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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Evolução diferencial melhorada implementada em processamento paralelo
Alternate title (s): Improved differential evolution implemented in parallel processing
Author: Brandão, Milena Almeida Leite
First Advisor: Saramago, Sezimária de Fátima Pereira
First member of the Committee: Steffen Júnior, Valder
Second member of the Committee: Soeiro, Francisco José da Cunha Pires
Third member of the Committee: Bergamaschi, Paulo Roberto
Fourth member of the Committee: Doricio, José Laércio
Summary: O objetivo deste trabalho é apresentar um aprimoramento do método de otimização heurístico Evolução Diferencial propondo modificações no seu algoritmo básico através da utilização do conceito de Evolução com Conjuntos Embaralhados. Desenvolveu-se o método denominado Evolução Diferencial Melhorada (EDM), sendo este algoritmo implementado em computação paralela (EDMP), tornando-o apto para solucionar problemas de otimização complexos. O algoritmo desenvolvido é adaptado para trabalhar com problemas de otimização multiobjetivos e na presença de restrições. Algumas funções testes são resolvidas usando o método EDMP a fim de validar o algoritmo. A metodologia EDMP é utilizada para obter o projeto ótimo de um robô manipulador com três juntas rotacionais (3R) levando-se em conta as características de sua topologia. Com esta finalidade, um problema de otimização multiobjetivo é formulado para a obtenção dos parâmetros geométricos ótimos do robô, considerando a maximização do volume do espaço de trabalho, de sua rigidez e a otimização de sua destreza. Finalmente, o algoritmo EDMP é aplicado na solução de grandes sistemas lineares, reescritos como um problema de minimização de resíduos. Todos os resultados obtidos com o algoritmo desenvolvido são comparados com as soluções calculadas por meio de outras metodologias, a fim de comprovar sua eficiência e o relevante ganho em termos de tempo computacional.
Abstract: The aim of this work is to present an improvement of the heuristic optimization method of Differential Evolution proposing modifications to its basic algorithm by using the concept of evolution with Shuffled Sets. The method called Improved Differential Evolution (IDE) was developed, and implemented for parallel computing (IDEP), making it suitable for solving complex optimization problems. The algorithm developed is adapted to work with multiple objective optimization problems and in the presence of constraints. Some test functions are solved by using the IDEP method in order to validate the algorithm. The IDEP methodology is utilized to obtain the optimal design of a robot manipulator with three rotational joints (3R) taking into account the characteristics of its topology. For this purpose, a multiple objective optimization problem is formulated to obtain optimum robot geometrical parameters, considering the maximization of the volume of the workspace, the rigidity and the optimization of its dexterity. Finally, the IDEP algorithm is applied to solve large linear systems, rewritten as a residues minimization problem. All the results obtained with the developed algorithm are compared with the solutions calculated through other methodologies in order to prove its efficiency and the relevant gain in terms of computational time.
Keywords: Otimização
Evolução diferencial melhorada
Computação paralela
Robô manipulador
Grandes sistemas lineares
Optimization
Improved differential evolution
Parallel computing
Robot manipulator
Large linear systems
Otimização combinatória
Automação industrial
Sistemas lineares
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym: UFU
Department: Engenharias
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: BRANDÃO, Milena Almeida Leite. Improved differential evolution implemented in parallel processing. 2014. 173 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14760
Date of defense: 16-Oct-2014
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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