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[en] DESIGN AND ROBUST CONTROL OF A SELF-BALANCING PERSONAL ROBOTIC TRANSPORTER VEHICLE / [pt] PROJETO E CONTROLE ROBUSTO DE UM TRANSPORTADOR PESSOAL ROBÓTICO AUTO EQUILIBRANTECESAR RAUL MAMANI CHOQUEHUANCA 07 April 2011 (has links)
[pt] Nesta dissertação, um transportador pessoal robótico auto-equilibrante
(TPRE) foi desenvolvido, consistindo de uma plataforma com duas rodas que
funciona a partir do equilíbrio do indivíduo que o utiliza, assemelhando-se ao
funcionamento do clássico pêndulo invertido. Entre as características que o
TPRE tem, podem-se destacar a rapidez na movimentação, o uso de um espaço
reduzido, alta capacidade de carga, e capacidade de fazer curvas de raio nulo. Ao
contrário de veículos motorizados tradicionais, o TPRE utiliza alimentação
elétrica, portanto não gera emissões poluentes e, além disso, não contribui com
poluição sonora. Para a locomoção, são utilizados dois motores de corrente
contínua de potências entre 0,7HP e 1,6HP. Para medir o ângulo de inclinação e
a velocidade da variação do ângulo de inclinação, é utilizado um acelerômetro
de três eixos e um girômetro de um eixo. Para indicar a direção do TPRE, foi
utilizado um potenciômetro deslizante. A modelagem dinâmica do sistema foi
feita usando o método de Kane, utilizada posteriormente em simulações na
plataforma Matlab. O controlador lê os sinais provenientes do acelerômetro, do
girômetro e do potenciômetro deslizante, e envia o sinal de controle, em forma
de PWM, a placas controladoras de velocidade dos motores, usando a linguagem
eLua. Os algoritmos de controle desenvolvidos neste trabalho foram PID, Fuzzy
e Robusto, tendo como variáveis de controle o erro e a velocidade da variação do
erro do ângulo de inclinação. Experimentos demonstram que os controles Fuzzy
e Robusto reduzem significativamente as oscilações do sistema em terrenos
planos em relação ao PID. Verifica-se também uma maior estabilidade para
terrenos irregulares ou inclinados. / [en] A Self Balancing Personal Transporter (SBPT) is a robotic platform with
two wheels that functions from the balance of the individual who uses it,
resembling the operation of classic inverted pendulum. In this thesis, a SBPT is
designed, built and controlled. Among the features from the developed SBPT, it
can be mentioned: relatively high speeds, agility, compact aluminum structure,
zero turn radius, and high load capacity, when compared to other SBPT in the
market. Unlike traditional motor vehicles, the SBPT uses electric power, so there
is no polluent emissions to the environment and no noise pollution. It is powered
by two motors with output powers between 0.7HP and 1.6HP. To measure the
tilt angle and its rate of change, a three-axis accelerometer and a gyroscope are
used. The turning commands to the SBPT are sent through a potentiometer
attached to the handle bars. The method of Kane is used to obtain the system
dynamic equations, which are then used in Matlab simulations. The controller,
programmed in eLua, reads the signals from the accelerometer, gyroscope and
potentiometer slider, process them, and then sends PWM output signals to the
speed controller of the drive motors. This thesis studies three control
implementations: PID, Fuzzy and Robust Control. The control variables are the
error and error variation of the tilt angle. It is found that the Fuzzy and Robust
controls are more efficient than the PID to stabilize the system on inclined
planes and on rough terrain.
