Orientador: Nazem Nascimento / Banca: Mauro Hugo Matias / Banca: José Geraldo Trani Brandão / Banca: Viktor Pastoukhov / Banca: Luiz Heleno Moreira Duque / Resumo: Este trabalho propõe a utilização da técnica de modelagem para obtenção das equações do movimento de sistemas dinâmicos, apresentando uma contribuição para o desenvolvimento do algoritmo computacional e implementado através da técnica de grafos de ligação. O objetivo é entender o desempenho do algoritmo desenvolvido através dos grafos de ligações e, assim, avaliar e validar as propostas deste trabalho. O problema da busca para obter uma equação do modelo de sistemas dinâmicos com geração automática em plantas industriais tem levantado a necessidade de desenvolver um algoritmo para sistemas que forneça a equação do movimento do modelo dinâmico. A proposição desta Tese consiste na aplicação da técnica de grafos de ligação para a determinação das equações de estado a partir do algoritmo desenvolvido com um programa computacional para geração automática das equações do movimento na forma de equações de estado. Os algoritmos foram desenvolvidos em ambiente matemático simbólico. Alguns estudos de caso (aplicações) foram utilizados para validação do algoritmo, constituindo estudo de casos sistemáticos, sendo: -Sistema dinâmico viga-bola, sistema mecânico massa-mola-amortecedor e seu análogo o circuito RLC e sistema servo-válvula eletro-hidráulica. No primeiro caso, sistema dinâmico viga-bola (sistema não-linear), o sistema compreende de uma viga fixada ao eixo do motor e uma bola deslizando sobre a viga, onde foi obtida a modelagem via grafos de ligação, utilizando o algoritmo computacional e encontrado o modelo na forma de equação de estado. No segundo caso, sistema mecânico massa-mola-amortecedor e seu análogo circuito RLC, foi obtido o grafo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work proposes the use of the technique of modeling for getting the equations of the movement of dynamic linear and non-linear systems, presenting a contribution for the development of the computational algorithm and implemented through the technique of bond graphs. The objective is the understanding of the performance of the algorithm developed by the bond graphs and thus to evaluate and validate the proposals in this work. The problem of the search to obtain an equation of the model of dynamic systems with automatic generation in industrial plants has been lifting the necessity of developing an algorithm for systems which supply the equation of the movement of the dynamic model. The proposition of this Thesis consists in the application of the bond graphs technique for the determination of the equations of state from the algorithm developed with a computational program for automatic generation of the equations of the movement in the form of equations of state. The algorithms were developed in symbolic mathematical environment. Some case studies (applications) were used for validation of the developed algorithm. The first case is a non-linear system, while the second and third thing cases are linear, constituting systematic case study, being: Dynamic system beam-ball, mechanical system mass-spring-damper and its analogue the RLC circuit and electro-hydraulic servo valve system . In the first case, dynamic system beam-ball (non-linear systems), the system consists of a beam attached to the motor shaft and a ball sliding on the beam, where the modeling was obtained by bond graphs, using the computational algorithm and the model was found in the form of equation of state. In the second case, mechanical system mass-spring-damper and its analogue RLC circuit, the validation was carried out... (Complete abstract click eletronic access below) / Doutor

Orientador: Eliana Xavier Linhares de Andrade / Banca: Roberto Andreani / Banca: Cleonice Fátima Bracciali / Resumo: O principal objetivo deste trabalho é apresentar, discutir as qualidades e desempenho e provar a convergência de um método iterativo para a solução numérica do problema de autovalores de uma matriz, que chamamos de Método Assemelhado ao de Francis (MAF). O método em questão distingue-se do QR de Francis pela maneira, mais simples e rápida, de se obter as matrizes ortogonais Qk, k = 1; 2. Apresentamos, também, uma comparação entre o MAF e os algoritmos QR de Francis e LR de Rutishauser. / Abstract: The main purpose of this work is to presente, to discuss the qualities and performance and to prove the convergence of an iterative method for the numerical solution of the eigenvalue problem, that we have called the Método Assemelhado ao de Francis (MAF)þþ. This method di ers from the QR method of Francis by providing a simpler and faster technique of getting the unitary matrices Qk; k = 1; 2; We present, also, a comparison analises between the MAF and the QR of Francis and LR of Rutishauser algorithms. / Mestre

