Uso de redes neurais e conhecimento a priori na identificação de sistemas dinâmicos não lineares.

AUTOR(ES)

Gleison Fransoares Vasconcelos Amaral

DATA DE PUBLICAÇÃO

2001

RESUMO

Este trabalho investiga o uso de redes neurais artificiais do tipo perceptron de múltiplas camadas MLP na identificação de sistemas dinâmicos não-lineares. As principais questões investigadas foram a possibilidade e a viabilidade de se utilizar informação a priori tanto para restringir a topologia da rede quanto os pesos da mesma durante o treinamento. A fim de testar algumas hipóteses, trabalho-se com dois estudos de casa, que têm se tornado teste de bancada na identificação de sistemas não-lineares. Os sistemas usados foram o oscilador de Duffing-Ueda, o objetivo principal foi o de treinar uma rede afim de reproduzir a bifurcação do tipo forquilha. Para esse fim, utilizou-se informação sobre simetria dos pontos fixos do sistema autônomo para restringir a topologia da rede. Para o caso do aquecedor elétrico, o objetivo básico foi treinar uma rede de tal maneira a garantir que a mesma tivesse o comportamento em estado estacionário conhecido previamente do sistema. Os principais resultados mostrara que foi possível treinar uma rede que reproduz muito bem o diagrama de bifurcação do sistema de Duffing-Ueda, dentro da faixa de parâmetros investigada, inclusive apresentando a bifurcação do tipo forquilha. Até onde vai o conhecimento dos autores, redes MLP com tais características ainda não foram divulgadas na literatura internacional. O uso da informação de simetria de pontos fixos parace ter sido importante na obtenção desse resultado. Foi obtida uma rede que representa tanto a dinâmica quanto o estado estacionário de um aquecedor elétrico para isso utilizando restrições sobre os pesos da rede durante seu treinamento. A comparação das técnicas de poda investigadas mostrou que em geral, elas conseguem reduzir o tamanho da rede sem significativa perda desempenho, mas não foi possível melhorar o desempenho em estado estacionário usando tais ferramentas. Assim, acredita-se que os procedimentos desenvolvidos e testados neste trabalho, têm um importante potencial no uso de redes neurais em problemas de identificação de sistemas não-lineares.

ASSUNTO(S)

engenharia elétrica teses.

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