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Hardware Reconfigurável para Controladores Nebulosos. / Reconfigurable hardware for fuzzy controllers.Paulo Renato de Souza e Silva Sandres 22 February 2013 (has links)
Controle de processos é uma das muitas aplicações que aproveitam as vantagens do uso da teoria de conjuntos nebulosos. Nesse tipo de aplicação, o controlador é, geralmente, embutido no dispositivo controlado. Esta dissertação propõe uma arquitetura reconfigurável eficiente para controladores nebulosos embutidos. A arquitetura é parametrizável, de tal forma, que permite a configuração do controlador para que este possa ser usado na implementação de qualquer aplicação ou modelo nebuloso. Os parâmetros de configuração são: o número de variáveis de entrada (N); o número de variáveis de saída (M); o número de termos linguísticos (Q); e o número total de regras (P). A arquitetura proposta proporciona também a configuração das características que definem as regras e as funções de pertinência de cada variável de entrada e saída, permitindo a escalabilidade do projeto. A composição das premissas e consequentes das regras são configuráveis, de acordo com o controlador nebuloso objetivado. A arquitetura suporta funções de pertinência triangulares, mas pode ser estendida para aceitar outras formas, do tipo trapezoidal, sem grandes modificações. As características das funções de pertinência de cada termo linguístico, podem ser ajustadas de acordo com a definição do controlador nebuloso, permitindo o uso de triângulos. Virtualmente, não há limites máximos do número de regras ou de termos linguísticos empregados no modelo, bem como no número de variáveis de entrada e de saída. A macro-arquitetura do controlador proposto é composta por N blocos de fuzzificação, 1 bloco de inferência, M blocos de defuzzificação e N blocos referentes às características das funções de pertinência. Este último opera apenas durante a configuração do controlador. A função dos blocos de fuzzificação das variáveis de entrada é executada em paralelo, assim como, os cálculos realizados pelos blocos de defuzzificação das variáveis de saída. A paralelização das unidades de fuzzificação e defuzzificação permite acelerar o processo de obtenção da resposta final do controlador. Foram realizadas várias simulações para verificar o correto funcionamento do controlador, especificado em VHDL. Em um segundo momento, para avaliar o desempenho da arquitetura, o controlador foi sintetizado em FPGA e testado em seis aplicações para verificar sua reconfigurabilidade e escalabilidade. Os resultados obtidos foram comparados com os do MATLAB em cada aplicação implementada, para comprovar precisão do controlador. / Process control is one of the many applications that benefits from fuzzy control. In this kind of application, the controller is usually embedded in the controlled device. This dissertation proposes a reconfigurable architecture for efficient embedded fuzzy controllers. The architecture is customizable, as it allows the controller configuration to be used to implement any fuzzy model. The configuration parameters are: the number of input variables (N); the number of output variables (M); the number of linguistic terms (Q); and the total number of rules (P). The proposed architecture also enables the configuration of the characteristics that define the rules and membership functions of each input and output variable, allowing for an optimal scalability of the project. The composition of the antecedent and consequent of the rules are configurable, according to the fuzzy model that is being implemented. A priori, the architecture supports triangular membership functions, but it can be extended to accommodate other forms, such as trapezium, without major modifications. The characteristics of the lines, forming the membership functions of the linguistic terms, can be adjusted according to the definition of the fuzzy model, allowing the use of non-isosceles and isosceles triangles. Virtually, there are no limits on the number of rules or linguistic terms used in the model, as well as the number of input and output variables. The macro-architecture of the proposed controller is composed of N fuzzification blocks, 1 inference block, M defuzzification blocks and N blocks to handle the characteristics of the membership functions. This block operates only during the controller setup. The work done by the fuzzification blocks of the input variables is executed in parallel, as well as the computation performed by the defuzzification blocks of the output variables. The duplication of the fuzzification and defuzzification blocks accelerates the process of yielding the final response of the controller. Several simulations were performed to verify the correct operation of the controller, which is specified in VHDL. In a second stage, to evaluate the controller performance, the architecture was synthesized into a FPGA and tested with six applications to verify the reconfigurability and scalability of the design. The results obtained were compared with the ones obtained from MATLAB for each of the implemented applications, to demonstrate the accuracy of the controller.