Orientador: Silvio Alexandre de Araujo / Banca: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Banca: Maria do Socorro Nogueira Rangel / Resumo: Este trabalho trata do problema de corte de estoque unidimensional inteiro, que consiste em cortar um conjunto de objetos disponíveis em estoque para a produção de itens menores demandados, de tal forma que se otimize uma ou mais funções objetivos. Foi estudado o caso em que existe apenas um tipo de objeto em estoque em quantidades suficiente para atender a demanda. Três adaptações de um método heurístico baseadas nos conceitos dos algoritmos evolutivos multiobjetivo são propostas para resolver o problema considerando duas funções objetivo conflitantes, a minimização do número de objetos cortados e a minimização do número de diferentes padrões de corte. As adaptações utilizam as idéias presentes no método da Soma Ponderada, no Vector Evaluated Genetic Algorithm e no Multiple Objective Genetic Algorithm. Estas heurísticas são analisadas resolvendo-se instâncias geradas aleatoriamente. / Abstract: This work deals with the one-dimensional integer cutting stock problem, which consist of cutting a set of available objects in stock in order to produce ordered smaller items in such a way as to optimize one or more objective functions. On the case studied there is just one type of object in stock available in sufficient quantity to satisfy the demand. Three adaptations of a heuristic method based on the multi-objective evolutionary algorithms concepts are proposed to solve the problem considering two conflicting objective functions, the minimization of the number of objects to be cut and the minimization of the number of different cutting patterns. The adaptations consider the ideas from the Weighted Sum method, the Vector Evaluated Genetic Algorithm and the Multiple Objective Genetic Algorithm. These heuristics are analyzed by solving randomly generated instances. / Mestre

Resumo: Este trabalho apresenta uma metodologia composta de duas fases para resolver problemas de otimização com restrições usando uma estratégia multiobjetivo. Na primeira fase, o esforço concentra-se em encontrar, pelo menos, uma solução factível, descartando completamente a função objetivo. Na segunda fase, aborda-se o problema como biobjetivo, onde se busca a otimização da função objetivo original e maximizar o cumprimento das restrições. Na fase um propõe-se uma estratégia baseada na diminuição progressiva da tolerância de aceitação das restrições complexas para encontrar soluções factíveis. O desempenho do algoritmo é validado através de 11 casos testes bastantes conhecidos na literatura especializada. / Abstract: This work presents a two-phase framework for solving constrained optimization problems using a multi-objective strategy. In the first phase, the objective function is completely disregarded and entire search effort is directed toward finding a single feasible solution. In the second phase, the problem is treated as a bi-objective optimization problem, where the technique converts constrained optimization to a two-objective optimization: one is the original objective function; the other is the degree function violating the constraints. In the first phase a methodology based on progressive decrease of the tolerance of acceptance of complex constrains is proposed in order to find feasible solutions. The approach is tested on 11 well-know benchmark functions. / Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Coorientador: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Marcos Julio Rider Flores / Mestre

Orientador: Vicente Lopes Júnior / Banca: Gilberto Pechoto de Melo / Banca: Carlos Alberto Bavastri / Resumo: Neste trabalho é discutida a aplicação do controle ativo para atenuação de vibrações mecânicas em estruturas flexíveis. Como atuadores são utilizados os materiais piezelétricos, também conhecidos como materiais inteligentes. O projeto do controlador por realimentação de estados é desenvolvido utilizando a otimização H com restrições de projeto e, a solução matemática do problema é feita através de otimização convexa envolvendo Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs). Os estados utilizados para realimentar o sistema são estimados por um observador. Para modelar a estrutura a ser controlada, duas técnicas de identificação experimental são aplicadas: o Algoritmo de Realização de Autosistemas e a Exponencial Complexa. A aquisição dos dados para o processo de identificação é feita para uma limitada faixa de freqüência, apenas para os primeiros modos de vibrar. Os exemplos de aplicação experimental são feitos em uma estrutura do tipo placa e em uma estrutura do tipo treliça. A robustez do projeto do controlador é garantida pelos diferentes métodos e procedimentos de identificação do sistema, obtendo-se mais de um modelo. / Abstract: In this work is discussed the application of active control to attenuation of mechanical vibrations in flexible structures. Piezoelectric materials are used as actuators, also known as smart materials. The controller design by state feedback is developed using the H optimization with project restrictions, where the mathematical solution of the problem is done by convex optimization involving Linear Matrix Inequalities (LMIs). The states used to feedback the system are estimated by an observer. Two experimental identification approaches are applied, in order to find the mathematical model of the structure: the Eigensysten Realization Algorithm and Complex Exponential. The data acquisition for the identification process is done in a limited frequency band, only including the first vibration modes. The examples of experimental application are done in two kinds of structures: plate and truss structures. The robustness of the controller design is guaranteed by different methods and procedures of identification of the system obtaining more than one model. / Mestre

