Controladores neurais adaptativos.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 1994
Autor(a) principal: CAVALCANTI, José Homero Feitosa.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10535
Resumo: 0 principal objetivo desta Tese e demonstrar que, para alguma classe de sistemas não lineares cujo modelo se conhece parcialmente, e possível empregar redes neurais artificiais multicamadas (RNMC) para implementar uma estrategia de controle adaptativa, sem que seja necessário o treinamento prévio "offline" da rede. Inicialmente, são apresentados resultados experimentais e resultados obtidos com simuladores, no controle da velocidade e do posicionamento de um motor CC. Os resultados experimentais foram obtidos com controladores convencionais, representados por controladores tipo PID e controladores adaptativos baseados em modelos de referencia, e por controladores não convencionais, representado por controladores neurais. Os resultados obtidos com os simuladores e com a comparação entre os controladores convencionais e não convencionais, foram usados para o projeto da arquitetura da rede neural artificial do controlador. Usando os principais controladores neurais descritos na literatura especializada, especificamente os controladores neurais direto, indireto e baseado em funções não lineares, foram feitos estudos experimentais e em tempo real com esses controladores. Usando o conhecimento do jacobiano do motor CC, mostrou-se que esses controladores podem se tornar controladores adaptativos. Mostrou-se também que para o motor CC, e possível transformar o controlador neural direto num controlador adaptativo. Usando-se o jacobiano da planta, desenvolveu-se o conceito de estado passivo que permite o treinamento "on line" da RNMC, sem o seu prévio treinamento "off line" , com relativa segurança, evitando um treinamento a priori prolongado da RNMC. Esse conceito também possibilitou a sintonia fina do controlador em tempo real. Algumas considerações sobre a arquitetura da RNMC foram verificadas usando o controlador neural adaptativo. Apresentou-se um método para se calcular o número ótimo dos neurônios na camada oculta da RNMC. Definiu-se o fator de adaptação para o controlador neural direto e se apresentou um método para determinar o seu valor ótimo. Para mostrar experimentalmente a capacidade de generalização do controlador neural adaptativo direto, associou-o a regras fuzzy e se implementou um sistema controlador neural adaptativo para posicionamento do braco de um pendulo invertido acoplado ao eixo de um motor CC.
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Os resultados experimentais foram obtidos com controladores convencionais, representados por controladores tipo PID e controladores adaptativos baseados em modelos de referencia, e por controladores não convencionais, representado por controladores neurais. Os resultados obtidos com os simuladores e com a comparação entre os controladores convencionais e não convencionais, foram usados para o projeto da arquitetura da rede neural artificial do controlador. Usando os principais controladores neurais descritos na literatura especializada, especificamente os controladores neurais direto, indireto e baseado em funções não lineares, foram feitos estudos experimentais e em tempo real com esses controladores. Usando o conhecimento do jacobiano do motor CC, mostrou-se que esses controladores podem se tornar controladores adaptativos. Mostrou-se também que para o motor CC, e possível transformar o controlador neural direto num controlador adaptativo. Usando-se o jacobiano da planta, desenvolveu-se o conceito de estado passivo que permite o treinamento "on line" da RNMC, sem o seu prévio treinamento "off line" , com relativa segurança, evitando um treinamento a priori prolongado da RNMC. Esse conceito também possibilitou a sintonia fina do controlador em tempo real. Algumas considerações sobre a arquitetura da RNMC foram verificadas usando o controlador neural adaptativo. Apresentou-se um método para se calcular o número ótimo dos neurônios na camada oculta da RNMC. Definiu-se o fator de adaptação para o controlador neural direto e se apresentou um método para determinar o seu valor ótimo. Para mostrar experimentalmente a capacidade de generalização do controlador neural adaptativo direto, associou-o a regras fuzzy e se implementou um sistema controlador neural adaptativo para posicionamento do braco de um pendulo invertido acoplado ao eixo de um motor CC.The principal objective of this Thesis is to demonstrate that for a class of non-linear systems with partially known models, it is possible to employ a multi-layer artificial neural network (MLANN), for an adaptative control strategy, without the need for off-line training of the neural network. Initially, some experimental results, as well as simulation results, related with the position and speed control of a d.c. motor are presented. The experimental results were obtained both with the conventional controllers like the PID controller and reference model adaptive controller and the non-conventional controller like a neural network controller. Based on the simulations studies and comparisons of the performance of the conventional and neural controllers, the configuration of a neural network controller is proposed. Using the principal neural controller strategies proposed in the literature, and more specifically the direct and indirect controllers and the ones based on non-linear functions, experimental studies were carried out for a d.c. motor drive system with these controllers. These investigations revealed that if the jacobian of a plant is known, it is possible to transform the direct neural controller into an adaptive neural controller. Based on the plant jacobian, the concept of a passive state for the plant under control is introduced. The use of this concept enables the on-line training o f the multi-layer artificial neural network in real time with a fair degree of reliability and the necessity for a prolonged off-line training of the MLANN is thus avoided. This also affords a possibility for on-line fine-tuning of the neural controller. Some architectural aspects and other characteristics of the MLANN, as an adaptive controller, have been verified. A method to determine the optimum number of neurons in the hidden layer is presented. The adaptation factor for a direct adaptive neural controller is defined and an experimental procedure to determine its value, is presented. With a view to experimentally demonstrate the possibility of the generalization of the direct neural adaptive controller, concepts of fuzzy control are combined with those of the neural control to implement a position controller for a rigid inverted pendulum arm mounted on the d.c. motor shaft.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGDEEP, Gurdip Singh.DEEP, G. S.http://lattes.cnpq.br/6322106621770962LIMA, Antonio Marcus Nogueira.LIMA, A. M. N.http://lattes.cnpq.br/2237395961717699TEIXEIRA, Ediberto Pereira.GEHLOT, Narpat Singh.NASCIMENTO, Edson.CAVALCANTI, José Homero Feitosa.1994-10-172019-12-27T16:25:36Z2019-12-272019-12-27T16:25:36Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10535CAVALCANTI, José Homero Feitosa. Controladores neurais adaptativos. 1994. 137 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal da Paraíba – Campus II - Campina Grande, Paraíba, Brasil, 1994.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UCBinstname:Universidade Católica de Brasília (UCB)instacron:UCB2021-04-14T13:28:44Zoai:localhost:riufcg/10535Repositório InstitucionalPRIhttps://repositorio.ucb.br/oai/requestsara.ribeiro@ucb.bropendoar:2021-04-14T13:28:44Repositório Institucional da UCB - Universidade Católica de Brasília (UCB)false
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