Explorando o uso de aproximações na síntese e na implementação de controladores para sistemas a eventos discretos

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Rosa, Marcelo
• Orientador(a): Teixeira, Marcelo
• Banca de defesa: Teixeira, Marcelo, Pena, Patrícia Nascimento, Barbosa, Marco Antonio de Castro, Torrico, Cesar Rafael Claure
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Pato Branco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Sistema de tempo discreto; Sistemas de controle supervisório; Controladores programáveis; Discrete-time systems; Supervisory control systems; Programmable controllers
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4435

A Teoria de Controle Supervisório (TCS) define uma operação automática para a síntese de controladores para Sistemas a Eventos Discretos (SEDs). Apesar de suas inúmeras extensões e vantagens, a TCS ainda esbarra em alguns aspectos de complexidade que limitam a sua aplicação sobre problemas industriais reais. Em particular, essas limitações se permeiam entre as etapas de modelagem, síntese e implementação de controladores. Recentemente, foi proposta na literatura uma abordagem baseada no refinamento de eventos como forma de simplificar tarefas de modelagem, ampliando assim a aplicabilidade da TCS para uma gama maior de problemas. No entanto, essa abordagem não leva diretamente a ganhos computacionais no procedimento de síntese. Na verdade, pode ser mostrado que o custo computacional para calcular o controlador é o mesmo em relação à abordagem sem refinamentos. Também, pode ser mostrado que o custo em termos de hardware/memória para implementar a solução de controle com ou sem refinamentos é o mesmo. No sentido de estender vantagens do refinamento de eventos para a etapa de síntese, a literatura explora o uso de aproximações. Uma aproximação pode ser associada à ideia de abstração de modelos. Na prática, sua construção se materializa pela remoção de parte, ou de todo, o mecanismo que distingue eventos refinados no modelo do sistema, o deixando assim mais simples, no entanto menos preciso. Esse grau de imprecisão pode implicar na obtenção de controladores subótimos, casos em que a aproximação precisa ser reconstruída até que leve ao controlador ótimo. Essa reconstrução é um processo manual, que depende sobretudo da percepção do engenheiro e que, não raramente, é executado conforme uma política de tentativa e erro. Nesta dissertação, a construção de uma aproximação é automatizada e seus benefícios são estendidos para as etapas de síntese e implementação de controladores. Inicialmente, propõe-se um método para a construção de uma classe especial de aproximações que sempre leva ao controlador ótimo, sem a necessidade de qualquer verificação pós síntese. Em seguida, apresentase uma arquitetura que estende para a etapa de implementação os benefícios do uso de refinamentos e de aproximações. Essa abordagem permite que o sistema de controle possa ser implementado de maneira descentralizada, por um sistema comunicante, que cumpre o mesmo papel de uma implementação centralizada, mas com ganhos no consumo de memória para representar a ação de controle em hardware. Por fim, a última contribuição proposta nesta dissertação estende o método de construção de aproximações e síntese, para o contexto do controle modular de SEDs. Essa abordagem potencializa a aplicação da TCS sobre problemas de grande porte, uma vez que, por definição, o controle modular independe do tamanho do sistema e pode ser conduzido incrementalmente.