tesis

Laboratorio Nacional de Informática Avanzada

Diseño Mecatrónico usando optimización basada
en bacterias

TESIS

Que presenta:
Betania Hernández Ocaña

Para obtener el grado de:
Maestra en Computación Aplicada

Directores de Tesis:
Dr. Efrén Mezura Montes
Dr. Edgar Alfredo Portilla Flores

Xalapa, Veracruz, México

Octubre 2011

Agradecimientos
A mi Dios por estar conmigoen todo momento, por su amor incomparable,
bondad innita y bendiciones.
A mis padres el Sr. Pablo y la Sra. Nelly por conar en mí, por su apoyo
incondicional y sobre todo por ese gran amor para conmigo.
A mis hermanos, Yenni Cristel y Pablo, por amarme a pesar de la distancia
y el tiempo, por apoyarme y ser el motivo de mi superación.
Al Dr. Efrén Mezura-Montes por su apoyo, amistad,tiempo, dirección y
consejos en la realización de esta tesis.
Al Dr.Edgar A. Portilla Flores por su apoyo, amistad y dirección en la realización de esta tesis.
A mis amigas y amigos, por su comprensión y apoyo en cualquier circunstancia y sobre todo por compartir esta amistad.
Al CONACyT por la beca otorgada para la realización de la maestría.

Resumen
En esta tesis se resuelve el problema deoptimización derivado de un sistema
de Transmisión de Variación Continua con el Algoritmo de Optimización del
Forrajeo de Bacterias Modicado. Debido a que el problema de optimización
es multi-objetivo con restricciones el algoritmo fue adaptado en sus operadores propios, también se utilizan mecanismos para el criterio de selección
de soluciones, manejo de restricciones, uso de elitismo y manejode diversidad.
El algoritmo propuesto es sometido a un conjunto de experimentos para
observar su comportamiento en este tipo de problema multi-objetivo. Los
resultados obtenidos son analizados desde el punto de vista mecánico y a
través de métricas de desempeño para conocer qué soluciones favorecen la
construcción del sistema de Transmisión de Variación Continua. Además, los
resultados soncomparados con dos algoritmos del estado del arte.

Contenido
Lista de guras

viii

Lista de tablas

x

1. Introducción

1

1.1.

Antecedentes

1.2.

Planteamiento del problema

1.3.

Objetivo general y especícos

1.4.
1.5.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

. . . . . . . . . . . . . . . . ..

5

Justicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6
7

Alcances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

1.5.2.
1.6.

Alcances y limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.1.

Limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

Organización de la tesis

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.Optimización

8

10

2.1.

Concepto de optimización

2.2.

Función objetivo

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

2.3.

Variables de diseño

2.4.

Restricciones de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

2.5.

Optimización Multi-objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

132.6.

Dominancia de Pareto

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

2.7.

Óptimo de Pareto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

2.8.

Frente de Pareto

17

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Diseño Mecatrónico
3.1.
3.2.

19

Diseño óptimo en Ingeniería

. . . . . . . . . . .. . . . . . . .

Diseño Paramétrico Cinemático
3.2.1.

Síntesis cinemática

12

19

. . . . . . . . . . . . . . . . .

21

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

iv

3.3.

Caso de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

3.4.

Técnicas de solución al problema del TVC

29

. . . . . . . . . . .

4. Algoritmos de Inteligencia...