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A violação de direitos autorais é passível de sanções civis e penais.
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Coleção Digital
Título: INFERÊNCIA DA QUALIDADE DE PRODUTOS DE DESTILAÇÃO UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS E FILTRO DE KALMAN ESTENDIDO Autor: LEONARDO GUILHERME CAETANO CORREA
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
CARLOS ROBERTO HALL BARBOSA - ORIENTADOR
Nº do Conteudo: 7588
Catalogação: 19/12/2005 Liberação: 19/12/2005 Idioma(s): PORTUGUÊS - BRASIL
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
Natureza: PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=7588&idi=1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=7588&idi=2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.7588
Resumo:
Título: INFERÊNCIA DA QUALIDADE DE PRODUTOS DE DESTILAÇÃO UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS E FILTRO DE KALMAN ESTENDIDO Autor: LEONARDO GUILHERME CAETANO CORREA
Nº do Conteudo: 7588
Catalogação: 19/12/2005 Liberação: 19/12/2005 Idioma(s): PORTUGUÊS - BRASIL
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
Natureza: PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=7588&idi=1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=7588&idi=2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.7588
Resumo:
Atualmente cresce o interesse científico e industrial na elaboração de
métodos de controle não lineares. Porém, estes modelos costumam ter difícil
implementação e um custo elevado até que se obtenha uma ferramenta de
controle confiável. Desta forma, estudos na área de métodos de apoio à decisão
procuram desenvolver aplicações inteligentes com custos reduzidos, capazes de
executar controles industriais avançados com excelentes resultados, como no
caso da indústria petroquímica. Na destilação de derivados de petróleo, por
exemplo, é comum fazer uso de análises laboratoriais de amostras para
identificar se uma substância está com suas características físico-químicas
dentro das normas internacionais de produção. Além disso, o laudo pericial desta
análise permite regular os instrumentos da planta de produção para que se
consiga um controle mais acurado do processo e, conseqüentemente, um
produto final com maior qualidade. Entretanto, apesar da análise laboratorial ter
maior acurácia nos resultados que avaliam a qualidade do produto final, exige,
às vezes, muitas horas de análise, o que retarda o ajuste dos equipamentos de
produção, reduzindo a eficiência do processo e aumentando o tempo de
produção de certos produtos, que precisam ter sua composição, posteriormente,
corrigida com outros reagentes. Outra desvantagem está relacionada aos custos
de manutenção e calibração dos instrumentos localizados na área de produção,
pois, como estes equipamentos estão instalados em ambientes hostis,
normalmente sofrem uma degradação acelerada, o que pode gerar leituras de
campo erradas, dificultando a ação dos operadores. Em contrapartida, dentre os
métodos inteligentes mais aplicados em processos industriais químicos,
destacam-se as redes neurais artificiais. Esta estrutura se inspira nos neurônios
biológicos e no processamento paralelo do cérebro humano, tendo assim a
capacidade de armazenar e utilizar o conhecimento experimental que for a ela
apresentado. Apesar do bom resultado que a estrutura de redes neurais gera,
existe uma desvantagem relacionada à necessidade de re-treinamento da rede
quando o processo muda seu ponto de operação, ou seja, quando a matériaprima
sofre algum tipo de mudança em suas características físico-químicas.
Como solução para este problema, foi elaborado um método híbrido que busca
reunir as vantagens de uma estrutura de redes neurais com a habilidade de um
filtro estocástico, conhecido por filtro de Kalman estendido. Em termos práticos,
o filtro atua em cima dos pesos sinápticos da rede neural, atualizando os
mesmos em tempo real e permitindo assim que o sistema se adapte
constantemente às variações de mudança de processo. O sistema também faz
uso de pré-processamentos específicos para eliminar ruídos dos instrumentos de
leitura, erros de escalas e incompatibilidade entre os sinais de entrada e saída
do sistema, que foram armazenados em freqüências distintas; o primeiro em
minutos e o segundo em horas. Além disso, foram aplicadas técnicas de seleção
de variáveis para melhorar o desempenho da rede neural no que diz respeito ao
erro de inferência e ao tempo de processamento. O desempenho do método foi
avaliado em cada etapa elaborada através de diferentes grupos de testes
utilizados para verificar o que cada uma delas agregou ao resultado final. O teste
mais importante, executado para avaliar a resposta da metodologia proposta em
relação a uma rede neural simples, foi o de mudança de processo. Para isso, a
rede foi submetida a um grupo de teste com amostras dos sinais de saída
somados a um sinal tipo rampa. Os experimentos mostraram que o sistema,
utilizando redes neurais simples, apresentou um resultado com erros MAPE em
torno de 1,66%. Por outro lado, ao utilizar redes neurais associadas ao filtro de
Kalman estendido, o erro cai à metade, ficando em torno de 0,8%. Isto comprova
que, além do filtro de Kalman não destruir a qualidade da rede neural original,
ele consegue adaptá-la a mudanças de processo, permitindo, assim, que a
variável de saída seja inferida adequadamente sem a necessidade de retreinamento
da rede.
Descrição | Arquivo |
CAPA, AGRADECIMENTOS, RESUMO, ABSTRACT, SUMÁRIO E LISTAS | |
CAPÍTULO 1 | |
CAPÍTULO 2 | |
CAPÍTULO 3 | |
CAPÍTULO 4 | |
CAPÍTULO 5 | |
CAPÍTULO 6 | |
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS |