Algoritmos Genéticos para Ajuste de Controlador PID em Sistemas Espaciais

ALGORITMOS GENÉTICOS
PARA AJUSTE DE CONTROLADOR PID EM SISTEMAS ESPACIAIS
Italo Pinto Rodrigues
Engenharia e Tecnologia Espaciais
Engenharia e Gerenciamento de Sistemas Espaciais
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
Dra. Ana Maria Ambrosio
Dr. Ronan Arraes Jardim Chagas
AEROCB VI

ITALO
#3
22:10
2009
Início da Faculdade
Engenharia Elétrica
2012
Início do Estágio
2011
Sankyu
2013
Fim da Faculdade
Fim do Estágio
TCC
2014
Início do Mestrado
2015
Fim do Mestrado
2016
Bolsa – CBERS-4
2017
Bolsa – Amazônia-1
2018
Fim da Bolsa
Pesquisador ITEMM
Coordenador WETE
Início do Doutorado
Coordenador
CubeDesign
2018/
2019
2021
Omega7

#4
22:10
#4
22:10
MAPA DO CURSO

#5
22:10
#5
22:10
MAPA DO CURSO
CONTROLE

#6
22:10
#6
22:10
MAPA DO CURSO
CONTROLE

#7
22:10
#7
22:10
MAPA DO CURSO
CONTROLE

#8
22:10
#8
22:10
MAPA DO CURSO
CONTROLE

#9
22:10
#9
22:10
MAPA DO CURSO
CONTROLE
P
I
D

#10
22:10
#10
22:10
MAPA DO CURSO
CONTROLE
P
I
D
AJUSTE RUIM AJUSTE BOM

#11
22:10
#11
22:10
MAPA DO CURSO
CONTROLE

#12
22:10
#12
22:10
MAPA DO CURSO
CONTROLE

#13
22:10
#13
22:10
MAPA DO CURSO
SIMULAR CONTROLE
P
I
D
ALGORITMOS
GENÉTICOS

#14
22:10
CONTEÚDO
CONCEITOS AG em
CONTROLE DE
SATÉLITE
CONCLUSÕES
AG em
CONTROLE DE
SATÉLITE
ALGORTIMOS
GENÉTICOS
23/11 24/11 25/11

#16
22:10
#16
22:10
MODELAGEM
É o ato de fazer a descrição de um sistema, processo, fenômeno ou entidade, em uma mídia,
com uma linguagem, e com um objetivo, baseado nas leis da natureza ou nas medições de seus
parâmetros.
MODELO
MODELAGEM
muterra = 3.98603*10^14; %Constante de Gravidade *Massa da
Terra
nlinha = sqrt(muterra/(a*a*a)); %(6.5)Velocidade Angular Média
%a^3 é 0.000004 s mais rápido...
r = a*(1 - e*e)/(1 + e*cos(At));
%% Transformação da posição do Satélite
x = r*(cos(OM)*cos(om + At) - sin(OM)*sin(om + At)*cos(i));
y = r*(sin(OM)*cos(om + At) + cos(OM)*sin(om + At)*cos(i));
z = r*(sin(i)*sin(om + At));
xv = -nlinha*a*a/r*sin(At);
yv = ((nlinha*a*a)/r)*(cos(At)*sqrt(1-e*e));
zv= 0;
R1 = [cos(OM)*cos(om)-sin(OM)*cos(i)*sin(om) -cos(OM)*sin(om)-
sin(OM)*cos(i)*cos(om) sin(OM)*sin(i)];
R2 = [sin(OM)*cos(om)+cos(OM)*cos(i)*sin(om) -
sin(OM)*sin(om)+cos(OM)*cos(i)*cos(om) -cos(OM)*sin(i)];
R3 = [sin(i)*sin(om) sin(i)*cos(om) cos(i)];
R = [R1; R2; R3];
vetorv = [xv;yv;zv];

#17
22:10
#17
22:10
MODELO
parâmetros.
MODELO
MODELAGEM
Terra
r = a*(1 - e*e)/(1 + e*cos(At));
zv= 0;
R = [R1; R2; R3];

#18
22:10
#18
22:10
MODELO
parâmetros.
MODELO
MODELAGEM
Terra
r = a*(1 - e*e)/(1 + e*cos(At));
zv= 0;
R = [R1; R2; R3];

#19
22:10
#19
22:10
MODELO
Tipos
Físicos
Estrutural
Térmico
Eletromagnético
Cyberphysical
Lógicos
Diagrama de
Estados
Dinâmicos
Diagrama de
Blocos
Lógicos +
Hardware
Hardware (lógica
embarcada

#20
22:10
#20
22:10
#20
22:10
MODELO
Modelo de voo CBERS-4

#21
22:10
#21
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SIMULADOR
É usualmente um sistema que pode executar um modelo para reproduzir seu comportamento. O
termo simulador pode se referir a software, hardware ou ambos.
SIMULADOR
MODELO
AGEM
Terra
r = a*(1 - e*e)/(1 + e*cos(At));
zv= 0;
R = [R1; R2; R3];
IMPLEMENTAÇÃO

#22
22:10
#22
22:10
#22
22:10
SIMULADOR
Câmara de termo-vácuo

#23
22:10
#23
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SIMULAÇÃO
É m método para executar um modelo no tempo.