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[en] FUZZY CONTROL OF AN AUXILIARY NAVIGATION SYSTEM FOR A HYBRID AMBIENT ROBOT / [pt] CONTROLE FUZZY DE UM SISTEMA AUXILIAR DE NAVEGAÇÃO DE UM ROBÔ AMBIENTAL HÍBRIDOCRISTHIAN JULIAN GOMEZ LIZCANO 16 May 2016 (has links)
[pt] Nas últimas décadas o avanço tecnológico tem atingido altos níveis de
desenvolvimento, sendo as técnicas de inteligência computacional um dos
principais campos em expansão devido à sua aplicabilidade nas diferentes áreas
industriais. Uma das principais técnicas com aplicabilidade no setor da robótica é
a Lógica Fuzzy, que permite aumentar as características de autonomia dos robôs.
Atualmente a indústria brasileira vem desenvolvendo novos métodos robotizados
para as tarefas de monitoramento e inspeção de gasodutos. No caso particular do
gasoduto Coari-Manaus, foi desenvolvido o Robô Ambiental Híbrido Médio
(RAHM), o qual possui um Sistema Primário de Navegação (SPN), mas não um
Sistema Auxiliar de Navegação (SAN) para uso em caso de falha. Este trabalho
tem como principal objetivo desenvolver um Sistema de Navegação Auxiliar
controlado através da Lógica Fuzzy, de forma a auxiliar a navegação autônoma do
robô em case de falha do SPN. O trabalho envolveu o projeto da eletrônica e de
um sistema de inferência fuzzy para oferecer um controle adequado na navegação do
robô em casos de emergência. O SAN é avaliado através de um estudo de caso
comparativo, confirmando os benefícios que a Lógica Fuzzy oferece para o Sistema
Auxiliar de Navegação. / [en] Technological progress has reached high levels of development in the last
decades and computational intelligence techniques have been one of the main
expanding fields due to their applicability in different industrial areas. One of
those techniques that can be used in the field of robotics is Fuzzy Logic, which
contributes to an increase in the autonomy of robots. Brazilian industry has been
developing new robotics methods for monitoring and inspection tasks of
pipelines. In the particular case of Coari-Manaus pipeline the Environmental
Hybrid Medium Robot (RAHM) has been developed. This robot has a primary
navigation system (PNS), but lacks an Auxiliary Navigation System (ANS) to be
used in the case of failure. This dissertation has as its main objective developing
an Auxiliary Navigation System controlled through Fuzzy Logic to help
autonomous navigation in the case of the PNS failure. The work has involoved
the electronic project and the design of a fuzzy inference system for an adequate
control of the robot navigation of Robot in an emergency. The ANS is evaluated
through a comparative case study and results confirm the benefits from using
Fuzzy Logic in the design of the Auxiliary Navigation System.
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Caracterização e desenvolvimento de um atuador de força utilizando material de memória de formaOliveira, Samuel de 02 February 2015 (has links)
Submitted by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-11-11T15:09:33Z
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Previous issue date: 2015-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This paper presents an experimental design of a power control system and position,
using, as actuator, a coil spring of Shape Memory Alloy (SMA), consisting of Ni-Ti alloys, in
an adapted screw table. A controller, closed loop, based on Fuzzy logic has been modeled to
control the force exerted by the spring which the spring is manipulating by the temperature. In
this work, the spring temperature was controlled by an electric current, which produces heat
generation by Joule effect. A restoring spring was used to make the shape memory spring to
restore the system to its original position. To supply the shape memory spring we used a
controlled current source, whose current value that determines the desired force applied which
is measured with a load cell and position by a camera connected a computer. The shape
memory spring characteristics were determined from conventional approach to helical traction
springs, and then characterized by Differential Scanning Calorimetry (DSC). The Fuzzy
controller was modeled on LabVIEW installed on a computer equipped with a data
acquisition system. The experimental results were obtained from tests on test bench, with the
shape memory alloy spring with and without training. / Neste trabalho apresenta-se um projeto experimental de um sistema de controle de
força e de posição utilizando, como atuador, uma mola helicoidal de Liga de Memória de
Forma (LMF), constituída de ligas de Ni-Ti, em uma mesa de fuso adaptada. Um controlador,
em malha fechada, baseado em Lógica Fuzzy foi modelado para controlar a força exercida
pela mola, a qual é manipulada através da temperatura da mola. Neste trabalho, a temperatura
de mola foi controlada através de uma corrente elétrica, que produz geração de calor através
do efeito Joule. Uma mola restauradora foi utilizada para fazer a mola de memória de forma
restaurar o sistema à sua posição original. Para alimentar a mola de memória de forma
utilizou-se uma fonte de corrente continua controlada, cujo valor dessa corrente determina a
força aplicada desejada a qual foi medida com uma célula de carga e a posição através de uma
câmera conectada a um computador. As características da mola de memória de forma foram
determinadas a partir de abordagem convencional para molas helicoidais de tração, e em
seguida caracterizada, através de calorimetria diferencial de varredura (DSC). O controlador
Fuzzy foi modelado no ambiente LabVIEW instalado em um computador equipado com um
sistema de aquisição de dados. Os resultados experimentais foram obtidos em ensaios
realizados na bancada de teste, com a mola de liga de memoria de forma com e sem
treinamento.
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Aplicações de técnicas de controle Fuzzy em sistemas de abastecimento de água visando melhoria no rendimento energético e hidráulicoCamboim, Wil Lavor Lucena 30 October 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2012-10-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This paper presents the development of a fuzzy system, in LabviewTM environment for the pressure control of distribution of water through two sets of motor-driven pump drives. The drive motor-pump sets is accomplished with three-phase induction motors with variable speed in order to save electricity and water. For this we developed an experimental bench instrumentalized emulating a real supply system. The proposed system consists of motor-pump assemblies in parallel due to varying flow demand required. These two charging system to generate a large number of possibilities mode associations of the motor-pump assemblies with different rotational speeds. The Fuzzy controller identifies the best option for the energy consumption and system performance and makes the decision alluding to the state of the engines (on, off or partial rotation speed). This entire process is performed under the condition of meeting the demand flow system, and maintain constant pressure at a predetermined value. To validate the controller were performed several tests that proved the efficiency of the control system and its influence on the consumption of electricity and water. It can be concluded that the performance of the fuzzy system has proved satisfactory, and can be deployed with relative ease other water distribution systems with similar characteristics. The results brought, besides the reduction of energy consumption, conservation of pressure at constant levels, increasing the degree of system reliability and the probable reduction of maintenance costs. / Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento de um sistema Fuzzy, em ambiente LabviewTM, para o controle de pressão de redes de distribuição de água, por meio de dois conjuntos motor-bomba acionados por conversores de frequência. O acionamento dos conjuntos motor-bomba é realizado com motores de indução trifásico com velocidade de rotação variável visando a economia de energia elétrica e água. Para isso foi desenvolvido uma bancada experimental instrumentalizada emulando um sistema de abastecimento real. O sistema proposto é constituído de conjuntos motor-bomba em paralelo, devido à variação de demanda de vazão requerida. Essas duas imposições geram ao sistema um grande número de possibilidades do modo de associações dos conjuntos motor-bomba, com velocidades de rotação diferentes. O controlador Fuzzy identifica a melhor opção, referente ao consumo energético e rendimento do sistema e toma a decisão alusiva ao estado dos motores (ligado, desligado ou com velocidade de rotação parcial). Todo esse processo é realizado na condição de atender a demanda de vazão do sistema, além de manter a pressão constante em um valor pré-determinado. Para validação do controlador foram realizados diversos testes que comprovaram a eficiência do sistema de controle e a influência desse no consumo de energia elétrica e água. Pode-se concluir que o desempenho do sistema Fuzzy se mostrou satisfatório, podendo ser implantado com relativa facilidade em outros sistemas de distribuição de água com características similares. Os resultados trouxeram, além da redução do consumo energético, a conservação da pressão em níveis constantes, o aumento do grau de confiabilidade do sistema e a provável redução dos custos com manutenção.
