ARQUITETURAS E TOPOLOGIAS DE CONTROLADORES ADAPTATIVOS, FUZZY-PID E FCM-PID EM FERMENTADOR ALCOÓLICO INDUSTRIAL
Neste artigo, o controle de um processo complexo de fermentação alcoólica que é caracterizado por não-linearidade e comportamento de fase não mínima. Para estabelecer a validade de nossa abordagem, começamos a discussão fornecendo uma visão geral de estudos relevantes e um breve histórico das técnicas utilizadas, incluindo métodos heurísticos. Além disso, oferecemos uma breve introdução à teoria Fuzzy e aos Mapas Cognitivos Fuzzy (FCM) para fornecer contexto. O sistema de controle é implementado usando uma arquitetura de controle adaptativo que utiliza dois métodos, ou seja, Fuzzy e FCM, para ajustar os parâmetros do controlador PID. Esses sistemas inteligentes ajustam de forma eficaz os ganhos proporcionais e derivativos do controlador. Para avaliar o desempenho desses sistemas, comparamos o Erro Absoluto Ponderado pelo Tempo (ITAE) e o Erro Quadrático Integral (ISE) em duas campanhas de fermentação distintas. Por fim, tiramos conclusões com base nos resultados encontrados e propomos direções potenciais para pesquisas futuras, visando aprimorar ainda mais o controle do processo de fermentação.
ARQUITETURAS E TOPOLOGIAS DE CONTROLADORES ADAPTATIVOS, FUZZY-PID E FCM-PID EM FERMENTADOR ALCOÓLICO INDUSTRIAL
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DOI: 10.22533/at.ed.8412331076
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Palavras-chave: Controle Inteligente, Mapas Cognitivos Fuzzy, Processo de Fermentação Alcoólica, Controlador PID
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Keywords: Intelligent Control, Fuzzy Cognitive Maps, Alcoholic Fermentation Process, PID Controller
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Abstract:
In this paper, the control of a complex alcoholic fermentation process that is characterized by non-linearity and non-minimal phase Beauvoir. To establish the validity of our approach, we begin the discussion by providing an overview of relevant studies and a concise historical background of the utilized techniques, including heuristic methods. Furthermore, we offer a brief introduction to Fuzzy theory and Fuzzy Cognitive Maps (FCM) to provide context.
The control system is implemented using an adaptive control architecture that employs two methods, namely Fuzzy and FCM, for tuning the parameters of the PID controller. These intelligent systems effectively adjust the proportional and derivative gains of the controller. To evaluate the performance of these systems, we compare the Integral of Time-weighted Absolute Error (ITAE) and Integral of Square Error (ISE) across two distinct fermentation campaigns.
Finally, we draw conclusions based on the findings and propose potential directions for future research, aiming to further enhance the control of the fermentation process.
- Marcio Mendonca
- Emerson Ravazzi Pires da Silva
- Ricardo Breganon
- Marcos Antônio de Matos Laia
- Bruno Oliveira Rosa
- Rodrigo Rodrigues Sumar
- Vicente de Lima Gongora
- Carlos Alberto Paschoalino
- Michelle Eliza Casagrande Rocha
- Andre Luis Shiguemoto
- Kazuyochi Ota Junior
- Andressa Haiduk
- Janaína Fracaro de Souza Gonçalves
- Marcio Aurélio Furtado Montezuma
- Ângelo Feracin Neto