Orientador: Jose Roberto Sanches Mantovani / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Carlos Roberto Minussi / Banca: Oriane Magela Neto / Banca: Julio Cesar Stacchini de Souza / Resumo: Neste trabalho é proposta uma metodologia para a análise e interpretação de alarmes em tempo real em sistemas de distribuição de energia elétrica, considerando o diagnóstico em nível de subestações e redes. A metodologia busca superar as dificuldades e desvantagens dos métodos já propostos na literatura especializada para resolver o diagnóstico de faltas em sistemas de potência. O método proposto emprega um modelo matemático original bem como um novo algoritmo genético para efetuar o diagnóstico dos alarmes de maneira eficiente e rápida. O modelo matemático é dividido em duas partes fundamentais: (1) modelo de operação do sistema de proteção; e (2) modelo de Programação Binária Irrestrita (PBI). A parte (1) é composta por um conjunto de equações de estados esperados das funções de proteção dos relés do sistema, modeladas com base na lógica de operação de funções de proteção tais como sobrecorrente, diferencial e distância, bem como na filosofia de proteção de sistemas de potência. A parte (2) é estabelecida através de uma função objetivo formulada com base na teoria de cobertura parcimoniosa (parcimonious set covering theory), e busca a associação ou "match" entre os relatórios de alarmes informados pelo sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) e os estados esperados das funções de proteção formuladas na parte (1) do modelo. O novo algoritmo genético proposto é empregado para minimizar o modelo de PBI e possui como característica a utilização de dois parâmetros de controle. O algoritmo possui taxas de recombinação e mutação automática e dinamicamente calibradas, baseadas na saturação da população corrente, possuindo uma imediata resposta à possível convergência prematura para ótimos locais. A metodologia desenvolvida para o diagnóstico... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work proposes a methodology for the analysis and interpretation of real-time alarms in electric power distribution systems in the substation level and network level. The methodology seeks to overcome the difficulties and disadvantages of the methods already proposed in the literature to solve the fault diagnosis in power systems. The proposed method employs a novel mathematical model and a genetic algorithm to carry out the diagnosis of alarms efficiently and quickly. The model is divided into two main parts: (1) a protection system operation model; and (2) Unconstrained Binary Programming (UBP) model. Part (1) provides a set of expected state equations of the protective relay functions established based on the protection operation logic such as overcurrent, differential and distance as well as the protection philosophy. Part (2) is established through an objective function formulated based on parsimonious set covering theory for associating the alarms reported by SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) system with the expected states of the protective relay functions. The novel genetic algorithm use only two control parameters and is employed to minimize the UBP model. In addition the algorithm has recombination and mutation rates automatically and dynamically calibrated based on the saturation of the current population and it presents an immediate response to possible premature convergence to local optima. The methodology developed for the diagnosis of substations is extended to distribution networks considering that the network has sufficient level of automation for remote monitoring of the primary feeders. In this way a new paradigm for protection of distribution networks developed based on Smart Grid concept is proposed. Extensive tests are performed with the methodology applied to distribution... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Carlos Roberto Padovani / Banca: Adriano Wagner Ballarin / Banca: Flávio Fekkari Aragon / Banca: José Carlos Martinez / Banca: Marie Oshiiwa / Resumo: Aspectos teóricos relacionados à Análise Discriminante Multivariada - Linear e Quadrática - foram discutidos, por meio de um extenso levantamento histórico da função discriminante, com seus primórdios no trabalho de Fisher e sua posterior evolução, enfocando o intenso desenvolvimento das técnicas classificatórias discriminantes com o advento dos computadores. Foi dada ênfase aos softwares estatísticos desenvolvidos para PC, que realizam a análise discriminante, e que representam uma grande contribuição para pesquisadores e usuários desta técnica. Considerando a dificuldade existente quanto a aplicativos computacionais acessíveis a pesquisadores da área de ciências agrárias, elaborou-se um programa que realiza a análise discriminante quadrática com as respectivas freqüências de classificação correta, bem como o manual explicativo do usuário. Verificou-se que a função discriminante quadrática trata de um procedimento bastante útil nas ciências agrárias, como, por exemplo, em estudos nas áreas de solos, cultivos diversos (soja, milho, cana de açúcar, pupunha, braquiária, frutas), criação de animais e classificação e seleção de madeiras; porém, subutilizada frente à dificuldade de programas computacionais de fácil manuseio e acesso a pesquisadores das áreas aplicadas. Os procedimentos estudados e discutidos foram ilustrados com exemplos de aplicação, utilizando dados experimentais agronômicos de espécies de Girassóis e Eucalyptus, submetidos ao aplicativo desenvolvido. / Abstract: A large historical study of the discriminant function has allowed a discussion on theoretical aspects related to the Multivaried Discriminant Analysis - Linear and Quadratic, showing its past in the work of Fisher and its later evolution, emphasizing the wide development of classificatory discriminant techniques with the happening of the computers, and specific statistic softwares which practice the discriminant analysis, representing a big contribution to researches and users of this technique. Considering the difficulty in relation to accessible softwares to researches of the agrarian area, a software which performs a linear and quadratic discriminant analysis was built with its frequencies of correct classification, as well as an explicative manual to users. The quadratic discriminant was studied as being a very useful process in agrarian sciences. Some examples of this usefulness is in studies of the ground, diversified cultivation (soybean, corn, sugarcane, pejibaye, brachiaria decumbens fruits), animal creation and wood selection, and classification; however, misused in relation to the difficulties of easy handing and access to researchers of applied areas. The studied and discussed procedures were illustrated with applications, using agronomic experimental data of Sunflower and Eucalyptus, submitted to developed software. / Doutor

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Ariovaldo Verandio Garcia / Resumo: No âmbito de pesquisa operacional o problema de carregamento de container é conhecido por determinar uma configuração de carga que procure otimizar o que será carregado em um container, levando em consideração o máximo de volume ocupado pela carga. Este problema tem diversas variantes para casos específicos. Existem casos onde a carga é homogênea ou heterogênea, onde a carga pode ser rotacionada em todas as suas dimensões, onde um lucro é associado a cada caixa carregada, entre outras variantes, onde a questão não é a carga e sim o container. A classificação do problema está diretamente ligada a suas restrições. O estudo de carregamento de container aqui no Brasil começou ser realizado com mais ênfase há pouco tempo, por ter despertado interesses financeiros em empresas públicas e privadas, já que o transporte utilizando containers é oneroso e cobrado por container alugado e não pela quantidade de itens que serão carregados. Por isso a vantagem de aproveitar o volume do container ao máximo. Na literatura podem ser encontradas diversas propostas de solução para cada variante do problema, sendo estas propostas determinísticas ou utilizando heurísticas e metaheurísticas. O estudo realizado para a apresentação desta dissertação descreve de maneira ampla as heurísticas que estão sendo empregadas na resolução do problema estudado, bem como propõe uma nova heurística especializada. O trabalho aqui apresentado traz ainda uma metaheurística especializada, o algoritmo genético Chu-Beasley. Portanto, foram desenvolvidos dois algoritmos: um heurístico e um metaheurístico. Estes algoritmos simularam o carregamento de um container com caixas retangulares e de diferentes tamanhos, sendo no final comparados os... (Resumo completo, clciar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the ambit of the operational research the container loading problem is known by optimized the load that it will be carried in a container, taking in consideration the maximum of volume occupied by the load. This problem has several variants for specific cases. Cases exist where the load is homogeneous or heterogeneous, where the load can be rotated in whole its dimensions, where a profit associated to each loaded box exists, among other variants, where the subject is not the load, but the container. The classification of the problem is directly tied up to its restrictions. The study of the container loading problem here in Brazil it began to be accomplished with more emphasis at little time, for having wakened up financial interests in public and private companies, since the transport using containers is onerous and collected by rented container and not for the amount of items that you will be loaded. That the advantage of taking advantage of the volume of the container to the maximum. In the literature it can be found several proposed of solution for each variant of the problem. Being these proposed deterministics or using heuristics and metaheuristics. The study accomplished for the presentation of this dissertation brings in a wide way the heuristics that you are being used in the resolution of the problem, as well as it proposes a new heuristic specialized for the resolution of the container loading problem. The work here presented he still brings a metaheuristic specialized for the resolution of the problem, the Chu-Beasley genetic algorithm. Therefore, two algorithms were developed: a heuristic and a metaheuristic. These algorithms simulated the shipment of a container with rectangular boxes and of different sizes, being in the compared end... (Complete abstract, click electronic access below) / Mestre