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Controle inteligente para a navegação de veículos submarinos semi-autônomos. / Intelligent control for navigation of semi-autonomous submarine vehicles.Lizbeth Leonor Paredes Aguilar 29 August 2007 (has links)
O emprego de técnicas de controle para veículos submarinos, envolve muitas questões de interesse prático e teórico. Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento de um sistema de controle inteligente e adaptativo a ser aplicado na navegação de veículos submarinos semi-autônomos (VSSAs). Utiliza-se uma técnica baseada no controle nebuloso (fuzzy), visando gerenciar o veículo submarino no controle de velocidade, profundidade, orientação e na evasão de obstáculos. A operação de veículos submarinos usando a técnica proposta, exige a definição, análise e tratamento de um vasto conjunto de comandos complexos manipulados pelo controlador. A metodologia utilizada divide a ação de controle em 3 fases. A primeira trata do posicionamento inicial do veículo submarino, a segunda fase trata da sua navegação e a fase final de gerenciar o comportamento do veículo próximo da posição-objetivo. A implementação funcional do controlador e dividida em módulos. O primeiro módulo informa o comportamento do ambiente e do próprio veículo, fornecendo dados iniciais sobre seu posicionamento e sua profundidade; um segundo módulo trata da presença de obstáculos em diferentes direções com dados fornecidos por sonares e assim determina as ações para a evasão de obstáculos. A ação de controle e estabelecida usando conceitos da teoria nebulosa (fuzzy) no universo de discurso, através de variáveis lingüísticas e de regras de inferência definidas a partir do conhecimento de especialistas, que envolvem a imprecisão característica do comportamento humano. As informações no final do processo são concentradas, de forma que a ação de controle e determinada para que possa enviar sinais de controle aos atuadores. / The design of underwater vehicle involves a very large number of practical and theoretical problems. In this work, it is tackled the development of a intelligent and adaptive controller, to be used in the navigation of semi-autonomous underwater vehicles (SAUV). To achieve this goal, a technique based on the fuzzy theory was employed to control the vehicle movements, including the evasion of obstacles. The operation of underwater vehicles using this approach demands the definition and treatment of a vast set of complex commands, manipulated by the controller. The control action is subdivided into three stages, the first one deals the control action during the initial positioning of the vehicle, a second stage deals with the navigation itself and the final stage deals the control action when the vehicle is close to the objective-position. The functional development of the controller was also subdivided into modules. The first module deals with the management of input data such as environmental disturbances and initial vehicle position, such as depth of the vehicle. The second module deals the detection of obstacles in different directions and the optimal evasion action to avoid collisions. The control action during a mission is established using concepts of the Fuzzy theory in the universe of speech, through linguistic variables and rules of inference defined from the knowledge of specialists, involving the characteristic imprecision of human behavior. In the end of the process, the information is defuzzificated, so that control actions are determined, allowing a practical implementation.
