|
|
Principy a aplikace neuroevoluce
Herec, Jan ; Strnadel, Josef (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Práce se na teoretické úrovni zabývá evolučními algoritmy (EA), neuronovými sítěmi (NN) a jejich syntézou v podobě neuroevoluce. Z praktického hlediska je cílem práce ukázat uplatnění neuroevoluce na dvou odlišných úlohách. První úloha spočívá v evolučním návrhu architektury konvoluční neuronové sítě (CNN), která by dokázala klasifikovat s vysokou přesností ručně psané číslice (z datasetu MNIST). Druhá úloha spočívá v evoluční optimalizaci vah neurokontroléru, který řídí přistání 1. stupně rakety Falcon 9 ve 2D simulaci. Obě úlohy jsou výpočetně velmi náročné a proto byly řešeny na superpočítači. V rámci první úlohy se podařilo navrhnout takové architektury, které při správném natrénování dosahují přesnosti klasifikace 99,49%. Ukázalo se tak, že je možné návrh kvalitních architektur zautomatizovat s využitím neuroevoluce. V rámci druhé úlohy se podařilo optimalizovat váhy neurokontroléru tak, že pro definované počáteční podmínky dovede neurokontrolér model rakety k úspěšnému přistání. V obou úlohách tedy neuroevoluce uspěla.
|
|
|
Optimalizace PID regulátoru pomocí evolučních výpočetních technik
Kočí, Jakub ; Matoušek, Radomil (oponent) ; Lang, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá použitím evolučních výpočetních technik při nastavování PID regulátoru. V rešeršní části shrnuje základní informace o problematice regulace a další potřebné podkladové informace o kvalitě regulace a použitém kritériu ITAE. V praktické části jsou autorem implementovány tři evoluční výpočetní techniky - diferenciální evoluce, evoluční strategie a genetický algoritmus. Společně s genetickým algoritmem z MATLABu jsou tyto metody srovnány na dvou soustavách vzájemně i oproti prvotnímu nastavení regulátoru metodou Ziegler-Nichols. Součástí srovnání je i statistické vyhodnocení metod na jedné ze soustav.
|
|
|
Srážko-odtokový proces v podmínkách klimatické změny
Benáčková, Kateřina ; Janál,, Petr (oponent) ; Marton, Daniel (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce bylo sestavit koncepční srážko-odtokový model, který by byl schopen modelovat průtoky v podmínkách změny klimatu. V rámci práce byl po důkladném prověření možných variant sestaven uživatelský program Runoff Prophet, který je schopen simulace průtoků v závěrovém profilu libovolného povodí. Jedná se o deterministický lumped model s měsíčním krokem výpočtu, který z hydrologických jevů zohledňuje vlhkost půdy, evapotranspiraci, průtok podzemní vody a průtok v korytě vodního toku; jeho kalibrace funguje na principu diferenciální evoluce s koeficientem účinnosti modelu Nash-Sutcliffe jako kalibračním kritériem. Vyvinutý software byl otestován na zájmovém povodí Vír I. a výsledky aplikace vyhodnoceny z hlediska charakteru teplot, srážek a průtoků v měrném profilu Dalečín ve vzdálené budoucnosti podle klimatického scénáře A1B SRES, implementovaného v generátoru počasí LARS-WG.
|
|
|
Studium a srovnávání hlavních typů evolučních algoritmů
Štefan, Martin ; Holeňa, Martin (vedoucí práce) ; Gemrot, Jakub (oponent)
Evoluční algoritmy patří mezi nejmladší a zároveň nejprogresivnější metody řešení obtížných optimalizačních úloh. Tyto algoritmy si získali svou velkou oblibu díky dobrým experimentálním výsledkům na složitých optimalizačních úlohách, jednoduchosti implementace a také vysoké modularitě, tedy možnosti úpravy pro účely řešení různých problémů. Mezi nejpoužívanější evoluční algoritmy patří Genetické algoritmy, Diferenciální evoluce a Evoluční strategie. Tyto algoritmy a jejich varianty je možné aplikovat jak na úlohy spojité, diskrétní tak i smíšené optimalizace. Předmětem této práce je srovnání chování tří základních typů evolučních algoritmů na katlystické optimalizační úloze se smíšenými proměnými, lineárním omezením a experimentálně počítanou fitness funkcí.
