Dissertations / Theses: 'Takagi-Sugeno fuzzy models'

1

Renners, Ingo. "Data-driven system identification via evolutionary retrieval of Takagi-Sugeno fuzzy models." [S.l. : s.n.], 2004. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=974452351.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

2

Zaidi, Salman [Verfasser]. "System Identification of Stochastic Nonlinear Dynamic Systems using Takagi-Sugeno Fuzzy Models / Salman Zaidi." Kassel : Kassel University Press, 2019. http://d-nb.info/118450279X/34.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

3

Santim, Máira Peres Alves [UNESP]. "Projeto e implementação com chaveamento de reguladores fuzzy Takagi-Sugeno para um conjunto de pontos de operação." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2012. http://hdl.handle.net/11449/87036.

Full text

Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-27Bitstream added on 2014-06-13T18:49:27Z : No. of bitstreams: 1 santim_mpa_me_ilha.pdf: 717896 bytes, checksum: a230b88ccd1e9c8a423a3c063f05c183 (MD5)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Foi proposto nesta dissertação um novo método para o rastreamento de sinais constantes (regulação) em sistemas não lineares através de modelos fuzzy Takagi-Sugeno. O método consiste em projetar um único controlador que torna assintoticamente estável um ponto de equilíbrio desejado, que pertence a um determinado intervalo ou região conhecida, sem a necessidade de refazer o projeto dos ganhos do controlador a cada novo ponto de operação escolhido. Neste trabalho também é proposta uma nova metodologia de controle com comutação para algumas classes de sistemas fuzzy Takagi-Sugeno. Tal metodologia projeta os ganhos do controlador baseado na Compensação Distribuída Paralela, porém é utilizado um regulador com comutação que utiliza o ganho que retorna o menor valor da derivada da função de Lyapunov. Esse procedimento evita a necessidade da obtenção das funções de pertinência normalizadas, o que pode facilitar a implementação dos controladores, pois as funções de pertinência normalizadas são, em geral, funções não lineares. Os projetos são baseados em desigualdades matriciais lineares (em inglês Linear Matrix Inequalities (LMIs)) e tem a estabilidade assintótica garantida por funções de Lyapunov. Para verificar a validade dos métodos propostos são apresentados exemplos numéricos e simulações, abordando o sistema bola-viga e levitador magnético, usando o software MATLAB
This dissertation proposes a new method based on LMIs for tracking constant signals (regulation) considering nonlinear systems described by Takagi-Sugeno fuzzy models. The method consists in designing a single controller that stabilizes the systemat an operation point belonging to a certain range or region, without the need of remaking the design of the controller gains at each new chosen operation point. This paper also proposes a new methodology to control switching for some classes of nonlinear systems described by Takagi-Sugeno fuzzy models. This methodology projects the controller gains based on the Parallel Distributed Compensation, however is used a switching regulator that uses the gain that returns the minimum value of the derivative of the Lyapunov function. This procedure can be useful in the implementations of Takagi-Sugeno fuzzy controllers, because it does not use the normalized membership function, that usually are nonlinear functions. The designs are based on Linear Matrix Inequalities (LMIs) and asymptotic stability is ensured by Lyapunov functions. To verify the validity of the proposed methods are presented numeric examples and simulations, considering the ball-beam and magnetic levitator systems, using the software MATLAB

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

4

Santim, Máira Peres Alves. "Projeto e implementação com chaveamento de reguladores fuzzy Takagi-Sugeno para um conjunto de pontos de operação /." Ilha Solteira : [s.n.], 2012. http://hdl.handle.net/11449/87036.

Full text

Abstract:

Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira
Coorientador: Rodrigo Cardim
Banca: Edvaldo Assunção
Banca: Márcio Roberto Covacic
Resumo: Foi proposto nesta dissertação um novo método para o rastreamento de sinais constantes (regulação) em sistemas não lineares através de modelos fuzzy Takagi-Sugeno. O método consiste em projetar um único controlador que torna assintoticamente estável um ponto de equilíbrio desejado, que pertence a um determinado intervalo ou região conhecida, sem a necessidade de refazer o projeto dos ganhos do controlador a cada novo ponto de operação escolhido. Neste trabalho também é proposta uma nova metodologia de controle com comutação para algumas classes de sistemas fuzzy Takagi-Sugeno. Tal metodologia projeta os ganhos do controlador baseado na Compensação Distribuída Paralela, porém é utilizado um regulador com comutação que utiliza o ganho que retorna o menor valor da derivada da função de Lyapunov. Esse procedimento evita a necessidade da obtenção das funções de pertinência normalizadas, o que pode facilitar a implementação dos controladores, pois as funções de pertinência normalizadas são, em geral, funções não lineares. Os projetos são baseados em desigualdades matriciais lineares (em inglês Linear Matrix Inequalities (LMIs)) e tem a estabilidade assintótica garantida por funções de Lyapunov. Para verificar a validade dos métodos propostos são apresentados exemplos numéricos e simulações, abordando o sistema bola-viga e levitador magnético, usando o software MATLAB
Abstract: This dissertation proposes a new method based on LMIs for tracking constant signals (regulation) considering nonlinear systems described by Takagi-Sugeno fuzzy models. The method consists in designing a single controller that stabilizes the systemat an operation point belonging to a certain range or region, without the need of remaking the design of the controller gains at each new chosen operation point. This paper also proposes a new methodology to control switching for some classes of nonlinear systems described by Takagi-Sugeno fuzzy models. This methodology projects the controller gains based on the Parallel Distributed Compensation, however is used a switching regulator that uses the gain that returns the minimum value of the derivative of the Lyapunov function. This procedure can be useful in the implementations of Takagi-Sugeno fuzzy controllers, because it does not use the normalized membership function, that usually are nonlinear functions. The designs are based on Linear Matrix Inequalities (LMIs) and asymptotic stability is ensured by Lyapunov functions. To verify the validity of the proposed methods are presented numeric examples and simulations, considering the ball-beam and magnetic levitator systems, using the software MATLAB
Mestre

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

5

Nunes, Willian Ricardo Bispo Murbak. "A new dynamic model applied to electrically stimulated lower limbs and switched control design subject to actuator saturation and non-ideal conditions /." Ilha Solteira, 2019. http://hdl.handle.net/11449/183168.

Full text

Abstract:

Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho
Abstract: Electrical stimulation is a promising technique for motor rehabilitation in cases of spinal cord injury. Stimulator saturation is important in the control system designs applied to electrical stimulation. The negligence of the actuator saturation in the electrical stimulation can lead to unwanted control results, which evidences the muscular fatigue effects. For the first time a switched controller subject to actuator saturation for electrically stimulated lower limb is proposed. The dynamic limb extension model is nonlinear and uncertain. The uncertain nonlinear system described by Takagi-Sugeno fuzzy models operating within an operating region in the state space is considered in this study. In addition, fault in the actuator, muscle activation uncertainty, and muscular non-idealities, such as fatigue, spasms, and tremor were considered at three three severity levels. The switched controller is compared to parallel distributed compensation technique. Simulations denote better results of the switched controller by dealing with parametric uncertainties. On the other hand, a challenge for FES control systems is to monitor torque in muscle contractions. In isotonic contraction applications, measuring torque is difficult. The novelty in this study is the proposal of a new nonlinear model, whose state variables are angular position, angular velocity and angular acceleration. In this new model the torque variable is replaced by the angular acceleration. Experimental tests list the ... (Complete abstract click electronic access below)
Resumo: A estimulação elétrica é uma técnica promissora para reabilitação motora em casos de lesão medular. A saturação do estimulador também é um requisito importante no projeto de sistemas de controle aplicados à estimulação elétrica. A negligência da saturação do atuador pode conduzir a resultados de controle indesejados, que evidencia os efeitos de fadiga muscular. Pela primeira vez é proposto um controlador chaveado sujeito à saturação para membro inferior estimulado eletricamente. O modelo dinâmico de extensão do membro inferior é não linear e incerto. O sistema descrito por modelos fuzzy Takagi-Sugeno e operando dentro de uma região de operação no espaço de estados é considerado neste trabalho. Além disto, falha do atuador, incerteza de ativação muscular, e não idealidades musculares, tais como fadiga, espasmos e tremor foram considerados em três níveis de severidade. O controle chaveado é comparado com a compensação distribuída paralela. Simulações denotam melhores resultados do controlador chaveado lidando com incertezas paramétricas da planta. Por outro lado, um desafio dos sistemas de controle para estimulação elétrica funcional é monitorar a dinâmica do torque em contrações musculares. Em aplicações de contração isotônica, medir o torque é algo difícil. A novidade neste estudo é a proposta de um novo modelo não linear, cujas variáveis de estado são posição angular, velocidade angular e aceleração angular. Neste novo modelo a variável torque é substituída adequadamente pel... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Doutor

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

6

Lazarini, Adalberto Zanatta Neder [UNESP]. "Condições de relaxamento para a estabilidade de sistemas não lineares T-S utilizando funções de Lyapunov Fuzzy." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2017. http://hdl.handle.net/11449/148705.

Full text

Abstract:

Submitted by Adalberto Zanatta Neder Lazarini null (adalberto.lazarini@yahoo.com) on 2017-02-02T20:05:36Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Adalberto - Final.pdf: 1297717 bytes, checksum: 4cea64840d9e8f7f2841989ef7ea349a (MD5)
Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-02-06T17:12:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lazarini_azn_me_ilha.pdf: 1297717 bytes, checksum: 4cea64840d9e8f7f2841989ef7ea349a (MD5)
Made available in DSpace on 2017-02-06T17:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lazarini_azn_me_ilha.pdf: 1297717 bytes, checksum: 4cea64840d9e8f7f2841989ef7ea349a (MD5) Previous issue date: 2017-01-19
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Neste trabalho são feitas análises sobre quando as condições de existência dos teoremas apresentados por (GUEDES, 2015), que propõem condições necessárias e suficientes para a estabilidade de sistemas não lineares de tempo contínuo descritos através de modelos fuzzy Takagi-Sugeno (TS), que transformam sistemas não lineares em um conjunto convexo de sistemas lineares a partir de regras se-então, baseadas em Funções de Lyapunov Fuzzy (FLF), são satisfeitas. Primeiramente, são analisados os casos particulares de 3 e 4 modelos locais. Logo após, são tratados casos genéricos, com quantidades de regras tanto pares quanto ímpares, identificando quando as condições impostas pelos teoremas citados são satisfeitas. Para os casos nos quais as condições não são satisfeitas, é proposto também um algoritmo para obtenção do “pior caso” possível, varrendo todas as possibilidades que o sistema apresenta. Este algoritmo oferece condições necessárias e suficientes para o problema e também pode ser utilizado quando as condições exigidas pelos dois teoremas apresentados em (GUEDES, 2015) são satisfeitas. Por fim, são analisadas as contribuições do uso do algoritmo, onde são considerados parâmetros como número de LMIs, número de variáveis matriciais simétricas nxn simétricas utilizadas na resolução das LMIs e tempo computacionalmente necessário.
In this work,the required conditions for the theorems presented by(GUEDES,2015), which propose necessary and sufficient conditions for the stability of continuous-time nonlinear systems described by Takagi-Sugeno (TS) fuzzy models based on Lyapunov fuzzy functions (LFF), are analysed. First of all, the cases with 3 and 4 local models are considered. After that, generic cases are studied, with odd or even number os rules, identifying when the conditions imposed by these theorem shold. If the conditions are not satisfied, an algorithm is proposed as way of finding the “worst case scenario” for the system, considering all possible options. This algorithm offers necessary and sufficient conditions for solving this problem and also can be used when the conditions for the application of the theorems presented in(GUEDES,2015) hold. Finally,the algorithm’s contributions are analyzed, considering parameters such as number of LMIs,number of symmetric matricial variables used on solving the LMIs and computational time.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

7

Lazarini, Adalberto Zanatta Neder. "Condições de relaxamento para a estabilidade de sistemas não lineares T-S utilizando funções de Lyapunov Fuzzy /." Ilha Solteira, 2017. http://hdl.handle.net/11449/148705.

Full text

Abstract:

Orientador: Marcelo Minhoto Carvalho Teixeira
Resumo: Neste trabalho são feitas análises sobre quando as condições de existência dos teoremas apresentados por (GUEDES, 2015), que propõem condições necessárias e suficientes para a estabilidade de sistemas não lineares de tempo contínuo descritos através de modelos fuzzy Takagi-Sugeno (TS), que transformam sistemas não lineares em um conjunto convexo de sistemas lineares a partir de regras se-então, baseadas em Funções de Lyapunov Fuzzy (FLF), são satisfeitas. Primeiramente, são analisados os casos particulares de 3 e 4 modelos locais. Logo após, são tratados casos genéricos, com quantidades de regras tanto pares quanto ímpares, identificando quando as condições impostas pelos teoremas citados são satisfeitas. Para os casos nos quais as condições não são satisfeitas, é proposto também um algoritmo para obtenção do “pior caso” possível, varrendo todas as possibilidades que o sistema apresenta. Este algoritmo oferece condições necessárias e suficientes para o problema e também pode ser utilizado quando as condições exigidas pelos dois teoremas apresentados em (GUEDES, 2015) são satisfeitas. Por fim, são analisadas as contribuições do uso do algoritmo, onde são considerados parâmetros como número de LMIs, número de variáveis matriciais simétricas nxn simétricas utilizadas na resolução das LMIs e tempo computacionalmente necessário.
Mestre

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

8

Alves, Uiliam Nelson Lendzion Tomaz. "Controle chaveado e chaveado suave de sistemas não lineares incertos via modelos fuzzy T-S." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2017. http://hdl.handle.net/11449/152448.