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Lógica difusa para controle não convencional de uma viga inteligente. / Fuzzy logic for non-conventional control of an intelligent beam.Renato Kazuki Nagamine 02 August 2001 (has links)
Os avanços da indústria aeronáutica têm sido garantidos pelo emprego de tecnologias inovadoras. Para controle aeroelástico o conceito de estrutura inteligente tem ganho cada vez mais espaço. Uma estrutura inteligente é um sistema de controle estrutural onde elementos estruturais, sensores, atuadores, leis de controle, eletrônica associada e processamento de sinais estão altamente integradas garantindo aumento de desempenho. Os desenvolvimentos nesta área têm sido muito animadores e envolve uma série de disciplinas. Nesse contexto, o presente trabalho tem como meta estudar uma estrutura inteligente onde a lei de controle é representada através da lógica difusa. Esse método não convencional de controle tem proporcionado avanços no trato de sistemas complexos, não lineares e com parâmetros imprecisos e ambíguos. Um modelo em elementos finitos de uma viga inteligente com atuadores piezelétricos incorporados é desenvolvido. O modelo baseia-se nas hipóteses de viga Euler-Bernoulli e no princípio variacional eletromecânico. O modelo em elementos finitos é validado para garantir o uso no projeto do controlador não convencional. Estratégias de controle não convencional baseadas em dois tipos de metodologia difusa para controle, isto é, modelo de Mamdani e de Takagi-Sugeno-Kang, são estudas. O controlador difuso é aplicado para reduzir a resposta vibratória da viga inteligente quando submetida a distúrbios mecânicos externos. Um estudo comparativo das duas metodologias de controlador difuso é realizado e discutido. Os resultados satisfatórios alcançados mostram que o uso de controladores difusos para alívio de vibrações em vigas com atuadores piezelétricos é apropriado. Também se observou que o modelo Takagi-Sugeno-Kang é o que mais se ajustou as necessidades e requerimentos do problema. / The advances in aeronautical industry have been ensured by the application of novel technologies. For aeroelastic control the intelligent structure concept has become increasingly important. An intelligent structure is a structural control system in which structural elements, sensors, actuators, control laws, associated electronics, and signal processing are highly integrated providing better performance. The developments in this area have been encouraging and multi-disciplinar. In this context, this work aims studying control laws for intelligent structures represented through the fuzzy logic. This non-conventional method for control has provided advances in treating complex, non-linear, imprecise, and ambiguous systems.A finite element model of an intelligent beam with piezoelectric actuators is developed. The model is based in the assumptions of an Euler-Bernoulli beam and the electromechanic variational principle. The finite element model is validated to ensure its use in non-conventional control design. Non-conventional control strategies based on the two fuzzy control methodologies, that are, the Mamdani and Takagi-Sugeno-Kang models, are investigated. The fuzzy control is applied to reduce the vibratory response of the intelligent beam due to external mechanical disturbances. A comparison between the two fuzzy control methodologies is shown and discussed. The satisfactory results achieved by this work have shown that the application of fuzzy control for the alleviation of vibrations in beams with piezoelectric actuators is appropriate. It is also observed that the Takagi-Sugeno-Kang fuzzy model has presented a better performance when compared with the Mamdani one.
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Estrategias de decisão para o planejamento de circulação de trens em tempo real / Decision making strategies for real time trains movement planningTazoniero, Alexandre 29 June 2007 (has links)
Orientador: Fernando Antonio Campos Gomide / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T00:48:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2007 / Resumo: O transporte ferroviário tem grande participação no transporte de cargas e passageiros em todo o mundo. No Brasil a malha ferroviária sofreu um processo de abandono e deterioração no período de 1960 a 1990. A partir de 1990 a privatização da rede ferroviária nacional iniciou uma retomada de investimentos e nos últimos anos à demanda por transporte ferroviário vem crescendo significativamente. É necessário, então, que os recursos da ferrovia sejam utilizados de maneira eficiente para atender a crescente demanda, o que exige planejamento estratégico, táctico e operacional. No nível operacional uma das principais etapas e também umas das mais carentes de ferramentas computacionais é o Planejamento de Circulação de trens. O processo operacional de uma ferrovia é dinâmico, sujeito a inúmeras interferências imprevisíveis e uma ferramenta computacional para o apoio ao planejamento de circulação de trens deve fornecer soluções com tempo de processamento compatível com essa realidade. Este trabalho propõe algoritmos para o planejamento de circulação de trens em tempo real, utilizando metodologias de inteligência computacional e conjuntos nebulosos. Um algoritmo