Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Pires, André Henrique Matias
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 do Rio Grande do Norte
Brasil
UFRN
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO
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: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56743
Resumo: Due to the increasing competitiveness in the industry, it is imperative to use more efficient tuning techniques that can in fact find controllers with the desired performance. With this proposal, optimization techniques can be used to obtain the controller parameters according to an evaluation criterion, which should encode how good a particular controller is, properly expressing the desired specifications, so that the utilized algorithm can find the desired controller. The methods traditionally used in tuning present a difficulty in expressing the desired specifications. The difficulty is due to the fact that the traditionally used criteria, in general, only use the total error information, through indices such as the Integral Absolute Error (IAE) or the Integral Square Error (ISE), which do not describe aspects of system behavior, such as if the response is very aggressive and oscillatory, steady state error, rise time and stabilization time, as a human designer would do. Some of these impressions are not well defined for references other than the step, lacking generality. Thus the optimization algorithm responsible for obtaining the controller parameters according to an evaluation function, which must actually be able to encode how good a given controller is, adequately expressing the desired specifications, so that the optimization algorithm employed can find the controller that best satisfies such a function. In view of this, a generic methodology for using wavelet analysis will be presented along with multiobjective optimization techniques to express more closely and closely related to the human behavior of the controlled system, allowing a more accurate optimization. In the proposed methodology, wavelet analysis, very present in the literature, focused on other applications, especially in the analysis of signals, sounds and images, is used to obtain descriptors that describe aspects of system behavior, such as its steady state behavior, behavior In the transient, no amplification of noise and rejection of disturbances, these descriptors become objectives that will be optimized by multiobjective techniques. The study carried out used Multiobjective Genetic Algorithm (MOGAs) techniques for optimization, due to their being widely used in the literature and known for their simplicity and efficiency.
id UFRN_7336ee8d07dd1961627c97c245d3c57e
oai_identifier_str oai:repositorio.ufrn.br:123456789/56743
network_acronym_str UFRN
network_name_str Repositório Institucional da UFRN
repository_id_str
spelling Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio WaveletControlador FuzzyWaveletOtimização de controladoresAlgoritmo genético de ordenação não dominada II - NSGA-IIAlgoritmo genético de ordenação não dominada III - NSGA-IIICNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICADue to the increasing competitiveness in the industry, it is imperative to use more efficient tuning techniques that can in fact find controllers with the desired performance. With this proposal, optimization techniques can be used to obtain the controller parameters according to an evaluation criterion, which should encode how good a particular controller is, properly expressing the desired specifications, so that the utilized algorithm can find the desired controller. The methods traditionally used in tuning present a difficulty in expressing the desired specifications. The difficulty is due to the fact that the traditionally used criteria, in general, only use the total error information, through indices such as the Integral Absolute Error (IAE) or the Integral Square Error (ISE), which do not describe aspects of system behavior, such as if the response is very aggressive and oscillatory, steady state error, rise time and stabilization time, as a human designer would do. Some of these impressions are not well defined for references other than the step, lacking generality. Thus the optimization algorithm responsible for obtaining the controller parameters according to an evaluation function, which must actually be able to encode how good a given controller is, adequately expressing the desired specifications, so that the optimization algorithm employed can find the controller that best satisfies such a function. In view of this, a generic methodology for using wavelet analysis will be presented along with multiobjective optimization techniques to express more closely and closely related to the human behavior of the controlled system, allowing a more accurate optimization. In the proposed methodology, wavelet analysis, very present in the literature, focused on other applications, especially in the analysis of signals, sounds and images, is used to obtain descriptors that describe aspects of system behavior, such as its steady state behavior, behavior In the transient, no amplification of noise and rejection of disturbances, these descriptors become objectives that will be optimized by multiobjective techniques. The study carried out used Multiobjective Genetic Algorithm (MOGAs) techniques for optimization, due to their being widely used in the literature and known for their simplicity and efficiency.Devido à crescente competitividade na indústria, torna-se imperativo o uso de técnicas de ajuste mais eficientes e que, de fato, possam encontrar controladores com o desempenho desejado. Com essa proposta, técnicas de otimização podem ser usadas para obter os parâmetros do controlador de acordo com um critério de avaliação, que deve codificar o quão bom é um determinado controlador, expressando adequadamente as especificações desejadas, para que o algoritmo empregado possa encontrar o controlador desejado. Os métodos tradicionalmente utilizados na sintonia apresentam uma dificuldade em expressar as especificações pretendidas. A dificuldade encontrada se deve a que os critérios tradicionalmente adotados, no geral, utilizam apenas a informação do erro total, através de índices como a Integral do Erro Absoluto (IEA) ou a Integral do Erro Quadrado (ISE), que não descrevem aspectos do comportamento do sistema, como se a resposta está muito agressiva e oscilatória, o erro de regime permanente, tempo de subida e tempo de estabilização, como faria um projetista humano. Além disso, algumas dessas impressões não estão bem definidas para referências diferente do degrau, carecendo de generalidade. Desse modo, o algoritmo de otimização responsável por obtenção dos parâmetros do controlador o faz de acordo com uma função de avaliação, a qual deve conseguir, de fato, codificar o quão bom é um dado controlador, expressando de forma adequada as especificações desejadas, de modo que o algoritmo de otimização empregado consiga encontrar o controlador que melhor satisfaça o problema apresentado. Em vista disso, será apresentada uma metodologia genérica de utilização da análise wavelet juntamente com técnicas de otimização multiobjetivo para se expressar o comportamento que se pretende alcançar pelo sistema controlado, de forma mais precisa e próxima da realizada pelo ser humano, permitindo uma otimização mais eficiente. Na metodologia proposta, a análise wavelet, muito presente na literatura, voltada para outras aplicações, sobretudo na análise de sinais, sons e imagens, é utilizada para obtenção de descritores que caracterizem aspectos do comportamento do sistema, como seu comportamento em regime permanente, comportamento no regime transitório, não amplificação de ruídos e rejeição a perturbações, esses descritores passam a constituir objetivos que serão otimizados por técnicas multiobjetivos. O estudo realizado utilizou técnicas de Algoritmo Genético Multiobjetivo (MOGAs) para a otimização, devido a serem amplamente utilizadas na literatura e por serem conhecidas por suas simplicidades e eficiências.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃOAraújo, Fábio Meneghetti Ugulino dehttp://lattes.cnpq.br/3540458026845596http://lattes.cnpq.br/5473196176458886Dórea, Carlos Eduardo Trabucohttps://orcid.org/0000-0002-3999-2874http://lattes.cnpq.br/0143490577842914Lima, Jean Mario Moreira deLinhares, Leandro Luttiane da SilvaAraújo Júnior, Márcio Emanuel Ugulino dePires, André Henrique Matias2023-12-21T20:05:00Z2023-12-21T20:05:00Z2023-10-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfPIRES, André Henrique Matias. Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet. Orientador: Dr. Fábio Meneghetti Ugulino de Araújo. 2023. 103f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56743info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2023-12-21T20:05:44Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/56743Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2023-12-21T20:05:44Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
dc.title.none.fl_str_mv Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet
title Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet
spellingShingle Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet
Pires, André Henrique Matias
Controlador Fuzzy
Wavelet
Otimização de controladores
Algoritmo genético de ordenação não dominada II - NSGA-II
Algoritmo genético de ordenação não dominada III - NSGA-III
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
title_short Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet
title_full Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet
title_fullStr Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet
title_full_unstemmed Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet
title_sort Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet
author Pires, André Henrique Matias
author_facet Pires, André Henrique Matias
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Araújo, Fábio Meneghetti Ugulino de
http://lattes.cnpq.br/3540458026845596
http://lattes.cnpq.br/5473196176458886
Dórea, Carlos Eduardo Trabuco
https://orcid.org/0000-0002-3999-2874
http://lattes.cnpq.br/0143490577842914
Lima, Jean Mario Moreira de
Linhares, Leandro Luttiane da Silva
Araújo Júnior, Márcio Emanuel Ugulino de
dc.contributor.author.fl_str_mv Pires, André Henrique Matias
dc.subject.por.fl_str_mv Controlador Fuzzy
Wavelet
Otimização de controladores
Algoritmo genético de ordenação não dominada II - NSGA-II
Algoritmo genético de ordenação não dominada III - NSGA-III
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
topic Controlador Fuzzy
Wavelet
Otimização de controladores
Algoritmo genético de ordenação não dominada II - NSGA-II
Algoritmo genético de ordenação não dominada III - NSGA-III
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
description Due to the increasing competitiveness in the industry, it is imperative to use more efficient tuning techniques that can in fact find controllers with the desired performance. With this proposal, optimization techniques can be used to obtain the controller parameters according to an evaluation criterion, which should encode how good a particular controller is, properly expressing the desired specifications, so that the utilized algorithm can find the desired controller. The methods traditionally used in tuning present a difficulty in expressing the desired specifications. The difficulty is due to the fact that the traditionally used criteria, in general, only use the total error information, through indices such as the Integral Absolute Error (IAE) or the Integral Square Error (ISE), which do not describe aspects of system behavior, such as if the response is very aggressive and oscillatory, steady state error, rise time and stabilization time, as a human designer would do. Some of these impressions are not well defined for references other than the step, lacking generality. Thus the optimization algorithm responsible for obtaining the controller parameters according to an evaluation function, which must actually be able to encode how good a given controller is, adequately expressing the desired specifications, so that the optimization algorithm employed can find the controller that best satisfies such a function. In view of this, a generic methodology for using wavelet analysis will be presented along with multiobjective optimization techniques to express more closely and closely related to the human behavior of the controlled system, allowing a more accurate optimization. In the proposed methodology, wavelet analysis, very present in the literature, focused on other applications, especially in the analysis of signals, sounds and images, is used to obtain descriptors that describe aspects of system behavior, such as its steady state behavior, behavior In the transient, no amplification of noise and rejection of disturbances, these descriptors become objectives that will be optimized by multiobjective techniques. The study carried out used Multiobjective Genetic Algorithm (MOGAs) techniques for optimization, due to their being widely used in the literature and known for their simplicity and efficiency.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-12-21T20:05:00Z
2023-12-21T20:05:00Z
2023-10-02
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv PIRES, André Henrique Matias. Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet. Orientador: Dr. Fábio Meneghetti Ugulino de Araújo. 2023. 103f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.
https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56743
identifier_str_mv PIRES, André Henrique Matias. Otimização de controladores fuzzy por algoritmos genéticos multiobjetivos no domínio Wavelet. Orientador: Dr. Fábio Meneghetti Ugulino de Araújo. 2023. 103f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.
url https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56743
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.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil
UFRN
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil
UFRN
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRN
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron_str UFRN
institution UFRN
reponame_str Repositório Institucional da UFRN
collection Repositório Institucional da UFRN
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@bczm.ufrn.br
_version_ 1855758759193739264