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Tipo do documento: Dissertação
Título: COEFICIENTES DE CORRELAÇÃO COMO MÉTRICA DE AVALIAÇÃO DAS ESTRATÉGIAS DE CONTROLE INTELIGENTE FEL E MNFEL.
Título(s) alternativo(s): COEFFICIENTS OF CORRELATION AS METRIC OF EVALUATION OF CONTROL STRATEGIES INTELLIGENT FEL AND MNFEL.
Autor: SANTOS, Alex Newman Veloso dos 
Primeiro orientador: OLIVEIRA, Alexandre César Muniz de
Primeiro coorientador: RIBEIRO, Paulo Rogério de Almeida
Primeiro membro da banca: OLIVEIRA, Alexandre César Muniz de
Resumo: Sistemas de controle têm sido largamente utilizados nas mais diversas áreas: plantas industriais, robótica, medicina etc. Assim sendo, novas técnicas são frequentemente sugeridas para melhorar esses sistemas. Feedback-Error-Learning (FEL) é uma estratégia de controle inteligente que emprega uma rede neural ao lado de um controle convencional, por exemplo um Proporcional-Integral-Derivativo (PID) que é um dos mais usados na indústria. Um melhor controle é obtido com FEL a partir da aquisição do modelo inverso ou da compensação pela não-linearidade. Adicionalmente, tem-se a estratégia Multi-Network-Feedback-Error-Learning (MNFEL), que é baseada na FEL e utiliza múltiplas redes neurais, que pode melhorar mais o controle. Os trabalhos que utilizam FEL e MNFEL presumem que a adição das redes neurais irá melhorar o controle, no entanto, não existem muitos trabalhos que contabilizem o grau de contribuição da rede no sistema de controle. Uma pesquisa anterior propôs uma métrica baseada no Coeficiente de Correlação de Pearson (CP). Entretanto, essa métrica assume algumas condições de funcionamento que podem não ser garantidas nos sistemas de controle. Este trabalho visa propor duas abordagens baseadas no Coeficiente de Spearman (CS) e CP. A metodologia de avaliação é dividida em duas fases. A primeira fase determina o comportamento esperado do CS a partir da análise da correlação inicial entre o erro quadrático da planta e o controlador convencional, sendo essa antes do uso das estratégias FEL e MNFEL. A segunda fase avalia o comportamento do coeficiente durante o treinamento das redes. Duas plantas industriais foram utilizadas neste trabalho: Forno de Pelotização e Serpentina de Refrigeração. Os resultados mostraram que: i) a abordagem do trabalho anterior, isto é usando o CP, pode induzir a conclusões precipitadas sobre o sistema em análise; ii) a abordagem proposta, usando CS, demonstrou – em ambas as plantas – o grau de contribuição das rede durante a melhoria do sistema de controle; iii) o CS – durante o treinamento das redes neurais – pode antecipar que o uso dessas redes não irá melhorar substancialmente o controle do sistema. Assim sendo, constata-se que a métrica proposta é capaz de avaliar a contribuição das redes neurais para melhoria do controle, assim como indica que essas redes podem não contribuir no sistema de controle.
Abstract: Control systems have been largely used in many fields such as industrial plants, robotics, medicine and so on. Therefore, new techniques are frequently proposed to enhance these systems. Feedback-Error-Learning (FEL) is an intelligent control strategy which applies a neural network alongside a conventional controller, as an example the ProportionalIntegral-Derivative (PID) that is the most used on the industry. The enhanced control is achieved in FEL by the acquisition of the inverse model or the non-linearity compensation. Moreover, Multi-Network-Feedback-Error-Learning (MNFEL), which is based on FEL, uses multiple neural networks that can lead to a better control. FEL and MNFEL works assume that enhanced controls are achieved by adding neural networks, however, there are few works account for the network’s degree of contribution to the control system. A previous research proposed a metric based on Pearson product-moment correlation coefficient (PC). However, this metric assumes working conditions that may not be met in control systems. This works aims to propose two approaches based on Spearman Coefficient (SC) and PC. The evaluation methodology is comprised of two phases. The first phase, placed before the intelligent control strategy insertion, determines the expected SC behavior based on the initial analysis of the correlation between the squared error and the conventional controller. The second phase evaluates the coefficient behavior during the neural network training. Two industrial plants were used in this work: Burner group of a Pelletizing plant and Cooling Coil plant. The results shown: i) the previous work approach using PC may lead to precipitated conclusions about the system in analysis; ii) the proposed approach using SC demonstrated – in both plants – the neural networks’ degree of contribution while enhancing the control; iii) the SC – during the networks’ training – can preview that those networks will or not significantly enhance the control, i.e. indicating that those networks may not contribute in the control system. Thus, the proposed approach, which uses PC and SC, may calculate the contribution of the neural networks during the improvment of the control system with FEL and MNFEL.
Palavras-chave: Métricas de Controle Inteligente; Coeficiente de Spearman; FeedbackError-Learning; Multi-Network-Feedback-Error-Learning
Intelligent Controle Metrics; Spearman Correlation Coefficient; FeedbackError-Learning; Multi-Network-Feedback-Error-Learning
Área(s) do CNPq: Sistemas de Computação.
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO/CCET
Citação: SANTOS, Alex Newman Veloso dos. Coeficientes de Correlação como métrica de avaliação das estratégias de controle inteligente FEL e MNFEL.. 2018. 97 folhas. Dissertação( Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2341
Data de defesa: 26-Jun-2018
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

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