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Estrategias evolutivas para la adquisición de conocimiento en controladores borrosos temporales difuminados, aplicadas al encaminamiento adaptativo en redes de comunicaciones
En esta tesis se presenta una metodología para mejorar las prestaciones de los algoritmos de encaminamiento adaptativos. El procedimiento propuesto está basado en el empleo sistemas borroso-genéticos evolutivos aplicados al encaminamiento adaptativo distribuido, en redes de comunicaciones de conmutación de paquetes. La metodología propuesta se puede descomponer en tres partes: 1.Desarrollo de los Controladores Borrosos Temporales Difuminados y Controladores Borrosos basados en Reglas Temporales Híbridos. 2.Desarrollo de los Algoritmos Genéticos ?Dirigidos?. 3.Aplicación de los Sistemas Borroso-Genéticos Evolutivos al encaminamiento adaptativo distribuido en redes de conmutación de paquetes. Tras la identificación de los problemas asociados al control con Controladores Borrosos Clásicos, Controladores Borrosos Temporales y Controladores Borrosos basados en Reglas Temporales, para solucionarlos, en este documento se propone el uso de Controladores Borrosos Temporales Difuminados y Controladores Borrosos basados en Reglas Temporales Híbridos, que incorporan el concepto de la Difuminación temporal. Para los últimos controladores se presentan las innovaciones introducidas en: representación del conocimiento, contenido en sus bases de reglas y de datos, así como su estrategia de razonamiento. Tras la identificación de los problemas asociados al empleo de Algoritmos Genéticos aplicados a estos últimos controladores, para solucionarlos, en este documento se propone el uso de Algoritmo Genéticos ?Dirigidos?, que generan una mejora en la ?bondad? de la base de conocimiento obtenida, así como en la velocidad de aprendizaje. Esta mejora es debida a forzar la aparición de grupos útiles de reglas (temporales y no temporales) con el mismo antecedente, eliminando así la búsqueda aleatoria. Para este Algoritmo Genético se presenta sus novedades en: la estructura de las bases de conocimiento y la adquisición de conocimiento. El empleo de una única métrica para el encaminamiento adaptativo en redes de comunicaciones, es insuficiente para reflejar el estado actual del enlace. Para solucionar este problema se propone el uso de dos métricas: el retardo medio de los paquetes en el enlace y el jitter del retardo de los enlaces, medidas en los intervalos de muestreo previos, para obtener una métrica simple: la variable de salida de un Controlador Borroso. Los resultados experimentales muestran que la inclusión, en el proceso de encaminamiento, de Controladores Borrosos Temporales Difuminados y Controladores Borrosos basados en Reglas Temporales mejoran las prestaciones de la red. Esta mejora es debida a la obtención de valores de la métrica que se adaptan a diferentes circunstancias, para evitar la congestión de los enlaces y altas oscilaciones en el encaminamiento
Estrategias evolutivas para la adquisición de conocimiento en controladores borrosos temporales difuminados, aplicadas al encaminamiento adaptativo en redes de comunicaciones
En esta tesis se presenta una metodología para mejorar las prestaciones de los algoritmos de encaminamiento adaptativos. El procedimiento propuesto está basado en el empleo sistemas borroso-genéticos evolutivos aplicados al encaminamiento adaptativo distribuido, en redes de comunicaciones de conmutación de paquetes. La metodología propuesta se puede descomponer en tres partes: 1.Desarrollo de los Controladores Borrosos Temporales Difuminados y Controladores Borrosos basados en Reglas Temporales Híbridos. 2.Desarrollo de los Algoritmos Genéticos ?Dirigidos?. 3.Aplicación de los Sistemas Borroso-Genéticos Evolutivos al encaminamiento adaptativo distribuido en redes de conmutación de paquetes. Tras la identificación de los problemas asociados al control con Controladores Borrosos Clásicos, Controladores Borrosos Temporales y Controladores Borrosos basados en Reglas Temporales, para solucionarlos, en este documento se propone el uso de Controladores Borrosos Temporales Difuminados y Controladores Borrosos basados en Reglas Temporales Híbridos, que incorporan el concepto de la Difuminación temporal. Para los últimos controladores se presentan las innovaciones introducidas en: representación del conocimiento, contenido en sus bases de reglas y de datos, así como su estrategia de razonamiento. Tras la identificación de los problemas asociados al empleo de Algoritmos Genéticos aplicados a estos últimos controladores, para solucionarlos, en este documento se propone el uso de Algoritmo Genéticos ?Dirigidos?, que generan una mejora en la ?bondad? de la base de conocimiento obtenida, así como en la velocidad de aprendizaje. Esta mejora es debida a forzar la aparición de grupos útiles de reglas (temporales y no temporales) con el mismo antecedente, eliminando así la búsqueda aleatoria. Para este Algoritmo Genético se presenta sus novedades en: la estructura de las bases de conocimiento y la adquisición de conocimiento. El empleo de una única métrica para el encaminamiento adaptativo en redes de comunicaciones, es insuficiente para reflejar el estado actual del enlace. Para solucionar este problema se propone el uso de dos métricas: el retardo medio de los paquetes en el enlace y el jitter del retardo de los enlaces, medidas en los intervalos de muestreo previos, para obtener una métrica simple: la variable de salida de un Controlador Borroso. Los resultados experimentales muestran que la inclusión, en el proceso de encaminamiento, de Controladores Borrosos Temporales Difuminados y Controladores Borrosos basados en Reglas Temporales mejoran las prestaciones de la red. Esta mejora es debida a la obtención de valores de la métrica que se adaptan a diferentes circunstancias, para evitar la congestión de los enlaces y altas oscilaciones en el encaminamiento
