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Previous issue date: 2017-06-27 / The emergence of new industrial plants with great complexity and the need to improve
the operation of existing plants has fostered the development of high performance control
systems, these systems must not only meet the design specifications, such as merit figures,
but also operate at minimal cost and impacts at environment. Motivated by this demand,
it is presented in this dissertation the development of methods for on-line tuning of control
system parameters, ie, a methodology is presented for the on-line tuning of adaptive and
optimal PID controllers via Artificial Neural Networks(ANNs). The approach developed in
this dissertation is based on three PID controllers parameters. [Artificial neural networks
with radial base functions and Model Predictive Control (MPC). From the union of these
approaches a general formulation of an Adaptive-optimal PID controller via artificial
neural networks with on-line tuning was presented. The on-line tuning methodology for
the ANN parameters is presented in the context of MPC, predicting plant output. For the
PID controller, we proposed a modification of the standard structure in order to adapt the
error function. The adjustment of the PID controller parameters and the prediction of the
optimally plant output, are performed by the ANN-RBF weights adjustments. In addition,
an indoor implementation of the control system were proposed for the positioning of a
photovoltaic panel. The performance evaluations of the proposed system were obtained
from computational experiments results that were based on mathematical models and
hardware experiments, that were obtained from a reduced model of a photovoltaic panel.
Finally, a comparison between the proposed methodology with the classical PID controller
were performed and the proposed methodology presented to be more flexible to the
insertion of new performance metrics and the results achieved from the ANN, were better
than the ones obtained by the classical PID tuning, such as: Ziegler-Nichols or trial and
error. / O surgimento de novas plantas industriais com grande complexidade e a necessidade de
melhorar a operação das plantas já existentes tem fomentado o desenvolvimento de sistemas
de controle de alto desempenho, estes sistemas devem atender não só as especificações de
projeto, tal como: figuras de mérito, mas também devem operar com um custo mínimo
e sem causar impactos desastrosos para o meio ambiente. Motivados por esta demanda,
apresenta-se nesta dissertação o desenvolvimento de métodos para sintonia online dos
parâmetros dos sistemas de controle, ie, apresenta-se uma metodologia para a sintonia
online de controladores PID adaptativo e ótimo via Redes Neurais Artificiais (RNAs). A
abordagem desenvolvida nesta dissertação tem base as ações dos controladores PID de três
termos, redes neurais artificiais com funções de base radial e Controle preditivo baseado em
modelo (MPC - Model Predictive Control), a partir da união destas abordagens elabora-se
a formulação geral do controlador PID Adaptativo-Ótimo via redes neurais artificiais, com
sintonia online. A metodologia de ajuste online dos parâmetros da RNA está no contexto
do MPC para predição de saída da planta. Para o caso do controlador PID, tem-se a
modificação da estrutura padrão com o objetivo de adaptação em função do erro. O ajuste
dos termos do controlador PID e da predição da saída na planta, de forma ótima, é realizada
pelo ajustes dos pesos da RNA-RBF. Além disso, apresenta-se a implementação indoor
do sistema de controle desenvolvido para o posicionamento de um painel fotovoltaico. As
avaliações de desempenho do sistema proposto são obtidos de resultados de experimentos
computacionais que são baseados em modelos matemáticos e experimentos em hardware
que são obtidos de um modelo reduzido de um painel fotovoltaico. Por fim, comparando
o PID clássico com o controlador desenvolvido constatou-se que este último apresenta
mais flexibilidade para inserir novas métricas de desempenho e os resultados atingidos são
melhores do que os parâmetros obtidos por meio da sintonia do PID clássica, tais como:
métodos de Ziegler-Nichols ou tentativa e erro
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede/1743 |
| Date | 27 June 2017 |
| Creators | Santos, Hilton Seheris da Silva |
| Contributors | Fonseca Neto, João Viana da |
| Publisher | Universidade Federal do Maranhão, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET, UFMA, Brasil, DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA, instname:Universidade Federal do Maranhão, instacron:UFMA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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