Los sistemas de computación de tiempo real son componentes críticos de la infraestructura tecnológica de cualquier país industrializado. Son de aplicación imprescindible en robótica, aviónica, manufactura automatizada, sistemas de control, etc. Constituyen, como consecuencia, una de las áreas de más rápido crecimiento dentro de la disciplina. Existen diferen-tes componentes (sistemas operativos, lenguajes de progra-mación, arquitecturas) que caracterizan a dichos sistemas. Pero la diagramabilidad, entendida como el cumplimiento de to-das las restricciones temporales del sistema y la asignación de un conjunto de tareas a un conjunto de procesadores cum-pliendo cada una de ellas con las restricciones de recursos, de asignación, de comunicaciones y de precedencia aparece en-tre las más importantes. Cada día más y mejores sistemas de tiempo real, dependen de sistemas basados en multiprocesa-dores. Desdichadamente se conoce poco acerca de la asigna-ción y la diagramación basada en múltiples procesadores. Esto se debe por un lado a que la complejidad de los resultados muestra que la mayoría de estos sistemas son NP-duros y por otro a que la experiencia adquirida en el manejo de estos sis-temas no es mucha. Como consecuencia hay un número redu-cido de heurísticas que emergen como una de las pocas herra-mientas disponibles para resolver el problema. Este consiste en asignar un conjunto de tareas de tiempo real duro, apropia-bles, sobre un conjunto de procesadores heterogéneos, cum-pliendo restricciones de tiempo, ubicación, memoria, comunica-ciones y precedencia. Esta tesis tiene como base trabajos pu-blicados en revistas y actas de congresos de arbitraje riguro-so. El primero de ellos es publicado en el Real Time Systems Journal y se denomina A Heuristic Approach to the Multitask-Multiprocessor Assignment Problem Using The Empty-Slots method and Rate Monotonic Scheduling, el cual usando como premisa esencial todas la restricciones antes enumeradas,des-cribe y compara con otros métodos la heurística de asignación implementada. En esta heurística fue utilizado por razones de velocidad y de mantenimiento en memoria de información útil, el cálculo de las ranuras libres disponibles en un determinado intervalo de tiempo. Estos resultados fueron publicados en el Journal Información Tecnológica bajo el titulo de Sincroniza-ción de tareas en Tiempo Real Duro utilizando el método de las Ranuras Vacías. Sobre la base de estos resultados prelimi-nares obtenidos, se refinaron los métodos heurísticos incorpo-rando parámetros sintonizables que guían el proceso de asig-nación para obtener distintos tipos de soluciones (e.g. con red de comunicación interprocesadores más descargada). El diseño de parámetros que relacionen las restricciones de comunicaciones, tiempo y recursos que vayan sintonizándose durante el proceso heurístico de asignación permiten obtener soluciones orientadas. En el método sintonizado las asignacio-nes de tareas a procesadores se hacen desde una pila de ta-reas a una pila de procesadores, cada una ordenada de acuer-do a un cierto criterio. En lugar de usar criterios únicos, se pueden constituir varias pilas de acuerdo a distintos criterios. A partir de las mismas se forman polinomios cuyos coeficien-tes son los parámetros diseñados y cuyas variables son los ordinales asociados a la posición en cada una de las pilas. El valor de esos polinomios permite construir pilas de tareas y de procesadores, con criterios combinados que posibilitan optimi-zar el proceso de asignación. Está mejora a la heurística base fue publicada en Proc 8th IEEE Euromicro Workshop on Real Time Systems: Tuning Parameters to improve a Heuristic Method, More and Better Solutions to an NP-Hard Real Time Problem. Principalmente se confrontan los resultados obteni-dos con los alcanzados por autores que utilizan Recocido Si-mulado (Simulated Annealing) o bien otro tipo de heurísticas para obtener una solución subóptima al problema de asigna-ción. Como soporte a los algoritmos se diseñó y construyó un generador aleatorio de problemas. El mismo permitió probar y comparar los métodos desarrollados. El generador produce aleatoriamente grafos acíclicos, orientados y con propiedad de clausura transitiva, que representan subconjuntos de tareas con relaciones de precedencia. Obtenido un grafo base, es posible generar aleatoriamente (dentro de cotas preestable-cidas) períodos, tiempos de ejecución, requerimientos de re-cursos y longitud de mensajes intercambiados entre las distin-tas tareas que componen el grafo. La instanciación de diver-sos grafos, cada uno de los cuales se usa como base para la generación de problemas con distintos períodos, factores de utilización, memoria, etc., conduce al planteo de problemas en el orden de miles para poder validar conclusiones estadísticas experimentales. Con los datos obtenidos experimentalmente se construyeron curvas que caracterizan la relación de éxito obtenida por cada método para la resolución del problema ata-cado, utilizando al efecto los problemas generados mediante el dispositivo mencionado anteriormente. La comparación con otros métodos se ve dificultada por el hecho de que no hay una norma de ensayo y cada autor elige la especificación del problema al cual aplica su método. Sin embargo pequeñas va-riaciones en la especificación pueden producir grandes varia-ciones en el resultado. Debe hacerse notar que el grupo de investigación en STR nucleado en el laboratorio de Sistemas Digitales de la Universidad Nacional del Sur, es relativamente reducido y de mucha interacción entre sus integrantes. Debi-do a esto último, los trabajos tienen, la mayoría de las veces, varios autores. Como regla, sin embargo, cada trabajo puede ser usado como apoyo de sólo una tesis y corresponde a algu-no de los dos primeros autores. La tesis esta presentada de la siguiente forma: un capítulo inicial en el que se realiza una introducción a los sistemas distribuidos de tiempo real, plan-teando el problema de asignación de un conjunto de tareas a procesadores distribuidos en un entorno de tiempo real duro y las técnicas de solución mas comúnmente usadas. En el se-gundo capítulo se describe el modelo utilizado y las restriccio-nes a satisfacer para obtener una asignación. En el tercero se describe las heurísticas desarrolladas y el generador de proble-mas utilizado para los ensayos, comparando los algoritmos implementados, con otros existentes (eg: Recocido Simulado) a partir de lo cual se extraen conclusiones.

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This thesis investigates the broad theme of guaranteeing the stability of nonlinear control systems. In the first section, we describe the application of discrete controller for the stabilization of certain nonlinear stochastic control systems subject to unavailability of state measurements. In the second section, we consider input constrained nonlinear systems and characterize the region from which stabilization to the origin is possible. We then use this information to design a controller which stabilizes everywhere in this set. / Thesis / Master of Applied Science (MASc)

Note:

169 h. / Las existencias representan un porcentaje elevado del capital de trabajo en las empresas, son sumamente importantes, debiendo ser atentamente controlado y vigilados, pues no se puede dejar a un lado la inversión que hacen los empresarios. En el presente trabajo se hace una revisión de la situación actual de la empresa, analizando su estructura orgánica, elaborando gráficos de sus procesos y un cuestionario en base a la metodología Coso II que fue aplicado a la persona que tiene contacto constante con las existencias, para posteriormente analizarlas y tabularlas; permitiéndonos encontrar las deficiencias en el control de las existencias, y proponer procesos que traerán beneficios en cuanto al ahorro de tiempo, trabajo y así evitar pérdidas significativas de mercaderías. El propósito de controlar las existencias es proporcionar seguridad razonable en la información financiera que se suministra, de tal manera que las operaciones en que están involucradas estén debidamente autorizadas y registradas. Además, permite monitorear la rotación de los productos, los movimientos de los mismos y evitar la sustracción de estos por el personal encargado. La finalidad de controlar los inventarios es para prevenir fraudes, descubrir robos, localizar errores, proteger y salvaguardar los bienes de la empresa detectar problemas como tener un exceso de mercadería, verificar si se registran las mermas y desmedros correctamente de tal manera que se ayude a tomar medidas correctivas para reducir los riesgos como la inadecuada seguridad física de las existencias o el tratamiento que se les dé a los montos significativos de las existencias obsoletas o de lento movimiento y si el registro de los mismos son confiables.

