Original title: Řešení spojitých systémů evolučními výpočetními technikami
Translated title: Solution of Continuous Systems by Evolutionary Computational Techniques
Authors: Lang, Stanislav ; Šeda, Miloš (referee) ; Olehla, Miroslav (referee) ; Matoušek, Radomil (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2018
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Práce je věnována problematice řešení spojitých systémů evolučními výpočetními technikami. Evoluční výpočetní techniky spadají do oblasti studia softcomputingu, jedná se o pokročilé optimalizační metaheuristiky, které se s postupným růstem výpočetního výkonu počítačů stávají stále více používanými metodami řešení složitých optimalizačních problémů. Řešení spojitých systémů, potažmo syntéza spojitých regulačních obvodů, je jednou z oblastí, kde tyto pokročilé algoritmy nalézají své uplatnění. Při řešení spojitých systémů se zaměříme na problematiku regulace. Evoluční výpočetní techniky se pak mohou stát nástrojem nejen pro optimalizaci parametrů regulátoru, ale i pro návrh jeho struktury. Pro optimalizaci parametrů regulátoru lze využít mnoho různých algoritmů (genetický algoritmus, diferenciální evoluce, atd.), pro návrh struktury se setkáváme běžně s využitím tzv. gramatické evoluce. Nasazení gramatické evoluce však není nutné, pokud je využito vhodného kódování, jak je navrženo v předložené práci. Práce prezentuje metodu návrhu struktury a parametrů obecného lineárního regulátoru s využitím genetického algoritmu. V rámci polynomiální teorie řízení se též setkáme s označením polynomiální regulátor. Způsob kódování popisu obecného lineárního regulátoru do genetického řetězce je stěžejní, určuje množinu algoritmů použitelných pro optimalizaci a ovlivňuje efektivitu výpočtů. Popsané kódování, efektivní implementace EVT, včetně multikriteriální optimalizace je stěžejním přínosem této práce. The thesis deals the issue of solution of continuous systems by evolutionary computational techniques. Evolutionary computing techniques fall into the field of softcomputing, an advanced metaheuristics optimization that is becoming more and more a method of solving complicated optimization problems with the gradual increase in computing performance of computers. The solution of continuous systems, or the synthesis of continuous control circuits, is one of the areas where these advanced algorithms find their application. When dealing with continuous systems we will focus on regulatory issues. Evolutionary computing can then become a tool not only for optimization of controller parameters but also to design its structure. Various algorithms (genetic algorithm, differential evolution, etc.) can be used to optimize the parameters of the controller, for the design of the controller structurewe usually encounter so called grammatical evolution. However, the use of grammatical evolution is not necessary if appropriate coding is used, as suggested in the presented thesis. The thesis presents a method of designing the structure and parameters of a general linear controller using the genetic algorithm. A general linear regulator is known also as so called polynomial controller, if we encounter the polynomial theory of control. The method of encoding the description of the general linear controller into the genetic chain is crucial, it determines a set of algorithms that are usable for optimization and influence the efficiency of the calculations. Described coding, effective EVT implementation, including multi-criteria optimization, is a key benefit of this work.
Keywords: 2DOF; control; controller; design; evolutionary algorithm; GA; GAR; genetic algorithm; ITAE; linear controller; metaheuristics; objective function; optimization; optimization problem; pareooptimal solution; Paret boundary; Paret curve; PID; polynomial controller; quality of control; regulator; root locus; synthesis; 2DOF; evoluční algoritmus; GA; GAR; genetický algoritmus; geometrické místo kořenu; ITAE; kriteriální funkce; kvalita regulace; metaheuristika; návrh; obecný lineární regulátor; optimalizace; optimalizační problém; paretooptimální řešení; Paretova hranice; Paretova křivka; PID; polynomiální regulátor; regulace; regulátor; syntéza; řízení

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/70291

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-371772


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses