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Hoy en día, con la continua aparición de nuevas tecnologías y estrategias de control, surge la problemática de combinar ambas para el desarrollo de nuevos sistemas avanzados de control, tanto en procesos productivos como en aplicaciones de diferentes áreas. A medida que los dispositivos de control ganan en prestaciones, se ofrecen novedosas alternativas a las técnicas existentes. Prueba de ello es que las técnicas procedentes de la Computación Inteligente ganan terreno en el diseño de controladores más robustos y eficaces, en el análisis de información procedente de procesos o plantas, o incluso en los procesos de optimización y tomas de decisión. Por tanto, el principal objetivo del presente trabajo es avanzar en el estudio de una estrategia de control basada en técnicas inteligentes para una plataforma Twin-Rotor, simulando el control de un helicóptero. Dicha estrategia ya ha sido contrastada en sistemas monovariables (SISO) y se propone dar el salto a un sistema multivariable (MIMO). Gaur egun sortzen ari diren teknologia berriak zein kontrol estrategiak direla eta, hauek konbinatzeko arazoak sortu dira kontrol sistema aurreratu berriak garatzerako orduan, produkzio prozesuetan baita arlo desberdinetako aplikazioetan ere. Kontrol gailuek errendimendua hobetzen duten heinean, teknika berriak eskaintzen dira. Hori egiaztatu da, Konputazio Adimenean parte hartzen duten teknikek indarra hartzen ari direlako, kontrolagailu sendoagoak eta eraginkorragoak diseinatzerakoan, lantegietako informazioa aztertzerakoan zein optimizazio edo erabakiak hartzeko prozesuetan. Ondorioz, lan honen helburu nagusia Twin-Rotor izeneko plataforma baterako adimen teknika ezberdinetan oinarritutako estrategiak ikertzea da, helikoptero baten kontrola simulatuz. Estrategia hau dagoeneko kontrastatu da sistema mono-aldagaietan (SISO). Azkenik, lan honekin lortu nahi dena sistema multi-aldagaietan (MIMO) erabiltzea da. Nowadays, due to the continuous appearance of new technologies and control strategies, the problem of combining both for the development of new advanced control systems appears, in production processes and in applications in different areas. As control devices gain in performance, novel alternatives to existing techniques are offered. Proof of this is that the techniques from Intelligent Computing are gaining ground in the design of more robust and efficient controllers, in the analysis of information from processes or plants, or even in the optimization and decision-making processes. Therefore, the main objective of this work is to advance in the study of a control strategy based on intelligent techniques for a Twin-Rotor platform, simulating the control of a helicopter. This strategy has already been tested in monovariable systems (SISO) and it is proposed to make the leap to a multivariable system (MIMO).

Nos dias atuais, a comunicação sem fio tem despertado interesse e está se tornando uma tendência nos ambientes industriais. Em parte, esse interesse se deve às facilidades de implantação e manutenção desse tipo de rede, que dispensam projetos sofisticados e execução de obras de implantação de cabos, que em ambiente industrial muitas vezes têm custos proibitivos, além de permitir a criação de aplicações que não eram possíveis com as tecnologias legadas. Apesar dos benefícios diretos, desafios técnicos (confiabilidade, autonomia de recursos energéticos, interferência do ambiente) e culturais se apresentam como os principais pontos negativos para a implantação de redes industriais sem fio em larga escala na indústria. Pensando em diminuir esses problemas, esta tese vem apresentar um sistema com modelagem multiobjetivo para auxílio em instalação e manutenção (em tempo real) de dispositivos - tanto sensores quanto atuadores - em redes industriais sem fio, possibilitando a utilização de controladores nessas redes com troca de pacotes dentro do tempo especificado para amostragem, com ênfase especialmente nos padrões WirelessHART e ISA100.11a, que se apresentam como os mais promissores para solução de redes industriais sem fio. Nowadays, wireless communication has aroused interest and is a tendency in industry environments. In part this interest is due to the ease of deployment and maintenance of this network, which dispenses sophisticated designs and execution of works of deploying cables, which in industrial environment often prohibitively expensive, and enabling the addition of new applications when compared to their wired counterparts. Despite its high degree of applicability, a wireless network faces some technical (reliability, energy consumption, environment interference) and cultural challenges present as the main negative points for the deployment of large-scale industrial wireless networks in the industry. To reduce some these problems, this work presents a system with multiobjective modeling to aid installation and maintenance (real time) of devices - sensors and actuators - in industrial wireless networks, allowing the use of controllers in these networks whose packet exchange within the sampling time, with emphasis on WirelessHART and ISA100.11a standards, which presents themselves as the most promising solution for industrial wireless networks.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) The automatic generation and optimization of Fuzzy Systems is an important area because the manually generation and optimization is very hard and may require one or more specialists. Even with the help of specialists the work may be impossible according to the variables involved and the complexity of the problem. One of many possibilities to help solve this problem is the use of Inteligent Systems. The Multiobjective Genetic Fuzzy Systems are one example of Intelligent Systems that use Multiobjetive Genetic Algorithm. The propose of the Multiobjetives Genetics Algorithms is generate solutions that satisfies more than one objective at once. The selection of the individuals that will generate the next offspring depends on the Multiobjetive Genetic Algorithm used, each one of them uses a different method. The propose of this work is to implement an alternative selection method for the Multiobjective Genetic Algorithm (2+2) M-PAES. This method aimed to improve the dispersion of the solutions but it has improved the accuracy of the results and has keeped the interpretability of the Fuzzy System. A geração e otimização automática de Sistemas Fuzzy é uma área muito importante, pois gerar e otimizar manualmente é uma tarefa muito trabalhosa, e pode exigir um ou mais especialistas. Mesmo com a ajuda de especialistas o trabalho pode ser impossível dependendo das variáveis envolvidas e da complexidade do problema. Por isso uma das propostas existentes para a realização deste trabalho é a utilização de sistemas inteligentes. Os Sistemas Fuzzy Genéticos Multiobjetivos são um exemplo de sistemas inteligentes que fazem o uso de Algoritmos Genéticos Multiobjetivos. Os Algoritmos Genéticos Multiobjetivos foram desenvolvidos com o propósito de gerar soluções que atendam a mais de um objetivo ao mesmo tempo. Cada Algoritmo Genético Multiobjetivo utiliza um método diferente para selecionar os indivíduos que serão usados para gerar uma nova população. Esse trabalho propõe um método de seleção como alternativa ao método utilizado pelo Algoritmo Genético Multiobjetivo (2+2) M-PAES. Esse método busca melhorar a dispersão das soluções, mas acabou melhorando a acurácia dos resultados e mantendo a interpretabilidade dos Sistemas Fuzzy. CNPQ: 385351/2013-5 CAPES: 1398960

