Aplicações de IA na sintonia de controladores PI e PID

dc.contributor.advisorQueiroz, Kurios Iuri Pinheiro de Melo
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7489022506091803pt_BR
dc.contributor.authorCosta, Alex Muniz da
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2345130708577024pt_BR
dc.contributor.referees1Martins, Allan de Medeiros
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9486-4509pt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4402694969508077pt_BR
dc.contributor.referees2Dias, Samaherni Morais
dc.contributor.referees3Araújo, Ícaro Bezerra Queiroz de
dc.date.accessioned2024-08-09T23:46:56Z
dc.date.available2024-08-09T23:46:56Z
dc.date.issued2024-04-30
dc.description.abstractPID controllers are present in approximately 96% of industrial control loops, yet it is estimated that a large portion of these controllers are not adequately tuned. Nowadays, tuning controllers using classic techniques is still a challenging task, which has motivated the development of new tools, mainly employing the use of artificial intelligence for adjusting the parameters of PI and PID controllers. This work aims to develop tools that assist in the tuning of PI and PID controllers, based on the stabilizing set theory, developed by researchers from Texas A&M. A database was created with transfer functions for direct current industrial motors, which was used as input for the script, developed in Python, that performs the calculation of the stabilizing set for all the transfer functions in the database. After calculating the stabilizing set, it was possible to generate a new database, with parameters of PI and PID controllers classified as belonging or not to the stability region, for a given transfer function. This procedure was applied to the speed and position controls of the motor, both for the PI controller and the PID controller. This database was used for the training of artificial neural networks, with two configurations used for the network training. The results showed that the artificial neural networks performed well during the tests, with the networks trained for the PI controller showing accuracy above 0.975 and the networks for the PID controllers showing a final accuracy above 0.95.pt_BR
dc.description.resumoOs controladores PID estão presentes em aproximadamente 96% das malhas de controles industriais, porém estima-se que uma grande parte desses controladores não estão adequadamente sintonizados. Nos dias atuais ainda é uma tarefa difícil realizar a sintonia de controladores por meio de técnicas clássicas, o que tem motivado o desenvolvimento de novas ferramentas, empregando principalmente o uso de inteligência artificial para o ajuste dos parâmetros do controlador PI e PID. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de ferramentas que auxiliem na sintonia de controladores PI e PID, baseado na teoria do conjunto estabilizante, desenvolvida por pesquisadores da Texas A&M. Foi criado um banco de dados com funções de transferência para motores industriais de corrente contínua, o qual foi utilizado como entrada para o script, desenvolvido na linguagem Python, que realiza o cálculo do conjunto estabilizante para todas as funções de transferência do banco de dados. Após o cálculo do conjunto estabilizante, foi possível gerar um novo banco de dados, com parâmetros dos controladores PI e PID classificados como pertencentes ou não à região de estabilidade, para uma dada função de transferência. Este procedimento foi aplicado para os controles de velocidade e posição do motor, tanto para o controlador PI quanto para o controlador PID. Este banco de dados foi utilizado para o treinamento das redes neurais artificiais, tendo sido utilizadas duas configurações para o treinamento das redes. Os resultados mostraram que as redes neurais artificiais apresentaram bom desempenho durante os testes, com as redes treinadas para o controlador PI, apresentando acurácia acima de 0,975 e as redes para os controladores PID apresentando acurácia final acima de 0,95.pt_BR
dc.identifier.citationCOSTA, Alex Muniz da. Aplicações de IA na sintonia de controladores PI e PID. Orientador: Dr. Kurios Iuri Pinheiro de Melo Queiroz. 2024. 58f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecatrônica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/59119
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECATRÔNICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSintonia de controladorespt_BR
dc.subjectControlador PIDpt_BR
dc.subjectConjunto estabilizantept_BR
dc.subjectRede neural artificialpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.titleAplicações de IA na sintonia de controladores PI e PIDpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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