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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Uma metodologia de projeto de controladores híbridos inteligentes com aplicações no controle ativo de vibrações mecânicas
Other Titles: A design methodology of intelligent hybrid controllers with applications to the active vibrations control in mechanical systems
metadata.dc.creator: Teixeira, Rafael Luís
metadata.dc.contributor.advisor1: Ribeiro, José Francisco
metadata.dc.contributor.referee1: Rade, Domingos Alves
metadata.dc.contributor.referee2: Lepore Neto, Francisco Paulo
metadata.dc.contributor.referee3: Fleury, Agenor de Toledo
metadata.dc.contributor.referee4: Duarte, Marcus Antônio Viana
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho propõe uma metodologia de projeto de controladores fuzzy para sistemas, que não oferecem ao projetista de controle informações intuitivas suficientes para orientá-lo na construção convencional dos controladores fuzzy. A metodologia de projeto envolve a aplicação de técnicas de inteligência artificial, onde os controlares fuzzy são obtidos a partir de um processo de otimização que utiliza os algoritmos genéticos. Esse mecanismo de otimização, por sua vez, requer o conhecimento da dinâmica do sistema. Uma rede neural artificial é então treinada para, a partir de dados de entrada e saída do sistema, modelar o comportamento dinâmico da planta. São otimizados a base de regras, o peso das regras e as funções de pertinência de entrada. A motivação do trabalho é o controle de vibrações em sistemas dinâmicos complexos, como, por exemplo, o controle de vibração em placas instrumentadas com vários sensores e atuadores piezelétricos. O trabalho apresenta os fundamentos do controle fuzzy, das redes neurais artificiais e dos algoritmos genéticos. A metodologia de controle proposta é avaliada numérica e experimentalmente no controle de mesa vibratória de um grau de liberdade e de uma viga de aço engastada-livre. A mesa é controlada por atuadores eletromagnéticos e a viga por atuadores piezelétricos. Diversos controladores são avaliados no domínio do tempo e da freqüência. O trabalho conclui que, para os casos estudados, a metodologia proposta é eficiente e aponta, ainda, nas considerações finais, alguns desdobramentos futuros da pesquisa realizada.
Abstract: This work proposes a design methodology of fuzzy controllers for systems that do not offer any intuitive information to the control designer, in order to provide guidelines to construct the fuzzy conventional controllers. The design methodology involves the application of artificial intelligence techniques, where the fuzzy controllers are obtained by an optimization process that uses genetic algorithms. For this optimization procedure, the knowledge of the system dynamics is required. From the experimental inputs and outputs of the system, an artificial neural network is trained and, in that way, it is possible to model the dynamic behavior of the plant. The rule base, the weights of the rules and the input membership functions are optimized. The goal of this methodology is the control the vibrations of complex dynamic systems, such as vibration control of plates instrumented with piezoelectric sensors and actuators. In this work, the fundamentals of fuzzy control, artificial neural networks and genetic algorithms are presented. The proposed control methodology is evaluated numerically and experimentally on the control of a vibratory system with one degree of freedom, and on a steel cantilever test beam. The first system is controlled by electromagnetic actuators and the beam is controlled by piezoelectric actuators. Many controllers are evaluated in time and frequency domains. For the studied cases, it is concluded that the proposed methodology is efficient and also some considerations are made about the future works based of the presented search.
Keywords: Lógica fuzzy
Redes neurais artificiais
Algoritmos genéticos
Controle ativo de vibrações
Fuzzy logic
Artificial neural networks
Genetic algorithms
Active vibrations control
Inteligência artificial
Lógica difusa
Redes neurais (Computação)
Algoritmos genéticos
Controle ativo de vibrações
Engenharia mecânica
Inteligência artificial
Lógica difusa
Redes neurais (Computação)
Algoritmos genéticos
Controle ativo de vibrações
Engenharia mecânica
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: TEIXEIRA, Rafael Luís. A design methodology of intelligent hybrid controllers with applications to the active vibrations control in mechanical systems. 2001. 163 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2001.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14821
Issue Date: 18-May-2001
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