Artigo sobre rbc

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  • 1. iRACIOCNIO BASEADO EM CASOS: CONCEITOS EAPLICAESThiago Arreguy Silva VitorinoDISSERTACO SUBMETIDA COMO PARTE DOS REQUISITOSNECESSRIOS PARA A OBTENCO DO GRAU DE MESTRE NAUNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAISBELO HORIZONTE, BRASIL.ABRIL DE 2009Thiago Arreguy Silva Vitorino, 2009.
  • 2. iiAgradecimentosAgradeo Deus pela oportunidade para poder aprender mais uma vez.Agradeo aos meus amigos pela fora, pacincia e momentos que passamos juntos.No posso me esquecer dos professores por todo conhecimento passado e a GerdauAominas que em todos os sentidos possibilitou a realizao deste trabalho.Finalmente aos meus pais e irmos que sempre acreditaram nesta conquista e me deram oapoio necessrio para que eu chegasse at aqui.Genialidade um por cento inspirao e noventa e nove transpirao.Thomas A. Edison
  • 3. 1ResumoA presente dissertao discute os conceitos bsicos sobre Raciocnio Baseado emCasos (RBC), bem como a sua aplicao em controle e deteco e diagnsticode falhas em sistemas dinmicos. O RBC surgiu a partir do modelo de soluo deproblemas da memria humana, inspirando assim a criao de programas pararesolver problemas. A idia bsica do RBC resolver um problema a partir doconhecimento de problemas passados, comparando-os com o novo problema,adaptando assim uma nova soluo. Dentro deste contexto, este trabalhoapresenta uma breve reviso de raciocnio baseado em casos, abordando o seuhistrico, o ciclo de funcionamento e etapas para o seu desenvolvimento. Nestetrabalho o RBC foi aplicado para resolver os seguintes problemas de engenharia:controle de regeneradores de um alto-forno e em deteco e diagnstico de falhasem mquina de corrente contnua. Estes processos so modelados para quesistemas de RBC possam ser usados para resolver novos problemas baseadosem operaes passadas.
  • 4. 2AbstractThis work presents applications of Case-Based Reasoning (CBR) in the areas ofcontrol and fault diagnosis for dynamic systems. What CBR uses to solve aproblem is the knowledge that it has from old similar problems, comparing them tothe new problem, possible adapting its previous solutions and moving forward fromthere to get an acceptable solution to the new problem. Within this context, thiswork presents a review of CBR, addressing its history, life cycle and developmentsteps. At next two industrial process applications are presented: combustionprocess control of a blast furnace steel and fault detection and diagnosis in a directcurrent motors. These processes are then modeled so that CBR systems can beused to solve new problems based on the knowledge of their previous processesoperations.
  • 5. 3ndicendice ......................................................................................................................................3Lista de Tabelas......................................................................................................................5Lista de Figuras ......................................................................................................................6Resumo...................................................................................................................................1Abstract...................................................................................................................................1Agradecimentos......................................................................................................................ii1 Introduo............................................................................................................................72 Raciocnio Baseado em Casos...........................................................................................152.1 Histrico .....................................................................................................................152.2 Domnio da Aplicao................................................................................................172.3 Base de Casos.............................................................................................................182.4 O Ciclo de Funcionamento de um Sistema RBC .......................................................192.5 Desenvolvimento de um Sistema de RBC..................................................................202.5.1 A Aquisio de Conhecimento............................................................................212.5.2 Representao de Casos.......................................................................................212.5.3 Indexao.............................................................................................................222.5.4 Recuperao de Casos .........................................................................................232.5.5 Adaptao de Casos.............................................................................................232.6 Concluso ...................................................................................................................243 Aplicao em Controle......................................................................................................263.1 Introduo...................................................................................................................263.2 Controladores .............................................................................................................273.2.1 Controlador PID ..................................................................................................273.2.2 Controlador ONFC ..............................................................................................273.2.3 Controlador RBC.................................................................................................283.3 O Processo de Combusto dos Regeneradores...........................................................313.4 Metodologia de Modelagem e Simulao ..................................................................333.4.1 Modelagem..........................................................................................................333.4.2 Simulao PID.....................................................................................................363.4.1 Simulao ONFC.................................................................................................363.4.2 Simulao CTRBC ..............................................................................................37
  • 6. 43.4.5 Resultados............................................................................................................394 Aplicao em Deteco e Diagnstico de Falhas em Sistema Dinmico..........................434.1 Introduo...................................................................................................................434.2 Modelo do Sistema de Acionamento C.C. .................................................................434.3 Modelo da Mquina de C.C........................................................................................454.4 Modelagem das Falhas para o Sistema de Acionamento C.C....................................474.4.1 Falhas em Atuadores ...........................................................................................484.4.2 Falhas em Componentes da Planta......................................................................494.4.3 Falhas de Instrumentao ....................................................................................514.4.4 Modelo Geral das Falhas no Sistema de Acionamento C.C................................514.4.5 Simulao do Sistema de Acionamento C.C. em Malha Aberta.........................534.4.6 Deteco e Diagnstico de Falha com RBC........................................................564.4.7 Resultados............................................................................................................585 Concluso e Proposta de Continuidade .............................................................................72Referncias ...........................................................................................................................74
  • 7. 5Lista de TabelasTabela 1 - Representao do Caso.Tabela 2 - Resumo das falhas no sistema de acionamento C.C.Tabela 3 - Parmetros do motor C.C.Tabela 4 - Nmero da falha e sua descrio.
  • 8. 6Lista de FigurasFigura 1 - Ciclo de funcionamento de sistema RBC.Figura 2 - Ciclo do RBC.Figura 3 - Arquitetura de um sistema de controle com CTRBC.Figura 4 - Duas fases de trabalho dos regeneradores.Figura 5 - Diagrama de blocos do modelo de combusto.Figura 6 - Temperatura do Domo.Figura 7 - Temperatura da Chamin.Figura 8 - Vazo de Gs Misto.Figura 9 - Vazo do Ar de Combusto.Figura 10 - Presso do Gs de Alto-Forno.Figura 11 - Representao do sistema de acionamento C.C.Figura 12 - Diagrama de blocos do sistema de acionamento C.C.Figura 13 - Representao do sistema de acionamento C.C. para falhas nos atuadores.Figura 14 - Repre