Controle inteligente de força em atuadores eletro-hidráulicos

Electro-hydraulic actuators are devices commonly applied in several services within the industry. Hence, for such processes to be done satisfactorily, it is desired that the system presents the best accuracy related to its position and force applied. From this direction comes the theme of the presen...

ver descrição completa

Na minha lista:
Detalhes bibliográficos
Autor principal: Carvalho, Lidiane Rodrigues
Outros Autores: Farias, João Lucas Correia Barbosa de
Formato: bachelorThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48509
Tags: Adicionar Tag
Sem tags, seja o primeiro a adicionar uma tag!
id ri-123456789-48509
record_format dspace
institution Repositório Institucional
collection RI - UFRN
language pt_BR
topic Atuador eletro-hidráulico
Electrohydraulic actuator
Controle de força
Force control
Linearização por realimentação
Feedback linearization
Rede neural artificial
Artificial neural network
spellingShingle Atuador eletro-hidráulico
Electrohydraulic actuator
Controle de força
Force control
Linearização por realimentação
Feedback linearization
Rede neural artificial
Artificial neural network
Carvalho, Lidiane Rodrigues
Controle inteligente de força em atuadores eletro-hidráulicos
description Electro-hydraulic actuators are devices commonly applied in several services within the industry. Hence, for such processes to be done satisfactorily, it is desired that the system presents the best accuracy related to its position and force applied. From this direction comes the theme of the present work, whose goal is to evaluate through numerical simulations the performance of an intelligent control technique which combines a non-linear approach of Feedback Linearization with an Artificial Neural Network on the model of an electro-hydraulic actuator to control its applied force. This network is the chosen compensation strategy that is responsible for estimating the non-linearity of a dead zone included in the model of the plant dynamics. In order to present one more control alternative for comparison purposes, the non-linear method combined with a purely adaptive compensating algorithm is also developed. The three control strategies are simulated through two force trajectories tracking, sinusoidal and step. According to a best performance scale related to the mean absolute error (MAE), the intelligent controller was in first place, with MAE_sin = 0,0035 N and MAE_step = 0,0816 N followed by, respectively, the adaptive method, with MAE_sin = 0,0103 N and MAE_step = 0,0936 N, and the execution of the Feedback Linearization strategy with no compensation, with MAE_sin = 0,3837 N and MAE_step = 0,3953 N. With a significant performance improvement and a similar control effort, the insertion of the network to the non-linear technique was able to estimate not only the dead zone, but also all the dynamics of the system which was initially set as unknown to the controller, then, the results indicated the feasibility and efficiency of the method.
author2 Farias, João Lucas Correia Barbosa de
author_facet Farias, João Lucas Correia Barbosa de
Carvalho, Lidiane Rodrigues
format bachelorThesis
author Carvalho, Lidiane Rodrigues
author_sort Carvalho, Lidiane Rodrigues
title Controle inteligente de força em atuadores eletro-hidráulicos
title_short Controle inteligente de força em atuadores eletro-hidráulicos
title_full Controle inteligente de força em atuadores eletro-hidráulicos
title_fullStr Controle inteligente de força em atuadores eletro-hidráulicos
title_full_unstemmed Controle inteligente de força em atuadores eletro-hidráulicos
title_sort controle inteligente de força em atuadores eletro-hidráulicos
publisher Universidade Federal do Rio Grande do Norte
publishDate 2022
url https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48509
work_keys_str_mv AT carvalholidianerodrigues controleinteligentedeforcaematuadoreseletrohidraulicos
_version_ 1773961450595811328
spelling ri-123456789-485092022-07-15T18:05:04Z Controle inteligente de força em atuadores eletro-hidráulicos Carvalho, Lidiane Rodrigues Farias, João Lucas Correia Barbosa de Bessa, Wallace Moreira Gava, Pedro Daniel de Cerqueira Araújo, Fábio Meneghetti Ugulino de Atuador eletro-hidráulico Electrohydraulic actuator Controle de força Force control Linearização por realimentação Feedback linearization Rede neural artificial Artificial neural network Electro-hydraulic actuators are devices commonly applied in several services within the industry. Hence, for such processes to be done satisfactorily, it is desired that the system presents the best accuracy related to its position and force applied. From this direction comes the theme of the present work, whose goal is to evaluate through numerical simulations the performance of an intelligent control technique which combines a non-linear approach of Feedback Linearization with an Artificial Neural Network on the model of an electro-hydraulic actuator to control its applied force. This network is the chosen compensation strategy that is responsible for estimating the non-linearity of a dead zone included in the model of the plant dynamics. In order to present one more control alternative for comparison purposes, the non-linear method combined with a purely adaptive compensating algorithm is also developed. The three control strategies are simulated through two force trajectories tracking, sinusoidal and step. According to a best performance scale related to the mean absolute error (MAE), the intelligent controller was in first place, with MAE_sin = 0,0035 N and MAE_step = 0,0816 N followed by, respectively, the adaptive method, with MAE_sin = 0,0103 N and MAE_step = 0,0936 N, and the execution of the Feedback Linearization strategy with no compensation, with MAE_sin = 0,3837 N and MAE_step = 0,3953 N. With a significant performance improvement and a similar control effort, the insertion of the network to the non-linear technique was able to estimate not only the dead zone, but also all the dynamics of the system which was initially set as unknown to the controller, then, the results indicated the feasibility and efficiency of the method. Os atuadores eletro-hidráulicos são dispositivos comumente implementados em diversas atividades industriais. Assim, para que tais processos ocorram de maneira satisfatória, é desejado que haja a melhor precisão do sistema em termos de posição e força aplicada. Desta vertente surge o tema do presente trabalho, cujo objetivo é avaliar através de simulações numéricas a performance da técnica de controle inteligente que une uma abordagem não linear de Linearização por Realimentação associada a uma Rede Neural Artificial sobre o modelo de um atuador eletro-hidráulico para o controle de sua força. Esta rede corresponde à estratégia de compensação escolhida que é responsável por estimar a não linearidade da zona morta incluída na modelagem da dinâmica da planta. A fim de dispor de mais de uma alternativa de controle para comparação de desempenho, também é apresentado o método não linear aliado a um algoritmo compensador puramente adaptativo. As três estratégias de controle são simuladas para rastreamento de duas trajetórias de força, senoidal e degrau. Logo, em escala de melhor desempenho em relação ao erro médio absoluto (EAM), esteve em primeiro lugar o controlador inteligente, com um EAM_senoidal = 0,0035 N e EAM_degrau = 0,0816 N, seguido respectivamente pelo método adaptativo, com um EAM_senoidal = 0,0103 N e EAM_degrau = 0,0936 N, e pela atuação da estratégia não linear sem compensadores, com um EAM_senoidal = 0,3837 N e EAM_degrau = 0,3953 N. Gerando um aprimoramento de performance significativo com esforço de controle similar, a inserção da rede à técnica de Linearização por Realimentação foi capaz de estimar não somente a zona morta, mas também toda dinâmica do sistema configurada inicialmente como desconhecida ao controlador, assim indicou-se a viabilidade e eficácia do método. 2022-07-15T18:05:02Z 2022-07-15T18:05:02Z 2022-07-07 bachelorThesis Carvalho, L. R. Controle inteligente de força em atuadores eletro-hidráulicos. 2022. 49f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48509 pt_BR application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN Engenharia Mecânica Departamento de Engenharia Mecânica