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Tipo do documento: Dissertação
Título: Sistema de controle fuzzy-ótimo aplicado ao problema de balanço pendular da carga em pontes rolantes
Título(s) alternativo(s): Sistema de controle fuzzy-ótimo aplicado ao problema de carga pendular da carga em pontes rolantes
Autor: LEITE, Wenllson Carlos Ferreira 
Primeiro orientador: FONSECA NETO, João Viana da
Primeiro membro da banca: FONSECA NETO, João Viana da
Segundo membro da banca: SOUZA, Francisco das Chagas de
Terceiro membro da banca: REIS, Laurinda Lúcia Nogueira dos
Resumo: As pontes rolantes são equipamentos para o transporte de cargas que ao longo da história da humanidade vem viabilizando as atividades fins dos setores produtivos das civilizações. Praticamente em todos os setores das atividades humanas, tais como: portos, ferrovias e indústria automobilística, demandam pontes rolantes para o desenvolvimento de suas atividades. A operação de pontes rolantes é complexa e perigosa para o ser humano, como também uma operação inadequada pode danificar a carga. Entre os diversos problemas relacionados com a operação da ponte rolante, o problema de balanço pendular da carga é um fenômeno que compromete a qualidade do serviço e segurança na sua operação. Em face da problemática do controle de balanço pendular da carga, uma metodologia para o projeto de sistema de controle envolvendo a Lógica Fuzzy e Controle Ótimo para pontes rolantes é apresentada nesta dissertação de mestrado. A metodologia proposta para projeto do sistema de controle Fuzzy-Ótimo envolve as propriedades de otimalidade e fuziness. Para tanto, as abordagens de controle ótimo e lógica Fuzzy são combinadas para formar os controladores e inferir no comportamento das oscilações pendulares. A otimalidade é fornecida por meio da função de custo do projeto LQR (Regulador Linear Quadrático), no sentido que minimiza as variações dos estados da ponte com o esforço mínimo de controle. A fuziness é fornecida por meio de funções de pertinência, atuando para corrigir perturbações e variações paramétricas. Assim este trabalho aborda o problema de regulação de deslocamento pendular da carga em pontes rolantes, uma solução baseada na associação de lógica Fuzzy e controles ótimos são apresentados nesta dissertação de mestrado. A complexidade do processo em estudo que envolve múltiplas entradas e saídas, juntamente com carga variável ou altura do cabo, gera fenômenos não lineares que o controlador PID (Proporcional, Integrativo e Derivativo) não pode lidar. Como proposta de solução, é apresentado o desenvolvimento da metodologia de controle e algoritmos baseados no método LQR e controlador Fuzzy que atuando de forma conjunta promovem melhorias na dinâmica do posicionamento da ponte e movimento pendular da carga, levando em consideração as variações da altura do cabo. Um modelo matemático de espaço de estados multivariável de ponte rolante é adaptado para aplicações de controle ótimo, bem como algoritmos baseados nos modelos Fuzzy-Ótimo, desenvolvidos nesta dissertação, são usados para avaliar o desempenho da proposta e sua comparação com controladores PID clássicos.
Abstract: Cranes are tools for transportation throughout the history of mankind, enabling the activities of the productive states of civilizations. Practically in all sectors of human activity, such as: ports, railways and the automotive industry, demanding platforms for the development of its activities. The operation of cranes is complex and dangerous to be human, as well as improper operation can damage the load. Among the problems related to the operation of the crane, the problem of load evaluation is a phenomenon that compromises the quality of service and safety in its operation. In view of the problem of pendular load control, since it is important for the ongoing control project of Logic and Control, the scales are presented in this dissertation. The purpose of the Fuzzy-Optimal control system design involves as optimality properties and fuziness. The physical data processing and control interfaces are combined for the generation of controllers and infer the behavior of the pendulum oscillations. Optimality is used by means of the joint adjustment function, but there is no sense in minimizing it as a bridge of states with minimum control. A fuziness is marked by the medium of pertinence functions, acting to correct perturbations and parametric effects. Thus, the work addressing the problem of pendulum load displacement in highways, a solution based on a Fuzzy logic and the optimal controls are presented in this dissertation. Since the process under study that involves the inputs and outputs, along with the variable of value and height, does not generate linear ones that can be controlled. As the solution is essential, the co-ordination principle and the base method is not an LQR method and the fuzzy controller that actuating together promote improvements in bridge movement and pendulum load movement, taking into account the cable height characteristics. A multivariate crossover state mathematical model is adapted for optimal control applications, as well as algorithms based on Fuzzy-Optimum models, under this dissertation, are used to evaluate the performance of the proposal and its comparison with the classic PID driver.
Palavras-chave: Controle fuzzy e controle ótimo
Ponte rolante
Sistemas não-lineares
Sistemas Multivariáveis (MIMO)
Controle PID
Modelagem de sistemas dinâmicos
Fuzzy control
Optimal control
Overhead cranes
Non-Linear systems
Multivariable system
PID control
Dynamic systems modelling
Área(s) do CNPq: Engenharia Elétrica
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET
Citação: LEITE, Wenllson Carlos Ferreira. Sistema de controle fuzzy-ótimo aplicado ao problema de balanço pendular da carga em pontes rolantes. 2019.139 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Eletricidade/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2818
Data de defesa: 10-Mai-2019
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE

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