Full text

Abstract:

Submitted by UILIAM NELSON LENDZION TOMAZ ALVES null (uiliamlendzionalves@gmail.com) on 2018-01-10T10:33:36Z No. of bitstreams: 1 FINAL_tese_Uiliam_final_09_01_2018.pdf: 2789913 bytes, checksum: 5ec4b9950f95b6ed998d4af0a8f6d330 (MD5)
Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-01-10T10:44:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alves_unlt_dr_ilha.pdf: 2789913 bytes, checksum: 5ec4b9950f95b6ed998d4af0a8f6d330 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-01-10T10:44:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alves_unlt_dr_ilha.pdf: 2789913 bytes, checksum: 5ec4b9950f95b6ed998d4af0a8f6d330 (MD5) Previous issue date: 2017-12-14
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
O controle chaveado pode ser eficientemente utilizado no controle de sistemas fuzzy TakagiSugeno (T-S) incertos, que possuam funções de pertinência incertas e modelos locais conhecidos. Como estes sistemas fuzzy podem representar exatamente uma classe de sistemas não lineares incertos em uma região do espaço de estados, é interessante utilizá-los para descrever sistemas não lineares, usando no projeto do controlador o modelo fuzzy que descreve exatamente o sistema não linear. Porém, como a representação através de combinação convexa obtida é válida apenas em uma região do espaço de estados, garantias de que o estado do sistema permaneça nessa região devem ser obtidas. Neste trabalho são propostas condições que garantem a estabilização local, com a especificação da taxa decaimento, de uma classe de sistemas não lineares contínuos no tempo, incertos e com saturação no atuador, utilizando o controle chaveado. Os projetos dos controladores são realizados com base no modelo fuzzy T-S que representa exatamente o sistema não linear e os procedimentos de projeto fornecem uma região na qual as condições iniciais devam estar, tal que, o sistema não linear seja exatamente descrito pelo modelo fuzzy T-S incerto durante toda a trajetória de estado do sistema e ainda que esta trajetória permaneça dentro de uma região de operação previamente especificada. Em geral, o controle chaveado não possui restrição na frequência de chaveamento dos ganhos, o que pode levar ao chattering, que se manifesta pelo chaveamento em frequência infinitamente rápida dos ganhos de realimentação. Visando a eliminação do chattering no controle chaveado, propõe-se uma nova técnica de suavização do controle chaveado, o controle chaveado suave. Esta nova lei de controle pode ser utilizada nas mesmas condições do controle chaveado e é baseada no conceito do mínimo suave, definido neste trabalho. Além disso, são propostos procedimentos de projeto que consideram distúrbios para ambas as leis de controle chaveada e chaveada suave. Ademais, neste trabalho também se apresenta uma implementação da lei de controle chaveada em um sistema Ball Balancer fabricado pela Quanser.
The switched control can be efficiently used for controlling uncertain Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems, which have uncertain membership functions and known local models. Because these fuzzy systems can exactly represent a class of uncertain nonlinear systems in a given operation region in the state space, it is interesting to use them to describe nonlinear systems, performing the controller design based on a T-S fuzzy model that exactly describes the nonlinear system. However, the perfect representation of the uncertain nonlinear system by the T-S fuzzy model as a convex combination is only valid in the operation region. Therefore, it is necessary to assure conditions such that the state of the system remains in that region. This work proposes conditions to ensure the local stabilization, with decay rate, of a class of uncertain continuoustime nonlinear systems with saturation on the actuator, using a switched control. The designs of the controllers are performed based on the T-S fuzzy model which exactly describes the nonlinear system and the design procedures provide a region in which the initial conditions must be such that the nonlinear system is exactly described by the uncertain T-S fuzzy model along the whole state trajectory of the system and this trajectory remains in a specified operation region. Usually, the switched control has no bound on the frequency of the feedback gains switching, and this can lead to chattering, which is manifested by infinitely fast frequency of the feedback gains switching. In order to avoid the chattering in the switched control, this work proposes a new technique to smooth the switched control, the smooth switched control. This new control law can be used under the same conditions as the switched control and it is based on the concept of smooth minimum, which is defined in this work. In addition, design procedures considering disturbances for both switched and smooth switched control laws are proposed. Furthermore, in this work it is also presented an implementation of the proposed switched control law in a Ball Balancer system manufactured by Quanser.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

9

Kuzminskas, Hadamez. "Controle robusto chaveado de sistemas lineares e não lineares de ordem fracionária /." Ilha Solteira, 2018. http://hdl.handle.net/11449/154434.

Full text

Abstract:

Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira
Resumo: Neste trabalho apresentam-se condições descritas por desigualdades matriciais lineares, LMIs (do inglês: Linear Matrix Inequalities), para o projeto de controladores robustos para sistemas dinâmicos de ordem α ∈ [0,1). Os controladores propostos utilizam a realimentação da derivada de ordem α ∈ [0,1) do vetor de estado, a chamada realimentação α-derivativa, e também a realimentação do vetor de estado. A literatura clássica apresenta resultados que utilizam o método direto de Lyapunov e a estabilização quadrática no projeto de controladores para sistemas de ordem inteira. Os teoremas propostos neste trabalho para sistemas fracionários são condições suficientes análogas a estes resultados. Esta analogia é possível através da extensão fracionária, recentemente disponível na literatura, do método direto de Lyapunov e de um limitante superior para a derivada de ordem α ∈ [0,1) da função de Lyapunov do tipo quadrática, Dα V(x(t)). Nesse sentido, as LMIs propostas para estabilização quadrática são análogas aos casos clássicos, pois não dependem da ordem α ∈ [0,1) do sistema. Em particular, o foco deste trabalho recai no controle do tipo chaveado, que trata da minimização do limitante superior de Dα V(x(t)). O controle chaveado dispensa o conhecimento das funções de pertinência quando da utilização de modelos fuzzy Takagi-Sugeno, permitindo trabalhar com plantas lineares e não lineares, ambas incluindo parâmetros incertos. Dessa forma, a estabilização quadrática possibilitou a obtenç... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: This work proposes linear matrix inequalities (LMIs) conditions for the design of robust controllers for dynamic systems of order α ∈ [0,1). The proposed controllers use the feedback of the state vector derivative of of order α ∈ [0,1), the so-called α -derivative feedback, and also the feedback of the state vector. The classical literature presents results that use the Lyapunov direct method and the quadratic stabilization in the design of the controllers for integer order systems. The theorems proposed in this work for fractional systems are sufficient conditions analogous to these results. This analogy is possible through the fractional extension, recently available in the literature, of the direct Lyapunov method and an upper bound for the a α ∈ [0,1) order derivative of the quadratic Lyapunov function, Dα V(x(t)). In this sense, the proposed LMIs for quadratic stabilization are analogous to the classical ones, since they do not depend on the order α ∈ [0,1) of the system. In particular, the focus of this work lies in the switched control, which deals with the minimization of the upper bound of Dα V(x(t)). The switched control dispenses the knowledge of the membership functions when using the Takagi-Sugeno fuzzy models, allowing to work with linear and nonlinear plants, both of them with uncertain parameters. Therefore, the quadratic stabilization allowed to obtain new results for the robust control problem of α ∈ [0,1) order systems, considering the main analogous resu... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

10

Cardim, Rodrigo [UNESP]. "Projeto de controladores baseados em LMIs: realimentação derivativa e sistemas chaveados utilizando estrutura variável." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2009. http://hdl.handle.net/11449/100291.

Full text

Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-12Bitstream added on 2014-06-13T20:00:53Z : No. of bitstreams: 1 cadim_r_dr_ilha.pdf: 1217588 bytes, checksum: e5c74b6a258852f996ebb5ae3e66b97a (MD5)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Neste trabalho são apresentados estudos teóricos, projetos de controladores e simulações numéricas de alguns sistemas de controle automáticos, que no decorrer das pesquisas geraram novas contribuições. Primeiramente foi feito um breve estudo sobre os sistemas fuzzy Takagi- Sugeno (TS) e realizadas algumas simulações envolvendo exemplos acadêmicos como o sistema bola-viga e o levitador magnético. Em decorrência desses estudos foi proposto um novo método para o controle de sistemas mecânicos não-lineares, descritos através de modelos fuzzy TS, considerando o acesso somente às derivadas das variáveis de estado da planta, com projeto baseado em desigualdades matriciais lineares, em inglês Linear Matrix Inequalities (LMIs) e estabilidade assegurada através de funções de Lyapunov. Adicionalmente, foram feitos estudos sobre realimentação derivativa, e proposto um novo método para projetar a matriz de realimentação discreta no tempo da derivada do vetor de estado, tal que o sinal de controle obtido seja equivalente a uma dada lei de controle contínua no tempo com realimentação do vetor de estado. O controlador discreto é obtido com base no controlador contínuo, utilizando um método de aproximação, baseado em LMIs. É suposto que a planta é controlável, linear e invariante no tempo, com uma (SI) ou múltiplas (MI) entradas. Este procedimento permite o uso de métodos de projeto bem conhecidos de realimentação das variáveis de estado em sistemas contínuos no tempo, para calcular diretamente os ganhos de realimentação da derivada das variáveis de estado em sistemas discretos no tempo. Os projetos com realimentação derivativa podem ser úteis no controle de sistemas mecânicos, utilizando-se acelerômetros como sensores. Finalizando, um outro assunto abordado neste trabalho e que também trouxe contribuições relevantes...
In this work, theoretical studies, controller designs and numeric simulations of several automatic control systems that generated new contributions are presented. Firstly, a study on Takagi-Sugeno fuzzy systems modeling, control designs and simulations with practical examples, such as a ball-beam system and a nonlinear magnetic suspension system, are described. With these studies a simple method, based on Linear Matrix Inequalities (LMIs) and Lyapunov functions, for designing a control system using the Takagi-Sugeno fuzzy models in mechanical systems, where the available signals for the control are state-derivative, is proposed. Additionally, new results about state-derivative feedback including a simple method for designing a digital state-derivative feedback gain such that the control law is equivalent to a known and adequate continuous-time state feedback control law with a guaranteed stability are proposed. The digital controller is obtained by the continuous controller, using an approach method, based on LMIs. It is assumed that the plant is a linear controllable, time-invariant, Single-Input (SI) or Multiple-Input (MI) system. This procedure allows the use of well-known continuous-time state feedback design methods to directly design discrete-time state-derivative feedback control systems. The state-derivative feedback can be useful in the vibration control of mechanical systems, where the main sensors are accelerometers. Finally, we have the study with the design of state-feedback Variable Structure Controllers (VSC) for a class of continuous-time switched plants where is assume that the state vector is available for feedback. The design is based on Lyapunov-Metzler (LM) inequalities and also on Strictly Positive Real (SPR) systems stability results. The recent definition of Lyapunov-Metzler-SPR (LMSPR) systems is presented and a new direct application... (Complete abstract click electronic access below)

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

11

Machado, Erica Regina Marani Daruichi. "Modelagem e controle de sistemas fuzzy Takagi-Sugeno /." Ilha Solteira : [s.n.], 2003. http://hdl.handle.net/11449/101978.