Orientador: Suely Cunha Amaro Mantovani / Banca: José Raimundo de Oliveira / Banca: Nobuo Oki / Resumo: Neste trabalho descreve-se uma metodologia para síntese e otimização de circuitos digitais, usando a teoria de algoritmos evolutivos e como plataforma os dispositivos reconfiguráveis, denominada Hardware Evolutivo do inglês- Evolvable Hardware - EHW. O EHW, tornou-se viável com o desenvolvimento em grande escala dos dispositivos reconfiguráveis, Programmable Logic Devices (PLD’s), cuja arquitetura e função podem ser determinadas por programação. Cada circuito pode ser representado como um indivíduo em um processo evolucionário, evoluindo-o através de operações genéticas para um resultado desejado. Como algoritmo evolutivo, aplicou-se o Algoritmo Genético (AG), uma das técnicas da computação evolutiva que utiliza os conceitos da genética e seleção natural. O processo de síntese aplicado neste trabalho, inicia por uma descrição do comportamento do circuito, através de uma tabela verdade para circuitos combinacionais e a tabela de estados para os circuitos seqüenciais. A técnica aplicada busca o arranjo correto e minimizado do circuito que desempenhe uma função proposta. Com base nesta metodologia, são implementados alguns exemplos em duas diferentes representações (mapas de fusíveis e matriz de portas lógicas). / Abstract: In this work was described a methodology for optimization and synthesis of digital circuits, which consist of evolving circuits through evolvable algorithms using as platforms reconfigurable devices, denominated Evolvable Hardware (EHW). It was became viable with the large scale development of reconfigurable devices, whose architecture and function can be determined by programming. Each circuit can be represented as an individual within an evolutionary process, evolving through genetic operations to desire results. Genetic Algorithm (GA) was applied as evolutionary algorithm where this technique evolvable computation as concepts of genetics and natural selection. The synthesis process applied in this work starts from a description from the circuits behavior. Trust table for combinatorial circuits and state transition table for sequential circuits were used for synthesis process. This technic applied search the correct arrange and minimized circuit which response the propose function. Based on this methodology, some examples are implemented in two different representations (fuse maps and logic gate matrices). / Mestre

Orientador: Klaus Schlünzen Júnior / Banca: Luis Roberto de Camargo Ribeiro / Banca: Leny Rodrigues Martins Teixeira / Resumo: Os métodos de ensino fortemente instrucionistas e centrados no professor têm obtido resultados pouco satisfatórios no que se refere a atender às exigências atuais de uso dos computadores na futura prática profissional do aluno, sobretudo nas licenciaturas. Nesse âmbito, a Aprendizagem Baseada em Problemas, por romper com paradigmas do ensino tradicional, centralizar o conhecimento no aluno e valorizar o contexto e os conhecimentos prévios, torna-se um objeto digno de estudos para comprovar sua contribuição na formação de um aluno que faça uso de computadores de modo contextualizado e voltado para o desenvolvimento intelectual e para a resolução de problemas. Este estudo está vinculado à linha de pesquisa "Práticas e Processos Formativos em Educação" do Programa de Pós- Graduação em Educação da Faculdade de Ciências e Tecnologia da UNESP de Presidente Prudente. Dentro desse contexto, esta pesquisa tem por objetivo analisar a estratégia metodológica do PBL - Problem-Based Learning (Aprendizagem Baseada em Problemas) como elemento para potencializar o ensino e aprendizagem de computação em um curso de licenciatura. Para atender a esse objetivo, foi desenvolvido um estudo de caráter qualitativo através de uma pesquisa do tipo intervenção com a implantação do PBL como estratégia de ensino e aprendizagem em uma disciplina de Introdução à Computação no primeiro ano de um curso de licenciatura em Química. Os participantes da pesquisa foram os alunos e o professor da disciplina, que também atuou como pesquisador. Em princípio, foi desenvolvido... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The teaching methods strongly instructionist and focused on the teacher have obtained unsatisfactory results with regard to meeting the demands of current use of computers in the student's future professional practice, especially in courses of teachers education. In this context, the Problem Based Learning, by breaking with traditional paradigms of education, centralize knowledge in the student, valorize the context and prior knowledges, it is a worthy object of study to prove their contribution to the formation of a student who makes use of computers so contextualized and geared toward intellectual development and to solution problems. Therefore, this study is linked to the research line "Practice and Formative Process in Education" of Program Pos-Graduate in Education, Faculty of Science and Technology, UNESP, Presidente Prudente. Thus, this research aims to examine the methodological strategy of Problem-Based Learning as an element to enhance the teaching and learning computing in a course of teacher education. To meet this goal, was developed a qualitative study through a intervention research. The intervention began with the implementation of PBL as a strategy for teaching and learning in a course Introduction to Computing in the first year of a degree course in Chemistry, with students and the teacher as participants of research, the teacher also served as researcher. In principle was developed a bibliographic study about the PBL and computing. The empirical research started with the viability of the strategy with regard to practical aspects such as choice of model of PBL to be used and the construction of educational resources necessary for its implementation (Elaboration of Problems). The PBL was implemented through a constructivist approach with the intent to develop in the student... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre