Análise de Observabilidade e Processamento de Erros Grosseiros ...
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104 Identificação e Tratamento de Erros Interativos Não-conformativos |r n i | ≥ |r n j | para j = 1, ..., m (4.11) A relação acima indica que a medida com erro grosseiro é responsável pelo maior resíduo normalizado. Embora possam existir outras medidas com resíduo normalizado de mesmo valor, nenhum terá o valor maior que a medida i afetada pelo erro grosseiro. Suponha que existam m medidas no sistema. A estimação sobre o conjunto com m medidas supõe que não existem erros grosseiros. Essa hipótese pode ser testada verificando o vetor r n . max |r n i | < ɛ (4.12) i onde ɛ é o limite de detecção e depende de níveis de probabilidades aceitáveis de falso-alarme e de não-detecção. A remoção do erro grosseiro causa uma redução no índice J(̂x) dada pela seguinte expressão (Monticelli, 1999): J(̂x novo ) = J(̂x) − (r n i ) 2 (4.13) Para todos casos de erros simples ou erros múltiplos não interativos, a remoção da medida com o maior resíduo normalizado eliminará o efeito da medida suspeita e fornecerá a maior redução no índice de performance. Portanto, nesses casos, a detecção e a identificação do erro grosseiro através do maior resíduo normalizado são equivalentes a selecionar a medida que produzirá a maior redução no índice de performance J(ˆx) (Esta propriedade terá importância na definição e avaliação de vizinhos na busca tabu, onde o espaço de busca é percorrido através de transições buscando a maior redução na função objetivo). 4.3.3 Identificação de erros através do maior multiplicador de Lagrange normalizado O uso dos multiplicadores de Lagrange para detecção de erros topológicos foi proposto por (Clements e Simões-Costa, 1998). Neste método, mostra-se que na ausência de erros grosseiros, tanto nas medidas regulares como também em restrições de igualdade, os multiplicadores são variáveis aleatórias com média nula e variância obtida através da inversão da matriz aumentada.
4.3 Principais ferramentas de detecção de erros 105 Suas propriedades são semelhantes ao vetor resíduo normalizado. Considere novamente o problema: min s.a. J(x) = 1 2 r′ R z r r = z − h c(x) = 0 (4.14) As restrições de igualdade representam o resíduo das medidas e status de chaves e injeções respectivamente. A formulação com a matriz aumentada é a seguinte: ⎡ 0 0 C(x ν ⎤ ⎡ ) Λ ν+1 ⎤ ⎢ ⎣ 0 R z H(x ν ⎥ ⎢ ) ⎦ ⎣ Γ ν+1 C ′ (x ν ) H ′ (x ν ) 0 ∆x ν ⎥ ⎦ = ⎡ −c(x ν+1 ⎤ ) ⎢ ⎣ ∆z(x ν ) 0 ⎥ ⎦ (4.15) Note que, na convergência, a seguinte situação é obtida: R z Γ ν+1 = ∆z(x ν ) (4.16) C ′ (x ν )Λ ν+1 + H ′ (x ν )Γ ν+1 = 0 (4.17) Análise de erro linearizada Considere o estado estimado ̂x , o estado verdadeiro representado por x e o erro definido como ˜x = ̂x − x. A expansão de Taylor de primeira ordem em torno do ponto ̂x é dado por: A aproximação linearizada do erro é o seguinte: [ ] c(x) h(̂x) ≃ = h(x) + H˜x + C˜x (4.18) h(x) [ ] −c(x) r = − H˜x − C˜x = ∆˜z − C˜x − H˜x (4.19) z − h(x) Substituindo Eq. (4.19) em Eq. (4.17) e Eq. (4.18) e agrupando as restrições de igualdade
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104 I<strong>de</strong>ntificação e Tratamento <strong>de</strong> <strong>Erros</strong> Interativos Não-conformativos<br />
|r n i | ≥ |r n j | para j = 1, ..., m (4.11)<br />
A relação acima indica que a medida com erro grosseiro é responsável pelo maior resíduo normalizado.<br />
Embora possam existir outras medidas com resíduo normalizado <strong>de</strong> mesmo valor,<br />
nenhum terá o valor maior que a medida i afetada pelo erro grosseiro.<br />
Suponha que existam m medidas no sistema. A estimação sobre o conjunto com m medidas<br />
supõe que não existem erros grosseiros. Essa hipótese po<strong>de</strong> ser testada verificando o vetor r n .<br />
max |r n i | < ɛ (4.12)<br />
i<br />
on<strong>de</strong> ɛ é o limite <strong>de</strong> <strong>de</strong>tecção e <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> níveis <strong>de</strong> probabilida<strong>de</strong>s aceitáveis <strong>de</strong> falso-alarme e<br />
<strong>de</strong> não-<strong>de</strong>tecção.<br />
A remoção do erro grosseiro causa uma redução no índice J(̂x) dada pela seguinte expressão<br />
(Monticelli, 1999):<br />
J(̂x novo ) = J(̂x) − (r n i ) 2 (4.13)<br />
Para todos casos <strong>de</strong> erros simples ou erros múltiplos não interativos, a remoção da medida<br />
com o maior resíduo normalizado eliminará o efeito da medida suspeita e fornecerá a maior<br />
redução no índice <strong>de</strong> performance. Portanto, nesses casos, a <strong>de</strong>tecção e a i<strong>de</strong>ntificação do<br />
erro grosseiro através do maior resíduo normalizado são equivalentes a selecionar a medida que<br />
produzirá a maior redução no índice <strong>de</strong> performance J(ˆx) (Esta proprieda<strong>de</strong> terá importância<br />
na <strong>de</strong>finição e avaliação <strong>de</strong> vizinhos na busca tabu, on<strong>de</strong> o espaço <strong>de</strong> busca é percorrido através<br />
<strong>de</strong> transições buscando a maior redução na função objetivo).<br />
4.3.3 I<strong>de</strong>ntificação <strong>de</strong> erros através do maior multiplicador <strong>de</strong> Lagrange normalizado<br />
O uso dos multiplicadores <strong>de</strong> Lagrange para <strong>de</strong>tecção <strong>de</strong> erros topológicos foi proposto por<br />
(Clements e Simões-Costa, 1998). Neste método, mostra-se que na ausência <strong>de</strong> erros grosseiros,<br />
tanto nas medidas regulares como também em restrições <strong>de</strong> igualda<strong>de</strong>, os multiplicadores são<br />
variáveis aleatórias com média nula e variância obtida através da inversão da matriz aumentada.