Full text

Abstract:

Resumo: Este trabalho aborda o problema de modelagem e controle de uma classe de sistemas não lineares atraves dos modelos fuzzy Takagi-Sugeno (TS). Primeiramente são apresentados dois metodos de modelagem existentes na literatura. O primeiro e um metodo de modelagem exata e o segundo, baseado em modelos locais otimos, e utilizado em todos os desenvolvimentos desta tese. A seguir e proposto um novo metodo para se obter os modelos locais, baseado em Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs-Linear Matrix Inequalities), utilizando os modelos locais otimos com novos graus de liberdade e que permitem uma melhor aproximação local do sistema. Novas funções de pertinência, que servem para combinar os modelos locais, são obtidas a partir da solu ção de um problema de otimização (um dos metodos para obter a solução e baseado em LMIs), que tem como objetivo minimizar a norma Euclidiana do erro entre o modelo Takagi-Sugeno e a planta. Um algoritmo para determinar quantos e quais modelos locais devem ser utilizados na aproximação, considerando o m aximo erro de modelagem permitido, e desenvolvido. Este algoritmo tem como parâmetro o erro de modelagem. Um exemplo ilustrativo deste algoritmo e apresentado. Utilizando a modelagem proposta foram desenvolvidos dois novos metodos de projetos de reguladores fuzzy, baseados em LMIs, que consideram o erro de modelagem. No primeiro projeto e utilizado um conjunto de pontos na região de operação considerando somente as componentes do vetor de estado que fazem parte das não-linearidades do sistema e os erros de aproximação das funções nestes pontos. No segundo projeto e utilizada a maxima norma Euclidiana do erro obtido no ponto onde a aproximação e mais de ciente. Estes metodos permitem a construção de modelos fuzzy Takagi-Sugeno, em termos do numero de modelos locais, quando comparados com os metodos descritos na literatura. As tecnicas de projeto propostas tambem permitem a ...
Abstract: This work considers the problem of modeling and designing of a class of nonlinear systems represented by Takagi-Sugeno (TS) fuzzy models. Initially, two methods of modeling described in the literature are presented. The rst one, is a method of exact modeling and the second one, based on optimal local models, is utilized in all development in this thesis. A new method, based on LMIs (Linear Matrix Inequalities), to obtain better local models using new degrees of freedom is proposed. New membership functions, that combine the local models, are obtained starting from an optimization problem (one method is based on LMIs), that has as the end to minimize the Euclidian norm of the error between the Takagi-Sugeno fuzzy models and the plant model. An algorithm to nd the number of local models, their operation points and matrices, considering the maximum modeling erros allowed, is presented. This algorithm has as parameter the modeling error and it is illustrated by an example. Taking into account the proposed modeling methods, two new methods of fuzzy regulator designs based on LMIs were proposed, considering the modeling errors. In the rst design a set of points in the region of operation is used considering only the components of the state vector that compound the non-linearities of the system and the modeling error in these points. The second design method used the largest value of the Euclidian norm of the modeling error. These methods allow the construction of reduced TS fuzzy models, in terms of the number of local models, when compared with the methods described in the literature. The speci cation of the decay rate, constraints on control input and output are also described by LMIs. The design and simulations of the new control laws for an inverted pendulum illustrate the studied methods. A comparison between the new design methods and the method of exact modeling showed that the proposed methods allowed simpler controllers and, in ...
Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira
Coorientador: Edvaldo Assunção
Banca: Pedro Luis Dias Peres
Banca: Wagner Caradori do Amaral
Banca: Aparecido Augusto de Carvalho
Banca: José Paulo Fernandes Garcia
Doutor

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

12

Machado, Erica Regina Marani Daruichi [UNESP]. "Modelagem e controle de sistemas fuzzy Takagi-Sugeno." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2003. http://hdl.handle.net/11449/101978.

Full text

Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-11-20Bitstream added on 2014-06-13T20:22:39Z : No. of bitstreams: 1 machado_ermd_dr_ilha.pdf: 1793182 bytes, checksum: 136d7d2b774a7bf4d61c43b9140d1cf4 (MD5)
Este trabalho aborda o problema de modelagem e controle de uma classe de sistemas não lineares atraves dos modelos fuzzy Takagi-Sugeno (TS). Primeiramente são apresentados dois metodos de modelagem existentes na literatura. O primeiro e um metodo de modelagem exata e o segundo, baseado em modelos locais otimos, e utilizado em todos os desenvolvimentos desta tese. A seguir e proposto um novo metodo para se obter os modelos locais, baseado em Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs-Linear Matrix Inequalities), utilizando os modelos locais otimos com novos graus de liberdade e que permitem uma melhor aproximação local do sistema. Novas funções de pertinência, que servem para combinar os modelos locais, são obtidas a partir da solu ção de um problema de otimização (um dos metodos para obter a solução e baseado em LMIs), que tem como objetivo minimizar a norma Euclidiana do erro entre o modelo Takagi-Sugeno e a planta. Um algoritmo para determinar quantos e quais modelos locais devem ser utilizados na aproximação, considerando o m aximo erro de modelagem permitido, e desenvolvido. Este algoritmo tem como parâmetro o erro de modelagem. Um exemplo ilustrativo deste algoritmo e apresentado. Utilizando a modelagem proposta foram desenvolvidos dois novos metodos de projetos de reguladores fuzzy, baseados em LMIs, que consideram o erro de modelagem. No primeiro projeto e utilizado um conjunto de pontos na região de operação considerando somente as componentes do vetor de estado que fazem parte das não-linearidades do sistema e os erros de aproximação das funções nestes pontos. No segundo projeto e utilizada a maxima norma Euclidiana do erro obtido no ponto onde a aproximação e mais de ciente. Estes metodos permitem a construção de modelos fuzzy Takagi-Sugeno, em termos do numero de modelos locais, quando comparados com os metodos descritos na literatura. As tecnicas de projeto propostas tambem permitem a...
This work considers the problem of modeling and designing of a class of nonlinear systems represented by Takagi-Sugeno (TS) fuzzy models. Initially, two methods of modeling described in the literature are presented. The rst one, is a method of exact modeling and the second one, based on optimal local models, is utilized in all development in this thesis. A new method, based on LMIs (Linear Matrix Inequalities), to obtain better local models using new degrees of freedom is proposed. New membership functions, that combine the local models, are obtained starting from an optimization problem (one method is based on LMIs), that has as the end to minimize the Euclidian norm of the error between the Takagi-Sugeno fuzzy models and the plant model. An algorithm to nd the number of local models, their operation points and matrices, considering the maximum modeling erros allowed, is presented. This algorithm has as parameter the modeling error and it is illustrated by an example. Taking into account the proposed modeling methods, two new methods of fuzzy regulator designs based on LMIs were proposed, considering the modeling errors. In the rst design a set of points in the region of operation is used considering only the components of the state vector that compound the non-linearities of the system and the modeling error in these points. The second design method used the largest value of the Euclidian norm of the modeling error. These methods allow the construction of reduced TS fuzzy models, in terms of the number of local models, when compared with the methods described in the literature. The speci cation of the decay rate, constraints on control input and output are also described by LMIs. The design and simulations of the new control laws for an inverted pendulum illustrate the studied methods. A comparison between the new design methods and the method of exact modeling showed that the proposed methods allowed simpler controllers and, in ...

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

13

Medeiros, Anderson Vinicius de. "Modelagem de sistemas dinamicos não lineares utilizando sistemas fuzzy, algoritmos geneticos e funções de base ortonormal." [s.n.], 2006. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/261859.

Full text

Abstract:

Orientadores: Wagner Caradori do Amaral, Ricardo Jose Gabrielli Barreto Campello
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-06T08:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medeiros_AndersonViniciusde_M.pdf: 896535 bytes, checksum: 48d0d75d38fcbbd0f47f7c49823806f1 (MD5) Previous issue date: 2006
Resumo: Esta dissertação apresenta uma metodologia para a geração e otimização de modelos fuzzy Takagi-Sugeno (TS) com Funções de Base Ortonormal (FBO) para sistemas dinâmicos não lineares utilizando um algoritmo genético. Funções de base ortonormal têm sido utilizadas por proporcionarem aos modelos propriedades como ausência de recursão da saída e possibilidade de se alcançar uma razoável capacidade de representação com poucos parâmetros. Modelos fuzzy TS agregam a essas propriedades as características de interpretabilidade e facilidade de representação do conhecimento. Enfim, os algoritmos genéticos se apresentam como um método bem estabelecido na literatura na tarefa de sintonia de parâmetros de modelos fuzzy TS. Diante disso, desenvolveu-se um algoritmo genético para a otimização de duas arquiteturas, o modelo fuzzy TS FBO e sua extensão, o modelo fuzzy TS FBO Generalizado. Foram analisados modelos locais lineares e não lineares nos conseqüentes das regras fuzzy, assim como a diferença entre a estimação local e a global (utilizando o estimador de mínimos quadrados) dos parâmetros desses modelos locais. No algoritmo genético, cada arquitetura contou com uma representação cromossômica específica. Elaborou-se para ambas uma função de fitness baseada no critério de Akaike. Em relação aos operadores de reprodução, no operador de crossover aritmético foi introduzida uma alteração para a manutenção da diversidade da população e no operador de mutação gaussiana adotou-se uma distribuição variável ao longo das gerações e diferenciada para cada gene. Introduziu-se ainda um método de simplificação de soluções através de medidas de similaridade para a primeira arquitetura citada. A metodologia foi avaliada na tarefa de modelagem de dois sistemas dinâmicos não lineares: um processo de polimerização e um levitador magnético
Abstract: This work introduces a methodology for the generation and optimization of Takagi-Sugeno (TS) fuzzy models with Orthonormal Basis Functions (OBF) for nonlinear dynamic systems based on a genetic algorithm. Orthonormal basis functions have been used because they provide models with properties like absence of output feedback and the possibility to reach a reasonable approximation capability with just a few parameters. TS fuzzy models aggregate to these properties the characteristics of interpretability and easiness to knowledge representation in a linguistic manner. Genetic algorithms appear as a well-established method for tuning parameters of TS fuzzy models. In this context, it was developed a genetic algorithm for the optimization of two architectures, the OBF TS fuzzy model and its extension, the Generalized OBF TS fuzzy model. Local linear and nonlinear models in the consequent of the fuzzy rules were analyzed, as well as the difference between local and global estimation (using least squares estimation) of the parameters of these local models. Each architecture had a specific chromosome representation in the genetic algorithm. It was developed a fitness function based on the Akaike information criterion. With respect to the genetic operators, the arithmetic crossover was modified in order to maintain the population diversity and the Gaussian mutation had its distribution varied along the generations and differentiated for each gene. Besides, it was used, in the first architecture presented, a method for simplifying the solutions by using similarity measures. The whole methodology was evaluated in modeling two nonlinear dynamic systems, a polymerization process and a magnetic levitator
Mestrado
Automação
Mestre em Engenharia Elétrica

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

14

Silva, Paulo Henrique Gonçalves Leonel da. "Controle chaveado de sistemas com incertezas utilizando otimizadores não derivativos /." Ilha Solteira, 2020. http://hdl.handle.net/11449/192112.

Full text

Abstract:

Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira
Resumo: Nesta tese, utiliza-se um otimizador analógico não derivativo proposto por Teixeira & Żak em 1999 como principal ferramenta para os sistemas de controle dos projetos desenvolvidos. Tal otimizador é composto por blocos não lineares e pode ser classificado como um sistema neural artificial. Sistemas chaveados têm grande aplicação prática na otimização de sistemas e são caracterizados por possuírem subsistemas e uma lei de chaveamento que seleciona cada subsistema a cada momento. Deve-se definir condições para que seja possível projetar uma lei de chaveamento que atenda requisitos de projeto. O estudo de técnicas de controle extremal na solução de problemas de busca pelo rastreamento do máximo ponto de potência (do inglês: Maximum Power Point Tracking - MPPT), vem apresentando resultados interessantes na literatura e um tipo de sistema à qual essa técnica pode ser aplicada, é na geração fotovoltaica. Aplica-se o otimizador analógico citado na busca do MPPT de uma célula fotovoltaica, com o objetivo de observar o controle extremal atuando em um processo de otimização, estendendo o controle para quando existem variações de irradiação solar (cenário de uma possível passagem de nuvens). Também observa-se o comportamento do sistema quanto a manter seu correto funcionamento e estabilidade ultimate bounded. A contribuição principal desta tese foi uma nova proposta de utilização conjunta do otimizador de Teixeira & Żak no projeto de controladores ˙ chaveados baseados na minimização da d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: On this thesis, a non-derivative analog optimizer, proposed by Teixeira & Żak in 1999, was used as the main tool for the proposed control system. Such optimizer is structured by nonlinear blocks and can be classified as an artificial neural system. Switched systems have great theoretical and practical application in systems optimization and are characterized by having subsystems, and a switching law that selects each subsystem at each moment. It is necessary to define conditions so that it is possible to design a switching law for the desired performance of the controlled system. The study of Extremum Seeking Control techniques in the solution of problems of Maximum Power Point Tracking has presented interesting results, and one type of system which this technique can be applied is in the photovoltaic generation. The analog optimizer is applied in the Maximum Power Point Tracking of a photovoltaic cell, with the objective of observing the actuation of the extremal seeking control in an optimization process, extending the control when there are solar irradiation variations (a possible clouds passage scenario). And also observe the behavior of the system and how to maintain its correct functioning and ultimate bounded stability. The main contribution of this thesis was a new procedure for using the mentioned analog optimizer in the design of switched controllers based on the minimization of the derivative of a Lyapunov function. This method allows the relaxed design of controll... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

15

Pucciarelli, Amilcar Jose. "Modelagem de series temporais discretas utilizando modelo nebuloso Takagi-Sugeno." [s.n.], 2005. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/258790.

Full text

Abstract:

Orientador: Gilmar Barreto
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-04T17:28:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pucciarelli_AmilcarJose_M.pdf: 3241769 bytes, checksum: cfad3cee97a35c84df363b3a8578479d (MD5) Previous issue date: 2005
Resumo: Este estudo primeiramente investiga fundamentos teóricos para análise, desenvolvimento e implementação de algoritmos para modelagem de dados de sistemas dinâmicos e de séries temporais com a finalidade de predição. As séries temporais utilizadas são baseadas em dados reais retirados da literatura. A grande vantagem de se modelar uma série temporal e de se prever um dado futuro é poder tomar ações antecipadas sobre ela o quem vem a ser muito útil, por exemplo em controle. O modelo nebuloso Takagi-Sugeno será utilizado na modelagem das séries temporais onde os conjuntos nebulosos do antecedente e os parâmetros do conseqüente são estimados via métodos de agrupamentos e identificação paramétrica, respectivamente
Abstract: This work firstly explores theoretical foundations for analisis, development and implementation of algorithms for data modelling dynamic systems and time series with a prediction goaI. The used time series are based on real data from the literature. The main advantage of time series modelling and forecasting is make antecipated decisions about it, and this becomes very useful, for example, in controI. The Takagi-Sugeno fuzzy model is used for time series modelling where the antecedent fuzzy partitions and the consequent parameters are estimated by clustering methods and parametric identification, respectively
Mestrado
Automação
Mestre em Engenharia Elétrica

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

16

Esterhuizen, Willem Daniël. "Stability and stabilization conditions for Takagi-Sugeno fuzzy model via polyhedral Lyapunov functions." Thesis, Boston University, 2012. https://hdl.handle.net/2144/12365.

