Desenvolvimento de sistemas de controle via rede (NCS) para aplicações em redes com protocolo CAN

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: Godoy, Eduardo Paciência
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Adaptive control; CAN protocol; Controle adaptativo; Ferramentas de simulação; Message sampling time; Model identification technique; Networked control system - NCS; Período de amostragem; Redes CAN; Simulation tools; Sistemas de controle via redes - NCS; Técnica de identificação
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18145/tde-11052011-094711/

Sistema de controle via rede (NCS) é um sistema de controle distribuído onde os sensores, atuadores e controladores estão alocados fisicamente em locais separados e são conectados através de uma rede de comunicação industrial. O NCS representa a evolução das arquiteturas de controle em rede, fornecendo maior modularidade e descentralização do controle, facilidade de diagnóstico e manutenção e menor custo. O desafio no desenvolvimento de um NCS é contornar os efeitos degenerativos causados por fatores que afetam o seu desempenho e estabilidade. Entre estes fatores estão o período de amostragem dos sinais, a perda de informações transmitidas na rede e os atrasos de comunicação. Buscando superar este desafio, este trabalho apresenta o desenvolvimento de NCS para aplicações em redes CAN baseado no uso da simulação e na proposta de uma estratégia de controle. A utilização de ferramentas de simulação de NCS, selecionadas através de um estudo comparativo e qualitativo, permitiu analisar o impacto de fatores degenerativos no desempenho de controle e estabilidade de NCS. Essa análise por simulação permitiu evidenciar o período de amostragem como o fator de maior influência para o projeto de NCS em redes CAN. Para superar o problema do período de amostragem, uma estratégia de controle adaptativo foi proposta. Essa estratégia usa informações de saída do NCS para automaticamente adaptar o período de amostragem das mensagens, garantindo desempenho de controle e diminuindo significativamente a ocupação da rede CAN. Experimentos realizados em uma plataforma de pesquisa sobre NCS demonstraram a confiabilidade e robustez do uso da estratégia de controle adaptativo, mesmo em condições extremas de operação da rede CAN. Os experimentos também permitiram comprovar a eficácia de uma técnica de identificação de NCS desenvolvida, que apresenta a vantagem de utilizar informações disponíveis na rede para obtenção de um modelo do NCS com precisão aceitável.