Otimização de parâmetros via metaheuristicas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1202 |
Resumo: | Este trabalho apresenta a aplicação dos métodos de otimização por enxame de partículas e por colônia de formigas na otimização dos parâmetros de um controlador não linear de estrutura variável baseado em um controlador de variância mínima generalizada. Este controlador é composto por duas parcelas distintas: uma parcela linear e outra não linear. A parcela não linear do controlador apresenta dois parâmetros que afeta diretamente o comportamento do controlador e tais parâmetros são obtidos de maneira empírica. As metaheurísticas foram aplicadas para se obter os valores otimizados destes parâmetros. Foi considerada uma função custo que leva em consideração o erro de rastreamento e a variação da ação de controle. Um exemplo numérico do projeto deste controlador também é apresentado. O controlador otimizado foi experimentado em três plantas reais: controle de velocidade de um servomecanismo, controle de nível e controle de vazão em uma planta didática industrial. Os resultados obtidos enfatizam a melhora do desempenho do controlador com os parâmetros otimizados. Também é apresentada a comparação do desempenho deste controlador com um controlador PI. |
id |
UTFPR-12_8a048905e5de3be934739102fd801f40 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/1202 |
network_acronym_str |
UTFPR-12 |
network_name_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
repository_id_str |
|
spelling |
2015-05-27T20:52:59Z2015-05-27T20:52:59Z2014-02-25BERTACHI, Arthur Hirata. Otimização de parâmetros via metaheurísticas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável. 2014. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2014.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1202Este trabalho apresenta a aplicação dos métodos de otimização por enxame de partículas e por colônia de formigas na otimização dos parâmetros de um controlador não linear de estrutura variável baseado em um controlador de variância mínima generalizada. Este controlador é composto por duas parcelas distintas: uma parcela linear e outra não linear. A parcela não linear do controlador apresenta dois parâmetros que afeta diretamente o comportamento do controlador e tais parâmetros são obtidos de maneira empírica. As metaheurísticas foram aplicadas para se obter os valores otimizados destes parâmetros. Foi considerada uma função custo que leva em consideração o erro de rastreamento e a variação da ação de controle. Um exemplo numérico do projeto deste controlador também é apresentado. O controlador otimizado foi experimentado em três plantas reais: controle de velocidade de um servomecanismo, controle de nível e controle de vazão em uma planta didática industrial. Os resultados obtidos enfatizam a melhora do desempenho do controlador com os parâmetros otimizados. Também é apresentada a comparação do desempenho deste controlador com um controlador PI.This work presents the application of particle swarm optimization and ant colony optimization in the parameters optimization of a non-linear controller with variable structure based on generalized minimum variance control. This controller is composed of two parts: linear and non-linear. The non-linear term of the controller consists of two parameters that directly affects the control action, and are obtained by trial and error. Metaheuristic methods were applied to find out the optimized values of these parameters. The cost function used in metaheuristic methods takes account the error and the control signal. A numerical example of the design of this controller is also presented. Three practical experiments were considered: a servomechanism velocity control and two control loops in a didactic industrial plant, level and flow control. Experimental results emphasize the improvement of the system performance when the optimization methods are applied. A comparision with PI controller is shown.CAPESporUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCornelio ProcopioPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaSistemas de controle digitalProgramação heurísticaInteligência coletivaDigital control systemsHeuristic programmingSwarm intelligenceOtimização de parâmetros via metaheuristicas populacionais e validação de um controlador de estrutura variávelinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCornélio ProcópioMestradoSumar, Rodrigo RodriguesAngélico, Bruno AugustoBertachi, Arthur Hiratareponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTHUMBNAILCP_PPGEE_M_Bertachi, Arthur Hirata_2014.pdf.jpgCP_PPGEE_M_Bertachi, Arthur Hirata_2014.