Advances in Robotics, Automation and Control
The book presents an excellent overview of the recent developments in the different areas of Robotics, Automation and Control. Through its 24 chapters, this book presents topics related to control and robot design; it also introduces new mathematical tools and techniques devoted to improve the system modeling and control. An important point is the use of rational agents and heuristic techniques to cope with the computational complexity required for controlling complex systems. Through this book, we also find navigation and vision algorithms, automatic handwritten comprehension and speech recognition systems that will be included in the next generation of productive systems developed by man
Optimisation of Mobile Communication Networks - OMCO NET
The mini conference “Optimisation of Mobile Communication Networks” focuses on advanced methods for search and optimisation applied to wireless communication networks. It is sponsored by Research & Enterprise Fund Southampton Solent University.
The conference strives to widen knowledge on advanced search methods capable of optimisation of wireless communications networks. The aim is to provide a forum for exchange of recent knowledge, new ideas and trends in this progressive and challenging area. The conference will popularise new successful approaches on resolving hard tasks such as minimisation of transmit power, cooperative and optimal routing
Advanced Control and Estimation Concepts, and New Hardware Topologies for Future Mobility
According to the National Research Council, the use of embedded systems throughout society could well overtake previous milestones in the information revolution. Mechatronics is the synergistic combination of electronic, mechanical engineering, controls, software and systems engineering in the design of processes and products. Mechatronic systems put “intelligence” into physical systems. Embedded sensors/actuators/processors are integral parts of mechatronic systems. The implementation of mechatronic systems is consistently on the rise. However, manufacturers are working hard to reduce the implementation cost of these systems while trying avoid compromising product quality. One way of addressing these conflicting objectives is through new automatic control methods, virtual sensing/estimation, and new innovative hardware topologies
Modelling the live-electronics in electroacoustic music using particle systems
Contemporary music is largely influenced by technology. Empowered by the current available
tools and resources, composers have the possibility to not only compose with sounds,
but also to compose the sounds themselves.
Personal computers powered with intuitive and interactive audio applications and development
tools allow the creation of a vast range of real-time manipulation of live instrumental
input and also real-time generation of sound through synthesis techniques. Consequently,
achieving a desired sonority and interaction between the electronic and acoustic sounds in
real-time, deeply rely on the choice and technical implementation of the audio processes
and logical structures that will perform the electronic part of the composition.
Due to the artistic and technical complexity of the development and implementation of
such a complex artistic work, a very common strategy historically adopted by composers is
to develop the composition in collaboration with a technology expert, which in this context
is known as a musical assistant. In this perspective, the work of the musical assistant can be
considered as one of translating musical, artistic and aesthetic concepts into mathematical
algorithms and audio processes.
The work presented in this dissertation addresses the problem of choosing, combining
and manipulating the audio processes and logical structures that take place on the liveelectronics
(i.e the electronic part of a mixed music composition) of a contemporary electroacoustic
music composition, by using particle systems to model and simulate the dynamic
behaviors that reflect the conceptual and aesthetic principles envisaged by the composer for
a determined musical piece.
The presented research work initiates with a thorough identification and analysis of the agents, processes and structures that are present in the live-electronics system of a mixed
music composition. From this analysis a logical formalization of a typical live-electronics
system is proposed, and then adapted to integrate a particle-based modelling strategy.
From the formalization, a theoretical and practical framework for developing and implementing
live-electronics systems for mixed music compositions using particle systems
is proposed. The framework is experimented and validated in the development of distinct
mixed music compositions by distinct composers, in real professional context.
