Explorando o uso de distinguidores e de autômatos finitos estendidos na teoria do controle supervisório de sistemas a eventos discretos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Teixeira, Marcelo
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/122700
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2013.
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spelling Explorando o uso de distinguidores e de autômatos finitos estendidos na teoria do controle supervisório de sistemas a eventos discretosEngenharia de sistemasAutomaçãoTeoria do controleSistemas a eventos discretosTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2013.Esta tese de doutorado investiga dois aspectos relevantes na Teoria do Controle Supervisório (TCS) de Sistemas a Eventos Discretos (SEDs): (i) o grau de dificuldade enfrentado ao modelar especificações para serem cumpridas pelo sistema sob controle; (ii) a complexidade computacional do procedimento de síntese de uma solução para o Problema do Controle Supervisório (PCS). Para tratar desses aspectos, são propostas duas diferentes abordagens: o uso de Distinguidores e o uso de Autômatos Finitos Estendidos (AFEs). A abordagem com distinguidores consiste em refinar o conjunto original de eventos do modelo de um SED, em um novo conjunto. Cada refinamento é apropriadamente escolhido para identificar uma instância particular em que o evento original ocorre no sistema. Então, um mapa chamado Distinguidor é proposto para estabelecer a relação entre as cadeias dos alfabetos original e refinado. Fazendo-se uso de eventos refinados, pode-se simplificar a modelagem de especificações de controle cuja representação seria bastante complexa no alfabeto original. Além disso, é mostrado que resolver o PCS usando distinguidores leva diretamente à solução ótima de controle, porém, sem vantagens computacionais na síntese em relação ao método não-refinado. Nesse sentido, é também mostrado como construir aproximações para o modelo refinado de um SED. Ao serem usadas na síntese de supervisores, as aproximações permitem reduzir o custo computacional do procedimento, ao mesmo tempo em que permitem preservar a controlabilidade, a máxima permissividade e o não-bloqueio da solução de controle. A segunda proposta a ser apresentada consiste em modelar um SED através de AFEs. Os AFEs são estruturas de estados cujas transições são estendidas com fórmulas que atualizam variáveis de tal modo que seus valores passam a fazer parte dos estados. Assim, fazendo-se uso de valores de variáveis, pode-se facilmente expressar a semântica de uma especificação através de condições lógicas, implementadas sobre o modelo de um SED. Mostra-se que o uso de AFEs leva diretamente à solução ótima para o PCS a qual, no entanto, é obtida sem vantagens computacionais, em relação ao método convencional. Isso ocorre, porque os valores das variáveis, ainda que implícitos no modelo do sistema, precisam ser considerados na síntese, o que elimina possíveis ganhos trazidos pela simplificação da modelagem. Nesse sentido, propõe-se um método para abstrair certas variáveis no AFE que modela um SED. Ao serem usadas na síntese, tais abstrações reduzem o custo computacional do procedimento, ao mesmo tempo em que permitem preservar a controlabilidade, a máxima permissividade e o não-bloqueio da solução de controle. Um algoritmo para obter supervisores, a partir de AFEs, também é apresentado e ilustrado por meio de um exemplo. Sempre que possível, as duas abordagens propostas são comparadas e ilustradas por exemplos. Em particular, o exemplo de um sistema de manufatura é adotado ao longo da tese para permitir a análise dos diferentes métodos de síntese. Como contribuição final, propõe-se associar o uso de distinguidores a um método descentralizado de síntese, em particular ao Controle Modular Local (CML). Inicialmente, mostra-se que o uso direto de distinguidores, em geral, complexifica a resolução do CML. Essa inconveniência é mitigada pela síntese combinada, um método por meio do qual supervisores locais são obtidos usando distinguidores apenas quando apropriado. Esse método leva a um comportamento global controlado que é equivalente ao CML original, porém, que também é processado com equivalente custo computacional. Nesse sentido, mostra-se ainda como combinar vantagens do CML, de distinguidores e de aproximações. O mesmo exemplo do sistema de manufatura ilustra essa contribuição final.<br>Cury, José Eduardo RibeiroQueiroz, Max Hering deUniversidade Federal de Santa CatarinaTeixeira, Marcelo2014-08-06T17:15:26Z2014-08-06T17:15:26Z2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis188 p.| il.application/pdf323921https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/122700porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-03-07T18:58:20Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/122700Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-03-07T18:58:20Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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