#24
22:10
#24
22:10
POR QUE USAR MODELAGEM E SIMULAÇÃO?
Análise, definição e
validação de requisitos de
sistemas e técnicos.
Validação do projeto
(elétrico, térmico, mecânico,
operacional)
Verificação e
validação de
software.
Desenvolvimento de
equipamentos de
suporte e
procedimentos de
teste.
Previsão do
desempenho do
sistema
Treinamento
da equipe de
operação do
satélite.
Apoio às atividades
de teste de
subsistemas de
satélite e de
unidades.
Desenvolvimento e
validação de
procedimentos
operacionais.
Identificação de
problemas causados por
falhas ou anomalias.

25
22:10
O QUE ACONTECERIA SE... A APOLLO 11 NÃO
TIVESSE POUSADO NA LUA?

22:10 #27
#27
Superfície da Lua

22:10 #28
#28
Superfície da Lua

#29
22:10
Caminhada na Lua
Buzz Aldrin saindo do Módulo Lunar.

22:10 30
O QUE ACONTECERIA SE... O HUBBLE TIVESSE
PROBLEMA EM SUA CARGA ÚTIL E NÃO FOSSE
POSSÍVEL REPARAR?

22:10 #31
Rastreio de crescimento das galáxias.

22:10 #32
Nascimento de uma estrela

22:10 #34
Simulador Operacional do Hubble

#36
22:10
#36
22:10
DIAGRAMA DE BLOCOS
CONTROLADOR PLANTA SAÍDA
REFERÊNCIA
SENSOR
erro

#37
22:10
#37
22:10
DIAGRAMA DE BLOCOS
CONTROLADOR PLANTA SAÍDA
REFERÊNCIA
SENSOR
erro
Indica como
eu quero
que a saída
se comporte
Tenta manipular o
sistema de como que a
saída se comporte
conforme o esperado
Sistema que está sendo
manipulado para gerar a
saída esperada
Saída do
sistema
Observa o
comportamento da saída

#38
22:10
#38
22:10
PLANTA
BATERIA
LAMINADOR
APONTAMENTO
Objetivo deste mini-curso

#39
22:10
#39
22:10
PLANTA
ESPAÇO DE ESTADOS FUNÇÃO DE TRANSFERÊNCIA

#40
22:10
#40
22:10
CONTROLADOR

#41
22:10
#41
22:10
AJUSTE DO PID

#42
22:10
#42
22:10
AJUSTE DO PID
P
I
D

#43
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#43
22:10
AJUSTE DO PID
P
I
D

#44
22:10
#44
22:10
AJUSTE DO PID
P
I
D

#45
22:10
#45
22:10
AJUSTE DO PID
P
I
D

#46
22:10
#46
22:10
AJUSTE DO PID

#47
22:10
#47
22:10
AJUSTE DO PID
E se houvesse uma
forma da gente
ajustar o PID
automaticamente?

#49
22:10
#49
22:10
ALGORITMO
OBJETIVO
EVOLUÇÃO

#50
22:10
#50
22:10
ALGORITMO
Gera população inicial de N
soluções candidatas
Verifica a adaptabilidade das
soluções
Atribui uma nota à adaptabilidade
Seleciona os mais bem adaptados,
de acordo com a nota
Aplica o operador de cruzamento
Aplica o operador de mutação
Nova população = População após
a aplicação do operador de
mutação
Verifica a adaptabilidade das novas
soluções
Atingiu critério
de parada?
Fim
Não
1
1

#51
22:10
#51
22:10
ALGORITMO
Verifica a adaptabilidade das
soluções
Nova população = População após
a aplicação do operador de
mutação
Verifica a adaptabilidade das novas
soluções
Atingiu critério
de parada?
Fim
Não
1
1

#52
22:10
#52
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ALGORITMO

#53
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#53
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ALGORITMO

#54
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#54
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ALGORITMO

#55
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#55
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ALGORITMO

#56
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#56
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ALGORITMO

#57
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#57
22:10
ALGORITMO

#58
22:10
É um evento acadêmico com o intuito
de apresentar as pesquisas em
Sistemas Espaciais, Mecânica e
Controle, Materiais e Sensores,
Propulsão e Combustão.
WETE

#60
22:10
italoprodrigues@gmail.com

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