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1303http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/7/CP_PPGEE_M_Bertachi%2c%20Arthur%20Hirata_2014.pdf.jpg33ec42eb97e2b3cf70ad28b54797d3ceMD57ORIGINALCP_PPGEE_M_Bertachi, Arthur Hirata_2014.pdfCP_PPGEE_M_Bertachi, Arthur Hirata_2014.pdfapplication/pdf6523884http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/1/CP_PPGEE_M_Bertachi%2c%20Arthur%20Hirata_2014.pdfc8d5ced0b929a6f902d6c5e5be203744MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-843http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/2/license_url321f3992dd3875151d8801b773ab32edMD52license_textlicense_texttext/html; charset=utf-818449http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/3/license_text22a1920aa1f674247f686aa62b079f76MD53license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-819874http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/4/license_rdf38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485MD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/5/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD55TEXTCP_PPGEE_M_Bertachi, Arthur Hirata_2014.pdf.txtCP_PPGEE_M_Bertachi, Arthur Hirata_2014.pdf.txtExtracted texttext/plain184936http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/6/CP_PPGEE_M_Bertachi%2c%20Arthur%20Hirata_2014.pdf.txt7586a68690c51860b22c95fb39527416MD561/12022015-05-28 03:00:51.442oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/1202TmEgcXVhbGlkYWRlIGRlIHRpdHVsYXIgZG9zIGRpcmVpdG9zIGRlIGF1dG9yIGRhIHB1YmxpY2HDp8OjbywgYXV0b3Jpem8gYSBVVEZQUiBhIHZlaWN1bGFyLCAKYXRyYXbDqXMgZG8gUG9ydGFsIGRlIEluZm9ybWHDp8OjbyBlbSBBY2Vzc28gQWJlcnRvIChQSUFBKSBlIGRvcyBDYXTDoWxvZ29zIGRhcyBCaWJsaW90ZWNhcyAKZGVzdGEgSW5zdGl0dWnDp8Ojbywgc2VtIHJlc3NhcmNpbWVudG8gZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCBkZSBhY29yZG8gY29tIGEgTGVpIG5vIDkuNjEwLzk4LCAKbyB0ZXh0byBkZXN0YSBvYnJhLCBvYnNlcnZhbmRvIGFzIGNvbmRpw6fDtWVzIGRlIGRpc3BvbmliaWxpemHDp8OjbyByZWdpc3RyYWRhcyBubyBpdGVtIDQgZG8gCuKAnFRlcm1vIGRlIEF1dG9yaXphw6fDo28gcGFyYSBQdWJsaWNhw6fDo28gZGUgVHJhYmFsaG9zIGRlIENvbmNsdXPDo28gZGUgQ3Vyc28gZGUgR3JhZHVhw6fDo28gZSAKRXNwZWNpYWxpemHDp8OjbywgRGlzc2VydGHDp8O1ZXMgZSBUZXNlcyBubyBQb3J0YWwgZGUgSW5mb3JtYcOnw6NvIGUgbm9zIENhdMOhbG9nb3MgRWxldHLDtG5pY29zIGRvIApTaXN0ZW1hIGRlIEJpYmxpb3RlY2FzIGRhIFVURlBS4oCdLCBwYXJhIGZpbnMgZGUgbGVpdHVyYSwgaW1wcmVzc8OjbyBlL291IGRvd25sb2FkLCB2aXNhbmRvIGEgCmRpdnVsZ2HDp8OjbyBkYSBwcm9kdcOnw6NvIGNpZW50w61maWNhIGJyYXNpbGVpcmEuCgogIEFzIHZpYXMgb3JpZ2luYWlzIGUgYXNzaW5hZGFzIHBlbG8ocykgYXV0b3IoZXMpIGRvIOKAnFRlcm1vIGRlIEF1dG9yaXphw6fDo28gcGFyYSBQdWJsaWNhw6fDo28gZGUgClRyYWJhbGhvcyBkZSBDb25jbHVzw6NvIGRlIEN1cnNvIGRlIEdyYWR1YcOnw6NvIGUgRXNwZWNpYWxpemHDp8OjbywgRGlzc2VydGHDp8O1ZXMgZSBUZXNlcyBubyBQb3J0YWwgCmRlIEluZm9ybWHDp8OjbyBlIG5vcyBDYXTDoWxvZ29zIEVsZXRyw7RuaWNvcyBkbyBTaXN0ZW1hIGRlIEJpYmxpb3RlY2FzIGRhIFVURlBS4oCdIGUgZGEg4oCcRGVjbGFyYcOnw6NvIApkZSBBdXRvcmlh4oCdIGVuY29udHJhbS1zZSBhcnF1aXZhZGFzIG5hIEJpYmxpb3RlY2EgZG8gQ8OibXB1cyBubyBxdWFsIG8gdHJhYmFsaG8gZm9pIGRlZmVuZGlkby4gCk5vIGNhc28gZGUgcHVibGljYcOnw7VlcyBkZSBhdXRvcmlhIGNvbGV0aXZhIGUgbXVsdGljw6JtcHVzLCBvcyBkb2N1bWVudG9zIGZpY2Fyw6NvIHNvYiBndWFyZGEgZGEgCkJpYmxpb3RlY2EgY29tIGEgcXVhbCBvIOKAnHByaW1laXJvIGF1dG9y4oCdIHBvc3N1YSB2w61uY3Vsby4KRepositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2015-05-28T06:00:51Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Otimização de parâmetros via metaheuristicas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável |
title |
Otimização de parâmetros via metaheuristicas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável |
spellingShingle |
Otimização de parâmetros via metaheuristicas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável Bertachi, Arthur Hirata Sistemas de controle digital Programação heurística Inteligência coletiva Digital control systems Heuristic programming Swarm intelligence |
title_short |
Otimização de parâmetros via metaheuristicas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável |
title_full |
Otimização de parâmetros via metaheuristicas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável |
title_fullStr |
