931 resultados para Fuzzy Systems


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This paper aims to formulate and investigate the application of various nonlinear H(infinity) control methods to a fiee-floating space manipulator subject to parametric uncertainties and external disturbances. From a tutorial perspective, a model-based approach and adaptive procedures based on linear parametrization, neural networks and fuzzy systems are covered by this work. A comparative study is conducted based on experimental implementations performed with an actual underactuated fixed-base planar manipulator which is, following the DEM concept, dynamically equivalent to a free-floating space manipulator. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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The aim of this paper is to develop models for experimental open-channel water delivery systems and assess the use of three data-driven modeling tools toward that end. Water delivery canals are nonlinear dynamical systems and thus should be modeled to meet given operational requirements while capturing all relevant dynamics, including transport delays. Typically, the derivation of first principle models for open-channel systems is based on the use of Saint-Venant equations for shallow water, which is a time-consuming task and demands for specific expertise. The present paper proposes and assesses the use of three data-driven modeling tools: artificial neural networks, composite local linear models and fuzzy systems. The canal from Hydraulics and Canal Control Nucleus (A parts per thousand vora University, Portugal) will be used as a benchmark: The models are identified using data collected from the experimental facility, and then their performances are assessed based on suitable validation criterion. The performance of all models is compared among each other and against the experimental data to show the effectiveness of such tools to capture all significant dynamics within the canal system and, therefore, provide accurate nonlinear models that can be used for simulation or control. The models are available upon request to the authors.

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Computational Intelligence (CI) includes four main areas: Evolutionary Computation (genetic algorithms and genetic programming), Swarm Intelligence, Fuzzy Systems and Neural Networks. This article shows how CI techniques overpass the strict limits of Artificial Intelligence field and can help solving real problems from distinct engineering areas: Mechanical, Computer Science and Electrical Engineering.

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A satisfação das necessidades energéticas mundiais, cada vez mais exigentes, bem como a necessidade urgente de procurar caminhos que permitam usufruir de energia, da forma menos poluente possível, levam à necessidade de serem explorados caminhos que permitam cumprir estes pressupostos. A escolha da utilização das energias renováveis na produção de energia, torna-se cada vez mais interessante, quer do ponto de vista ambiental quer económico. O fundamento da lógica difusa está associado à recolha de informações vagas, que são no fundo uma linguagem falada por seres humanos, possibilitando a passagem deste tipo de linguagem para formato numérico, permitindo assim uma manipulação computacional. Elementos climáticos como o sol e o vento, podem ser descritos em forma de variáveis linguísticas, como é o caso de vento forte, temperatura baixa, irradiação fraca, etc. Isto faz com que a aplicação de um controlo a partir destes fenómenos, justifique ser realizado com recurso a sistemas de inferência difusa. Para a realização do trabalho proposto, foram consumados estudos relativos às energias renováveis, com particular enfoque na solar e na eólica. Também foi realizado um estudo dos conceitos pertencentes à lógica difusa e a sistemas de inferência difusa com o objetivo de perceber os diversos parâmetros constituintes desta matéria. Foi realizado o estudo e desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados, bem como do controlador difuso que é o busílis do trabalho descrito neste relatório. Para tal, o trabalho foi efetuado com o recurso ao software MATLAB, a partir do qual foram desenvolvidas aplicações que possibilitaram a obtenção de dados climáticos, com vista à sua utilização na toolbox Fuzzy Logic a qual foi utilizada para o desenvolvimento de todo o algoritmo de controlo. Com a possibilidade de aquisição de dados concluída e das variáveis que iriam ser necessárias definidas, foi implementado o controlador difuso que foi sendo sintonizado ao longo do trabalho por forma a garantir os melhores resultados possíveis. Com o recurso à ferramenta Guide, também do MATLAB, foi criada a interface do sistema com o utilizador, sendo possível a averiguação da energia a ser produzida, bem como das contribuições de cada uma das fontes de energia renováveis para a obtenção dessa mesma energia. Por último, foi feita uma análise de resultados através da comparação entre os valores reais esperados e os valores obtidos pelo controlador difuso, bem como assinaladas conclusões e possibilidades de desenvolvimentos futuros deste trabalho.