Full text

Abstract:

Thesis (M.S.)--Boston University PLEASE NOTE: Boston University Libraries did not receive an Authorization To Manage form for this thesis or dissertation. It is therefore not openly accessible, though it may be available by request. If you are the author or principal advisor of this work and would like to request open access for it, please contact us at open-help@bu.edu. Thank you.
The Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model together with parallel distributed compensation forms a very effective framework for modeling, analysis and control design for nonlinear systems. A large body of theory exists that deals with this framework and most of the fundamental notions, such as stability, stabilizability, controller design, observer design, etc., have been studied extensively. A large number of the well-established results are based on quadratic Lyapunov functions. The main reason is that the stability and design conditions under quadratic Lyapunov functions are in the form of linear matrix inequalities which are easily solvable. However, the class of quadratic Lyapunov functions are conservative, in the sense that there are systems for which their stability cannot be established by quadratic Lyapunov functions. A natural question to ask is: are there other candidate Lyapunov functions that are less conservative? It turns out that the class of polyhedral Lyapunov functions are universal for the T-S fuzzy model stability problem, that is if a T-S fuzzy system is stable, there exists a polyhedral Lyapunov function that proves the stability. This thesis is a first look at the applicability of polyhedral Lyapunov functions to the T-S fuzzy model-based framework for the stability analysis and control design of nonlinear systems. First, two stability theorems are presented in this thesis. It is shown that the stability of a T-S fuzzy system via polyhedral Lyapunov functions can be established through linear programming. Next, the stabilization problem is investigated to find control laws that guarantee the stability of the closed-loop systems. Two stabilization theorems are presented which are derived from the stability theorems. The conditions of the stabilization theorems are in the form of nonconvex inequalities that are not readily solvable. Implementation examples are included in which solutions are found through either brute-force, or making the constraints convex in exchange for a loss of feasible space. Two relaxed stabilization theorems are also derived by taking advantage of certain aspects of the T-S fuzzy model.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

17

Cardim, Rodrigo. "Projeto de controladores baseados em LMIs : realimentação derivativa e sistemas chaveados utilizando estrutura variável /." Ilha Solteira : [s.n.], 2009. http://hdl.handle.net/11449/100291.

Full text

Abstract:

Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira
Banca: Edvaldo Assunção
Banca: José Paulo Fernandes Garcia
Banca: Aldayr Dantas de Araujo
Banca: Ramon Romankevicius Costa
Resumo: Neste trabalho são apresentados estudos teóricos, projetos de controladores e simulações numéricas de alguns sistemas de controle automáticos, que no decorrer das pesquisas geraram novas contribuições. Primeiramente foi feito um breve estudo sobre os sistemas fuzzy Takagi- Sugeno (TS) e realizadas algumas simulações envolvendo exemplos acadêmicos como o sistema bola-viga e o levitador magnético. Em decorrência desses estudos foi proposto um novo método para o controle de sistemas mecânicos não-lineares, descritos através de modelos fuzzy TS, considerando o acesso somente às derivadas das variáveis de estado da planta, com projeto baseado em desigualdades matriciais lineares, em inglês Linear Matrix Inequalities (LMIs) e estabilidade assegurada através de funções de Lyapunov. Adicionalmente, foram feitos estudos sobre realimentação derivativa, e proposto um novo método para projetar a matriz de realimentação discreta no tempo da derivada do vetor de estado, tal que o sinal de controle obtido seja equivalente a uma dada lei de controle contínua no tempo com realimentação do vetor de estado. O controlador discreto é obtido com base no controlador contínuo, utilizando um método de aproximação, baseado em LMIs. É suposto que a planta é controlável, linear e invariante no tempo, com uma (SI) ou múltiplas (MI) entradas. Este procedimento permite o uso de métodos de projeto bem conhecidos de realimentação das variáveis de estado em sistemas contínuos no tempo, para calcular diretamente os ganhos de realimentação da derivada das variáveis de estado em sistemas discretos no tempo. Os projetos com realimentação derivativa podem ser úteis no controle de sistemas mecânicos, utilizando-se acelerômetros como sensores. Finalizando, um outro assunto abordado neste trabalho e que também trouxe contribuições relevantes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: In this work, theoretical studies, controller designs and numeric simulations of several automatic control systems that generated new contributions are presented. Firstly, a study on Takagi-Sugeno fuzzy systems modeling, control designs and simulations with practical examples, such as a ball-beam system and a nonlinear magnetic suspension system, are described. With these studies a simple method, based on Linear Matrix Inequalities (LMIs) and Lyapunov functions, for designing a control system using the Takagi-Sugeno fuzzy models in mechanical systems, where the available signals for the control are state-derivative, is proposed. Additionally, new results about state-derivative feedback including a simple method for designing a digital state-derivative feedback gain such that the control law is equivalent to a known and adequate continuous-time state feedback control law with a guaranteed stability are proposed. The digital controller is obtained by the continuous controller, using an approach method, based on LMIs. It is assumed that the plant is a linear controllable, time-invariant, Single-Input (SI) or Multiple-Input (MI) system. This procedure allows the use of well-known continuous-time state feedback design methods to directly design discrete-time state-derivative feedback control systems. The state-derivative feedback can be useful in the vibration control of mechanical systems, where the main sensors are accelerometers. Finally, we have the study with the design of state-feedback Variable Structure Controllers (VSC) for a class of continuous-time switched plants where is assume that the state vector is available for feedback. The design is based on Lyapunov-Metzler (LM) inequalities and also on Strictly Positive Real (SPR) systems stability results. The recent definition of Lyapunov-Metzler-SPR (LMSPR) systems is presented and a new direct application... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

18

Souza, Wallysonn Alves de. "Projeto de controladores robustos chaveados para sistemas não lineares descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno /." Ilha Solteira, 2013. http://hdl.handle.net/11449/100294.

Full text

Abstract:

Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira
Banca: Edvaldo Assunção
Banca: Rodrigo Cardin
Banca: Ricardo Hiroshi Caldeira Takahashi
Banca: Grace Silva Deaecto
Resumo: Esta tese propõe novos métodos de projeto de controle chaveado para algumas classes de sistemas: lineares com incertezas politópicas e não lineares incertos descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno. Inicialmente são propostos métodos que utilizam uma função quadrática de Lyapunov e a estabilidade quadrática é utilizada para projetar vários ganhos do controlador, baseado em desigualdades matriciais lineares (do inglês Linear Matrix Inequalities - LMIs). Os controladores propostos são compostos por um único ganho que é escolhido por uma lei de chaveamento que retorna o menor valor da derivada temporal da função quadrática de Lyapunov. Para o caso linear, os controladores concebidos apresentam um melhor desempenho quando comparados com o controlador que emprega um único ganho de realimentação do estado normalmente implementado, e as LMIs utilizadas para encontrar os ganhos são mais relaxadas. Para o caso não linear, os controladores propostos também apresentaram um bom desempenho e eliminam a necessidade de encontrar as expressões explícitas das funções de pertinência que muitas vezes podem ter expressões longas e/ou complexas, ou serem desconhecidas devido às incertezas na planta. Em seguida foram propostos novos métodos de projeto de controle chaveado e um novo critério de estabilidade para sistemas não lineares incertos descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno. O projeto do controlador chaveado é baseado na função de Lyapunov quadrática por partes do tipo mínimo e na minimização da derivada temporal desta função de Lyapunov. As condições do novo critério de estabilidade são representadas por um tipo de desigualdades matriciais bilineares (do inglês Bilinear Matrix Inequalities - BMIs) que podem ser resolvidas de forma eficiente pelo método... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: This thesis proposes new switched control design methods for some classes of linear systems with polytopic uncertainties and uncertain nonlinear systems described by Takagi-Sugeno fuzzy models. Initially, are proposed methods that use a quadratic Lyapunov function and quadratic stability to design, based on Linear Matrix Inequalities (LMIs), the feedback gains. The controller gain is chosen by a switching law that returns the smallest value of the time derivative of the quadratic Lyapunov function. For the linear case, the proposed methodology presents a better performance when compared with the controller usually implemented which uses only one state feedback gain and the LMIs for finding the switched gains are more relaxed. For nonlinear plants described by Takagi-Sugeno fuzzy models, the proposed controller also presented good performance and eliminates the need to obtain the explicit expressions of the membership functions of the Takagi-Sugeno fuzzy controllers, which can often have long and/or complex expressions, or may not be known, for instance due to the plant uncertainties. The design of the switched controllers is based on a minimum-type piecewise quadratic Lyapunov function and the minimization of the time derivative of this Lyapunov function. The conditions of the new stability criterion are represented by a kind of Bilinear Matrix Inequalities (BMIs) that can be efficiently solved by the path-following method. Furthermore, the proposed switched controller can also operate even with an uncertain reference control signal. To verify the efficacy of the proposed methodology are presented numerical simulations, including robust nonlinear control designs of a ball-and-beam system and of a magnetic levitator, and finally a robust... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

19

Souza, Wallysonn Alves de [UNESP]. "Projeto de controladores robustos chaveados para sistemas não lineares descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2013. http://hdl.handle.net/11449/100294.

Full text

Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-30Bitstream added on 2014-06-13T20:21:16Z : No. of bitstreams: 1 souza_wa_dr_ilha.pdf: 2047760 bytes, checksum: 8e0dca06c80251e6c3a1e6e46925aa1a (MD5)
Esta tese propõe novos métodos de projeto de controle chaveado para algumas classes de sistemas: lineares com incertezas politópicas e não lineares incertos descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno. Inicialmente são propostos métodos que utilizam uma função quadrática de Lyapunov e a estabilidade quadrática é utilizada para projetar vários ganhos do controlador, baseado em desigualdades matriciais lineares (do inglês Linear Matrix Inequalities - LMIs). Os controladores propostos são compostos por um único ganho que é escolhido por uma lei de chaveamento que retorna o menor valor da derivada temporal da função quadrática de Lyapunov. Para o caso linear, os controladores concebidos apresentam um melhor desempenho quando comparados com o controlador que emprega um único ganho de realimentação do estado normalmente implementado, e as LMIs utilizadas para encontrar os ganhos são mais relaxadas. Para o caso não linear, os controladores propostos também apresentaram um bom desempenho e eliminam a necessidade de encontrar as expressões explícitas das funções de pertinência que muitas vezes podem ter expressões longas e/ou complexas, ou serem desconhecidas devido às incertezas na planta. Em seguida foram propostos novos métodos de projeto de controle chaveado e um novo critério de estabilidade para sistemas não lineares incertos descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno. O projeto do controlador chaveado é baseado na função de Lyapunov quadrática por partes do tipo mínimo e na minimização da derivada temporal desta função de Lyapunov. As condições do novo critério de estabilidade são representadas por um tipo de desigualdades matriciais bilineares (do inglês Bilinear Matrix Inequalities - BMIs) que podem ser resolvidas de forma eficiente pelo método...
This thesis proposes new switched control design methods for some classes of linear systems with polytopic uncertainties and uncertain nonlinear systems described by Takagi-Sugeno fuzzy models. Initially, are proposed methods that use a quadratic Lyapunov function and quadratic stability to design, based on Linear Matrix Inequalities (LMIs), the feedback gains. The controller gain is chosen by a switching law that returns the smallest value of the time derivative of the quadratic Lyapunov function. For the linear case, the proposed methodology presents a better performance when compared with the controller usually implemented which uses only one state feedback gain and the LMIs for finding the switched gains are more relaxed. For nonlinear plants described by Takagi-Sugeno fuzzy models, the proposed controller also presented good performance and eliminates the need to obtain the explicit expressions of the membership functions of the Takagi-Sugeno fuzzy controllers, which can often have long and/or complex expressions, or may not be known, for instance due to the plant uncertainties. The design of the switched controllers is based on a minimum-type piecewise quadratic Lyapunov function and the minimization of the time derivative of this Lyapunov function. The conditions of the new stability criterion are represented by a kind of Bilinear Matrix Inequalities (BMIs) that can be efficiently solved by the path-following method. Furthermore, the proposed switched controller can also operate even with an uncertain reference control signal. To verify the efficacy of the proposed methodology are presented numerical simulations, including robust nonlinear control designs of a ball-and-beam system and of a magnetic levitator, and finally a robust... (Complete abstract click electronic access below)

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

20

Manceur, Malik. "Commande robuste des systèmes non linéaires complexes." Thesis, Reims, 2012. http://www.theses.fr/2012REIMS003/document.