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Cooperative control of networked systems (or multi-agent systems) has attracted much attention during the past few years. But most of the existing results focus on first order and second order leaderless consensus problems with linear dynamics. The second part of this dissertation solves a higher-order synchronization problem for cooperative nonlinear systems with an active leader. The communication network considered is a weighted directed graph with fixed topology. Each agent is modeled by a higher-order nonlinear system with the nonlinear dynamics unknown. External unknown disturbances perturb each agent. The leader agent is modeled as a higher-order non-autonomous nonlinear system. It acts as a command generator and can only give commands to a small portion of the networked group. A robust adaptive neural network controller is designed for each agent. Neural network learning algorithms are given such that all nodes ultimately synchronize to the leader node with a small residual error. Moreover, these controllers are totally distributed in the sense that each controller only requires its own information and its neighbors' information. / Receding horizon control (RHC), also called model predictive control (MPC), is a suboptimal control scheme over an infinite horizon that is determined by solving a finite horizon open-loop optimal control problem repeatedly. It has widespread applications in industry. Reinforcement learning (RL) is a computational intelligence method in which an optimal control policy is learned over time by evaluating the performance of suboptimal control policies. In this dissertation it is shown that reinforcement learning techniques can significantly improve the behavior of RHC. Specifically, RL methods are used to add a learning feature to RHC. It is shown that keeping track of the value learned at the previous iteration and using it as the new terminal cost for RHC can overcome traditional strong requirements for RHC stability, such as that the terminal cost be a control Lyapunov function, or that the horizon length be greater than some bound. We propose improved RHC algorithms, called updated terminal cost receding horizon control (UTC-RHC), first in the framework of discrete-time linear systems and then in the framework of continuous-time linear systems. For both cases, we show the uniform exponential stability of the closed-loop system can be guaranteed under very mild conditions. Moreover, unlike RHC, the UTC-RHC control gain approaches the optimal policy associated with the infinite horizon optimal control problem. To show these properties, non-standard Lyapunov functions are introduced for both discrete-time case and continuous-time case. / Two topics of modern control are investigated in this dissertation, namely receding horizon control (RHC) and cooperative control of networked systems. We apply learning techniques to these two topics. Specifically, we incorporate the reinforcement learning concept into the standard receding horizon control, yielding a new RHC algorithm, and relax the stability constraints required for standard RHC. For the second topic, we apply neural adaptive control in synchronization of the networked nonlinear systems and propose distributed robust adaptive controllers such that all nodes synchronize to a leader node. / Zhang, Hongwei. / Adviser: Jie Huang. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 72-04, Section: B, page: . / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2010. / Includes bibliographical references (leaves 99-105). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Electronic reproduction. Ann Arbor, MI : ProQuest Information and Learning Company, [200-] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstract also in Chinese.

Las existencias representan un porcentaje elevado del capital de trabajo en las empresas, son sumamente importantes, debiendo ser atentamente controlado y vigilados, pues no se puede dejar a un lado la inversión que hacen los empresarios. En el presente trabajo se hace una revisión de la situación actual de la empresa, analizando su estructura orgánica, elaborando gráficos de sus procesos y un cuestionario en base a la metodología Coso II que fue aplicado a la persona que tiene contacto constante con las existencias, para posteriormente analizarlas y tabularlas; permitiéndonos encontrar las deficiencias en el control de las existencias, y proponer procesos que traerán beneficios en cuanto al ahorro de tiempo, trabajo y así evitar pérdidas significativas de mercaderías. El propósito de controlar las existencias es proporcionar seguridad razonable en la información financiera que se suministra, de tal manera que las operaciones en que están involucradas estén debidamente autorizadas y registradas. Además, permite monitorear la rotación de los productos, los movimientos de los mismos y evitar la sustracción de estos por el personal encargado. La finalidad de controlar los inventarios es para prevenir fraudes, descubrir robos, localizar errores, proteger y salvaguardar los bienes de la empresa detectar problemas como tener un exceso de mercadería, verificar si se registran las mermas y desmedros correctamente de tal manera que se ayude a tomar medidas correctivas para reducir los riesgos como la inadecuada seguridad física de las existencias o el tratamiento que se les dé a los montos significativos de las existencias obsoletas o de lento movimiento y si el registro de los mismos son confiables. / Tesis

Based on the Lyapunov stability theorem, an optimal model reference adaptive control (OMRAC) scheme with perturbation estimation is presented in this thesis to solve robust tracking problems. The plant considered belongs to a class of MIMO perturbed dynamic systems with input nonlinearity and time varying delay in the state. The proposed control scheme contains three types of controllers. The first one is a linear feedback controller, which is an optimal controller if there is no perturbation. The second one is an adaptive controller, it is used for adapting the unknown upper bound of perturbation estimation error. The last one is the perturbation estimation mechanism. The property of uniformly ultimately boundness is proved under the proposed control scheme, and the effects of each design parameter on the dynamic performance is analyzed. Two numerical examples are given for demonstrating the feasibility of the proposed methodology.

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