objetiva decidir localmente a preferência entre trens concorrendo pelo uso de um segmento de linha singela de modo a seguir uma referência de percurso fornecida por algum algoritmo de otimização ou por um especialista. Outro algoritmo decide, além da preferência entre trens, a velocidade de percurso dos trens para mantê-los o mais próximo possível de suas referências. O terceiro algoritmo usa elementos de busca em árvore para obter uma solução para o planejamento de circulação de trens. É feito um estudo comparativo dos algoritmos aqui propostos e de algoritmos existentes na literatura. O estudo comparativo é feito a pm1ir de instâncias pequenas de problema de planejamento de circulação e uma instância que considera dados reais de uma ferrovia brasileira. Os resultados mostram que os algoritmos propostos obtêm soluções próximas às ótimas para as instâncias pequenas e soluções satisfatórias para o caso real / Abstract: Railways plays a major role in freight and passenger transportation in the whole world. The Brazilian railway system has suffered a process of abandon and deterioration from 1960 to 1990. Since 1990 the privatization of the national railways brought new investments and in the last years the demand for railway transportation has increased significantly. Railway resources must be efficiently managed to match the increasingly transportation demand. This requires efficient strategic, tactical and operational planning. One of the main tasks at the operational planning level concerns train circulation and associated tools. Railway operation is a very dynamic process because trains are subject to many unexpected interferences. Computational tools to help trains circulation planning must provide solutions in a time range consistent with real-time needs. This work suggests algorithms for real-time train movement planning, using computational intelligence and fuzzy set theory methodology. One of the algorithms decides the preference between trains competing for a single line track at the same moment. The aim is to drive train circulation as dose as possible to reference trajectories supplied by human experts, global optimization algorithms or both. Other algorithm decides preference between trains and chose the velocity with which trains must travel to remain as dose as possible to its references. The third algorithm uses depth search algorithm to obtain a solution for train circulation problems. A comparative study considering the algorithms proposed herein and algorithms suggested in the literature. The comparative study is done using small railway system instances. Data of a major Brazilian railway is adopted to illustrate how the algorithms behave to solve larger instances. Results show that the algorithms here proposed obtain near optimal solutions for small instances and satisfactory solutions for the real case / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica
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Modeling and Control of an Electro-Pneumatic Actuator System Using On/Off ValvesHåkansson, Klas, Johansson, Mikael January 2007 (has links)
To control the exhaust gas recirculation (EGR) and the exhaust brake, the position of a butterfly valve connected to a piston inside a pneumatic cylinder is controlled by altering the pressure inside the cylinder. This thesis evaluates the possibility to do this with pulse width modulation (PWM) controlled On/Off valves. The whole electro-pneumatic actuator system is built out of two On/Off valves and a cylinder. A mathematical model of the system is constructed. The complete system model on state space form consists of nine states and is nonlinear. The model captures the dynamics of the system. The statics of the system is not captured as accurately. The model is still good enough to be used as aid when developing control strategies, since position feedback is available. Automatic control strategies for the system are first developed and tested in simulation. The first approach is PID control. Because of the nonlinear properties of the system the results from a PID with a constant proportional part is unsatisfactory. To cope with the nonlinearities, a fuzzy controller is constructed; the results prove somewhat better, but not as good as expected due to implementation difficulties. In a test bench the system is controlled by a P controller with feedforward from position. The feedforward strongly reduces the nonlinear behavior of the system. With this implementation the results that were hoped for with the fuzzy controller are reached.
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Návrh a porovnání klasického a fuzzy regulátoru pro automatické udržení výšky letu / Concept and comparison of classic and fuzzy regulator for automatic flight level controlUhlíř, Zdeněk January 2009 (has links)
Účelem této práce je navrhnout zjednodušené modely klasického a fuzzy regulátoru pro automatické udržení výšky letu a porovnat jejich vlastnosti. Cílem je vyšetřit, zda fuzzy regulátor neprojeví lepší chování než klasický. Prostředkem pro návrh a srovnání vlastností obou regulátorů je posouzení odezev modelu systému letadlo-regulátor na požadavek změny výšky a modelu turbulence. Simulace jsou realizovány s pomocí prostředí MATLAB SIMULINK.
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