Estudo dos efeitos da sincronização sobre o transitório e a estabilidade de sistemas de controle por rede - Eloy Martins de Oliveira Junior (2015)
Com o crescimento da complexidade e integração dos sistemas, a sincronização torna-se cada vez mais importante, pois a de-sincronização em tempo ou em fase pode causar falhas graves ou até catastróficas. Particularmente, a sincronização de tempo, ou de fase, é um aspecto muito importante para se atingir alto desempenho, confiabilidade e determinismo em sistemas de controle por rede. A implementação distribuída, a integração de sistemas, a complexidade e o aumento do requisito de confiabilidade tornam diversos problemas que antes não eram importantes, agora relevantes; demandando o desenvolvimento de novas tecnologias, técnicas e algoritmos. Dentre estes problemas está à sincronização de tempo entre diversas entidades de uma implementação distribuída e como estas soluções influenciam o desempenho de sistemas de controle por rede. Esta tese estuda os efeitos da sincronização de relógios sobre o transitório e a estabilidade de sistemas de controle por rede, principalmente no âmbito de sistemas com ciclo de vida extenso tal como o espacial. O trabalho propõe-se um conjunto de algoritmos reconfiguráveis e suavizáveis de sincronização com métrica mista (Precisão, Exatidão e Controle) corrigindo os vieses iniciais, os vieses instantâneos causados pela deriva dos relógios locais e também a deriva dos relógios lógicos, utilizando técnicas de amortização das descontinuidades de tempo durante o ajuste dos relógios. Ainda propõe a aplicação da técnica ${"}$cross-fading${"}$ para amortizar a descontinuidade de tempo dos algoritmos de sincronização de relógios, analisando o uso de três tipos de funções amortizadoras (degrau, rampa e exponencial). Também analisa-se e valida-se o conjunto de algoritmos (ReS, PReS, AReS, PAReS) de sincronização de relógios sobre um sistema de controle por redes comparando os resultados com os algoritmos FTM, PTP e SR, abordando o problema através de teoria, análise, controle e simulação. Além disso, propõe um modelo em espaço de estados de sincronização de relógios que faz a ponte entre o mundo do controle e o mundo da sincronização de relógios. O conjunto de algoritmos ReS melhorou o desempenho tanto da sincronização quanto do sistema de controle. As métricas mistas de precisão, exatidão e controle sobre um algoritmo de reconfiguração e suavizável demonstraram ser uma abordagem a ser seguida no projeto de algoritmos de sincronização de relógios para sistemas de controle por redes. A verificação e validação sobre dos algoritmos propostos no NCS foram feitas através de simulações desenvolvidas no ambiente Matlab/Simulink com ajuda da ferramenta TrueTime.