Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE |
Texto Completo: | http://tede.unioeste.br/handle/tede/4211 |
Resumo: | Despite the precautions taken during the design phase, the Autonomous Underwater Vehicles (AUV), object of study of this work, may suffer faults of its thrusters during the mission. This leads to losses, ranging from the excessive cost of maintenance to the loss of the vehicle. In order to deal with this type of problem, it is proposed the development of a Fault Tolerant Control (FTC) using Takagi-Sugeno fuzzy logic to compensate for the faults and failures of the thrusters in others that are healthy and in the same plane of action. Aiming to validate the developed control strategy, it has been applied in two AUV: Biointeractive-1(BA-1) and Nerov. Both vehicles have 6 thrusters, 4 horizontal and 2 vertical. Numerical simulations were carried out by using Matlab ® software into the Simulink ® package. For the vehicles traveled 20 meters on the x axis, taking into account the occurrence of fault and failure in the horizontal propeller 1 and fault in the propeller 4. The obtained results show that the compensation of the missing thrusters’ forces in the thrusters that are in the same plane of action guarantees the proper trajectory of the vehicles with accuracy and prevents abrupt oscillation of forces in the healthy thrusters. |
id |
UNIOESTE-1_ae9bf1545cc5a0ca23e14c6feb14edd2 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:tede.unioeste.br:tede/4211 |
network_acronym_str |
UNIOESTE-1 |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE |
repository_id_str |
|
spelling |
Santos, Carlos Henrique Farias doshttp://lattes.cnpq.br/2021977611161895Reginato, Romeuhttp://lattes.cnpq.br/9166033914580991Hönnicke, Marcelo Gonçalveshttp://lattes.cnpq.br/9110318808152531http://lattes.cnpq.br/2158368784091349Carvalho, Eduardo Attuy2019-04-16T13:44:17Z2018-08-31CARVALHO, Eduardo Attuy. Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados. 2018. 114 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu, 2018.http://tede.unioeste.br/handle/tede/4211Despite the precautions taken during the design phase, the Autonomous Underwater Vehicles (AUV), object of study of this work, may suffer faults of its thrusters during the mission. This leads to losses, ranging from the excessive cost of maintenance to the loss of the vehicle. In order to deal with this type of problem, it is proposed the development of a Fault Tolerant Control (FTC) using Takagi-Sugeno fuzzy logic to compensate for the faults and failures of the thrusters in others that are healthy and in the same plane of action. Aiming to validate the developed control strategy, it has been applied in two AUV: Biointeractive-1(BA-1) and Nerov. Both vehicles have 6 thrusters, 4 horizontal and 2 vertical. Numerical simulations were carried out by using Matlab ® software into the Simulink ® package. For the vehicles traveled 20 meters on the x axis, taking into account the occurrence of fault and failure in the horizontal propeller 1 and fault in the propeller 4. The obtained results show that the compensation of the missing thrusters’ forces in the thrusters that are in the same plane of action guarantees the proper trajectory of the vehicles with accuracy and prevents abrupt oscillation of forces in the healthy thrusters.Apesar das precauções tomadas durante a fase de projeto, os Veículos Subaquáticos Autônomos (VSA), objeto de estudo deste trabalho, podem sofrer faltas e falhas (perda total e parcial, respectivamente) de seus propulsores durante a missão. Isso acarreta em prejuízos, que vão desde o excessivo custo de manutenção à perda do veículo. Para lidar com esse tipo de problema, propôs-se o desenvolvimento de um Controle Tolerante a Faltas (CTF) utilizando a lógica fuzzy de Takagi-Sugeno para compensar as faltas e falhas dos propulsores em outros propulsores que estejam sadios e no mesmo plano de ação. Visando validar a estratégia de controle desenvolvida, aplicou-se a mesma em dois Veículos Subaquáticos Autônomos: o Biointeractive-1 e o Nerov. Ambos os veículos possuem 6 propulsores, sendo 4 horizontais e 2 verticais. Foram realizadas simulações numéricas no software Matlab ® junto ao pacote Simulink ®, nas quais os veículos percorreram 20 metros no eixo x, levando-se em consideração a ocorrência de falta e falha em dois propulsores horizontais em planos de ação diferentes. Os resultados obtidos mostraram que a compensação das forças dos propulsores faltantes nos propulsores que se encontram no mesmo plano de ação, por meio da mimetização aplicando a lógica fuzzy de Takagi-Sugeno, garante um erro de seguimento de trajetória aceitável e evita a oscilação brusca de forças nos propulsores sadios.Submitted by Wagner Junior (wagner.junior@unioeste.br) on 2019-04-16T13:44:17Z No. of bitstreams: 2 Eduardo_Attuy_Carvalho_2018.pdf: 5762391 bytes, checksum: 462b43f81fd5acde5b015e9d881fd876 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)Made available in DSpace on 2019-04-16T13:44:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Eduardo_Attuy_Carvalho_2018.pdf: 5762391 bytes, checksum: 462b43f81fd5acde5b015e9d881fd876 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-08-31application/pdfpor8774263440366006536500Universidade Estadual do Oeste do ParanáFoz do IguaçuPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e ComputaçãoUNIOESTEBrasilCentro de Engenharias e Ciências Exatashttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessVeículos subaquáticos autônomosLógica fuzzyControle tolerante a faltasAutonomous underwater vehiclesFuzzy logicFault tolerant controlENGENHARIASDesenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripuladosDevelopment and modeling of a fault tolerante takagi-sugeno controller applied to unmanned underwater vehiclesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-1040084669565072649600600600-77344021240821469224518971056484826825reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTEinstname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)instacron:UNIOESTEORIGINALEduardo_Attuy_Carvalho_2018.pdfEduardo_Attuy_Carvalho_2018.pdfapplication/pdf5762391http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/4211/5/Eduardo_Attuy_Carvalho_2018.pdf462b43f81fd5acde5b015e9d881fd876MD55CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/4211/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_texttext/html; charset=utf-80http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/4211/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/4211/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82165http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/4211/1/license.txtbd3efa91386c1718a7f26a329fdcb468MD51tede/42112019-04-16 10:44:17.423oai:tede.unioeste.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede.unioeste.br/PUBhttp://tede.unioeste.br/oai/requestbiblioteca.repositorio@unioeste.bropendoar:2019-04-16T13:44:17Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE - Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Development and modeling of a fault tolerante takagi-sugeno controller applied to unmanned underwater vehicles |
