam problemas de programação não-linear com parâmetros fuzzy na função objetivo e no conjunto de restrições. Apresentamos aqui uma relação entre alguns destes métodos iterativos e uma abordagem diferenciada das restrições de igualdade com parâmetros fuzzy. Comprovamos a eficiência dos algoritmos propostos comparando os seus resultados com os encontrados na literatura / Abstract: In this work we develop some iterative methods and meta-heuristic algorithms that solve the nonlinear programming problems with uncertainties in the objective function and in the set of constraints. We derive a relation among some of this iterative methods and introduce a novel approach to the equality constraints with uncertainties. Selected examples from the literature are presented to validate the efficiency of the methods and algorithms addressed. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T19:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teixeira_AntonioCesar_M.pdf: 8247740 bytes, checksum: 0279970d0d4efd19c97ed5fd37b1fba3 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: o tratamento de dados de processos industriais envolve uma série de medidas as quais visam a dar mais confiabilidade aos valores medidos diretamente e aos inferidos indiretamente, para sua utilização no controle dos mesmos. Estão entre estas medidas, a classificação, a reconciliaçãoe a retificação de dados. Este trabalho apresenta uma metodologia para reconciliação de dados de processos industriais onde não existam erros grosseiros entre os valores das variáveis medidas, sejam as restrições lineares ou não-lineares. A ferramenta utilizada é a projeção matricial a qual é utilizada para simplificaras equações de balanços (restrições) de massa e/ou energia de processos complexos. O objetivo é minimizaro erro ou a diferença entre os valores reconciliados e os valores reais. A partir de cálculos intermediários do procedimento de reconciliação, foidesenvolvido um segundo procedimento para detecção de erros grosseiros entre os valores das variáveis medidas. A presença de erros grosseiros entre as medidas inutiliza os dados reconciliados, contudo fornece subsídios para, a partir deste segundo procedimento, determinar a presença do erro grosseiro. Os três procedimentos, acima citados, para o tratamento de dados do processo, são descritos neste trabalho, com os elementos teóricos desenvolvidos de modo detalhado. Dois programas computacionais são escritos e aqui apresentados, sendo que o primeiro faz a reconciliação de dados e o segundo detecta a existência ou não de erros grosseiros entre os valores apresentados / Abstract: Not informed. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Marco Lucio Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T02:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ClaudioAlessandrodeCarvalho_M.pdf: 9888631 bytes, checksum: 725b529f317887d24bc51fe0045d30bb (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho, apresentam-se conceitos de otimização estrutural e análise de sensibilidade em elasticidade linear, tomando-se exemplos de problemas bidimensionais discretizados pelo método de elementos finitos. A partir das características específicas dos problemas estruturais, identificam-se os requisitos necessários a um algoritmo de minimização eficiente para tais problemas. Foi implementado um algoritmo de programação quadrática recursiva de ponto interior para otimização, o qual apresenta taxa de convergência superlinear e utiliza busca linear imprecisa. Utilizam-se a formulação contínua da análise de sensibilidade e o método adjunto no desenvolvimento das expressões de sensibilidade a parâmetros e forma, visando a determinação de gradientes de funcionais de performance estrutural. Na análise de sensibilidade a forma, a geometria do domínio é parametrizada em NURBS, definindo o campo de velocidades no contorno. Os gradientes obtidos pela análise de sensibilidade são aplicados na otimização de espessura e na obtenção de formas ótimas em problemas de estado plano de tensão. Os procedimentos numéricos foram incorporados a uma base de programas já desenvolvida para análise pelo método de elementos finitos, empregando o paradigma por objetos em C++. Com isto foi possível aumentar a eficiência da interação entre os módulos de análise por elementos finitos, análise de sensibilidade e otimização / Abstract: This work presents concepts of structural optimization and design sensitivity analysis in linear elasticity, considering two dimensional finite element problems. The requirements of an eflicient minimization algoritm for structural problems are identified, taking into account specific characteristics of this sort of problems. An interior point sequential quadratic programming algorithm, showing superlinear convergence and using inexact line search, was implemented. Continuum approach of design sensitivity analysis and adjoint method were used to develop shape and size sensitivity expressions, aiming for computing performance functional gradients. In shape sensitivity analysis, the domain geometry was parametrized using NURBS, which defines the boundary velocity field. The gradients obtained from design sensitivity analysis were applied to thickness and shape optimization of plane stress problems. The numerical procedures were linked to other programs previously developed for finite element analysis applying object-oriented concepts in C++. Indeed, it was possible to improve the efliciency of interaction among finite element analysis, design sensitivity analysis and optimization modules / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica