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Título: Análise multinível wavelet como fitness na sintonia de controladores utilizando meta-heurísticas
Autor(es): Pires, André Henrique Matias
Palavras-chave: Wavelet;Controle PID;MIMO;Meta-heurística;Enxame de partículas;Algoritmo genético;Algoritmo do vagalume
Data do documento: 6-Dez-2017
Citação: PIRES, André Henrique Matias. Análise multinível wavelet como fitness na sintonia de controladores utilizando meta-heurísticas. 2017. 75f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Resumo: The control of dynamic systems is a challenge, the methods traditionally used in tuning present the difficulty in expressing the desired specifications and being able to find controllers that produce these requirements, especially when the case requires more complex controllers, as in the case of Multiple Input Multiple Output (MIMO) problems. Due to the increasing competitiveness in the industry, it becomes imperative to use more efficient tuning techniques and that in fact can find controllers with the desired performance. For this, one can use metaheuristics, such as Particle Swarm Optimization (PSO), Genetic Algorithm (AG) and Vagalume Algorithm (AV) to obtain the parameters of the controller according to a fitness function, which should in fact code how good a given controller is, adequately expressing the desired specifications, so that the metaheuristic employed can find the optimal controller, which best satisfies the chosen fitness function. Therefore, it is proposed to use the multilevel wavelet analysis, already present in the literature, focused on other applications, especially in the analysis of signals, sounds and images, for the creation of an index to be used as a fitness function in control optimization. Wavelet analysis allows to capture information on the behavior and shape of the signal by informing the frequency of a signal over time, a characteristic that may be desirable, in the evaluation and design of controllers and, thus, it is possible to separately evaluate the transient and steady-state performances. A case study will be done, finding control of a MIMO system of four coupled tanks. A comparative study was made with other fitness functions presented in the literature and with the LGR (Geometric Place of Roots) method. The implemented controllers presented the expected performance, and the one found using the proposed index presented better performance.
metadata.dc.description.resumo: O controle de sistemas dinâmicos apresenta-se como um desafio. Os métodos tradicionalmente utilizados na sintonia apresentam a dificuldade em expressar as especificações pretendidas e conseguir encontrar controladores que atendam a esses requerimentos, sobretudo quando o caso exige controladores mais complexos, como no caso de problemas MIMO (Multiple Input Multiple Output). Devido à crescente competitividade na indústria, torna-se imprescindível utilizar técnicas de sintonia mais eficientes e que de fato consigam encontrar controladores com desempenho pretendido. Pode-se, para isso, utilizar meta-heurísticas, como Particle Swarm Optimization (PSO), Algoritmo Genético (AG) e Algoritmo do Vagalume(AV) para a obtenção dos parâmetros do controlador de acordo com uma função de avaliação, a qual deve conseguir, de fato, codificar o quão bom é um dado controlador, expressando de forma adequada as especificações desejadas, de modo que a meta-heurística empregada consiga encontrar o controlador que melhor satisfaça tal função. Em vista disso, propõe-se a utilização da análise wavelet multiníveis, já muito presente na literatura, voltada para outras aplicações, sobretudo na análise de sinais, sons e imagens, para a confecção de um índice a ser utilizado como função de avaliação na otimização de controladores. A análise wavelet permite a apreensão de informações do comportamento e forma do sinal, informando frequência de um sinal ao longo do tempo, característica que pode ser desejável, na avaliação e projeto de controladores sendo, assim, possível avaliar separadamente o desempenho do transitório e do regime permanente. Foi feito um estudo de caso, encontrando o controle otimizado de um sistema MIMO de quatro tanques acoplados. Foi feito um estudo comparativo com outras funções de avaliação apresentadas na literatura e com o método do LGR (Lugar Geométrico das Raizes). Os controladores implementados apresentaram o desempenho esperado, e aquele encontrado utilizando o índice proposto presentou melhor desempenho.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24829
Aparece nas coleções:PPGEE - Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação

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