Full text

Abstract:

Le travail de la thèse traite le problème de suivi de trajectoires des systèmes non linéaires incertains,dont le modèle nominal est construit à l’aide d’un système flou TS (Takagi-Sugeno) de type-2. Cedernier, exploite les modèles locaux du système obtenus par linéarisation autour de certains pointsde fonctionnement. La commande développée est basée sur les modes glissants d’ordre deux avecSuper-Twisting. Nous avons proposé deux systèmes flous type-2 adaptatifs, qui ont comme uniqueentrée la surface de glissement, pour résoudre le problème du calcul de la valeur optimale des gainsde la commande. Des résultats de simulation ont permis de comparer les performances de l’approcheproposée avec la méthode classique. Ensuite, nous avons introduit le concept de l’intégral sliding modepour imposer à priori le temps d’arrivée sur la surface de glissement. Les approches proposées sontgénéralisées aux cas des systèmes multivariables. Plusieurs résultats par simulation et implémentationen temps réel sont présentés pour illustrer les performances des approches développées
This work deals with a fuzzy tracking control design for uncertain nonlinear dynamic system withexternal disturbances and using a TS (Takagi-Sugeno) fuzzy model description. The control is basedon the Super-Twisting algorithm, which is among of second order sliding mode control. Moreover, twoadaptive fuzzy type-2 systems have been introduced to generate the two Super-Twisting signals toavoid both the chattering and the constraint on the knowledge of disturbances and uncertainties upperbounds. These adaptive fuzzy type-2 systems has only one input : the sliding surface, and one output :the optimale values of the control gains, which are hard to compute with the original algorithm.Simulation results are obtained in order to compare the performances of the proposed method tothat given by Levant. Then, we have introduced the integral sliding mode concept to impose inadvance the convergence time and the arrival on the sliding surface. The proposed approaches aregeneralized to the case of multivariable systems. Several results in simulation and in real time usinga benchmark are obtained to validate and to confirm the performances of our contributions

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

21

Almeida, Felipe de Mello. "Identificação multivariavel de um processo de incineração de residuos liquidos utilizando modelos nebulosos Takagi-Sugeno." [s.n.], 2005. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/261760.

Full text

Abstract:

Orientador: Gilmar Barreto
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-05T07:10:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_FelipedeMello_M.pdf: 6968120 bytes, checksum: 59d5634a5a4bff603ee4b2bf138d55ec (MD5) Previous issue date: 2005
Resumo: Este trabalho enfoca o problema de identificação multivariável de um processo de incineração de resíduos líquidos que faz parte do complexo da unidade de utilidades da empresa BASF S.A, localizada em Resende-RJ. Para trabalhos futuros, pretendemos utilizar esta identificação em um projeto de controlador inteligente. A escolha desse processo foi motivada pelo potencial de melhoria no sistema de controle da combustão, sendo realizado um estudo com as possíveis melhorias econômicas e operacionais com a otimização do processo de incineração. Os sistemas nebulosos foram enfocados de maneira especial, por causa da sua capacidade de processar informação de natureza incerta e qualitativa. O modelo nebuloso Takagi-Sugeno (TS) foi implementado para representar o processo de incineração de resíduos líquidos em estudo. Os resultados das simulações efetuadas com os modelos nebulosos TS obtidos representam de maneira adequada o comportamento real do sistema de incineração
Abstract: This work is concerned with the problem of multivariable identification of liquids residues incineration process that is a complex part of utilities unit in BASF SA. Company, located in Resende-RJ. For future works, we intend use this identification in an intelligent controller design. The choice of this process was motivated by the potential of improvement on combustion system control of the incineration process, and was realized a study considering the possible economic and operational improvements with the incineration process optimization. The fuzzy systems were focused in a special way, because of its capability to process information of uncertain and qualitative nature. The Takagi-Sugeno (TS) fuzzy model was implemented to represent the studied liquids residues incineration process. The simulation results obtained with TS fuzzy models represent, in an adequate way, the real behavior of an incineration system
Mestrado
Automação
Mestre em Engenharia Elétrica

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

22

Cherifi, Abdelmadjid. "Contribution à la commande des modèles Takagi-Sugeno : approche non-quadratique et synthèse D -stable." Thesis, Reims, 2017. http://www.theses.fr/2017REIMS016/document.

Full text

Abstract:

Ce travail de thèse traite de l’analyse de la stabilité et la stabilisation des systèmes non-linéaires représentés par des modèles T-S. L’objectif est de réduire le conservatisme des conditions de stabilité, obtenue par la méthode directe de Lyapunov, et écrites, dans la mesure du possible, sous forme de LMIs. Dans ce cadre, deux contributions principales ont été apportées. Tout d’abord, nous avons proposé de nouvelles conditions de synthèse non-quadratique de lois de commande, strictement LMIs et sans restriction d’ordre, pour les modèles T-S via des FLICs. En effet, dans ce contexte, les résultats de la littérature ne sont valables que pour les modèles T-S d’ordre inférieur ou égal à 2. Afin de lever cette restriction, les conditions ont été obtenues grâce à la démonstration d’une propriété de dualité. Ensuite, peu de travaux traitant de la spécification des performances en boucle fermée, de nouvelles conditions LMIs (quadratiques et non-quadratiques) ont été proposées via le concept de D-stabilité. Dans un premier temps, la synthèse de lois de commande PDC et non-PDC D-stabilisantes a été proposée pour les modèles T-S nominaux. Ensuite, ces résultats ont été étendus au cas des modèles T-S incertains. De plus, nous avons mis en évidence, au travers d’un exemple de D-stabilisation en attitude d’un modèle de drone quadrirotor, que les modèles T-S incertains pouvaient être avantageusement considérés lorsque les non-linéarités d’un modèle non-linéaire dépendent à la fois de l’état et de l’entrée
This work deals with the stability analysis and the stabilisation of nonlinear systems represented by T-S models.The goal is to reduce the conservatism of the stability conditions, obtained through the direct Lyapunov methodand written, when it is possible, as LMIs. In this framework, two main contributions has been proposed. First ofall, we have proposed some new conditions based on FLICs, strictly LMIs and without any order restrictions, forthe non-quadratic design of control laws devoted to stabilize T-S models. Indeed, in this non-quadratic context,the existing works are only available for 2nd order T-S models. In order to unlock this restriction, the proposed conditions have been obtained based on the proof of a dual property. Then, starting from the fact that few worksdeals with the closed-loop performances specification, some new LMI conditions (quadratic and non-quadratic)have been proposed via the D-stability concept. As a first step, D-stabilizing PDC and non-PDC controller designhas been considered for nominal T-S models. Then, these results have been extended to uncertain T-S models.Moreover, it has been highlighted, from an example of the attitude D-stabilization of a quadrotor model, that wecan make use of uncertain T-S models to cope with nonlinear models involving nonlinearities depending on bothstate and input variables

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

23

Grisales, Palacio Victor Hugo. "Modélisation et commande floues de type Takagi-Sugeno appliquées à un bioprocédé de traitement des eaux usées." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136382.

Full text

Abstract:

Ce travail de thèse s'inscrit au carrefour de l'Automatique, de l'Intelligence Artificielle et des Biotechnologies. Il cherche à développer une méthodologie de modélisation et de commande qui repose sur une approche par logique floue. La première partie du travail présente une introduction aux principes et techniques mises en Suvre dans les stations d'épuration actuelles, et met en évidence la difficulté de modélisation des différents phénomènes mis en jeu. A partir de ce constat, dans une deuxième partie, focalisée sur la modélisation et la commande floues, nous développons d'abord l'identification de modèles flous affines de type Takagi-Sugeno (TS) à partir de données entrées-sorties. Nous considérons différentes méthodes de coalescence floue et une méthode d'agglomération compétitive, robuste en présence de bruit. Ce type d'approche " boîte grise " permet une représentation à base de règles qui approxime la dynamique non linéaire comme une concaténation de sous-modèles localement linéaires sous la forme d'auto-régression non-linéaire (NARX). De plus, nous avons développé une version graphique de la boîte à outils pour la modélisation floue des systèmes (FMIDg). Ensuite, nous proposons une commande floue TS sous-optimale linéaire quadratique adaptée à la structure du modèle flou identifié, en utilisant la philosophie de commande du type compensation parallèle distribuée (PDC). La méthodologie globale est finalement testée et validée en simulation sur un bioprocédé aérobie de dépollution des eaux usées.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

24

Oliveira, Diogo Ramalho de [UNESP]. "Controle H∞ chaveado para sistemas não lineares incertos descritos por modelos fuzzy T-S considerando região de operação e saturação do sinal de controle." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2017. http://hdl.handle.net/11449/150960.

Full text

Abstract:

Submitted by DIOGO RAMALHO DE OLIVEIRA null (diogo.oliveira.ee@gmail.com) on 2017-06-22T14:35:42Z No. of bitstreams: 1 Tese_Diogo.pdf: 2317981 bytes, checksum: fa048901c893f57ba87ceec19383ae14 (MD5)
Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-22T17:28:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_dr_dr_ilha.pdf: 2317981 bytes, checksum: fa048901c893f57ba87ceec19383ae14 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-06-22T17:28:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_dr_dr_ilha.pdf: 2317981 bytes, checksum: fa048901c893f57ba87ceec19383ae14 (MD5) Previous issue date: 2017-05-31
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Esta tese propõe projetos de controle H∞ chaveado para uma classe de sistemas não lineares incertos descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno (T-S) com funções de pertinência desconhecidas. Os projetos de controle necessitam somente dos limites inferiores e superiores das não linearidades do sistema, que podem depender de parâmetros incertos da planta. Em diversas aplicações práticas, em virtude das restrições operacionais dos equipamentos, no projeto de controle é necessário considerar que a lei de controle está sujeita à saturação do atuador. Primeiramente, utilizando uma metodologia encontrada na literatura para resolver o problema da saturação do atuador, propõe-se uma lei de controle chaveada que escolhe um ganho do controlador de realimentação do vetor de estado, que pertence a um conjunto de ganhos conhecidos, que minimiza a derivada da função de Lyapunov do tipo quadrática. Este procedimento elimina a necessidade de encontrar as expressões das funções de pertinência para implementar a lei de controle, garante um desempenho H∞ ao sistema realimentado e assegura que as trajetórias do vetor de estado permanecem dentro de uma região de operação na qual o modelo fuzzy T-S é válido. Adicionalmente, adota-se uma outra metodologia para resolver o problema da saturação do atuador, que utiliza o sinal de controle para compor um vetor de estado expandido. Desta forma, os limites do sinal de controle fazem parte da região de operação na qual o sistema não linear incerto é exatamente representado via modelos fuzzy T-S. Uma lei de controle chaveada, que utiliza a realimentação do vetor de estado expandido, é proposta. As condições de projeto evitam a presença de uma possível descontinuidade do sinal de controle, eliminam a necessidade de obter as expressões das funções de pertinência para implementar a lei de controle, garantem um desempenho H∞ e asseguram que as trajetórias do vetor de estado e do sinal de controle permanecem dentro de uma região de operação na qual o modelo fuzzy T-S é válido. Por fim, três exemplos são apresentados. O primeiro exemplo estuda o controle de um sistema caótico denominado Lorenz. Mostra que, para distúrbios de grande magnitude, os procedimentos propostos apresentaram melhores resultados do que os obtidos com outro método recentemente encontrado na literatura, que considera o pleno acesso às funções de pertinência. No segundo exemplo, uma implementação prática em um sistema de controle de uma suspensão ativa de bancada, considerando uma mola não linear e falha no atuador, confirma a eficácia da abordagem proposta. O último exemplo utiliza um pêndulo invertido para abordar o problema de controle considerando a estabilidade local do sistema. As simulações ilustram que o esquema proposto, que utiliza o vetor de estado expandido, é capaz de evitar uma possível descontinuidade do sinal de controle.
This thesis proposes local H∞ switched control designs for a class of uncertain nonlinear plants described by Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy models with unknown membership functions. The control designs require only the lower and upper bounds of the system nonlinearities and of the system linear parameters, which can depend on uncertain parameters. In practical applications, due to the operational restrictions of the equipments, in the control design, it is necessary to consider that the control law is subject to actuator saturation. First, using a methodology found in the literature to solve the actuator saturation problem, one proposes a switched control law that chooses a state-feedback controller gain, which belongs to a given set of gains, that minimizes the time derivative of a quadratic Lyapunov function. This procedure eliminates the necessity of finding the membership function expressions to implement the control law, guarantees an H∞ performance and ensures that the state trajectory remains within a region in which the T-S fuzzy model is valid. In addition, the actuator saturation problem is approached with another methodology, using the control signal to compose an extended state vector. Then, the region in which the uncertain nonlinear system is exactly represented via T-S fuzzy models is composed by the bounds of the control signal. A switched control law, which chooses an extended state-feedback controller gain, is proposed. The design conditions avoid the presence of a possible discontinuity of the control signal, eliminate the necessity of finding the membership function expressions to implement the control law, guarantee an H∞ performance and ensure that the state trajectory and the control signal remain within a region in which the T-S fuzzy model is valid. Finally, three examples are presented. The first example studies the control of a chaotic Lorenz system. It shows that, for disturbances with large magnitude, the proposed procedures provided better results than the obtained with another recent method found in the literature, that considers full access to the membership functions. In the second example, a practical implementation of an active suspension control system, considering a nonlinear spring and an actuator fault, confirms the effectiveness of the proposed approach. The last example uses an inverted pendulum system to address the local stability control problem. The simulations illustrate that the control scheme, which uses the extended state vector, is able to avoid a possible discontinuity of the control signal.
CNPq: 142035/2013-0

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

25

Oliveira, Diogo Ramalho de. "Controle H∞ chaveado para sistemas não lineares incertos descritos por modelos fuzzy T-S considerando região de operação e saturação do sinal de controle /." Ilha Solteira, 2017. http://hdl.handle.net/11449/150960.

