Modelagem em espaço de estados e predição da geometria do cordão de solda no processo GMAW usando redes SVM, neurodifusa e recorrentes de alta ordem

Abstract

Um dos principais problemas na obtenção de soldas com boas características geométricas é a dificuldade em controlar ou predizer as variáveis de saída e seus parâmetros, assim como, a criação de um modelo que represente de forma efetiva as mudanças das principais variáveis envolvidas no sistema. Esta mudança, durante o processo de soldagem, pode promover a formação de respingos, instabilidades e alterações na geometria dos cordões tornando a análise destas variáveis importante, pois será através delas que a qualidade da solda e as características desejadas para cada processo serão estabelecidas. Tais variáveis, apesar de possuírem grande correlação entre si, apresentam comportamento não linear e caótico. Na literatura alguns dos modelos apresentados são de alta complexidade, com um grande número de dados de entrada, poucas saídas e equações de difícil solução, promovendo assim, alto tempo de processamento e alto custo computacional. Por outro lado, existem os modelos simplificados que apresentam menor tempo de processamento, mas não representam a realidade do fenômeno envolvido e somente são aplicados em estreitas faixas de trabalho. A primeira proposta nesta pesquisa é uma modelagem matemática em espaço de estados que permite uma aproximação ao modelo em espaço de estados, uma aproximação dos valores reais do processo e um conhecimento do sistema. O segundo e terceiro modelos são as redes neurodifusas e as maquinas de vetores de suporte (SVM), utilizadas para sistemas não lineares, as quais têm uma aproximação e generalização aceitáveis, mas trabalham apenas em um único ponto de operação e em faixas para as quais foram treinadas. O quarto modelo utiliza redes neurais recorrentes de alta ordem (RHONN) e é um modelo dinâmico adaptativo, treinado online e trabalha para diferentes pontos de operação. Especificamente a finalidade deste trabalho é predizer a largura, reforço e penetração do cordão em soldagem GMAW com os modelos anteriormente propostos e comparar os resultados obtidos.