Efficient parametric adjustment of fuzzy inference system using unconstrained optimization

This paper presents a new methodology for the adjustment of fuzzy inference systems, which uses technique based on error back-propagation method. The free parameters of the fuzzy inference system, such as its intrinsic parameters of the membership function and the weights of the inference rules, are automatically adjusted. This methodology is interesting, not only for the results presented and obtained through computer simulations, but also for its generality concerning to the kind of fuzzy inference system used. Therefore, this methodology is expandable either to the Mandani architecture or also to that suggested by Takagi-Sugeno. The validation of the presented methodology is accomplished through estimation of time series and by a mathematical modeling problem. More specifically, the Mackey-Glass chaotic time series is used for the validation of the proposed methodology. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007.

Risk prediction for weed infestation using classification rules

This paper proposes a fuzzy classification system for the risk of infestation by weeds in agricultural zones considering the variability of weeds. The inputs of the system are features of the infestation extracted from estimated maps by kriging for the weed seed production and weed coverage, and from the competitiveness, inferred from narrow and broad-leaved weeds. Furthermore, a Bayesian network classifier is used to extract rules from data which are compared to the fuzzy rule set obtained on the base of specialist knowledge. Results for the risk inference in a maize crop field are presented and evaluated by the estimated yield loss. © 2009 IEEE.

Fuzzy logic to predict thermal damages of ground parts

One of the critical problems in implementing an intelligent grinding process is the automatic detection of workpiece surface burn. This work uses fuzzy logic as a tool to classify and predict burn levels in the grinding process. Based on acoustic emission signals, cutting power, and the mean-value deviance (MVD), linguistic rules were established for the various burn situations (slight, intermediate, severe) by applying fuzzy logic using the Matlab Toolbox. Three practical fuzzy system models were developed. The first model with two inputs resulted only in a simple analysis process. The second and third models have an additional MVD statistic input, associating information and precision. These two models differ from each other in terms of the rule base developed. The three developed models presented valid responses, proving effective, accurate, reliable and easy to use for the determination of ground workpiece burn. In this analysis, fuzzy logic translates the operator's human experience associated with powerful computational methods.

Reducing the conservatism of LMI-based stabilisation conditions for TS fuzzy systems using fuzzy Lyapunov functions

In this article, the fuzzy Lyapunov function approach is considered for stabilising continuous-time Takagi-Sugeno fuzzy systems. Previous linear matrix inequality (LMI) stability conditions are relaxed by exploring further the properties of the time derivatives of premise membership functions and by introducing slack LMI variables into the problem formulation. The relaxation conditions given can also be used with a class of fuzzy Lyapunov functions which also depends on the membership function first-order time-derivative. The stability results are thus extended to systems with large number of rules under membership function order relations and used to design parallel-distributed compensation (PDC) fuzzy controllers which are also solved in terms of LMIs. Numerical examples illustrate the efficiency of the new stabilising conditions presented. © 2013 Copyright Taylor and Francis Group, LLC.

Desenvolvimento de um modelo fuzzy para otimização da energia gerada por um sistema híbrido (solar-fotovoltaico e eólico)

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Uma contribuição da aplicação de modelos fuzzy empregados na detecção da queima de peças na retificação plana

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Aplicação da Lógica Fuzzy para avaliação do faturamento do consumo de energia elétrica e demanda de uma empresa de avicultura de postura

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Controle automático de adição de AlF3 em cubas de redução de alumínio, usando lógica fuzzy

