Neural predictive control applied to aerospace vehicles / Controle preditivo utilizando redes neurais artificiais aplicado a veículos aeroespaciais

AUTOR(ES)

Jaime Augusto da Silva

DATA DE PUBLICAÇÃO

2001

RESUMO

Um esquema de controle, empregando uma metodologia generalizada, destinado à solução de problemas de controle ótimo, treinamento de redes neurais e controle preditivo é desenvolvido, implementado e testado, em aplicações da área aeroespacial de grande relevância e atualidade. Nesta metodologia, um método de programação não linear, do tipo Projeção Estocástica do Gradiente, é utilizado para resolver aproximações discretizadas de problemas de controle ótimo. Problemas de treinamento de redes neurais e controle preditivo são também assim resolvidos através da otimização de funcionais quadráticos utilizados na obtenção dos ajustes dos pesos das redes neurais ou definição das ações de controle. Para os três casos considerados, uma iteração típica pode ser vista e tratada como um problema de estimação linear ótima de parâmetros. Mostra-se que os três algoritmos são o resultado da aplicação do método de Newton à otimização de funcionais específicos, fornecendo soluções que convergem localmente. Dois sistemas não lineares, um representado por uma equação recursiva e o outro por um sistema de duas equações diferenciais ordinárias, são utilizados para ilustrar a aplicação dos algoritmos de treinamento de redes neurais e controle preditivo. A seguir, o esquema proposto é aplicado ao controle de atitude em três eixos de um satélite com volante de inércia e mancal duplo. Resultados de simulações para a condição de pequenos erros iniciais e controle de atitude são então apresentados. Para avaliar os três algoritmos em conjunto, um esquema de pilotagem de um veículo espacial lançador de satélites, com três graus de liberdade, é considerado. Resultados de simulações e testes do esquema de pilotagem, na presença de perturbações não modeladas pelas redes neurais, são então apresentados e analisados.

ASSUNTO(S)

predictions filtros de kalman kalman filters pilotagem redes neurais neural network sistemas não lineares predições engenharia e tecnologia espacial controle preditivo nonlinear systems pilot support systems

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