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Esta dissertação apresenta o trabalho realizado no âmbito da unidade curricular de Tese/Dissertação (TEDI), do 2º ano, do Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores no ramo de Automação e Sistemas. O principal objetivo desta dissertação consiste no desenvolvimento de um sistema que permita efetuar a deteção de um determinado número de anomalias num sinal eletrocardiográfico. O coração é um dos órgãos mais importantes do corpo humano. É ele que recebe e bombeia o sangue pelo organismo. Isto é, recebe sangue pobre em oxigénio, encaminha-o para os pulmões onde será enriquecido em oxigénio. O sangue enriquecido em oxigénio é então encaminhado novamente para o coração que será enviado para todas as partes do corpo humano. O eletrocardiograma desempenha um papel fundamental de modo a diagnosticar eventuais anomalias no correto funcionamento do coração. Estas anomalias podem dever-se a diversos fatores como tabaco, colesterol, pressão sanguínea alta ou diabetes entre outros. As anomalias associadas ao ritmo cardíaco são denominadas de arritmias. As arritmias são fundamentalmente originadas pela alteração da frequência ou do ritmo cardíaco. Utilizando a lógica difusa, pretendeu-se desenvolver um sistema que fizesse a identificação de um determinado número de tipos de batimentos entre os quais: o bloqueio do ramo esquerdo (LBBB), bloqueio do ramo direito (RBBB), contração prematura ventricular (VPC) e contração prematura auricular (APC). Todos os desenvolvimentos efetuados, a nível de programação, são neste documento relatados de forma a constituírem um possível guia para a utilização deste tipo de sistemas. Mais ainda, descrevem-se nele toda a pesquisa efetuada e as alternativas de desenvolvimento selecionadas. O Sistema de Deteção de Arritmias (SDA) desenvolvido mostrou-se eficaz desde que o utilizador consiga identificar corretamente os parâmetros que lhe são pedidos. A interface gráfica desenvolvida permitiu também uma maior facilidade durante a análise do sinal eletrocardiográfico.

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Estudi i implementació d'un sistema multiagent intel·ligent i la seva aplicació a sistemes difusos. Utilització de les llibreries JADE i JFuzzyLogic.

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Työn tavoitteena oli tutkia älykkäiden ohjausjärjestelmien käyttöä mekatronisen koneen väsymiskeston parantamisessa. Älykkäiden järjestelmien osalta työssä keskityttiin lähinnä neuroverkkojen ja sumean logiikan mahdollisuuksien tutkimiseen. Tämän lisäksi työssä kehitettiin väsymiskestoikää lisäävä älykkäisiin järjestelmiin perustuva ohjausalgoritmi. Ohjausalgoritmi liitettiin osaksi puutavarakuormaimen ohjausta. Ohjaimen kehittely suoritettiin aluksi simulointimallien avulla. Laajemmat ohjaimen testaukset suoritettiin laboratoriossa fyysisen prototyypin avulla. Tuloksena puutavarakuormaimen puomin väsymiskestoikäennuste saatiin moninkertaistettua. Väsymiskestoiän parantumisen lisäksi ohjainalgoritmi myös vaimentaa kuormaimen värähtelyä.

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In the present work the behavior of a model acquaintance of market is analyzed with an only one, in that is considered that the parameters that tie the variables that it incorporates the pattern come expressed through uncertain magnitudes. The objective of the study consists on the analysis of the balance from the hypotheses of established uncertainties

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Distortion risk measures summarize the risk of a loss distribution by means of a single value. In fuzzy systems, the Ordered Weighted Averaging (OWA) and Weighted Ordered Weighted Averaging (WOWA) operators are used to aggregate a large number of fuzzy rules into a single value. We show that these concepts can be derived from the Choquet integral, and then the mathematical relationship between distortion risk measures and the OWA and WOWA operators for discrete and finite random variables is presented. This connection offers a new interpretation of distortion risk measures and, in particular, Value-at-Risk and Tail Value-at-Risk can be understood from an aggregation operator perspective. The theoretical results are illustrated in an example and the degree of orness concept is discussed.

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En el ámbito de la Economía de la Empresa tiene mucha importancia el estudio de los gastos de producción E(Q) que se originarán en el proceso y que generalmente vendrán expresados matemáticamente por una dependencia lineal o cuadrática de las unidades Q que se proponen fabricar. Supondremos, además, que esta función está afectada por dos restricciones: una es de productividad, Q1 ≤ Q2 ≤ Q3 , y otra de limitación de gastos máximos permitidos, E(Q) ≤ EM . En el presente artículo partiremos de una función cuadrática nítida, en la cual justificaremos el signo de los coeficientes que hemos empleado. Después, para adentrarnos en el campo fuzzy, la generalizaremos con otra de coeficientes borrosos. Naturalmente, la nueva función borrosa ya no se expresará a través de una única curva, sino que estará constituida por un haz infinito de curvas nítidas, cada una de ellas con un determinado grado de posibilidad. Centramos nuestra atención en las curvas que llamamos central, inferior y superior. El núcleo de nuestro análisis consistirá básicamente en reducir paulatinamente los soportes de los coeficientes hasta hallar un cierto valor k del α-corte, de manera que a partir de él todas las curvas del haz borroso tengan sentido económico y cumplan las dos restricciones impuestas. En último lugar, y a través de un caso numérico, comprobaremos las deducciones teóricas que hemos obtenido en el análisis anterior