Las microrredes son un concepto revolucionario que enfrenta algunos problemas de los grandes sistemas eléctricos centralizados. Aunque este concepto promete numerosos beneficios, también presenta nuevos desafíos en materia de control y operación. Uno de los desafíos más importantes es gestionar, de manera óptima, la energía producida por las microrredes. Este artículo presenta una estrategia de gestión de potencia en una microrred conectada, basada en el algoritmo MOGA. La estrategia se formula con base en dos objetivos conflictivos entre sí: la reducción de los costos operacionales de la microrred y la reducción de la cantidad de emisiones de gases contaminantes. Los resultados de simulación muestran los beneficios de usar la estrategia de gestión basada en MOGA, en comparación con una estrategia de importación total de la red principal, lo cual hace a MOGA una técnica competitiva para integrar el núcleo optimizador de un sistema de gestión de energía en microrredes.

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.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Multi-classifier systems, also known as ensembles, have been widely used to solve several problems, because they, often, present better performance than the individual classifiers that form these systems. But, in order to do so, it s necessary that the base classifiers to be as accurate as diverse among themselves this is also known as diversity/accuracy dilemma. Given its importance, some works have investigate the ensembles behavior in context of this dilemma. However, the majority of them address homogenous ensemble, i.e., ensembles composed only of the same type of classifiers. Thus, motivated by this limitation, this thesis, using genetic algorithms, performs a detailed study on the dilemma diversity/accuracy for heterogeneous ensembles Sistemas Multiclassificadores, também conhecidos como comitês de classificadores, têm sido amplamente utilizados para resolver os mais variados problemas, pois em geral têm melhores desempenhos que os classificadores base que formam esses sistemas. Para que isso ocorra, porém, é necessário que os classificadores base sejam tão acurados quanto diversos entre si isso é conhecido como dilema da diversidade-acurácia. Dado a sua importância, alguns trabalhos sobre o estudo do omportamento dos comitês no contexto desse dilema foram propostos. Entretanto, a maioria dos trabalhos estudou tal problema para comitês homogêneos, ou seja, comitês formados apenas por classificadores do mesmo tipo. Sendo assim, motivado por esta limitação, esta dissertação, usando algoritmos genéticos, efetua um estudo mais detalhado sobre o dilema da diversidade-acurácia em comitês heterogêneos

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. 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.

Em instalações industriais, é comum a existência de processos multivariáveis que possuem variáveis com fortes interações entre si, além de não linearidades e de objetivos de controle conflitantes Assim, a sintonia de diversos controladores em plantas industriais complexas constitui um desafio aos engenheiros de processo e operadores. Este artigo aborda o problema de sintonizar n controladores PI/PID (Proporcional, Integral e Derivativo) em processos multivariáveis como um problema de otimização multiobjetivo. Um algoritmo genético multiobjetivo, modificado por uma técnica de nicho e formação de castas, é proposto para resolver o problema. A otimização é realizada em dois níveis. No primeiro, uma função local que agrupa os critérios ITSE (Integral Time Squared Error) e variância mínima é calculada para avaliar separadamente o desempenho de cada malha. Em seguida, uma função de custo global, considerando todas as malhas é usada para calcular um conjunto de soluções (conjunto de parâmetros do controlador PI/PID) para o problema de otimização. A metodologia foi aplicada no controle PI de uma unidade de craqueamento catalítico e o seu desempenho foi comparado ao de um controlador preditivo por matriz dinâmica. Os resultados mostram a aplicabilidade e eficiência da metodologia proposta. Nonlinear multiple-input multiple-output (MIMO) processes which are common in industrial plants are characterized by significant interactions and nonlinearities among their variables. Thus, the tuning of several controllers in complex industrial plants is a challenge for process engineers and operators. This paper addresses the problem of simultaneously tuning n proportional-integral-derivative (PI/PID) controllers in a coupled multivariable process as a multi-criteria optimization problem. A multi objective genetic algorithm modified by a niching technique with castes formation is proposed to solve this problem. The optimization is carried out in two levels. In the first level a local function that considers both the integral time squared error (ITSE) and the minimum variance criteria is computed to separately evaluate the performance of each closed loop. Thereafter, a global cost function that considers all the loops is used to compute a set of solutions (a set of PI/PID parameters) to the optimization problem. The proposed system was applied to the control of a fluid catalytic cracking (FCC) unit, and its performance was compared to dynamic matrix control (DMC). The results show the applicability and effectiveness of the proposed method.