title |
Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados |
spellingShingle |
Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados Carvalho, Eduardo Attuy Veículos subaquáticos autônomos Lógica fuzzy Controle tolerante a faltas Autonomous underwater vehicles Fuzzy logic Fault tolerant control ENGENHARIAS |
title_short |
Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados |
title_full |
Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados |
title_fullStr |
Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados |
title_full_unstemmed |
Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados |
title_sort |
Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados |
author |
Carvalho, Eduardo Attuy |
author_facet |
Carvalho, Eduardo Attuy |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Santos, Carlos Henrique Farias dos |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2021977611161895 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Reginato, Romeu |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9166033914580991 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Hönnicke, Marcelo Gonçalves |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9110318808152531 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2158368784091349 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Carvalho, Eduardo Attuy |
contributor_str_mv |
Santos, Carlos Henrique Farias dos Reginato, Romeu Hönnicke, Marcelo Gonçalves |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Veículos subaquáticos autônomos Lógica fuzzy Controle tolerante a faltas |
topic |
Veículos subaquáticos autônomos Lógica fuzzy Controle tolerante a faltas Autonomous underwater vehicles Fuzzy logic Fault tolerant control ENGENHARIAS |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Autonomous underwater vehicles Fuzzy logic Fault tolerant control |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
ENGENHARIAS |
description |
Despite the precautions taken during the design phase, the Autonomous Underwater Vehicles (AUV), object of study of this work, may suffer faults of its thrusters during the mission. This leads to losses, ranging from the excessive cost of maintenance to the loss of the vehicle. In order to deal with this type of problem, it is proposed the development of a Fault Tolerant Control (FTC) using Takagi-Sugeno fuzzy logic to compensate for the faults and failures of the thrusters in others that are healthy and in the same plane of action. Aiming to validate the developed control strategy, it has been applied in two AUV: Biointeractive-1(BA-1) and Nerov. Both vehicles have 6 thrusters, 4 horizontal and 2 vertical. Numerical simulations were carried out by using Matlab ® software into the Simulink ® package. For the vehicles traveled 20 meters on the x axis, taking into account the occurrence of fault and failure in the horizontal propeller 1 and fault in the propeller 4. The obtained results show that the compensation of the missing thrusters’ forces in the thrusters that are in the same plane of action guarantees the proper trajectory of the vehicles with accuracy and prevents abrupt oscillation of forces in the healthy thrusters. |
publishDate |
2018 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2018-08-31 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2019-04-16T13:44:17Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
CARVALHO, Eduardo Attuy. Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados. 2018. 114 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu, 2018. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://tede.unioeste.br/handle/tede/4211 |
identifier_str_mv |
CARVALHO, Eduardo Attuy. Desenvolvimento e modelagem de um controlador fuzzy takagi-sugeno tolerante a faltas aplicado em veículos subaquáticos não tripulados. 2018. 114 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu, 2018. |
url |
http://tede.unioeste.br/handle/tede/4211 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.program.fl_str_mv |
-1040084669565072649 |
dc.relation.confidence.fl_str_mv |
600 600 600 |
dc.relation.department.fl_str_mv |
-7734402124082146922 |
dc.relation.cnpq.fl_str_mv |
4518971056484826825 |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Estadual do Oeste do Paraná Foz do Iguaçu |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UNIOESTE |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Centro de Engenharias e Ciências Exatas |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Estadual do Oeste do Paraná Foz do Iguaçu |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE) instacron:UNIOESTE |
instname_str |
Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE) |
instacron_str |
UNIOESTE |
institution |
UNIOESTE |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/4211/5/Eduardo_Attuy_Carvalho_2018.pdf http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/4211/2/license_url http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/4211/3/license_text http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/4211/4/license_rdf http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/4211/1/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
462b43f81fd5acde5b015e9d881fd876 4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2f d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e bd3efa91386c1718a7f26a329fdcb468 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE - Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE) |
repository.mail.fl_str_mv |
biblioteca.repositorio@unioeste.br |
_version_ |
1811723411162923008 |