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Rough turning is an important form of manufacturing cylinder-symmetric parts. Thus far, increasing the level of automation in rough turning has included process monitoring methods or adaptive turning control methods that aim to keep the process conditions constant. However, in order to improve process safety, quality and efficiency, an adaptive turning control should be transformed into an intelligent machining system optimizing cutting values to match process conditions or to actively seek to improve process conditions. In this study, primary and secondary chatter and chip formation are studied to understand how to measure the effect of these phenomena to the process conditions and how to avoid undesired cutting conditions. The concept of cutting state is used to address the combination of these phenomena and the current use of the power capacity of the lathe. The measures to the phenomena are not developed based on physical measures, but instead, the severity of the measures is modelled against expert opinion. Based on the concept of cutting state, an expert system style fuzzy control system capable of optimizing the cutting process was created. Important aspects of the system include the capability to adapt to several cutting phenomena appearing at once, even if the said phenomena would potentially require conflicting control action.

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Not considered in the analytical model of the plant, uncertainties always dramatically decrease the performance of the fault detection task in the practice. To cope better with this prevalent problem, in this paper we develop a methodology using Modal Interval Analysis which takes into account those uncertainties in the plant model. A fault detection method is developed based on this model which is quite robust to uncertainty and results in no false alarm. As soon as a fault is detected, an ANFIS model is trained in online to capture the major behavior of the occurred fault which can be used for fault accommodation. The simulation results understandably demonstrate the capability of the proposed method for accomplishing both tasks appropriately

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This paper introduces a new neurofuzzy model construction and parameter estimation algorithm from observed finite data sets, based on a Takagi and Sugeno (T-S) inference mechanism and a new extended Gram-Schmidt orthogonal decomposition algorithm, for the modeling of a priori unknown dynamical systems in the form of a set of fuzzy rules. The first contribution of the paper is the introduction of a one to one mapping between a fuzzy rule-base and a model matrix feature subspace using the T-S inference mechanism. This link enables the numerical properties associated with a rule-based matrix subspace, the relationships amongst these matrix subspaces, and the correlation between the output vector and a rule-base matrix subspace, to be investigated and extracted as rule-based knowledge to enhance model transparency. The matrix subspace spanned by a fuzzy rule is initially derived as the input regression matrix multiplied by a weighting matrix that consists of the corresponding fuzzy membership functions over the training data set. Model transparency is explored by the derivation of an equivalence between an A-optimality experimental design criterion of the weighting matrix and the average model output sensitivity to the fuzzy rule, so that rule-bases can be effectively measured by their identifiability via the A-optimality experimental design criterion. The A-optimality experimental design criterion of the weighting matrices of fuzzy rules is used to construct an initial model rule-base. An extended Gram-Schmidt algorithm is then developed to estimate the parameter vector for each rule. This new algorithm decomposes the model rule-bases via an orthogonal subspace decomposition approach, so as to enhance model transparency with the capability of interpreting the derived rule-base energy level. This new approach is computationally simpler than the conventional Gram-Schmidt algorithm for resolving high dimensional regression problems, whereby it is computationally desirable to decompose complex models into a few submodels rather than a single model with large number of input variables and the associated curse of dimensionality problem. Numerical examples are included to demonstrate the effectiveness of the proposed new algorithm.

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An input variable selection procedure is introduced for the identification and construction of multi-input multi-output (MIMO) neurofuzzy operating point dependent models. The algorithm is an extension of a forward modified Gram-Schmidt orthogonal least squares procedure for a linear model structure which is modified to accommodate nonlinear system modeling by incorporating piecewise locally linear model fitting. The proposed input nodes selection procedure effectively tackles the problem of the curse of dimensionality associated with lattice-based modeling algorithms such as radial basis function neurofuzzy networks, enabling the resulting neurofuzzy operating point dependent model to be widely applied in control and estimation. Some numerical examples are given to demonstrate the effectiveness of the proposed construction algorithm.

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We propose a new class of neurofuzzy construction algorithms with the aim of maximizing generalization capability specifically for imbalanced data classification problems based on leave-one-out (LOO) cross validation. The algorithms are in two stages, first an initial rule base is constructed based on estimating the Gaussian mixture model with analysis of variance decomposition from input data; the second stage carries out the joint weighted least squares parameter estimation and rule selection using orthogonal forward subspace selection (OFSS)procedure. We show how different LOO based rule selection criteria can be incorporated with OFSS, and advocate either maximizing the leave-one-out area under curve of the receiver operating characteristics, or maximizing the leave-one-out Fmeasure if the data sets exhibit imbalanced class distribution. Extensive comparative simulations illustrate the effectiveness of the proposed algorithms.