In this thesis we have proposed a variable-length multiobjective genetic algorithm to solve heterogeneous wireless transmitter placement with multiple constraints. Among many factors that may affect the result of placement, we focus on four major requirements, coverage, cost, data rate demand, and overlap. In the proposed algorithm we release the need for the upper bound number of transmitters that is a major constraint in the existing methods and achieve better wireless transmitter placement while considering the transmitter position and design requirement simultaneously. In experiments, we use the free space propagation model, the large scale propagation model which considers the shadowing effect, and the extended Hata-Okumura model to predict the path loss in a real two dimensional indoor environment, and an outdoor environment and even a real three dimensional outdoor environment. Experimental results show that the proposed algorithm can find many feasible solutions for all test cases under four objectives.

Mitigation of displacement and acceleration responses of a three story benchmark structure excited by seismic motions is pursued in this study. Multiple 20-kN magnetorheological (MR) dampers are installed in the three-story benchmark structure and managed by a global fuzzy logic controller to provide smart damping forces to the benchmark structure. Two configurations of MR damper locations are considered to display multiple-input, single-output and multiple-input, multiple-output control capabilities. Characterization tests of each MR damper are performed in a laboratory to enable the formulation of fuzzy inference models. Prediction of MR damper forces by the fuzzy models shows sufficient agreement with experimental results. A controlled-elitist multi-objective genetic algorithm is utilized to optimize a set of fuzzy logic controllers with concurrent consideration to four structural response metrics. The genetic algorithm is able to identify optimal passive cases for MR damper operation, and then further improve their performance by intelligently modulating the command voltage for concurrent reductions of displacement and acceleration responses. An optimal controller is identified and validated through numerical simulation and fullscale experimentation. Numerical and experimental results show that performance of the controller algorithm is superior to optimal passive cases in 43% of investigated studies. Furthermore, the state-space model of the benchmark structure that is used in numerical simulations has been improved by a modified version of the same genetic algorithm used in development of fuzzy logic controllers. Experimental validation shows that the state-space model optimized by the genetic algorithm provides accurate prediction of response of the benchmark structure to base excitation.

In this study, we propose two biobjective mathematical models based on PROMETHEE V method for project selection problems. We develop an interactive approach (ib-PROMETHEE V) including data mining techniques to solve the first proposed mathematical model. For the second model, we propose NSGA-II with constraint handling method. We also develop a Preference Based Interactive Multiobjective Genetic Algorithm (IMGA) to solve the second proposed mathematical model. We test the performance of NSGA-II with constraint handling method and IMGA on randomly generated test problems.

Submitted by Daniele Amaral (daniee_ni@hotmail.com) on 2016-09-15T12:10:51Z No. of bitstreams: 1 DissHPL.pdf: 5127660 bytes, checksum: 4ffaa3ce20b9eb7adef78d152d5c17d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:47:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissHPL.pdf: 5127660 bytes, checksum: 4ffaa3ce20b9eb7adef78d152d5c17d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:47:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissHPL.pdf: 5127660 bytes, checksum: 4ffaa3ce20b9eb7adef78d152d5c17d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-16T19:47:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissHPL.pdf: 5127660 bytes, checksum: 4ffaa3ce20b9eb7adef78d152d5c17d2 (MD5) Previous issue date: 2015-09-17 / Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) / Historically, since Mamdani proposed his model of fuzzy rule-based system, a lot has changed in the construction process of this type of models. For a long time, the research efforts were directed towards the automatic construction of accurate models starting from data, making fuzzy systems almost mere function approximators. Realizing that this approach escaped from the original concept of fuzzy theory, more recently, researchers attention focused on the automatic construction of more interpretable models. However, such models, although interpretable, might not make sense to the expert. This work proposes an interactive methodology for constructing fuzzy rule-based systems, which aims to integrate the knowledge extracted from experts and induced from data, hoping to contribute to the solution of the mentioned problem. The approach consists of six steps. Feature selection, fuzzy partitions definition, expert rule base definition, genetic learning of rule base, rule bases conciliation and genetic optimization of fuzzy partitions. The optimization and learning steps used multiobjective genetic algorithms with custom operators for each task. A software tool was implemented to support the application of the approach, offering graphical and command line interfaces and a software library. The efficiency of the approach was