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Type: TCC
Title: Identificação neuro-fuzzy aplicada a um sistema de nível de líquido
Authors: Figueirêdo Neto, Guilherme Bezerra de
Advisor: Correia, Wilkley Bezerra
Keywords: ANFIS;Identificação de sistemas;Simulação
Issue Date: 2021
Citation: FIGUEIRÊDO NETO, Guilherme Bezerra de. Identificação neuro-fuzzy aplicada a um sistema de nível de líquido. 2021. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Abstract in Brazilian Portuguese: Nem sempre é fácil ou mesmo possível modelar sistemas matematicamente, tornando sua análise difícil e motivando o desenvolvimento de técnicas de modelagem diferentes. Nesse contexto surge a área de identificação de sistemas, provendo técnicas para a modelagem de sistemas que não envolvam a modelagem direta. Algoritmos de identificação usam dados de entrada e saída da planta a ser modelada para ajustar os parâmetros do modelo resultante. O presente trabalho visa a identificar um sistema de tanques simulado baseado numa planta real por meio do algoritmo ANFIS, o qual possui características tanto de redes neurais artificiais quanto de sistemas fuzzy. Sua estrutura em rede permite a aplicação do algoritmo de retropropagação para treinamento, gerando um sistema fuzzy. O modelo ANFIS é não-linear, sendo adequado para modelar sistemas para os quais modelos lineares não são apropriados. Primeiramente, a planta foi modelada matematicamente. Após a modelagem, foi feita a identificação do sistema por meio do ANFIS. Para isso, foi gerado um sinal aleatório que foi subsequentemente aplicado na planta simulada, gerando dados de saída. Através da coleta de tais dados, o conjunto de dados de entrada e saída foi utilizado pelo algoritmo ANFIS para gerar um sistema fuzzy que apresentasse as características adequadas. Novas entradas foram aplicadas à planta simulada e ao modelo ANFIS, e os resultados indicaram que o modelo identificado foi capaz de captar bem tanto a dinâmica do sistema quanto seu regime permanente. Por fim, foi aplicada uma entrada no modelo ANFIS e no modelo matemático, verificando-se que seu regime transitório era próximo, mas que havia uma certa diferença entre seus valores de regime permanente, indicando uma superioridade do modelo ANFIS identificado.
Abstract: It is not always easy to model systems mathematically, making their analysis difficult and motivating the development of different modelling techniques. In this context the area of system identification appears, providing techniques to identify systems which do not involve straightforward modelling. Identification algorithms use input and output data from the plant to be modelled to adjust the parameters of the resulting model. This work aims to identify a tank system simulated based on a real plant by using the ANFIS algorithm, which possesses characteristics both from artificial neural networks and from fuzzy systems. Its network structure allows the application of the backpropagation algorithm for training, generating a fuzzy system. The ANFIS model is non-linear, being adequate to model systems for which linear models are not appropriate. Firstly, the plant was modelled mathematically. After modelling it, ANFIS was used to identify the system. In order to do this, a random signal was generated and subsequently applied to the simulated plant, generating input-output data. By collecting these data, they were used by the ANFIS algorithm to generate a fuzzy system which had the desired characteristics. New input signals were applied to the simulated plant and to the ANFIS model, and the results showed that the identified model was able to capture both the system's dynamic and its stable state. In the end, an input signal was applied to the ANFIS model and to the mathematical model, showing that their dynamic behaviour was close, but that their stable states had different values, indicating the superiority of the identified ANFIS model.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/61933
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