From the analysis of the case studies and the logical formalization, and the feedback
given by the composers, it is possible to conclude that the proposed particle systems modelling
method proves to be effective in the task of assisting the conceptual translation of
musical and aesthetic ideas into implementable audio processing software.A música contemporânea é amplamente influenciada pela tecnologia. Os recursos tecnológicos
atualmente disponíveis permitem que os compositores criem com sons e ao mesmo
tempo criem os sons em si próprios.
Os atuais aplicativos e ferramentas de software focados no desenvolvimento, controle
e manipulação de processamentos de áudio, permitem a elaboração de diversos tipos de
tratamentos e sínteses de som com a capacidade de serem executados e manipulados em
tempo real. Consequentemente, a escolha dos algoritmos de processamento de áudio e suas
respectivas implementações técnicas em forma de software, são determinantes para que
a sonoridade desejada seja atingida, e para que o resultado sonoro satisfaça os objetivos
estéticos e conceituais da relação entre as fontes sonoras acústicas e os sons eletrônicos
presentes em uma composição eletroacústica de caráter misto.
Devido à complexidade artística e técnica do desenvolvimento e implementação do sistema
de eletrônica em tempo real de uma composição eletroacústica mista, uma estratégia
historicamente adotada por compositores é a de desenvolver a composição em colaboração
com um especialista em tecnologia, que neste contexto é usualmente referido como assistente
musical. Nesta perspectiva, o trabalho do assistente musical pode ser interpretado
como o de traduzir conceitos musicais, artísticos e estéticos em algoritmos matemáticos e
processamento de áudio.
O trabalho apresentado nesta dissertação aborda a problemática da escolha, combinação
e manipulação dos processamentos de áudio e estruturas lógicas presentes no sistema de
eletrônica em tempo real de uma composição de música eletroacústica contemporânea, e
propõem o uso de sistemas de partículas para modelar e simular os comportamentos dinâmicos
e morfológicos que refletem os princípios conceituais e estéticos previstos pelo compositor
para uma determinada composição.
A parte inicial do trabalho apresentado consiste na identificação e análise detalhada dos
agentes, estruturas e processos envolvidos na realização e execução do sistema de eletrônica
em tempo real. A partir desta análise é proposta uma formalização lógica e genérica de um
sistema de eletrônica em tempo real. Em seguida, esta formalização é modificada e adaptada para integrar uma estratégia de modelagem através de sistemas de partículas.
Em sequencia da formalização lógica, um método teórico e prático para o desenvolvimento
de sistemas de eletrônica em tempo real para composições de música mista é proposto.
O teste e consequente validação do método se dá através de sua utilização na realização
da eletrônica em tempo real para obras de diferentes compositores.
A análise dos casos de estudo e da formalização lógica, e também o parecer e opinião dos
compositores, permitem concluir que o método proposto é de fato eficaz na tarefa de auxiliar
o processo de tradução dos conceitos musicais e estéticos propostos pelos compositores em
forma de algoritmos e processamentos de som implementados em software
Using MapReduce Streaming for Distributed Life Simulation on the Cloud
Distributed software simulations are indispensable in the study of large-scale life models but often require the use of technically complex lower-level distributed computing frameworks, such as MPI. We propose to overcome the complexity challenge by applying the emerging MapReduce (MR) model to distributed life simulations and by running such simulations on the cloud. Technically, we design optimized MR streaming algorithms for discrete and continuous versions of Conway’s life according to a general MR streaming pattern. We chose life because it is simple enough as a testbed for MR’s applicability to a-life simulations and general enough to make our results applicable to various lattice-based a-life models. We implement and empirically evaluate our algorithms’ performance on Amazon’s Elastic MR cloud. Our experiments demonstrate that a single MR optimization technique called strip partitioning can reduce the execution time of continuous life simulations by 64%. To the best of our knowledge, we are the first to propose and evaluate MR streaming algorithms for lattice-based simulations. Our algorithms can serve as prototypes in the development of novel MR simulation algorithms for large-scale lattice-based a-life models.https://digitalcommons.chapman.edu/scs_books/1014/thumbnail.jp
Wind Power
This book is the result of inspirations and contributions from many researchers of different fields. A wide verity of research results are merged together to make this book useful for students and researchers who will take contribution for further development of the existing technology. I hope you will enjoy the book, so that my effort to bringing it together for you will be successful. In my capacity, as the Editor of this book, I would like to thanks and appreciate the chapter authors, who ensured the quality of the material as well as submitting their best works. Most of the results presented in to the book have already been published on international journals and appreciated in many international conferences
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