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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/4482
Tipo: | Dissertação |
Título: | Estimação de Séries Temporais via Rede NARX em Aplicações Industriais |
Autor(es): | Thainara de Araújo |
Primeiro orientador: | Marcio Luiz Magri Kimpara |
Resumo: | A ampla utilização de automação na indústria tem levado os processos industriais a serem controlados a partir de informações provenientes de sensores, na forma de séries temporais. Por outro lado, o elevado custo dos sensores e a alta exigência de manutenção, devido a necessidade de calibração frequente, impulsionaram estudos no campo de previsão de séries temporais. Um método que vem ganhando destaque nesse campo de estudo é a previsão de séries temporais por meio da rede neural autorregressiva não linear com entradas exógenas. Essa rede integra o uso de atraso de tempo e de recorrência para captação de memória de curto prazo, o que a permite extrair informações sequenciais de suas preditoras. Neste trabalho essa rede é aplicada na previsão de séries temporais de interesse da indústria. O primeiro problema abordado corresponde a aplicação da rede neural para o monitoramento térmico em pontos críticos de um motor síncrono de imã permanente, tendo em vista que as técnicas usuais se mostram custosas e/ou de difícil implementação. O segundo caso refere-se à validação de sensores de temperatura dos reatores de uma refinaria de petróleo. Os resultados são avaliados pelo cálculo do erro quadrático médio. Também foi avaliado o desempenho quanto a robustez, filtragem e espalhamento. A avaliação de desempenho ainda conta com uma comparação entre os métodos de previsão de série temporal obtidas por meio da inteligência artificial e da regressão kernel. Por fim foi constatado resultados satisfatórios, demonstrando o sucesso da aplicação da rede NARX nos problemas propostos. |
Abstract: | The widespread use of automation in industry has led industrial processes to be controlled from information coming from sensors, in the form of time series. On the other hand, the high cost of sensors and the high maintenance requirement, due to the need for frequent calibration, motivated studies in the field of forecasting time series. A method that has gained prominence in this field of study is the prediction of time series through the nonlinear autoregressive neural network with exogenous inputs. This neural network integrates the use of time delay and recurrence to capture short-term memory, which allows the extraction of sequential information from its predictors. In this work, this network is applied in forecasting time series of interest to the industry. The first problem addressed corresponds to the application of the neural network for thermal monitoring at critical points of a permanent magnet synchronous motor, considering that the usual techniques are costly and/or difficult to implement. The second case refers to the validation of oil refinery reactors' temperature sensors. The results are evaluated by calculating the mean square error. Performance regarding robustness, filtering, and spillover was also evaluated. The performance evaluation also includes a comparison between the time series prediction methods obtained through artificial intelligence and kernel regression. Finally, satisfactory results were found, demonstrating the success of the application of the NARX network in the proposed problems. |
Palavras-chave: | Rede neural autorregressiva não linear com entradas exógenas, NARX, Série temporal, Validação de sensores |
País: | Brasil |
Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
Sigla da Instituição: | UFMS |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/4482 |
Data do documento: | 2022 |
Aparece nas coleções: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
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