Enhancing nadzoru: modeling, analysis and synthesis of safecontrollers for discrete event systems: modeling, analysis and synthesis of safecontrollers for discrete event systems

• Main Author: Sponchiado, Giovanna Geremia
• Publication Date: 2023
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da Udesc
• Download full: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/17880
• topic: Engenharia elétrica; Sistemas de controle supervisório; Sistemas de tempo discreto; Robótica; Tolerância a falha (Engenharia)

Diversas ferramentas computacionais foram desenvolvidas com o objetivo de facilitar a síntese de supervisores para sistemas a eventos discretos (SEDs) modelados por autômatos de estados finitos, dentre elas o Nadzoru. Desenvolvida pelo Grupo de Automação de Sistemas e Robótica (GASR) da Universidade do Estado de Santa Catarina, o Nadzoru tem sido utilizado como ferramenta de apoio ao estudo e à aplicação de teorias relacionadas aos SEDs. Esta dissertação apresenta uma nova arquitetura para o Nadzoru, tornando-o mais modular e colaborativo através do uso de uma linguagem de programação amplamente utilizada, o Python. Também é apresentada nova implementação para diversas funcionalidades, dentre as quais se podem listar: parte acessível, parte coacessível, composição síncrona, determinação de automatos não determinísticos, síntese de supervisores ótimos, redução de supervisores e cálculo do observador. Outra contribuição apresentada neste trabalho é a proposição e implementação de um algoritmo para a verificação da propriedade denominada DP-Controlabilidade Segura. A garantia dessa propriedade é necessária para que se possa projetar sistemas de controle supervisórios tolerantes a falhas. Se um SED apresenta tal propriedade, tem-se a garantia que é sempre possível, por intermédio de uma ação de controle, impedir a ocorrência de eventos ou cadeias proibidos após a ocorrência de uma falha. Tal ação de controle pode se dar mediante a detecção de falha pela diagnose, i.e., após a sua ocorrência, ou pela prognose de falha, i.e., antes mesmo que a falha ocorra. Isso possibilita a utilização do controle ativo tolerante a falhas em uma gama mais ampla de sistemas, uma vez que ações de reconfiguração podem ser tomadas tanto pela diagnose quanto pela prognose online de falhas. Esse algoritmo também é capaz de analisar a controlabilidade segura apenas pela diagnose ou apenas pela prognose, dependendo dos parâmetros de entrada passados pelo usuário. Além disso, se for confirmada a controlabilidade segura, a funcionalidade implementada retorna os eventos controláveis que precisam ser desabilitados, juntamente com os estados que disparam cada um desses eventos. Os algoritmos desenvolvidos foram testados através de estudos de caso e os resultados obtidos deram confiança de seu bom funcionamento. Palavras-chave: Sistemas a Eventos Discretos. Nadzoru. Controle Tolerante a Falhas. DP-Controlabilidade Segura