Improved Structure Detection For Polynomial NARX Models Using a Multiobjective Error Reduction Ratio

Abstract

This paper addresses the problem of structure detection for polynomial NARX models. It develops MERR, a multiobjective extension of a methodology well-known as the error reduction ratio (ERR). It is shown that it is possible to choose terms which take into account dynamics of prediction error and other types of affine information, such as fixed points or static curve. Two examples are included to illustrate the proposed methodology. A numerical example shows that the technique is able to reconstruct the structure of a system, known a priori. The identification of a pilot DC-DC buck converter shows that the proposed approach is capable to find models valid over a wide range of operation points. In this latter example, MERR is compared with ERR in two forms: (i) affine information is applied only in the structure selection for MERR and (ii) affine information is applied for structure selection for MERR and for parameter estimation for both MERR and ERR. In both comparisons, MERR presented nondominated solutions of Pareto set.

Rede Combinatória de Modelos Não Lineares - Parte I: Método e Aplicação em Identificação Multiobjetivo de Sistemas

“…O Multiobjective Error Reduction Ratio (MERR)é uma técnica multiobjetivo de seleção de estruturas de modelos NARMAX polinomiais que pode ser vista em (Martins et al, 2013). Se trata de uma extensão do já conhecido Error Reduction Ratio técnica capaz de ordenar regressores por relevância no que diz respeito a representatividade do sistema.…”

“…Nepomuceno et al (2003) utilizam o conhecimento a priori das localizações dos pontos fixos na identificação de sistemas não lineares em uma abordagem multiobjetivo queé posteriormente estendida para um número arbitrário de objetivos em (Nepomuceno et al, 2007). Em (Martins et al, 2013)é proposto o Multiobjective Error Reduction Ratio, um método multiobjetivo para a detecção da estrutura de modelos NARMAX polinomiais. Aplicações da identificação multiobjetivo também podem ser encontradas na literatura como a detecção de danos em pontes e estruturas (Ok et al, 2018), identificação de modelos químicos e fotoquímicos (Beykal et al, 2018) (Vignoni et al, 2018), problemas de visão computacional (Gao et al, 2018) e (Chevtchenko et al, 2018) entre outros.…”

“…Assim bons modelos podem ser obtidos a partir de modelos com baixa performance. As Soluções Eficientes foram obtidas através do Multiobjective Error Reduction Ratio disponível em (Martins et al, 2013).…”

A Note on the Reproducibility of Chaos Simulation

“…Similarly, the IEEE panel of editors led by IEEE Robotics and Automation Magazine’s Editor-in-Chief stated that reproducibility in scientific research is imperative, but that unfortunately, there are many scientific papers for which reproducing results is difficult or even impossible [ 3 ]. In control theory, the relevance of system modelling and simulation is widely recognized [ 4 ].…”

Reprodutibilidade na Simulação de um Circuito Caótico

“…Nesta mesma linha, o painel de editores do IEEE conduzido pelo editor chefe da IEEE Robotics and Automation Magazine afirmou que a reprodutibilidade na pesquisa científicaé imperativa, mas que infelizmente há diversos trabalhos científicos que a reprodução dos resultadosé difícil ou mesmo impossível IEEE (2018). Naárea de teoria de controleé amplamente reconhecido a relevância da modelagem e simulação de sistemas Martins et al (2013). Apesar deste reconhecimento, percebese uma menor atenção nos efeitos da precisão finita dos arXiv:1910.04551v1 [cs.OH] 8 Oct 2019 computadores na reprodutibilidade de simulação de sistemas dinâmicos não-lineares Nepomuceno (2014).…”