Full text

Abstract:

Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira
Resumo: Esta tese propõe projetos de controle H∞ chaveado para uma classe de sistemas não lineares incertos descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno (T-S) com funções de pertinência desconhecidas. Os projetos de controle necessitam somente dos limites inferiores e superiores das não linearidades do sistema, que podem depender de parâmetros incertos da planta. Em diversas aplicações práticas, em virtude das restrições operacionais dos equipamentos, no projeto de controle é necessário considerar que a lei de controle está sujeita à saturação do atuador. Primeiramente, utilizando uma metodologia encontrada na literatura para resolver o problema da saturação do atuador, propõe-se uma lei de controle chaveada que escolhe um ganho do controlador de realimentação do vetor de estado, que pertence a um conjunto de ganhos conhecidos, que minimiza a derivada da função de Lyapunov do tipo quadrática. Este procedimento elimina a necessidade de encontrar as expressões das funções de pertinência para implementar a lei de controle, garante um desempenho H∞ ao sistema realimentado e assegura que as trajetórias do vetor de estado permanecem dentro de uma região de operação na qual o modelo fuzzy T-S é válido. Adicionalmente, adota-se uma outra metodologia para resolver o problema da saturação do atuador, que utiliza o sinal de controle para compor um vetor de estado expandido. Desta forma, os limites do sinal de controle fazem parte da região de operação na qual o sistema não linear incerto é exatame... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: This thesis proposes local H∞ switched control designs for a class of uncertain nonlinear plants described by Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy models with unknown membership functions. The control designs require only the lower and upper bounds of the system nonlinearities and of the system linear parameters, which can depend on uncertain parameters. In practical applications, due to the operational restrictions of the equipments, in the control design, it is necessary to consider that the control law is subject to actuator saturation. First, using a methodology found in the literature to solve the actuator saturation problem, one proposes a switched control law that chooses a state-feedback controller gain, which belongs to a given set of gains, that minimizes the time derivative of a quadratic Lyapunov function. This procedure eliminates the necessity of finding the membership function expressions to implement the control law, guarantees an H∞ performance and ensures that the state trajectory remains within a region in which the T-S fuzzy model is valid. In addition, the actuator saturation problem is approached with another methodology, using the control signal to compose an extended state vector. Then, the region in which the uncertain nonlinear system is exactly represented via T-S fuzzy models is composed by the bounds of the control signal. A switched control law, which chooses an extended state-feedback controller gain, is proposed. The design conditions avoid the presence o... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

26

Rodrigues, Júnior Selmo Eduardo. "Metodologia evolutiva para previsão inteligente de séries temporais sazonais baseada em espaço de estados não-observáveis." Universidade Federal do Maranhão, 2017. http://tedebc.ufma.br:8080/jspui/handle/tede/1723.

Full text

Abstract:

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-07-03T18:32:31Z No. of bitstreams: 1 SelmoRodrigues.pdf: 1374245 bytes, checksum: 96afcfa04ba5cc18c4db55e4c92cdf23 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-07-03T18:32:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SelmoRodrigues.pdf: 1374245 bytes, checksum: 96afcfa04ba5cc18c4db55e4c92cdf23 (MD5) Previous issue date: 2017-01-26
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
This paper proposes a new methodology for modelling based on an evolving Neuro-Fuzzy Network Takagi-Sugeno (NFN-TS) for seasonal time series forecasting. The NFN-TS use the unobservable components extracted from the time series to evolve, i.e., to adapt and to adjust its structure, where the number of fuzzy rules of this network can increase or reduced according the components behavior. The method used to extract the components is a recursive version developed in this paper based on the Spectral Singular Analysis (SSA) technique. The proposed methodology has the principle divide to conquer, i.e., it divides a problem into easier subproblems, forecasting separately each component because they present dynamic behaviors that are simpler to forecast. The consequent propositions of fuzzy rules are linear state space models, where the states are the unobservable components data. When there are available observations from the time series, the training stage of NFN-TS is performed, i.e., the NFN-TS evolves its structure and adapts its parameters to carry out the mapping between the components data and the available sample of original time series. On the other hand, if this observation is not available, the network considers the forecasting stage, keeping its structure fixed and using the states of consequent fuzzy rules to feedback the components data to NFN-TS. The NFN-TS was evaluated and compared with other recent and traditional techniques for forecasting seasonal time series, obtaining competitive and advantageous results in relation to other papers. This paper also presents a case study of proposed methodology for real-time detection of anomalies based on a patient’s electrocardiogram data.
Esse trabalho propõe uma nova metodologia para modelagem baseada em uma Rede Neuro- Fuzzy Takagi-Sugeno (RNF-TS) evolutiva para a previsão de séries temporais sazonais. A RNF-TS considera as componentes não-observáveis extraídas a partir da série para evoluir, ou seja, adaptar e ajustar sua estrutura, sendo que a quantidade de regras fuzzy dessa rede pode aumentar ou ser reduzida conforme o comportamento das componentes. O método utilizado para extrair as componentes é uma versão recursiva desenvolvida nessa pesquisa baseada na técnica de Análise Espectral Singular (AES). A metodologia proposta tem como princípio dividir para conquistar, isto é, dividir um problema em subproblemas mais fáceis de lidar, realizando a previsão separadamente de cada componente já que apresentam comportamentos dinâmicos mais simples de prever. As proposições do consequente das regras fuzzy são modelos lineares no espaço de estados, sendo que os estados são os próprios dados das componentes não-observáveis. Quando há observações disponíveis da série temporal, o estágio de treinamento da RNF-TS é realizado, ou seja, a RNF-TS evolui sua estrutura e adapta seus parâmetros para realizar o mapeamento entre os dados das componentes e a amostra disponível da série temporal original. Caso contrário, se essa observação não está disponível, a rede aciona o estágio de previsão, mantendo sua estrutura fixa e usando os estados dos consequentes das regras fuzzy para realimentar os dados das componentes para a RNF-TS. A RNF-TS foi avaliada e comparada com outras técnicas recentes e tradicionais para previsão de séries temporais sazonais, obtendo resultados competitivos e vantajosos em relação a outras pesquisas. Este trabalho apresenta também um estudo de caso da metodologia proposta para detecção em tempo-real de anomalias baseada em dados de eletrocardiogramas de um paciente.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

27

Silva, Emerson Ravazzi Pires da [UNESP]. "Controle robusto de sistemas não-lineares sujeitos a falhas estruturais." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2009. http://hdl.handle.net/11449/87065.

Full text

Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-20Bitstream added on 2014-06-13T18:49:28Z : No. of bitstreams: 1 silva_erp_me_ilha.pdf: 509609 bytes, checksum: 37c083ec485dbc3db2cf95730b404b40 (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Uma técnica de projeto de controladores robustos para sistemas não-lineares contínuos no tempo é proposta neste trabalho. É suposto que a planta não-linear está sujeita a falhas estruturais, que podem ser consideradas como incertezas politópicas. Os sistemas não-lineares são representados por modelos fuzzy propostos por Takagi-Sugeno e uma formulação para o tratamento das incertezas politópicas é apresentado para o projeto dos controladores. Este trabalho aborda projetos de controle usando a realimentação dos estados e a realimentação da derivada dos estados. O projeto do controlador é realizado através de condições baseadas em Desigualdades Matriciais Lineares (em inglês, Linear Matrix Inequalities (LMI)), que podem ser resolvidas facilmente utilizando técnicas de programação convexa. Essa metodologia permite a inclusão de restrições de desempenho no projeto, tais como: taxa de decaimento e restrição na entrada. Ao final, exemplos numéricos e suas simulações ilustram a eficiência da técnica proposta.
A technique of robust controllers design for nonlinear continuous-time systems is proposed in this work. It is supposed that the nonlinear plant is subject to structural failures, which can be considered as polytope uncertainties. The nonlinear systems are represented through fuzzy models proposed by Takagi-Sugeno and a formulation for the treatment of polytope uncertain is presented for the controllers design. This work focuses control designs using state feedback and state-derivative feedback. The controllers design is made through conditions based in Linear Matrix Inequalities (LMIs), which can be easily solved using convex programming techniques. This methodology allows the inclusion of performance restrictions on design, such as: decay rate and input constraint. Finally, numeric examples and their simulations show the efficiency of the proposed method.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

28

García-Nieto, Rodríguez Sergio. "Identificación y control predictivo Fuzzy T-S en espacio de estados. Una aproximación al control no lineal." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2010. http://hdl.handle.net/10251/8328.

Full text

Abstract:

Los trabajos en el área de control de finales del siglo de XIX y principios del siglo XX, describían el modelado, análisis y diseño de sistemas lineales empleando herramientas matemáticas bien definidas como el álgebra lineal y el cálculo diferencial. Sin embargo, a mediados de los años 40 comienzan a surgir trabajos que introducen el concepto de sistemas no lineales. A partir de este momento, el interés por el desarrollo de herramientas teóricas para el análisis y diseño de controladores no lineales fue en aumento. En la actualidad, existen diversas metodologías que son empleadas en el análisis y diseño de sistemas de control no lineales. Sin embargo, no existe una teoría generalizada análoga al álgebra lineal y el cálculo diferencial de los sistemas lineales. Por ello, las líneas de investigación que abordan el estudio de procesos no lineales se encuentran en continua evolución. En primer lugar, la tesis presentada aborda el estudio del estado del arte de algunas de las técnicas más destacadas para el modelado e identificación de sistemas no lineales. El documento de tesis hace especial hincapié en las técnicas que emplean modelos borrosos con estructura Takagi-Sugeno (TS). Una vez introducidos los modelos borrosos TS, se presenta el estado del arte en el diseño de contralores borrosos denominadas Compensadores Paralelos Distribuidos (PDC) y su aplicación al control predictivo. Asimismo, se describen los fundamentos matemáticos necesarios para la reformulación del problema de diseño de PDC en términos de Desigualdades Matriciales Lineales (LMIs). La revisión del estado del arte que se realiza en el documento de tesis, pone de manifiesto la dificultad existente cuando se aborda el diseño de controladores borrosos predictivos. El principal inconveniente es la resolución del problema de optimización que se plantea al aplicar la filosofía de control predictivo.
García-Nieto Rodríguez, S. (2010). Identificación y control predictivo Fuzzy T-S en espacio de estados. Una aproximación al control no lineal [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8328
Palancia

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

29

Inoue, Roberto Santos. "Controle robusto de robôs móveis com rodas." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-26102007-184742/.

Full text

Abstract:

Nesta dissertação é apresentado um estudo comparativo entre seis controladores H \'infinito\' não lineares aplicados em um robô móvel com rodas. Três estratégias de controle são avaliadas. Na primeira, o modelo do robô é considerado completamente conhecido. Na segunda, o modelo matemático é considerado desconhecido e é realizada uma estimativa baseada em métodos inteligentes. E finalmente, na terceira estratégia, o modelo nominal é conhecido e técnicas inteligentes são usadas para estimar somente incertezas paramétricas do robô. As técnicas inteligentes usadas são baseadas em redes neurais e em lógica fuzzy. Esses controladores são resolvidos através de desigualdades matriciais lineares (DMLs) e equações algébricas de Riccati. Todos os resultados obtidos são baseados em dados experimentais.
This dissertation is present a comparative study between six nonlinear H \'infinity\' controllers applied to a wheeled mobile robot. Three control strategies are adopted. In the first, the model of the robot is considered completely known. In the second, the mathematical model is considered unknown and is accomplished an estimate based on intelligent methods. And finally, in the third strategy, the nominal model is known and intelligent techniques are used only to estimate parametric uncertainties of the robot. The intelligent techniques used are based in neural networks and in fuzzy logic. These controllers are solved via linear matrix inequalities (LMIs) and algebraic Riccati equations. All results obtained are based in experimental data.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

30

Machado, Jeremias Barbosa. "Modelagem e controle preditivo utilizando multimodelos." [s.n.], 2007. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259984.

