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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Caracterização de agrupamentos de termos na seleção de estruturade modelos polinomiais NARX
Authors: Anny Verly
First Advisor: Eduardo Mazoni Andrade Marcal Mendes
First Co-advisor: Marcio Falcao Santos Barroso
First Referee: Bruno Otávio Soares Teixeira
Second Referee: Gleison Fransoares Vasconcelos Amaral
Abstract: A modelagem de sistemas está presente em praticamente todas as áreas da ciência. Todavia, nem sempre é uma tarefa fácil modelar sistemas por meio de leis físicas que descrevem a dinâmica do processo. Nesse contexto, a identificação de sistemas surge como uma alternativa bastante viável; pois, por meio de medições de dados de entrada e saída encontram-se modelos que descrevem a dinâmica do processo. Por sua vez, apesar da fácil parametrização desses modelos, ainda está em aberto a determinação de uma metodologia que auxilie na escolha da estrutura de um modelo que melhor se ajuste aos dados gerados pelo sistema. Esse problema se agrava em aplicações que necessitam de uma modelagem não-linear, pois a complexidade domodelo varia exponencialmente conforme seu grau de não-linearidade. Por esta razão, a escolha da estrutura do modelo é fundamental no sentido de evitar o problema da sobreparametrização. Como possível solução, este trabalho propõe uma nova metodologia para seleçãode estruturas de modelos NARX polinomiais, denominada Modelagem via simulações de Monte Carlo com Restrições (MMCR). Sugere-se, utilizando o conceito de agrupamentos de termos, que a estrutura do modelo seja uma variável definida baseada em aproximações da característica estática do sistema. É aplicado um procedimento degeração aleatória dos parâmetros, respeitando a característica estática imposta, e seleção dos melhores modelos obtidos. Após testar várias aproximações diferentes para a característica estática, os agrupamentos efetivos dos modelos são selecionados. Ao longo do texto os esforços foram direcionados aos seguintes objetivos: (I) interpretar o problema da detecção de estrutura de modelos e proporumanova metodologia,(II) levantar, por meio de simulações de sistemas experimentais e simulados, situações nas quais o algoritmo implementado se aplica e (III) comparar os resultados com outras metodologias clássicas. Os resultados mostraram que com a utilização do método MMCR é possível discriminar estruturas subparametrizadas e os termos espúrios das estruturas sobreparametrizadas.
Abstract: The modelling system is present in almost every areas of science. However, it is not easy model systems using physical laws that describe the process dynamics. So, the systems identification is a very feasible alternative. By measurements of input and output are found models which describe the process dynamics. Although the easy parametrization of these models, the determination of a method for structure selectionof models that best adjust the system data has not yet been completely discussed. This problem worsens in applications which require a non-linear model. Hence, choosing model structure is essential to avoid overparametrization problems. As possible solution, this work proposes a new methodology for selection of NARX polynomial models structures, named Modelling via Monte Carlo simulations with Constraints. Where, using the concept of clusters of terms, the model structure is a variablebased on approximations of static characteristic of the system. It is applied a procedure of random generation of parameters, and selection of the best models achieved. After testing several approaches for characteristic static, the eective clusters are selected. Along the text, eorts were directed to the following objectives: (I) interpret theproblem of structure selection of models and propose a new methodology, (II) obtain through simulations of experimental and simulated systems, situations in which the algorithm implemented is applicable and (III) to compare the results with other classicalmethods. The results showed that the use of the new method it is possible to distinguish between under and overparametrization structures of NARX polynomial models.
Subject: Engenharia elétrica
Identificação de sistemas
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A7PQK3
Issue Date: 29-Jun-2012
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