Este trabalho descreve um sistema de análise de dados com a finalidade de gerar um sistema de controle utilizando técnica inteligente para adição de fluoreto de alumínio (AlF3) em fornos de redução de alumínio. O projeto baseia-se nos conceitos de lógica fuzzy, nos quais o conhecimento acumulado pelo especialista do processo é traduzido de maneira qualitativa em um conjunto de regras linguísticas do tipo SE ENTÃO. A utilização desta técnica inteligente para o controle de adição de fluoreto busca representar explicitamente um conhecimento qualitativo, detido pelos operadores de cubas eletrolíticas. Devido o sistema convencional não contemplar as variações dos fenômenos que envolvem a dinâmica do processo, um controlador fuzzy foi implmentado no sistema real para tomadas de decisões, utilizando o modelo mínimo de Mandani. Baseado neste modelo, as variáveis de processo para a entrada do sistema fuzzy, tais como temperatura de banho e percentual de fluoreto foram manipuladas para estimar a tendência de subida e descida, respectivamente, através do método mínimos quadrados(MMQ). O controlador fuzzy é aplicado para calcular a quantidade de fluoreto de alumínio (AlF3) a ser adicionado na cuba eletrolítica de forma automática sem a necessidade da intervenção do especialista do processo. A motivação para o uso de um sistema de controle fuzzy se deve ao fato de não se ter disponível um modelo dinâmico do processo de adição do fluoreto na cuba eletrolítica. Esta falta de modelagem se deve ao fato de grande complexidade dos fenômenos envolvidos em uma cuba que são processos termodinâmicos e eletromagnéticos acoplados.

Uso de engenharia de software no desenvolvimento de sistema especialista fuzzy para auxílio à manutenção preditiva em hidrogeradores

Os hidrogeradores são peças chaves no circuito brasileiro de energia, sua indisponibilidade e mau funcionamento podem causar multas altíssimas a concessionárias aplicadas pela ANEEL por não atenderem a demandas e até por paradas impróprias para efetivar manutenções, além de agravar confiabilidade na garantia do fornecimento aos consumidores finais. Para garantir que isso não venha acontecer, a manutenção preditiva fornece técnicas que podem apontar as falhas analisando os “sinais vitais” originados pelo próprio equipamento. Desta forma as condições mecânicas e operacionais são periodicamente monitoradas e quando as tendências são detectadas insalubres, as peças incômodas na máquina são identificadas e programadas para manutenção. Para que essa tendência seja encontrada, utiliza-se da lógica fuzzy para modelar o comportamento dos hidrogeradores, sendo mais especifico: mancais, estator e anel coletor, inferindo conclusões prováveis de falhas. Neste trabalho, mostra o processo de construção do sistema que auxilia no diagnóstico da manutenção preditiva, desde sua metodologia de desenvolvimento por macro-atividades, definição arquitetural, conformidade dos requisitos e análise do conhecimento inserido a inteligência do sistema. O sistema foi desenvolvido em plataforma labview para servir como ferramenta de apoio. Todo o conhecimento inserido no sistema foi obtido com o corpo especialista de Eletronorte e outra parte na literatura, foi necessário aplicar o conceito de regras ao maquina de inferência fuzzy, para uma forma linguística de fácil compreensão, para que os próprios especialistas ampliem e evolua o software.

Aplicação de uma metodologia de lógica fuzzy à gestão de estoques: um estudo de caso em uma instituição pública

Este trabalho apresenta uma proposta de aplicação de uma metodologia de lógica fuzzy à gestão de estoques de uma instituição pública da administração federal, localizada em Manaus-AM. Inicialmente, é realizada uma revisão da literatura sobre logística e gestão de suprimentos. Em seguida, são abordados assuntos relativos à gestão de estoques. Após isto, são discutidos tópicos referentes à Lógica Fuzzy. A metodologia proposta possibilitará um melhor controle do estoque, uma vez que serão substituídos os tradicionais métodos quantitativos de gerenciamento de estoques. Os dados utilizados foram coletados diretamente do almoxarifado da instituição em estudo, e referem-se à movimentação de estoque de um determinado item, durante o ano de 2009. A utilização da lógica fuzzy tem despertado, cada vez mais, a atenção de pesquisadores de diversas áreas do conhecimento, sendo, porém, que o grande desafio que se coloca aos mesmos é a modelagem dos dados coletados, em virtude do apoio computacional necessário a sua aplicação. A interação com os valores observados, operados pelas regras da lógica fuzzy permite um melhor controle das ações de um almoxarifado, tais como atendimento, reposição e licitação, uma vez que lida com situações de incerteza e subjetividade. A metodologia desenvolvida mostra-se apta a indicar de uma forma melhor a realização das citadas ações, sendo capaz de operacionalizar de forma automatizada o controle e o gerenciamento do estoque.

