Controle adaptativo utilizando o critério da máxima correntropia aplicado a um sistema de bombeamento de água
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/22801 |
Resumo: | Given the scarcity of water resources concomitantly with the prospects of urbanization, it has become essential to establish practices that make it possible to reduce losses and improve the water distribution system. Therefore, over the years, several control techniques have been applied in these systems, mainly focusing on the reduction of hydraulic pressure in the ducts, among them the adaptive control. However, the method adopted for its tuning is empirical and exhaustive due to the large number of parameters to be adjusted. Moreover, the criterion adopted by this class of controller is the Mean Squared Error (MSE) for minimizing the tracking error and parametric estimation, however, this criterion is limited to extract information only from the first and second order statistical moments, consequently losing information contained in the higher order statistical moments. Therefore, the present work uses as a criterion for minimizing the tracking error and parameter estimation of a Reference Model Adaptive Controller the Maximum Correntropy with Gaussian kernel. This controller was implemented using Matlab in a LABVIEW environment for pressure control in an experimental water pumping system. The results obtained showed that the controller presents similar characteristics to the control that uses the MSE criterion, for errors close to zero, with a maximum error of 15% during the demand variation, percentage overshoot less than 5% and steady state error less than 2%. However, it is robust to outliers, which does not happen when the MSE criterion is used, this allows for greater reliability in water supply systems that use the controller with the MCC. |
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Controle adaptativo utilizando o critério da máxima correntropia aplicado a um sistema de bombeamento de águaControle adaptativo indiretoCritério da máxima correntropiaSistemas de bombeamento de águaModelo de referênciaIndirect adaptive controlMaximum correntropia criterionWater pumping systemsReference modelCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAGiven the scarcity of water resources concomitantly with the prospects of urbanization, it has become essential to establish practices that make it possible to reduce losses and improve the water distribution system. Therefore, over the years, several control techniques have been applied in these systems, mainly focusing on the reduction of hydraulic pressure in the ducts, among them the adaptive control. However, the method adopted for its tuning is empirical and exhaustive due to the large number of parameters to be adjusted. Moreover, the criterion adopted by this class of controller is the Mean Squared Error (MSE) for minimizing the tracking error and parametric estimation, however, this criterion is limited to extract information only from the first and second order statistical moments, consequently losing information contained in the higher order statistical moments. Therefore, the present work uses as a criterion for minimizing the tracking error and parameter estimation of a Reference Model Adaptive Controller the Maximum Correntropy with Gaussian kernel. This controller was implemented using Matlab in a LABVIEW environment for pressure control in an experimental water pumping system. The results obtained showed that the controller presents similar characteristics to the control that uses the MSE criterion, for errors close to zero, with a maximum error of 15% during the demand variation, percentage overshoot less than 5% and steady state error less than 2%. However, it is robust to outliers, which does not happen when the MSE criterion is used, this allows for greater reliability in water supply systems that use the controller with the MCC.NenhumaDiante da escassez dos recursos hídricos concomitantemente com as perspectivas de urbanização, tornou-se fundamental estabelecer práticas que possibilitam reduzir perdas e aprimorar o sistema de distribuição de água. Portanto, ao longo dos anos, diversas técnicas de controles foram aplicadas nestes sistemas, principalmente com o foco na redução da pressão hidráulica nos ductos, entre elas o controle adaptativo. No entanto, o método adotado para sua sintonia é empírico e exaustivo devido à grande quantidade de parâmetros a serem ajustados. Além disso, o critério adotado por esta classe de controlador é o Erro Médio Quadrático (EMQ) para minimização do erro de rastreamento e estimação paramétrica, porém, este critério limita-se a extrair informação apenas dos momentos estatísticos de primeira e segunda ordem, consequentemente perdendo informações contidas nos momentos estatísticos de ordem superior. Deste modo, o presente trabalho utiliza como critério para minimização do erro de rastreamento e estimação dos parâmetros de um Controlador Adaptativo por Modelo de Referência a Máxima Correntropia com kernel Gaussiano. Este controlador foi implementado utilizando Matlab em ambiente Labview para o controle da pressão em um sistema de bombeamento de água experimental. Os resultados obtidos demonstraram que o controlador apresenta características similares ao controle que utiliza o critério EMQ, para erros próximos de zero, com erro máximo de 15% durante a variação da demanda, sobrevalor percentual menor que 5% e erro em regime estacionário menor que 2%. Todavia, mostra-se robusto a outliers, fato que não acontece quando é utilizado o critério EMQ, isto permite maior confiabilidade nos sistemas de abastecimento de água que utilizarem o controlador com o MCC.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia ElétricaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFPBVillanueva, Juan Moises Mauríciohttp://lattes.cnpq.br/1446817462218646Flores, Thommas Kevin Sales2022-05-11T16:24:42Z2021-03-172022-05-11T16:24:42Z2021-02-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/22801porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2022-08-09T14:42:31Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/22801Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2022-08-09T14:42:31Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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