Otimização de parâmetros via metaheuristicas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável |
title_full_unstemmed |
Otimização de parâmetros via metaheuristicas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável |
title_sort |
Otimização de parâmetros via metaheuristicas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável |
author |
Bertachi, Arthur Hirata |
author_facet |
Bertachi, Arthur Hirata |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Sumar, Rodrigo Rodrigues |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Angélico, Bruno Augusto |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Bertachi, Arthur Hirata |
contributor_str_mv |
Sumar, Rodrigo Rodrigues Angélico, Bruno Augusto |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Sistemas de controle digital Programação heurística Inteligência coletiva Digital control systems Heuristic programming Swarm intelligence |
topic |
Sistemas de controle digital Programação heurística Inteligência coletiva Digital control systems Heuristic programming Swarm intelligence |
description |
Este trabalho apresenta a aplicação dos métodos de otimização por enxame de partículas e por colônia de formigas na otimização dos parâmetros de um controlador não linear de estrutura variável baseado em um controlador de variância mínima generalizada. Este controlador é composto por duas parcelas distintas: uma parcela linear e outra não linear. A parcela não linear do controlador apresenta dois parâmetros que afeta diretamente o comportamento do controlador e tais parâmetros são obtidos de maneira empírica. As metaheurísticas foram aplicadas para se obter os valores otimizados destes parâmetros. Foi considerada uma função custo que leva em consideração o erro de rastreamento e a variação da ação de controle. Um exemplo numérico do projeto deste controlador também é apresentado. O controlador otimizado foi experimentado em três plantas reais: controle de velocidade de um servomecanismo, controle de nível e controle de vazão em uma planta didática industrial. Os resultados obtidos enfatizam a melhora do desempenho do controlador com os parâmetros otimizados. Também é apresentada a comparação do desempenho deste controlador com um controlador PI. |
publishDate |
2014 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2014-02-25 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2015-05-27T20:52:59Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2015-05-27T20:52:59Z |
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 |
BERTACHI, Arthur Hirata. Otimização de parâmetros via metaheurísticas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável. 2014. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2014. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1202 |
identifier_str_mv |
BERTACHI, Arthur Hirata. Otimização de parâmetros via metaheurísticas populacionais e validação de um controlador de estrutura variável. 2014. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2014. |
url |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1202 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) instacron:UTFPR |
instname_str |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
instacron_str |
UTFPR |
institution |
UTFPR |
reponame_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
collection |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/7/CP_PPGEE_M_Bertachi%2c%20Arthur%20Hirata_2014.pdf.jpg http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/1/CP_PPGEE_M_Bertachi%2c%20Arthur%20Hirata_2014.pdf http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/2/license_url http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/3/license_text http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/4/license_rdf http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/5/license.txt http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/1202/6/CP_PPGEE_M_Bertachi%2c%20Arthur%20Hirata_2014.pdf.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
33ec42eb97e2b3cf70ad28b54797d3ce c8d5ced0b929a6f902d6c5e5be203744 321f3992dd3875151d8801b773ab32ed 22a1920aa1f674247f686aa62b079f76 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 b9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95b 7586a68690c51860b22c95fb39527416 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1805923097456410624 |