A dinâmica dos recursos comuns em Unidades de Conservação e Assentamentos Rurais no Amazonas: uma abordagem fuzzy set

A teoria de Garret Hardin intitulada “A tragédia dos comuns” apresenta a privatização e o controle governamental como saída para evitar o esgotamento dos recursos naturais. Entretanto, outros autores demonstraram que os usuários dos recursos podem apresentar eficientes formas de manejo, aliando o uso pelo homem à conservação da natureza. Esta tese analisa o uso de recursos comuns em Unidades de Conservação e Assentamentos Rurais de Uso Sustentável, localizadas no interflúvio Purus-Madeira, região Sul do Estado do Amazonas. A pergunta que norteou a hipótese da pesquisa foi: Diante das especificidades amazônicas e das regras impostas pelas políticas ambientais e agrárias na região, quais condições apresentam-se como necessárias e suficientes ao bom desempenho no uso de recursos comuns? A análise foi realizada por meio da combinação de três métodos: o método comparativo Qualitative Comparative Analysis (QCA), o método de análise institucional Institutional Analysis and Development (IAD) Framework e a lógica fuzzy. Operacionalmente, foram consideradas como variáveis independentes (X) os aspectos socioeconômicos, produtivos, ambientais e institucionais, partindo-se do pressuposto de que os programas governamentais destinados às Unidades devem apresentar melhorias nestes indicadores, refletindo por sua vez no bom desempenho no uso de recursos comuns (variável dependente Y) a partir deste desenho institucional. Os resultados confirmaram as hipóteses levantadas, afirmando-se que o bom desempenho no uso de recursos comuns, preconizado pelos critérios da sustentabilidade, somente pode ser alcançado mediante a combinação de um desempenho também satisfatório nas variáveis socioeconômicas, produtivas, institucionais e ambientais, apresentando-se estas variáveis como individualmente necessárias e conjuntamente suficientes para ocorrência deste fenômeno.

Lógica Fuzzy aplicada ao controle de um sistema híbrido de geração de energia elétrica: eólica, fotovoltaica e biogás

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Reconstruction of the Environmental Quality Fuzzy Index

In the world stage, the environmental condition has been a big public policies issue. A clear understanding of the parameters that determine the state of the environment is essential for estimation of the quality of life of the population, not least since ecosystems are highly complex. Consequently, definition of public policies demands the use of evaluation tools that can combine and quantify information in a clear way. The use of indicators and indices that are able to translate the complexity of environmental conditions in cities into simpler terms has been increasingly effective in decision-making, since they assist in general evaluation of the situation in question, identification of priority actions and anticipation of future trends. In an attempt to evaluate the environmental conditions of the Brazilian city, Sorocaba, an Environmental Quality Fuzzy Index (IFQAmb) was proposed. In this work this methodology is improved. After reviewing the IFQAmb methodology, a number of changes in the index are proposed. Additional variables are suggested, derived from a State Environment Department program whose objective is to grant municipalities the title of Municipio Verde e Azul (Green and Blue City). In addition, a new rule base is being drafted to enable consideration of all possibilities, since in the existing version the use of specific criteria eliminates a significant number of rules. The changes seek to define with clarity and precision the conceptual aspects and structure of the IFQAmb, so that it can provide an even more effective evaluation of environmental performance, guiding future actions in order to improve the living conditions of the population of Sorocaba.

Estimating the average length of hospitalization due to pneumonia: a fuzzy approach

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Modelo de avaliação de impacto ambiental utilizando a teoria dos conjuntos fuzzy: um estudo de caso para a indústria automobilística

Pós-graduação em Ciências Ambientais - Sorocaba