Zastosowanie i porównanie algorytmów metaheurystycznych i optymalizacyjnych w rekonstrukcji konduktancji siatek rezystorów

• Autorzy: Zegarmistrz P. , Galias Z.

Warianty tytułu

EN

Applcation and comparasion of metaheuristic and optimization algorithms for reconstruction of conductances in resistive grids

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy algorytmów rekonstrukcji konduktancji prostokątnych siatek rezystorów na podstawie pomiarów brzegowych. Opracowano i zaimplementowano algorytmy rekonstrukcji bazujące na metodach metaheurystcznych (symulowane wyżarzanie, algorytmy genetyczne) oraz optymalizacyjnych. Zaproponowane algorytmy porównano pod względem stabilności numerycznej oraz poprawności uzyskiwanych wyników. Przedstawiono ograniczenia istniejących algorytmów oraz zaproponowano usprawnienia.

EN

The problem of reconstruction of conductances in rectangular resistive grids from boundary measurements is studied. Several reconstruction algorithms based on metaheuristics (simulated annealing, genetic algorithms) and optimization methods are compared in terms of numerical stability and accuracy of the results. Limitations of the algorithms are discussed and several improvements are proposed.

Słowa kluczowe

PL

siatka rezystorów; algorytm rekonstrukcji; tomografia rezystancyjna; wyżarzanie symulowane; algorytmy genetyczne; metody optymalizacyjne

EN

resistive grid; reconstruction algorithm; resistance tomography; simulated annealing; genetic algorithms; optimization methods

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 3
• Strony: 19--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zegarmistrz P.

autor

Galias Z.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, lnformatyki i Elektroniki, Katedra Elektrotechniki i Elektroenergetyki,

Bibliografia

• [I] Broyden C.G.: The Convergence of a Class of Double-Rank Minimization Algorithms. Journal Insl. Math. Applic., nr 6/1970, s. 76-90.
• [2] Coleman T.F., Li Y.: An Interior, Trust Region Approach for Nonlinear Minimization Subject to Bounds. SLAM Journal on Optimization, nr 6/1996, s. 418-445.
• [3] Curtis E.B., Morrow J.A.: Determining the resistors in a network. SIAM J. Applied Math., nr 50 (1990), s. 91 8-930.
• [4] Curtis E.B., Morrow J.A.: The Dirichlet to Neumann map for a resistor network. SLAM J. of Applied Math., nr 51 (1991), s. 1011 -1029.
• [5] Filipowicz S.F., Rymarczyk T.: Tomografia lmpedancyjna, pomiary, konstrukcje i metody tworzenia obrazu. BelStudio, Warszawa 2003.
• [6] Gill P.E., Murray W., Wright M.H.: Practical Optimization. London, Academic Press, 1 981.
• [7] Goff M.: Recovering networks with signed conductivities. University of Washington, REU Summer Research, In verse Problems, 2003, s. 1-18.
• [8] Goldfarb D.: A Family of Variable Metric Updates Derived by Variational Means. Mathematics of Computing, nr 24/1970, s. 23-26.
• [9] Holder D.S.: Electrical impedance Tomography: Methods, History and Applications. Institute of Physics, 2004.
• [10] Kirkpatrick S., Gelatt C.D., Vecchi M.P.: Optimization by simulated annealing. Science 220 (4598), 1983, s. 671-680.
• [11] Kozieł S., Yang X.S.: Computational Optimization, Methods and Algorithms. Studies in Computational Intelligence, !.356, Springer, 2011.
• [12] Lagarias J.C., Reeds J.A., Wright M.H., Wright P.E.: Convergence Properties of the Nelder-Mead Simplex Method in Low Dimensions. SIAM Journal of Optimization, t. 9, nr 1/1998, s. 112-147.
• [13] Lorussi F., Rocchia W., Scilingo E.P., Tognetti A., Rossi D.O.: Wearable, redundant fabric-based sensor arrays for reconstruction of body segment posture. I EEE Sensors Journal, t. 4, nr 6/2004, s. 807- 818.
• [14] Nita K., Sikora J., Wójtowicz S., Biernat K., Impedance tomography data acquisition system for brick walls humidity level evaluation. Przegląd Elektrotechniczny, nr 11/2007, s. 171-173.
• [15] Uhlmann G.: Recent progress in the anisotropic electrical impedance problem. USA-Chile Workshop on Nonlinear Analysis, Electron. J. Diff. Eqns., Conf. 06. 2001 , s. 303-311.
• [16] Webster J.G.: Electrical impedance Tomography. Bristol and New York: Adam Hilger, 1990.
• [17] Zegarmistrz P., Galias Z.: Study of the algorithm for reconstruction of conductances in square resistive grids. In Proc. Int. Conference on Signals and Electronic Systems, ICSES'06, Łódź, 2006, s. 193-196.
• [18] Zegarmistrz P., Galias Z.: On reconstruction of conductances in resistor grids from boundary measurements, In Proc. European Conference on Circuit Theory and Design, ECCTD'07, Sevilla, 2007, s. 783-786.