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ALGORITMOS BIOINSPIRADOS OTIMIZAM CONTROLADOR COM MAPEAMENTO COGNITIVO FUZZY DE MIXER INDUSTRIAL

Em instalações industriais, é comum a existência de processos multivariáveis com fortes interações entre suas variáveis. Além disso, existem não linearidades e, em alguns casos, com objetivos de controle conflitantes. Neste contexto, este trabalho foca-se na aplicação de algoritmos bioinspirados para a otimização off-line de um mapa cognitivo fuzzy dinâmico (DFCM) no controle inteligente de um misturador industrial. O controlador DFCM é baseado no aprendizado de Hebb. Algoritmos bioinspirados são inspirados em processos biológicos ou naturais. Eles são frequentemente usados em problemas de otimização, pois são capazes de encontrar soluções de alta qualidade em problemas complexos. Alguns exemplos de algoritmos bioinspirados incluem algoritmos genéticos, algoritmos de colônia de formigas e algoritmos de enxame de abelhas. Mapas cognitivos fuzzy são modelos de aprendizado automático que podem ser usados para representar o conhecimento de um sistema. Eles são compostos por um conjunto de nós que representam variáveis do sistema e um conjunto de conexões que representam as relações entre essas variáveis. Os pesos das conexões são usados para representar a força das relações. Controle inteligente é um campo da engenharia que se concentra no uso de métodos inteligentes para controlar sistemas. Ele pode ser usado para melhorar o desempenho, a confiabilidade e a eficiência dos sistemas. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de algoritmos bioinspirados para a otimização off-line de um mapa cognitivo fuzzy dinâmico (DFCM) no controle inteligente de um misturador industrial. O DFCM foi treinado usando um conjunto de dados de simulação de um misturador industrial. O conjunto de dados incluiu informações sobre as entradas e saídas do misturador. Os algoritmos bioinspirados foram usados para otimizar os pesos do DFCM. Os resultados mostraram que os algoritmos bioinspirados foram capazes de melhorar o desempenho do DFCM. O DFCM otimizado foi capaz de alcançar uma mistura mais uniforme do que o DFCM não otimizado. Este trabalho mostrou que os algoritmos bioinspirados podem ser usados para melhorar o desempenho de mapas cognitivos fuzzy dinâmicos (DFCM) no controle inteligente de misturadores industriais.  Este trabalho se encerra com uma conclusão e endereça futuros trabalhos.
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ALGORITMOS BIOINSPIRADOS OTIMIZAM CONTROLADOR COM MAPEAMENTO COGNITIVO FUZZY DE MIXER INDUSTRIAL

  • DOI: 10.22533/at.ed.81823081211

  • Palavras-chave: Mapas Cognitivos Fuzzy Dinâmicos; Misturador Industrial; Algoritmos Bioinspirados; Controle Inteligente.

  • Keywords: Dynamic Fuzzy Cognitive Maps; Industrial Mixer; bio-inspired evolutionary algorithms. Intelligent Control.

  • Abstract: : In industrial facilities, it is common to find multivariable processes with strong interactions between their variables. Additionally, there are nonlinearities and, in some cases, conflicting control objectives. In this context, this work focuses on the application of bio-inspired algorithms for the off-line optimization of a dynamic fuzzy cognitive map (DFCM) in the intelligent control of an industrial mixer. The DFCM controller is based on Hebbian learning. Bio-inspired algorithms are inspired by biological or natural processes. They are often used in optimization problems, as they can find high-quality solutions to complex problems. Some examples of bio-inspired algorithms include genetic algorithms, ant colony algorithms, and bee swarm algorithms. Fuzzy cognitive maps are machine learning models that can be used to represent the knowledge of a system. They are composed of a set of nodes that represent system variables and a set of connections that represent the relationships between those variables. The weights of the connections are used to represent the strength of the relationships. Intelligent control is a field of engineering that focuses on the use of intelligent methods to control systems. It can be used to improve the performance, reliability, and efficiency of systems. The objective of this work is to evaluate the performance of bio-inspired algorithms for the off-line optimization of a dynamic fuzzy cognitive map (DFCM) in the intelligent control of an industrial mixer. The DFCM was trained using a simulation dataset of an industrial mixer. The dataset included information about the inputs and outputs of the mixer. Bio-inspired algorithms were used to optimize the weights of the DFCM. The results showed that bio-inspired algorithms were able to improve the performance of the DFCM. The optimized DFCM was able to achieve a more uniform mixture than the non-optimized DFCM. This work showed that bio-inspired algorithms can be used to improve the performance of dynamic fuzzy cognitive maps (DFCMs) in the intelligent control of industrial mixers. This paper ends with a conclusion and addresses future work.

  • Emerson Ravazzi Pires da Silva
  • Marcio Mendonca
  • Michelle Eliza Casagrande Rocha
  • Marcio Jacometti
  • Vicente de Lime Gongora
  • Marcos Antônio de Matos Laia
  • Kazuyochi Ota Junior
  • Augusto Alberto Foggiato
  • Fabio Nogueira de Queiroz
  • Luiz Francisco Sanches Buzachero
  • Andre Luis Shiguemoto
  • Guilherme Cyrino Geromel
  • João Roberto Sartori Moreno
  • Gustavo Henrique Bazan
  • Luiz Antonio Costa
  • Carlos Alberto Paschoalino
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