Comparação estatística de métodos metaheurísticos de otimização aplicados a problemas diversos e apresentação de duas novas heurísticas aplicadas a um problema de controle

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Almoaia, Ane élida Nogueira Frauches
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Metaheuristic optimization; Nonparametric statistics; Success rate; Otimização metaheurística; Estatística não-paramétrica; Taxa de sucesso; Programação heurística; Otimização matemática; Solução de problemas; Heuristica; Algoritmos de computador; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13727

Ao lidar com problemas que envolvem otimização, os pesquisadores enfrentam um grande dilema no que diz respeito à eficiência e eficácia do algoritmo escolhido para aquela determinada situação. Por outro lado, a estatística fornece ferramentas capazes de comparar algoritmos. Pensando nisso, esta dissertação foi desenvolvida com o objetivo de executar cinco métodos metaheurísticos (evolução diferencial, vagalumes, vagalumes com predação, colisão de partíclas com Hooke-Jeeves e colisão de partículas através de seção de choque) em um conjunto de quatorze problemas encontrados na literatura e compará-los utilizando a estatística não-paramétrica a partir dos testes de Friedman e Wilcoxon. Os problemas foram divididos em duas categorias. A primeira categoria conta com os problemas Branin, Easom, Goldstein-Price, Rosenbrock, Zakharov, Shubert, Hartmann e Shekel por serem funções amplamente utilizadas em teste de desempenho de algoritmos de otimização. A segunda categoria constitui de sistemas algébricos não lineares incluindo problemas de estimação de parâmetros, são eles: equilíbrio químico com dez variáveis, equilíbrio químico, problema do fígado de porco, estimação de parâmetros de um experimento fertilizante e ajuste exponencial com quatro parâmetros. Por fim, os dois melhores métodos foram aplicados ao problema do reator tanque agitado contínuo, sendo este um caso de controle ótimo, em conjunto com os dois novos métodos que serão apresentados neste trabalho com o objetivo de encontrar o algoritmo que seja mais eficaz em diversos tipos de problemas que precisam da otimização para serem solucionados. Os novos métodos trarão a heurística topográfica atuando em conjunto com o algoritmo de evolução diferencial e com uma versão populacional do algoritmo de colisão de partículas.