Full text

Abstract:

Orientadores: Wagner Caradori do Amaral, Ricardo Jose Grabrielli Barreto Campello
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-09T14:19:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_JeremiasBarbosa_M.pdf: 6477617 bytes, checksum: 3f0c4fec476306e8cc05a7940894b0a0 (MD5) Previous issue date: 2007
Resumo: o interesse na utilização de algoritmos de controle sofisticados cresce no meio industrial devido à necessidade de melhor qualidade dos produtos produzidos. Uma abordagem que vem ganhando destaque é a utilização de sistemas de controle não-linear que modelam os sistemas por meio de multimodelos lineares. Neste contexto, este trabalho apresenta a modelagem e controle de sistemas não-lineares através de controladores preditivos não-lineares que utilizam multimodelos lineares. Os controladores preditivos baseados em modelos (MBPC - Model Based Predictive Controllers) são controladores cuja principal característica é a utilização de um modelo na determinação de um conjunto de previsões de saída, e a lei de controle é calculada em função destas previsões minimizando-se uma função de custo. O desempenho deste controlador depende da qualidade do modelo utilizado para predição dos sinais de saída. A proposta do trabalho é modelar as não-linearidades do processo sob controle através de modelos fuzzy Takagi-Sugeno - TS com funções de base ortonormal - FBO nos conseqüentes das regras. As FBO's apresentam diversas características conceituais e estruturais de interesse na elaboração dos modelos utilizados nos controladores preditivos, como a ausência de realimentação de saída, o que evita a propagação de erro, além de outras que serão discutidas ao longo deste trabalho. Os parâmetros de um modelo fuzzy TS a serem determinados são os antecedentes das regras, com suas funções de pertinência, e as funções nos conseqüentes das regras, que neste trabalho dar-se-ão de forma automática, sendo os antecedentes das regras obtidos através de agrupamento fuzzy (fuzzy clustering) das amostras de entrada e saída. Para esta tarefa será utilizado o algoritmo de GustafsonKessel. A fim de determinar o número de grupos que irão compor o modelo e, por conseqüência, defil)ir o número de regras e modelos locais, utilizar-se-ão critérios que avaliam a qualidade dos agrupamentos juzzy, como Fuzzy Silhouette, Fuzzy Hipervolume, Average Partition Density e Average Within-Cluster Distance, sendo proposta a combinação dos resultados obtidos em cada um dos critérios. O controle é feito de forma que, para cada modelo local, presente no modelo fuzzy TS-FBO, tem-se um controlador atuando sobre este. As ações de controle locais são combinadas conforme a ativação de cada regra do respectivo modelo local, e a ação de controle global resultante dessa combinação é aplicada ao processo a ser controlado. A abordagem proposta apresenta vantagens estruturais na modelagem e controle de processos nãolineares, quando comparado a outras metodologias de modelagem (como modelos polinomiais NARMAX) e controle, uma vez que esta abordagem é composta de uma estrutura simples com modelos locais lineares (ou afins) formados por FBO's. Para ilustrar o que foi desenvolvido, são apresentadas, no final destes trabalho, implementações na modelagem e controle de processos não-lineares
Abstract: The use of advanced control strategies has been increased in the last years due to the needs of more accurate quality on products. An approach that seems attractive on control and modeling of the nonlinear processes is the use of multiple linear models. In this context, this work presents an altemative approach for modeling and controlling nonlinear processes through nonlinear predictive control (NMBPC) using multi-models. The main characteristic of the Model Based Predictive Controllers is the use of a model for the determination ofthe output predictions. The controllaw is derived based on these output predictions, minimizing a specified cost function. Its performance is directly related to the quality of the model predictor. Therefore, in this work, the process is modeling through Takagi-Sugeno- TS fuzzy models with orthonormal base functions - OBF - on the mIes consequents. OBF' s models present several conceptual and structural characteristics of interest on the elaboration of models predictors, such as, absence of output recursion and feedback of prediction errors, often leading to superior performances over long-range horizon predictions and natural decoupling between multiple outputs; there is no need for previous knowledge about the relevant past terms of the system signals; the representation of a stable system is assuredly stable; tolerance to unmodeled dynamics; ability to deal with time delays. The antecedents ofthe TS fuzzy models are obtained through fuzzy c1ustering ofthe input and output measures. The algorithm of Gustafson-Kessel is used to perform this task. In order to determine the number ofthe local models, clustering validity criteria such as Fuzzy Silhouette, Fuzzy Hipervolume, Average Partition Density e Average Within-Cluster Distance are used. A predictive controller is derived for local model and the global controllaw is obtained by combining each local control law, using the degree of activation of every mIe of the respective local model. The proposed approach presents structural advantages in the modeling and controlling nonlinear process, when compared to other modeling (like polynomial models-NARMAX) and controlling strategies, as this approach is constituted of a simple structure with linear local models using OBF' s. The performance of the proposed strategies is illustrated using some simulated examples
Mestrado
Automação
Mestre em Engenharia Elétrica

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

31

Marx, Didier. "Contribution à l'étude de la stabilité des systèmes électrotechniques." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL078N/document.

Full text

Abstract:

Dans cette thèse différents outils issus de l'automatique non linéaire ont été mis en œuvre et ont permis d'apporter une première solution au problème de stabilité large signal des dispositifs électriques. A l'aide de modèles flous de type Takagi-Sugeno, on a montré qu'il était possible de résoudre le problème de stabilité dans le cas de deux applications électrotechniques à savoir un hacheur contrôlé en tension et l'alimentation par l'intermédiaire un filtre d'entrée d'un dispositif électrique fonctionnant à puissance constante. Dans le cas du hacheur, la taille estimée des bassins d'attraction reste modeste. Les raisons essentielles à l'échec obtenu dans la recherche de bassin de grande taille peut résulter dans le fait que d'une part , la mise sous forme TS du système n'est pas unique et que d'autre part les matrices du sous modèle TS du système ne sont de Hurwitz que dans une gamme très restreinte de variations du rapport cyclique. Dans le cas de l'alimentation par l'intermédiaire d'un filtre d'entrée d'un dispositif fonctionnant à puissance constante, on a montré que l'utilisation d'un modèle flou de type Takagi-Sugeno permettait d'exhiber un domaine d'attraction de taille significative. On a fourni des outils permettant de borner la plage de variations des pôles du système dans un domaine donné de l'espace d'état, domaine dans lequel la stabilité du modèle TS est prouvée. L'utilisation de la D-stabilité permet de connaitre les dynamiques maximales du système. La notion de stabilité exponentielle permet de connaître les dynamiques minimales du système. L'approche utilisée pour prouver la stabilité du système en présence de variations paramétriques, pour les deux systèmes étudiés, n'autorise que des variations extrêmement faibles de la valeur du paramètre autour de sa valeur nominale
In this thesis, various tools resulting from the nonlinear automatic were implemented and made it possible to bring a first solution to the problem of large signal stability of the electric systems. Using Takagi-Sugeno fuzzy models, one showed that it was possible to in the case of solve the problem of stability two electrotechnical applications to knowing a Boost converter controlled in tension and an electric system constituted by an input filter connected to an actuator functioning at constant power. In the case of the Boost converter, the estimated size of attraction domain remains modest. The reasons essential with the failure obtained in the search for domain of big size can result in the fact that on the one hand, the setting TS fuzzy models of the system is not single and that on the other hand the matrices of local model of TS model of the system are of Hurwitz only in one very restricted range of variations of the cyclic ratio. In the case of the electric system via a filter of entry of a functioning device at constant power, one showed that the use of a Takagi-Sugeno fuzzy model allowed exhibit a attraction domain of significant size. One provided tools allowing to limit the variations of the poles of the system in a given field of the state space, domain in which the stability of model TS is proven. The use of D-stability makes it possible to know dynamic maximum system. The concept of exponential stability makes it possible to know dynamic minimal system. The approach used to prove the stability of the system in the presence of parametric variations, for the two studied systems, authorizes only extremely weak variations of the value of the parameter around its maximal value

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

32

Tewari, Ashutosh Urquidi-MacDonald Mirna. "Prior knowledge based identification of Takagi-Sugeno- Kang fuzzy models for static nonlinear systems." 2009. http://etda.libraries.psu.edu/theses/approved/WorldWideIndex/ETD-3522/index.html.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

33

Renners, Ingo [Verfasser]. "Data-driven system identification via evolutionary retrieval of Takagi-Sugeno fuzzy models / von: Ingo Renners." 2004. http://d-nb.info/974452351/34.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

34

Chen, Yen-Jung, and 陳彥融. "FPGA Implementation of Takagi-Sugeno Fuzzy Cerebellar Model Articulation Volume Control." Thesis, 2014. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/66177874494482392505.

Full text

Abstract:

碩士
淡江大學
電機工程學系碩士班
102
In this study, we use Takagi-Sugeno fuzzy cerebellar model articulation controller (T-S CMAC) for tracking volume which is need to adjusted due to environmental noise. This controller has the following advantages: 1. Using linear matrix inequalities (LMI) to calculate the control gain, it improves the accuracy which is CMAC of the initial weights. 2. In order to track the time-varying parameter in CMAC, we designed the controller via LMI which has strong adaptive ability. 3. It can quickly and repeatedly correction amount of control. Finally, this study will use the field-programmable gate array (FPGA) to implement T-S CMAC algorithm in experiment. It will apply to adjust volume. In experiment results, we can see the tracking ability is well.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

35

Sie, Jian-Hon, and 謝建宏. "Stability Analysis and Controller Design of Singular Affine Takagi-Sugeno Fuzzy Model." Thesis, 2008. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/91189358173158380320.

Full text

Abstract:

碩士
國立臺灣海洋大學
輪機工程系
96
This thesis presented the fuzzy controller design method for the singular nonlinear systems via affine Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model. We design a fuzzy controller which can achieve quadratic stablility for singular affine T-S fuzzy system. The derived stability conditions for controller design are Bilinear Matrix Inequality (BMI) problems which can not be calculated by the convex optimization algorithm of Linear Matrix Inequality (LMI) method directly. In order to solve the problem, the BMI problems must be transferred into LMI. Furthermore, we develop Iterative Linear Matrix Inequality (ILMI) algorithm with convex optimization algorithm to find the feasible solutions for the stability conditions. Through using the designed fuzzy controller, the stability of singular affine T-S fuzzy system can be guaranteed.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

36

Liang, Hao-Jie, and 梁豪傑. "Fuzzy Controller Design for Takagi-Sugeno Fuzzy Model with Multiplicative Noises Subject to Actuator Saturation." Thesis, 2010. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/95410581028998064521.

Full text

Abstract:

碩士
國立臺灣海洋大學
輪機工程系
98
Most physical systems in real world were suffered the external disturbance, then the fuzzy controller design for the nonlinear continuous-time systems with multiplicative noises and the nonlinear discrete-time systems with multiplicative noises. The Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model is employed to represent the nonlinear systems. The actuator saturation may severely degrade the performance of the closed-loop systems that the sufficient conditions are derived to guarantee the stability. The stability conditions developed in this thesis can be coordinated into the Linear Matrix Inequality (LMI) problems. By solving these LMI stability conditions, a Parallel Distributed Compensation (PDC) based fuzzy controller is obtained to stabilize the T-S fuzzy models with multiplicative noises. In order to illustrate the availability and practicability of proposed fuzzy controller design approach, two numerical simulations are provided to express the controlled responses of that dynamic ship positioning systems with multiplicative noises and truck-trailer systems with multiplicative noises.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

37

郭哲賓. "Fuzzy Controller Design for Takagi-Sugeno Fuzzy Model with Multiplicative Noises via Imperfect Premise Matching." Thesis, 2011. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/56774517579882431521.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

38

Lin, Yann-Horng, and 林彥宏. "Performance Constrained Robust Fuzzy Control for Takagi-Sugeno Fuzzy Model-Based Perturbed Stochastic Nonlinear Systems." Thesis, 2018. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/25xz94.

Full text

Abstract:

碩士
國立臺灣海洋大學
輪機工程學系
106
Nowadays, the stability analysis and controller design of stochastic systems have become much more important since the stochastic behaviors are usually exist in practical systems. Because of the reason, a robust fuzzy controller design approach is proposed by covariance control theory, pole placement theory and robust control theory in this thesis. At first, nonlinear systems are expressed as a perturbed Takagi-Sugeno fuzzy model and the so-called parallel distributed compensation method is applied for the fuzzy controller design. Next, considering the stability analysis and the performance of the perturbed Takagi-Sugeno fuzzy model, corresponding Lyapunov stability conditions subject to multiple performance constraints, including state variance constraint, output variance constraint and pole placement constraint are developed. Then, the proposed fuzzy control problem can be effectively transferred into the linear matrix inequality problem and it can be solved by the convex optimal programming algorithm. At last, several nonlinear practical systems are selected to verify the applicability and effectivity of the proposed robust fuzzy controller design method.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

39

Resmi, Ilmiyah Elrosa Citra, and Ilmiyah Elrosa Citra Resmi. "Nonlinear Model Predictive Control for Nonlinear Systems Based on a Takagi-Sugeno Fuzzy Model." Thesis, 2015. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/64581695824199988961.