|
|
| |
|
|
Evoluční optimalizace řídicích algoritmů
Weisser, Roman ; Šeda, Miloš (oponent) ; Zelinka,, Ivan (oponent) ; Ošmera, Pavel (vedoucí práce)
Dizertační práce se zaměřuje na evoluční optimalizaci řídicích algoritmů. V první části práce jsou popsány evoluční optimalizační metody, jejich principy a dílčí algoritmy, zejména pak ty, které se používají ve dvoufázové transplantační evoluci. Dále práce popisuje gramatickou evoluci, jejíž modifikovaný algoritmus se stal podnětem pro vytvoření transplantační evoluce. Transplantační evoluce a její dvoufázová modifikace jsou nové evoluční algoritmy navržené během řešení této práce, jenž byly použity pro optimalizaci struktury a parametrů řídicích algoritmů obecných regulátorů. Algoritmus transplantační evoluce a jeho rozšířená dvoufázová modifikace jsou podrobně popsány v následujících kapitolách. Pro zajištění minimalizace času optimalizace a nalezení řešení blížícímu se globálnímu optimu je důležité správné nastavení evolučních algoritmů. Vhodnému nastavení parametrů diferenciální evoluce se stručně věnuje kapitola meta-evoluce. V další části jsou popsány základní pojmy z oblasti regulace, vybrané metody identifikace soustav a nastavení regulátorů. Tato část také popisuje algoritmy číslicových regulátorů a některé metody používané během jejich realizace. V experimentální části jsou ukázky optimalizace řídicích algoritmů různých typů regulátorů. Optimalizované řídicí algoritmy obecných regulátorů jsou porovnány na různých soustavách s různě nastavenými PSD regulátory, jejichž nastavení bylo realizováno vybranými algebraickými metodami, nebo diferenciální evolucí. V závěru práce je uvedeno doporučení pro další vývoj v oblasti evoluční optimalizace regulátorů se zaměřením na oblast paralelních a distribuovaných výpočtů.
|
|
|
Evoluční algoritmy
Haupt, Daniel ; Polách, Petr (oponent) ; Honzík, Petr (vedoucí práce)
První část práce je teoretická a zabývá se optimalizací a evolučními algoritmy, které jsou používány k řešení složitých optimalizačních problémů. Konkrétně jsou popsány algoritmy diferenciální evoluce, genetický algoritmus, simulované žíhání a deterministický neevoluční algoritmus zakázané prohledávání. Dále je diskutována problematika testování optimalizačních algoritmů pomocí tzv. galerii testovacích funkcí a testování pomocí srovnání výsledků algoritmů při řešení problému obchodního cestujícího. Ve druhé části práce jsou všechny uvedené algoritmy testovány na 11 testovacích funkcích a na třech modelech rozmístění měst v problému obchodního cestujícího. Nejprve jsou algoritmy srovnávány s možností neomezeného přístupu k účelové funkci a dále s omezenou možností přístupu k účelové funkci. Veškerá data jsou statisticky a graficky zpracována. Jednotlivé algoritmy jsou seřazeny dle úspěšnosti.
|
|
|
Optimalizace návrhu velkých technologických celků
Krňávek, Ondřej ; Kršík, Jakub (oponent) ; Nevařil, Aleš (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou optimalizace stavebního návrhu velkých technologických celků. Hlavní důraz je přitom kladen na zapojení dostupných optimalizačních prostředků při návrhu nosných konstrukcí těchto staveb. Úvodní část práce je zaměřena v první řadě na optimalizaci jako takovou. V rámci této části jsou dále specifikovány též použité optimalizační metody, výpočetní metoda konečných prvků, prováděné normové posudky a výpočet ceny konstrukce. Hlavní část práce je pak věnována reálné aplikaci zformovaného optimalizačního postupu při návrhu ocelové nosné konstrukce pomocného technologického objektu tepelné elektrárny. Cílové kritérium přitom tvoří celkové náklady na dodávku stavebního díla spolu s náklady provozními. Pro řešení úlohy je využíván software Scia Engineer spolu s optimalizačním modulem Scia Engineer Optimization Toolbox. Celá analýza je prezentována komplexně od popisu výpočetního modelu až po vyhodnocení výsledků. Pozornost je přitom věnována nastavení optimalizační úlohy, technickému řešení optimalizace, nasazení optimalizačních metod a též průběhu výpočtu (zejména vývoji hodnot cílové funkce a návrhových podmínek úlohy během optimalizace).
|
|
|
Inteligentní import mapových podkladů do TRASI
Muzika, Dávid ; Klusáček, Jan (oponent) ; Honzík, Petr (vedoucí práce)
Práce se zabývá návrhem a implementací algoritmu pro import mapových podkladů do simulátoru TRASI. Tyto algoritmy jsou shopny importovat mapový podklad z mapového portálu OpenStreetMaps do simulačního prostředí simulátoru. Dále se práce zabývá úpravou vnitřní struktury importovaných křižovatek tak, aby jejich struktura byla korektní vzhledem k pravidlům silničního provozu. Dále se práce zabývá návrhem a implementací diferenciální evoluce pro návrh struktury předností na křižovatkách.
|
|
|
Evolutionary Algorithms
Szöllösi, Tomáš ; Mézl, Martin (oponent) ; Kozumplík, Jiří (vedoucí práce)
The task of this thesis was focused on comparison selected evolutionary algorithms for their success and computing needs. The paper discussed the basic principles and concepts of evolutionary algorithms used for optimization problems. Author programmed selected evolutionary algorithms and subsequently tasted on various test functions with exactly the given input conditions. Finally the algorithms were compared and evaluated the results obtained for different settings.
|
host ::
RSS.