evaluated by a case study where a fuzzy rule-based system was constructed in order to offer support to the evaluation of reproductive fitness of Nelore bulls. The result was compared to fully manual and fully automatic construction methodologies, the accuracy was also compared to classical algorithms for classification. / Historicamente, desde que Mamdani propôs seu modelo de sistema fuzzy baseado em regras, muita coisa mudou no processo de construção deste tipo de modelo. Durante muito tempo, os esforços de pesquisa foram direcionados à construção automática de sistemas precisos partindo de dados, tornando os sistemas fuzzy quase que meros aproximadores de função. Percebendo que esta abordagem fugia do conceito original da teoria fuzzy, mais recentemente, as atenções dos pesquisadores foram voltadas para a construção automática de modelos mais interpretáveis. Entretanto, tais modelos, embora interpretáveis, podem ainda não fazer sentido para o especialista. Este trabalho propõe uma abordagem interativa para construção de sistemas fuzzy baseados em regras, que visa ser capaz de integrar o conhecimento extraído de especialistas e induzido de dados, esperando contribuir para a solução do problema mencionado. A abordagem é composta por seis etapas. Seleção de atributos, definição das partições fuzzy das variáveis, definição da base de regras do especialista, aprendizado genético da base de regras, conciliação da base de regras e otimização genética da base de dados. As etapas de aprendizado e otimização utilizaram algoritmos genéticos multiobjetivo com operadores customizados para cada tarefa. Uma ferramenta de software foi implementada para subsidiar a aplicação da abordagem, oferecendo interfaces gráfica e de linha de comando, bem como uma biblioteca de software. A eficiência da abordagem foi avaliada por meio de um estudo de caso, onde um sistema fuzzy baseado em regras foi construído visando oferecer suporte à avaliação da aptidão reprodutiva de touros Nelore. O resultado foi comparado às metodologias de construção inteiramente manual e inteiramente automática, bem como a acurácia foi comparada a de algoritmos clássicos para classificação.

The working condition of the electrical transmission systems is a factor that takes a lot of concern among energy suppliers and users. To maintain appropriate conditions for operation of the system is important in all aspects. For this purpose, several devices are used, monitoring and protection electrical devices, for example. These include the fault current limiter, with this device you can limit the fault current in the bus or lines of the electrical system. In this work, it is proposed to accomplish the selection and allocation of fault current limiters devices in electrical systems to minimize the short-circuit current, considering the device cost and the cost due to technical losses. For this, it has been used the multi-objective genetic algorithm NSGA-II for his known efficiency in optimization problems in electrical systems. The proposed algorithm was applied in benchmark systems, a 30-bus and a 57-bus, and the systems were simulated with and without the presence of the devices for comparison and validation of results. / A condição de funcionamento dos sistemas elétricos de transmissão é um fator que demanda muita preocupação por parte dos fornecedores e usuários de energia. Manter condições adequadas para a operação do sistema é importante em todos os aspectos. Para este fim, vários equipamentos são utilizados, dispositivos elétricos de monitoramento e proteção, por exemplo. Entre eles, estão os dispositivos limitadores de corrente de curto-circuito. Com este dispositivo é possível limitar a corrente de falta nas barras ou linhas do sistema elétrico. Neste trabalho, propõe-se realizar a seleção e alocação de dispositivos limitadores de corrente de curto-circuito em sistemas elétricos de modo a minimizar a corrente de curto-circuito, considerando o custo do dispositivo e o custo devido à perdas técnicas. Para isso, foi utilizado o algoritmo genético multiobjetivo NSGA-II por sua já conhecida eficiência em problemas de otimização em sistemas elétricos. O algoritmo proposto foi aplicado em sistemas teste de 30 e 57 barras e os sistemas foram simulados com e sem a presença dos dispositivos para efeito de comparação e validação dos resultados.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Maria Eulina.pdf: 268672 bytes, checksum: c0eee8e291e9fdcbef88ed3cb0d6d969 (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / Increasing population united the behaviour of man carefree about the environmental preservation has led to a scarcity of natural resources. A key resource for human survival has been directly affected by these desmazelos, water. Based on this context arises as a commitment to operational excellence of water supply systems, seeking greater efficiency in the establishment of operational rules. To this end, the general objective of this research is to develop a study of water distribution networks model calibration, because it is believed to be the best technique for tracking this problem by adjusting the physical parameters that have changed over time and dictate strategies. This work aims to develop a technique based on the inverse of calibration using GAs as a tool for optimization, using multiple goals: pressure and flow. The parameters adjusted were roughness coefficients and coefficients of losses by leaks. To evaluate the proposed methodology were employed two networks often used in literature. The first network