Full text

Abstract:

碩士
國立臺灣科技大學
自動化及控制研究所
103
In nonlinear systems, stability is one of the problems that have to be solved to make the system controlled. This thesis introduces the alternative approach to stabilize system by combining the T-S Fuzzy model and the finite-horizon Model Predictive Control (MPC). This research constructs the MPC based on Laguerre functions in the T-S models and proves the existence of the Lyapunov function. By applying this method to the system, an Inverted Pendulum on cart system, the output system shows a good performance. This controller can bring system back to the origin and reject the disturbance from inside and outside the system. The designed controller can hold the parameters of the plant alteration. From any alterations the output system can return to the origin and also reject the disturbance.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

40

Liao, Kuo-Hsiang, and 廖國享. "Output Tracking Control Based on Adaptive Takagi-Sugeno Fuzzy Cerebellar Model Articulation Controller." Thesis, 2009. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/20307240997595033987.

Full text

Abstract:

碩士
清雲科技大學
電機工程研究所
98
This paper investigates the problem of sliding mode adaptive TS-CMAC output tracking control for a class of nonlinear system via LMI approach. First of all, figure out the learning algorithm of TS-FCMAC, and output tracking control rules individually. Controller design method is proposed based on TS-CMAC method. In addition, TS-CMAC controller are derived based on the Lyapunov stability theorem, thus tracking error will be asymptotically converge to zero and the stability of the system can be guaranteed. Finally simulation results demonstrate the effective of the proposed control scheme for haotic system with unknown uncertainties.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

41

Yang, Chun-Chi, and 楊竣棋. "Output Tracking Control Based on adaptive Takagi-Sugeno Fuzzy Cerebellar Model Articulation Controller." Thesis, 2006. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/79571347952263740496.

Full text

Abstract:

碩士
清雲科技大學
電機工程研究所
94
This study introduces an adaptive Takagi-Sugeno fuzzy CMAC (TS-FCMAC) for output tracking control of nonlinear systems. First of all, figure out the learning algorithm of TF-FCMAC, and identify the system, output tracking control rules individually. Its result shows a significantly increase on adaptive learning speed, and the convergence is guaranteed. We use different methods to complete system identification by cases. On output tracking, take nonlinear continuous/ discrete time system for examples first, to illustrate three cases by simulation. Finally, the validity and practicability of the proposed method in this article is verified through experiment of table position control of linear ultrasonic motor.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

42

CHANG, YU-HENG, and 張堉恆. "Adaptive Model Predictive Control Based on Takagi-Sugeno Fuzzy Model for Floating Hydropower System Design." Thesis, 2019. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/v28n93.

Full text

Abstract:

碩士
逢甲大學
自動控制工程學系
107
Owing to the increasing environmental problems of fossil fuel consumption and global warming, the power generation systems of renewable energy have received increasing attention in recent years. In renewable energy, the proportion of hydropower is rapidly growing into a mainstream and competing with traditional energy power generation. The storage capacity of hydropower energy has grown exponentially to become a cornerstone of renewable energy. Because hydropower involves a wide range of science and technology, it includes fluid dynamics, power electronic converters, and power systems, and the main techniques of hydropower are consisted of generators theory. There are safe and good performance of the hydrokinetic energy conversion system (HECS) that are also subject to strict grid requirements. Moreover, Taiwan is surrounded by the sea and there is passed by Kuroshio every year. Therefore, the development of a floating hydropower system is quite suitable for independent power generation program in Taiwan. However, the Kuroshio floating power generation system faces the large water depth environment and unstable ocean current characteristics. Achieving stable voltage and maximum power output are the keys to the development in this thesis. The thesis is proposed adaptive model predictive control based on Takagi-Sugeno fuzzy model for floating hydropower system design. It’s mainly designed for the permanent magnet synchronous generator in the floating hydropower system, so that the generator can maintain a constant speed and isn’t affected by the three-phase current imbalance. Eventually, the output voltage of the hydropower system remains stable while promoting maximum power efficiency. Firstly, the current flow rate of the random current detected by the current meter, and the maximum angular tracking method is used to calculate the angular velocity of the permanent magnet synchronous generator. After the external angular velocity reference signal is compared with internal angular velocity to obtain the tracking error, the torque reference signal is acquired through the proportional-integral (PI) controller, and the magnetic flux reference signal is obtained by the maximum torque per ampere. Furthermore, due to the increasing research on speed-free sensor encoders in recent years, this thesis designs the conditions of power generation systems in speed-free sensor encoders, using the model reference adaptive system method. The current signal inside the generator establishes the angular velocity signal, and the floating power generation system has reduced power generation efficiency due to the instability of the current. Therefore, the adaptive Takagi-Sugeno fuzzy model is used to approximate the nonlinear permanent magnet synchronization. The generator can efficiently approximate the nonlinear permanent magnet synchronous generator system, so that the adaptive Takagi-Sugeno fuzzy model system with linear affine and weight can be obtained by adaptive law online update to obtain the predictive control scheme. The stator current sequence of the shaft. In addition, we can estimate the electric torque and magnetic flux based on the estimated stator currents, and use the model predictive control method to make the three-phase permanent magnet synchronous motor provide stable torque and magnetic flux to estimate the best. Pulse-width-modulation (PWM) control commands to achieve a stable power supply to the floating ocean current power turbine. Finally, the experimental results of Matlab simulation show that the method of the PI controller is 20% more efficient than the PI method, and the energy can be stored with cost down and fast speed, so the output voltage is stable and maximum power efficiency at the same time.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

43

Fu, Huang Tai, and 黃泰孚. "Constructing Takagi-Sugeno Fuzzy System Model by Slip Window and Piecewise Linear Regression Analysis Structure." Thesis, 2000. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/17276973931235010378.

Full text

Abstract:

碩士
國立臺灣科技大學
電機工程系
88
The approaches of modeling complex non-linear systems can basically be classified into global and local methods. The global method uses the non-linear relationship existing among system variables to model the system. Whereas, the local method separates a whole system into several linear sub-system that are smaller in size and easier in implementation to avoid dealing directly with complex and non-linear properties of the system. The concept of local method is close to the way of solving problem being has done. The Takagi—Sugeno model ( TS model ), expressed as the combination of locally linear models, characterizes its fuzzy rules in which the consequence parts are the combination of linear equations. By the step of system identification, an unknown or poorly understood system can be modeled. This thesis proposes a method of system identification is able to construct TS models simply and efficiently. The TS models are realized by an ANFIS in this thesis. A fuzzy—based data sifter is proposed to analyze and extract the features existing in a set of training data. The regression analysis algorithm is then used to construct the linear sub-systems based on these features. The combination of linear sub-system becomes a TS model.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

44

Ku, Cheung-Chieh, and 古忠傑. "Passive Fuzzy Control for Takagi-Sugeno Fuzzy Model with Multiplicative Noise and Applications to Power System Dynamic Stability Study." Thesis, 2010. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/77663207343992860444.

Full text

Abstract:

博士
國立臺灣海洋大學
電機工程學系
98
In this dissertation, the Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model with the multiplicative noises is used to represent the complex nonlinear stochastic system. According to stochastic modeling approach, the consequently part of concerned T-S fuzzy model is structured by Itô Stochastic Differential Equation (SDE). And for practical environment, the performance requirements are also important issues in control systems except for stability. For those issues, the effect of external disturbance on systems is discussed by passivity theory. Furthermore, the robust control problem is also investigated for the systems with uncertainties. Simultaneously, delay-dependent stability criterion is proposed for stabilizing the nonlinear stochastic systems with time-delay. Besides, under condition as unmeasurable states, a design problem for observer-based fuzzy controller is also discussed and investigated in this dissertation. Moreover, the nonlinear power systems may be leaded to be stochastic systems due to some potential stochastic behaviors during power transmissions. Thus, the stochastic power systems are provided for demonstrating the effectiveness and usefulness of proposed design method. Based on the proposed stability criteria, one can find that the stochastic power systems driven by fuzzy controller is asymptotically stable and passive in the mean square from simulation results.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

45

Hsu, Chia-Lien, and 許鎵薕. "DSP Implementation of Takagi-Sugeno Fuzzy Cerebellar Model Articulation Controller For Sensorless Wind Power Generating Systems." Thesis, 2011. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/02452510732593876287.

Full text

Abstract:

碩士
淡江大學
電機工程學系碩士班
99
This thesis proposes a maximum wind power tracking control using a Takagi-Sugeno fuzzy type cerebellar model articulation controller (T-S CMAC). The controller is designed based on cerebellar model articulation controller (CMAC) is used to estimate maximum wind power through CMAC which has auto-learning property. According to the state from wind energy conversion system (WECS), the controller would track the maximum power by learning more than hundred of thousand times. Using this controller we can find out that computation is less than original controller with self-learning skill, and the tracking time would be less than traditional controller. The effectiveness of proposed controller is performed and shown satisfactory numerical results. First, the wind energy conversion system is consider as a permanent magnet synchronous generator in series with a DC-DC convertor, we then use a T-S fuzzy representation, where a fuzzy tracking controller, CMAC controller, and compensating controller is designed. Then we use a Lyapunov stability to obtain LMIs which can be solved by Matlab’s LMI toolbox and update laws of the CMAC.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

46

Lai, Xin-Hua, and 賴信樺. "Identification of Takagi-Sugeno Fuzzy-Model-Based Dynamic Systems using Orthogonal-Functions Approach and Genetic Algorithm." Thesis, 2010. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/06952676798379931982.

Full text

Abstract:

碩士
國立高雄第一科技大學
系統資訊與控制研究所
98
The main purpose of this thesis is to propose an integrative method which integrates the orthogonal-function approach (OFA) and the hybrid Taguchi-genetic algorithm (HTGA) for solving the identification problem of Takagi-Sugeno (TS) fuzzy-model-based dynamic system. First, the OFA can solve the solution for the TS fuzzy-model-based dynamic equation. Then, the HTGA can search the optimal antecedent and consequent solutions simultaneously for the identification problem of TS fuzzy-model-based dynamic system. Finally, the proposed approach is effectively applied to solve the identification problems of the chaotic systems and the human immunodeficiency virus (HIV) model.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

47

Ho, Wen-Hsien, and 何文獻. "Analysis and Design for Takagi-Sugeno Fuzzy-Model-BasedControl Systems Using Orthogonal-FunctionsApproach and Genetic Algorithm." Thesis, 2006. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/28025995349278237881.

Full text

Abstract:

博士
國立高雄第一科技大學
工程科技研究所
94
Abstract In this dissertation, the orthogonal-functions approach (OFA) is first proposed to solve the Takagi-Sugeno (TS) fuzzy-model-based dynamic equations. The new method simplifies the procedure of solving the TS-fuzzy-model-based dynamic equations into the successive solution of a system of recursive formulae only involving the matrix algebra. The new proposed approach is non-iterative, non-differential, non-integral, straightforward, and well-adapted to the computer implementation. The computational complexity can therefore be reduced remarkably. An illustrated numerical example is given in order to demonstrate the availability of the presently proposed method. Then, the quadratic finite-time optimal design problems of both the fuzzy parallel-distributedcompensation (PDC) controller and the non-PDC controller (linear state feedback controller) for the TS-fuzzy-model-based control systems by using the OFA and the hybrid Taguchi-genetic algorithm (HTGA) is considered in this dissertation. The control iii objective of both quadratic optimal non-PDC controller and quadratic optimal fuzzy PDC controller is to minimize a quadratic integral performance index, where the quadratic integral performance index is also converted into the algebraic form by using the OFA. Four design examples of the quadratic finite-time optimal controllers are given to demonstrate the applicability of the proposed approach. Finally, this dissertation considers the robust quadratic finite-horizon optimal design problems of both the fuzzy PDC controllers and the non-PDC controllers for the TS-fuzzy-modelbased control systems with elemental parametric uncertainties by integrating the robust stability conditions, the OFA, and the HTGA, where the robust stability conditions take the elemental information of parametric uncertain matrices into consideration and are proposed in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Thus, this proposed approach facilitates the design tasks of the robust quadratic optimal controllers for the TS-fuzzymodel- based control systems with elemental parametric uncertainties. A design example of robust quadratic optimal controllers with the elemental parametric uncertainty is given to demonstrate the applicability of the proposed new integrative approach.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

48

Shih, Ying-Jie, and 施英傑. "Fuzzy Controller Design for Stochastic Takagi-Sugeno Fuzzy Model with External Disturbance Subject to Actuator Saturation and H-Infinity Performance Constraints." Thesis, 2014. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/25458069893339163088.

Full text

Abstract:

碩士
國立臺灣海洋大學
輪機工程學系
102
In this thesis, a H-Infinity performance constrained fuzzy control approach is investigated for a class of nonlinear stochastic systems subject to actuator saturation. The nonlinear stochastic systems considered in this thesis are represented by Takagi-Sugeno fuzzy models with multiplicative noises. According to H-Infinity performance constraint and actuator saturation, it is shown that the stabilization of multiplicative noised Takagi-Sugeno fuzzy models can be formulated as a convex optimizationproblem subject to linear matrix inequalities. The proposed fuzzy control method is accomplished based on the Lyapunov stability theory Simulation study on a continuous-time nonlinear stochastic ship steering system is given to show the performances of the proposed H-Infinity performance constrained fuzzy control methodology. Keywords: Takagi-Sugeno Fuzzy Models, Multiplicative Noises, Actuator Saturation and Performance Constraint.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Dissertations / Theses on the topic 'Takagi-Sugeno fuzzy models'

Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles