Application of a Pid+fuzzy controller on the motion control system in machine tools

This work deals with an hybrid PID+fuzzy logic controller applied to control the machine tool biaxial table motions. The non-linear model includes backlash and the axis elasticity. Two PID controllers do the primary table control. A third PID+fuzzy controller has a cross coupled structure whose function is to minimise the trajectory contour errors. Once with the three PID controllers tuned, the system is simulated with and without the third controller. The responses results are plotted and compared to analyse the effectiveness of this hybrid controller over the system. They show that the proposed methodology reduces the contour error in a proportion of 70:1.

Simulation of Active Control Using Fuzzy Logic Applied to a Pulse Combustor

This work analyzes an active fuzzy logic control system in a Rijke type pulse combustor. During the system development, a study of the existing types of control for pulse combustion was carried out and a simulation model was implemented to be used with the package Matlab and Simulink. Blocks which were not available in the simulator library were developed. A fuzzy controller was developed and its membership functions and inference rules were established. The obtained simulation showed that fuzzy logic is viable in the control of combustion instabilities. The obtained results indicated that the control system responded to pulses in an efficient and desirable way. It was verified that the system needed approximately 0.2 s to increase the tube internal pressure from 30 to 90 mbar, with an assumed total delay of 2 ms. The effects of delay variation were studied. Convergence was always obtained and general performance was not affected by the delay. The controller sends a pressure signal in phase with the Rijke tube internal pressure signal, through the speakers, when an increase the oscillations pressure amplitude is desired. On the other hand, when a decrease of the tube internal pressure amplitude is desired, the controller sends a signal 180º out of phase.

System for studies of control strategies applied in the refrigerated chambers

The process of cold storage chambers contributes largely to the quality and longevity of stored products. In recent years, it has been intensified the study of control strategies in order to decrease the temperature change inside the storage chamber and to reduce the electric power consumption. This study has developed a system for data acquisition and process control, in LabVIEW language, to be applied in the cooling system of a refrigerating chamber of 30m³. The use of instrumentation and the application developed fostered the development of scientific experiments, which aimed to study the dynamic behavior of the refrigeration system, compare the performance of control strategies and the heat engine, even due to the controlled temperature, or to the electricity consumption. This system tested the strategies for on-off control, PID and fuzzy. Regarding power consumption, the fuzzy controller showed the best result, saving 10% when compared with other tested strategies.

Application of fuzzy logic for the evaluation of livestock slaughtering

The fuzzy logic admits infinite intermediate logical values between false and true. With this principle, it developed in this study a system based on fuzzy rules, which indicates the body mass index of ruminant animals in order to obtain the best time to slaughter. The controller developed has as input the variables weight and height, and as output a new body mass index, called Fuzzy Body Mass Index (Fuzzy BMI), which may serve as a detection system at the time of livestock slaughtering, comparing one another by the linguistic variables "Very Low", "Low", "Average ", "High" and "Very High". For demonstrating the use application of this fuzzy system, an analysis was made with 147 Nellore beeves to determine Fuzzy BMI values for each animal and indicate the location of body mass of any herd. The performance validation of the system was based on a statistical analysis using the Pearson correlation coefficient of 0.923, representing a high positive correlation, indicating that the proposed method is appropriate. Thus, this method allows the evaluation of the herd comparing each animal within the group, thus providing a quantitative method of farmer decision. It was concluded that this study established a computational method based on fuzzy logic that mimics part of human reasoning and interprets the body mass index of any bovine species and in any region of the country.

Electrically driven fertilizer applicator controlled by fuzzy logic

The present study shows the development, simulation and actual implementation of a closed-loop controller based on fuzzy logic that is able to regulate and standardize the mass flow of a helical fertilizer applicator. The control algorithm was developed using MATLAB's Fuzzy Logic Toolbox. Both open and closed-loop simulations of the controller were performed in MATLAB's Simulink environment. The instantaneous deviation of the mass flow from the set point (SP), its derivative, the equipment´s translation velocity and acceleration were all used as input signals for the controller, whereas the voltage of the applicator's DC electric motor (DCEM) was driven by the controller as output signal. Calibration and validation of the rules and membership functions of the fuzzy logic were accomplished in the computer simulation phase, taking into account the system's response to SP changes. The mass flow variation coefficient, measured in experimental tests, ranged from 6.32 to 13.18%. The steady state error fell between -0.72 and 0.13g s-1 and the recorded average rise time of the system was 0.38 s. The implemented controller was able to both damp the oscillations in mass flow that are characteristic of helical fertilizer applicators, and to effectively respond to SP variations.

Um Modelo Fuzzy Comportamental para análise de sobre-reação e sub-reação no mercado de ações brasileiro

Neste artigo, são apresentados testes empíricos para a investigação de ocorrência de fenômenos de sobre-reação e sub-reação no mercado de ações brasileiro. Para esses testes, é proposto um modelo baseado na teoria de conjuntos Fuzzy, que possui forte relação com as heurísticas de representatividade e ancoramento, estabelecidas na teoria de finanças comportamentais. O modelo proposto é empregado para a formação de carteiras e utiliza indicadores financeiros de companhias abertas. Para as análises são utilizados dois conjuntos de ações, um do setor de petróleo e petroquímica e outro do setor têxtil, com indicadores financeiros relativos ao período de 1994 a 2005.

UM MODELO FUZZY-DEA-GAME PARA ESTRATÉGIAS DE PRODUÇÃO SOB INCERTEZA

Este trabalho desenvolve um novo modelo Fuzzy-DEA-Game (FDG) para apoiar o estabelecimento de estratégias de produção. Esse modelo combina a Análise Envoltória de Dados (DEA) com conceitos da Teoria dos Conjuntos Fuzzy e do Jogo da Barganha de Nash. O modelo permite uma avaliação da eficiência produtiva e econômica dos produtos, o que pode resultar num portfólio de produtos mais rentáveis e de interesse do mercado consumidor. O modelo foi aplicado em uma empresa do segmento de energia. Os resultados obtidos com a aplicação do modelo FDG mostraram-se aderentes à realidade da empresa estudada e forneceram metas para a redução dos níveis de recursos (entradas) necessários para a fabricação dos produtos e para aumento dos níveis de resultados (saídas) oriundos da comercialização desses produtos. Como resultado adicional importante, o modelo FDG permitiu a identificação dos produtos do portfólio que são mais sensíveis à ocorrência de incerteza.

Fuzzy linguistic model for evaluating the risk of neonatal death

OBJECTIVE: To introduce a fuzzy linguistic model for evaluating the risk of neonatal death. METHODS: The study is based on the fuzziness of the variables newborn birth weight and gestational age at delivery. The inference used was Mamdani's method. Neonatologists were interviewed to estimate the risk of neonatal death under certain conditions and to allow comparing their opinions and the model values. RESULTS: The results were compared with experts' opinions and the Fuzzy model was able to capture the expert knowledge with a strong correlation (r=0.96). CONCLUSIONS: The linguistic model was able to estimate the risk of neonatal death when compared to experts' performance.

Lógica fuzzy e regressão logística na decisão para prática de cintilografia das paratiróides

OBJETIVO: Desenvolver e comparar dois modelos matemáticos, um deles baseado em regressão logística e o outro em teoria de conjuntos fuzzy, para definir a indicação para a realização do exame cintilográfico a partir de resultados dos exames laboratoriais. MÉTODOS: Foram identificados 194 pacientes que tiveram cálcio e paratormônio séricos medidos a partir da base de registros de cintilografia de paratiróides realizadas em laboratório de diagnóstico de São Paulo, no período de janeiro de 2000 a dezembro de 2004. O modelo de regressão logística foi desenvolvido utilizando-se o software SPSS e o modelo fuzzy, o Matlab. A performance dos modelos foi comparada utilizando-se curvas ROC. RESULTADOS: Os modelos apresentaram diferenças estatisticamente significantes (p=0,026) nos seus desempenhos. A área sob a curva ROC do modelo de regressão logística foi de 0,862 (IC 95%: 0,811-0,913) e do modelo de lógica fuzzy foi 0,887 (IC 95%: 0,840-0,933). Este último destacou-se como particularmente útil porque, ao contrário do modelo logístico, mostrou capacidade de utilizar informações de paratormônio em intervalo em que os valores de cálcio mostraram-se pouco discriminantes. CONCLUSÕES: O modelo matemático baseado em teoria de conjuntos fuzzy pareceu ser mais adequado do que o baseado em regressão logística como método para decisão da realização de cintilografia das paratiróides. Todavia, sendo resultado de um exercício metodológico, inferências sobre o comportamento do objeto podem ser impróprias, dada a não representatividade populacional dos dados.

Ultrastructural aspects of virus replication in one fatal case and several other isolates from a dengue type 2 outbreak in Rio de Janeiro

Dengue virus replication in mosquito cell cultures was observed by electron microscopy in one fatal and 40 classical isolates from a dengue type 2 outbreak in Rio de Janeiro and compared with the prototype New Guinea C strain. All the Brazilian isolates presented, beside the classical structured dengue virus particles, fuzzy coated virus-like particles, never observed in thereferencial New Guinea C virus strain. more numerous DEN-2 virus particles, fuzzy coated virus-like particles, defective virus particles and smooth membrane structures inside the rough endoplasmic reticulum characterized the unique fatal isolate examined.

Ciclo de vida organizacional pautado no modelo de Lester, Parnell e Carraher (2003) e na lógica fuzzy: classificação de empresas de um segmento industrial de Santa Catarina

Neste estudo, objetiva-se identificar os estágios do ciclo de vida organizacional pautados no modelo de Lester, Parnell e Carraher (2003) das empresas do segmento industrial de máquinas, aparelhos e materiais elétricos do estado de Santa Catarina. Pesquisa descritiva, com abordagem quantitativa, foi realizada por meio de levantamento com aplicação de questionário aos gestores das empresas. A população constituiu-se das 264 empresas desse segmento econômico, listadas na Secretaria da Fazenda do Estado de Santa Catarina, e a amostra não aleatória das 40 empresas que responderam a pesquisa. As variáveis de identificação dos estágios de ciclo de vida utilizadas no questionário foram extraídas de Lester, Parnell e Carraher (2003). Os dados da pesquisa foram submetidos à técnica estatística denominada lógica fuzzy. Os resultados da pesquisa demonstraram que 57,5% das empresas foram classificadas no estágio do nascimento, 15% do, 7,5% da Maturidade, 10% do rejuvenescimento e 10% do declínio. Concluiu-se que determinados estágios do ciclo de vida organizacional estão próximos uns dos outros e que não se pode perceber claramente uma progressão determinista nas fases do ciclo de vida, como uma sequência única, definitiva e irreversível, no sentido tradicional biológico.

Proposta de reconhecimento de padrão de conforto em clientes com pênfigo vulgar utilizando a Lógica Fuzzy

Propuesta de reconocimiento del estándar de comodidad en clientes con pénfigo vulgar utilizando la Lógica FuzzyO objetivo é propor a Lógica Fuzzy para reconhecimento de padrões de conforto de pessoas submetidas a uma tecnologia de cuidar em Enfermagem por apresentarem pênfigo vulgar, uma doença cutâneo-mucosa rara que acomete principalmente adultos. A proposta aplicável em métodos experimentais com sujeitos submetidos à comparação quali-quantitativa (taxonomia/pertinência) do padrão de conforto antes e depois da intervenção. Requer o registro em escala cromática correspondente à intensidade de cada atributo: dor; mobilidade e comprometimento da autoimagem. As regras Fuzzy estabelecidas pela máquina de inferência definem o padrão de conforto em desconforto máximo, mediano e mínimo, traduzindo a eficácia dos cuidados de Enfermagem. Apesar de pouco utilizada na área de Enfermagem, essa lógica viabiliza pesquisas sem dimensionamento a priori do número de sujeitos em função da estimação de parâmetros populacionais. Espera-se avaliação do padrão de conforto do cliente com pênfigo diante da tecnologia aplicada de forma personalizada, conduzindo a avaliação global.

Fuzzy logic applied to the modeling of water dynamics in an Oxisol in northeastern Brazil

Modeling of water movement in non-saturated soil usually requires a large number of parameters and variables, such as initial soil water content, saturated water content and saturated hydraulic conductivity, which can be assessed relatively easily. Dimensional flow of water in the soil is usually modeled by a nonlinear partial differential equation, known as the Richards equation. Since this equation cannot be solved analytically in certain cases, one way to approach its solution is by numerical algorithms. The success of numerical models in describing the dynamics of water in the soil is closely related to the accuracy with which the water-physical parameters are determined. That has been a big challenge in the use of numerical models because these parameters are generally difficult to determine since they present great spatial variability in the soil. Therefore, it is necessary to develop and use methods that properly incorporate the uncertainties inherent to water displacement in soils. In this paper, a model based on fuzzy logic is used as an alternative to describe water flow in the vadose zone. This fuzzy model was developed to simulate the displacement of water in a non-vegetated crop soil during the period called the emergency phase. The principle of this model consists of a Mamdani fuzzy rule-based system in which the rules are based on the moisture content of adjacent soil layers. The performances of the results modeled by the fuzzy system were evaluated by the evolution of moisture profiles over time as compared to those obtained in the field. The results obtained through use of the fuzzy model provided satisfactory reproduction of soil moisture profiles.

Espectros Vis-NIR do Solo e Fuzzy K-Médias Aplicados na Delimitação de Unidades de Mapeamento de Solos em Topossequências

RESUMO O conhecimento dos solos é cada vez mais importante para que o uso dele seja realizado corretamente na agropecuária, no crescimento urbano, na conservação dos recursos naturais, entre outros. Entretanto, verifica-se carência de profissionais qualificados para a caracterização e os mapeamentos pedológicos, particularmente em escalas de maior detalhamento. Essa carência, aliada aos avanços das ferramentas computacionais e do sensoriamento remoto, promoveu o surgimento do Mapeamento Digital de Solos (MDS), que busca auxiliar e agilizar as atividades de levantamento pedológico. Assim, este trabalho objetivou desenvolver uma metodologia de delimitaçao de unidades de solos em topossequências por meio do comportamento espectral dos solos no comprimento de onda do Visível-Infravermelho Próximo (Vis-NIR). A metodologia espectral consistiu na obtenção das curvas espectrais dos solos por meio do espectrorradiômetro FieldSpecPro e da redução do número de informações espectrais por meio da análise de Componentes Principais, seguida de agrupamento das amostras mediante método fuzzy k-médias. Foram selecionadas cinco topossequências com pontos equidistantes de 30 m para caracterizar as classes de solos e amostragens. Foram descritas oito classes de solos distintas, que tiveram caracterização detalhada e classificação em perfis pedológicos. No restante dos pontos, a caracterização das classes de solos foi feita com base na classificação dos solos realizada nos perfis pedológicos, com coleta de amostras por meio de tradagens nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,80-1,00 m, perfazendo o total de 162 amostras ao longo das cinco topossequências. As amostras foram analisadas pelas metodologias convencional e espectral, para que os resultados pudessem ser comparados e avaliados. Dessa forma, foram realizadas análises morfológicas, físicas (textura) e químicas nas amostras de solo. Das cinco topossequências estudadas, os resultados foram satisfatoriamente semelhantes; alguns solos não foram perfeitamente individualizados pela metodologia espectral, em razão da grande semelhança em seus comportamentos espectrais, como demonstrado pelo Latossolo Vermelho Férrico e Nitossolo Vermelho Férrico. A metodologia espectral foi capaz de diferenciar solos com resposta espectral distinta e estabelecer limites nas topossequências, apresentando grande potencial para ser implementada em levantamentos pedológicos.

Papaya seedlings growth using a low-cost, automatic watering controller

The study assessed growth and physiological parameters of 'Sunrise Golden' and 'Tainung 01' papaya seedlings grown in 280mL plastic tubes and watered using a low-cost automatic irrigation system adjusted to operate at substrate water tension for starting irrigation (STI) of 3.0, 6.0 or 9.0 kPa. The water depths applied by the dripping system and drainage were monitored during germination and seedling growth. Germination, emergence velocity index (EVI), leaf area, plant height, shoot and root dry weight, stomatal conductance, relative water content (RWC) and relative chlorophyll content (RCC) were evaluated. Soil nutrient levels were determined by electrical conductivity (EC). Water use efficiency (WUE) corresponded to the ratio of plant dry mass to depth of water applied. STI settings did not affect papaya germination or EVI. System configuration to 3.0 and 6.0 kPa STI exhibited the highest drainage and lowest EC and RCC, indicating soil nutrient loss and plant nutrient deficiency. Drainage was greater in tubes planted with the 'Tainung 01' variety, which developed smaller root systems and lower stomatal conductance than 'Sunrise Golden' seedlings. The highest values for shoot dry weight and WEU were obtained at 6.0 kPa STI for 'Sunrise Golden' (0.62 g and 0.69 g L-1) and at 9.0 kPa in 'Tainung 01' (0.35 g and 0.82 g L-1). RWC at 9.0 kPa STI was lower than at 3.0 kPa in both varieties. The results indicate that the low-cost technology developed for irrigation automation is promising. Even so, new studies are needed to evaluate low-flow irrigation systems as well as the nutrient and water needs of different papaya varieties.