employed is a theoretical system proposed by Tucciarelli (1999) and was used to evaluate the behavior of multiobjectives methods and their parameters. The second network is located in Campo Grande (MS) has been studied by Cheung (2004) and Soares et al. (2004). This example is a real system that had its data measured in situ and presents all the complications inherent in the calibration real problems. The results were very satisfactory, since the optimization multiobjective shown to be able to improve the accuracy of the calibration of the model. / O aumento populacional unido ao comportamento despreocupado do homem quanto à preservação ambiental levou a uma escassez dos recursos naturais. Um recurso fundamental à sobrevivência humana está sendo diretamente afetado por esses desmazelos, a água. Com base nesse contexto nasce um comprometimento quanto a excelência operacional dos sistemas de distribuição de água, buscando uma maior eficiência no estabelecimento de regras operacionais. Para tanto, o objetivo geral desta pesquisa é desenvolver um estudo de calibração de modelos de redes de distribuição de água, pois acredita-se ser a melhor técnica de monitoramento deste problema, por ajustar os parâmetros físicos que foram alterados com o tempo e ditar estratégias para auxiliar a tomada de decisão dos operadores.O presente trabalho visa desenvolver uma técnica de calibração inversa baseada nos AGs como ferramenta de otimização, fazendo uso de objetivos múltiplos: pressão e vazão. Os parâmetros ajustados são: coeficientes de rugosidades e coeficientes de perdas por vazamentos. Para avaliação da metodologia proposta foram empregadas duas redes frequentemente usadas na literatura. A primeira rede empregada por Tucciarelli et al. (1999), é uma rede teórica, e servirá para avaliar o comportamento dos métodos multiobjetivos e seus parâmetros. A segunda rede está localizada na cidade de Campo Grande (MS) foi estudada por Cheung (2004) e Soares et al. (2004). Este exemplo é um sistema real que teve os seus dados medidos em loco e apresenta todas as complicações inerentes aos problemas de calibração real. Os resultados encontrados foram bastante satisfatórios, uma vez que a otimização multiobjetivo demonstrou ser capaz de melhorar a acurácia da calibração do modelo.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Danubia.pdf: 4153198 bytes, checksum: f8dd2d9ab5e8fbfa00744bcff5dce73b (MD5) Previous issue date: 2013-09-30 / In this master thesis, a robust fuzzy digital PID control methodology based on gain and phase margins specifications, is proposed. A mathematical formulation, based on gain and phase margins specifications, the Takagi-Sugeno fuzzy model of the plant to be controlled, the structure of the digital PID controller and the time delay uncertain system, was developed. From input and output data of the plant, the fuzzy clustering Fuzzy C-Means (FCM) algorithm estimates the antecedent parameters (operation areas ) and the rules number of Takagi-Sugeno fuzzy model. The least squares algorithm provides the consequent parameters linear submodels. A multiobjective genetic strategy is defined to tune the fuzzy digital PID controller parameters, so the gain and phase margins specified to the fuzzy control system are get. An analysis of necessary and sufficient conditions for fuzzy digital PID controller design with robust stability, with the proposal of the two theorems are presented. The digital fuzzy PID controller was implemented on a platform designed for monitoring and control in real time, based on CompactRIO and LabVIEW 9073, National Instruments, of the Laboratory of Computational Intelligence Applied to Technology (ICAT/DEE/IFMA), applying the temperature control of a thermal plant. Experimental results show the efficiency of the proposed methodology, through tracking of the reference and the gain and phase margins keeping closed of the specified ones. / Nesta dissertação é proposta uma metodologia para projeto de controle PID digital nebuloso robusto baseado nas especificações das margens de ganho e fase. É desenvolvida uma formulação matemática, baseada nas especificações das margens de ganho e fase, no modelo nebuloso Takagi-Sugeno da planta a ser controlada, na estrutura do controlador PID digital e o atraso de tempo do sistema incerto. A partir dos dados de entrada e saída da planta, o algoritmo de agrupamento nebuloso Fuzzy C-Means (FCM), estima os parâmetros do antecedente (regiões de operação) e o número de regras do modelo nebuloso Takagi-Sugeno. O algoritmo de mínimos quadrados fornece os parâmetros dos submodelos lineares do consequente. Uma estratégia genética multiobjetiva é utilizada para encontrar os parâmetros do controlador PID digital nebuloso, de modo que as margens de ganho e fase especificadas para o sistema de controle nebuloso sejam alcançadas. Uma análise das condições necessárias e suficientes para o projeto do controlador PID digital nebuloso com estabilidade robusta, a partir da proposta de dois teoremas, é apresentada. O controlador PID digital nebuloso projetado foi implementado numa plataforma para supervisão e controle em tempo real, baseada no CompactRIO 9073 e no software LabVIEW, da National Instruments, do Laboratório de Inteligência Computacional Aplicada à Tecnologia (ICAT/DEE/IFMA), com aplicação ao controle de temperatura de uma planta térmica. Resultados experimentais mostram a eficiência da metodologia proposta, uma vez que a trajetória de referência é seguida e as margens de ganho e fase permanecem próximas às especificadas.