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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-4965-3470
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Seleção aleatória da estrutura de modelos com auxílio da taxa de redução do erro e herança genética
Alternate title (s): Randomized model structure selection aided by error reduction rate and genetic inheritance
Author: Fagundes, Luis Paulo
First Advisor: Morais, Aniel Silva de
First coorientator: Oliveira-Lopes, Luis Claudio
First member of the Committee: Souza Junior, Mauricio Bezerra de
Second member of the Committee: Avelar, Henrique José
Third member of the Committee: Carrijo, Renato Santos
Fourth member of the Committee: Ramos , Daniel Costa
Summary: Os sistemas presentes na indústria e na ciência são comumente não lineares, o que fez com que métodos para a seleção da estrutura deste tipo de sistema fossem amplamente estudadas ao longo dos últimos trinta anos. Existem muitos métodos na literatura para lidar com a etapa de seleção da estrutura de modelos no processo de identificação de sistemas, embora estes métodos tenham seus benefícios específicos, eles enfrentam algumas dificuldades em gerar modelos parcimoniosos. Neste trabalho, dois métodos baseados na Seleção Aleatória da Estrutura de Modelos (Randomized Model Structure Selection - RaMSS) são introduzidos com o objetivo de lidar com o problema da seleção da estrutura. O primeiro, chamado de Seleção Aleatória da Estrutura de Modelos com Taxa de Redução do Erro (\textit{Randomized Model Structure Selection with Error Reduction Ratio - RaMSS-ERR}) usa a taxa de redução do erro como um pré filtro para a análise e seleção dos termos, melhorando a convergência, e o segundo, Seleção Aleatória da Estrutura de Modelos com Herança Genética (Randomized Model Structure Selection with Genetic Inheritance - RaMSS-EGI) que utiliza um processo de herança genética com o objetivo de acelerar a convergência. Os métodos foram aplicados em modelos de referência comumente usados na literatura de uma entrada e uma saída, e também em modelos de múltiplas entradas e múltiplas saídas identificando os com maior parcimônia do que alguns métodos presente na literatura. Foram ainda aplicados na identificação de sistemas com grandes conjuntos de regressores candidatos, na identificação de um reator tanque agitado contínuo e em uma coluna C3/C4. Os resultados mostram que os métodos propostos podem ser utilizados para identificar ambas estruturas, lineares e não lineares com um número reduzido de iterações, tempo de processamento computacional e número de modelos explorados.
Abstract: The systems present in industry and science are commonly non-linear, which has made methods for selecting the structure of this type of system widely studied over the last thirty years. There are several methods in literature to deal with the model structure selection in system identification, although these methods have their specific benefits, they face some difficulties in selecting a parsimonious model structure. In this work, two methods based on the Randomized Model Structure Selection (RaMSS), are introduced in order to deal with the model structure selection problem. The first one, named Randomized Model Structure Selection with Error Reduction Ratio (RaMSS-ERR), uses the error reduction rate as a pre-filter in the terms analysis, improving the convergence, the second one, Randomized Model Structure Selection with Genetic Inheritance (RaMSS-EGI) uses a genetic inheritance in order to get faster convergence. The methods were applied to reference models commonly used in the literature of single input and single output, and in models with multiple input and multiple outputs identifying it with more parsimony than some methods present in the literature. They were also applied in the identification of systems with a large candidate regressor set, in the identification of a continuous stirred-tank reactor, and in a C3/C4 column system. The results show that the proposed methods may be used to identify both linear and nonlinear model structures with a reduced number of iterations, computational time, and number of explored models.
Keywords: Identificação de sistemas
Seleção da estrutura aleatória
Taxa de redução do erro
Seleção da estrutura
NARX
MIMO
System Identification
Randomized model structure selection
Error reduction rate
Structure Selection
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAO
Subject: Engenharia Elétrica
Análise estrutural (Engenharia) - Modelos matemáticos
Análise estrutural (Engenharia) - Programas de computador
Simulação por computador
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: FAGUNDES, Luis Paulo. Seleção aleatória da estrutura de modelos com auxílio da taxa de redução do erro e herança genética. 2022. 132 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.391
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.391
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35342
Date of defense: 22-Jul-2022
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

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