Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246645.pdf: 1214911 bytes, checksum: 7e33bf379856a93d9378e80eca2ac03b (MD5) / A explosão do espaço de estados associada ao teste para detecção do conflito é um dos principais problemas que impedem a aplicação da Teoria de Controle Supervisório de Sistemas a Eventos Discretos a sistemas industriais reais. O conflito é uma propriedade global dos sistemas concorrentes sendo que, para sua detecção, deve-se verificar não-bloqueio da composição dos subsistemas que estão sendo verificados. Esta tese trata do problema de detecção de conflito de forma eficiente. Neste trabalho, propõe-se um novo teste de não-conflito baseado em abstrações dos supervisores, obtidas pela operação de projeção natural. Apresentam-se dois conjuntos de condições sobre as abstrações para os quais o teste de não-conflito pode ser aplicado, com resultado equivalente àquele do teste sobre os supervisores originais. No primeiro conjunto de condições os eventos compartilhados são mantidos nas abstrações e a projeção deve possuir a propriedade do observador. O segundo conjunto de condições sobre as abstrações leva em conta propriedades estruturais dos supervisores originais para derivar o conjunto de eventos a serem mantidos nas abstrações, além da propriedade do observador sobre a projeção obtida. As duas abordagens podem ser utilizadas em conjunto para obter abstrações possivelmente melhores, de forma a obter maior redução do espaço de estados na verificação de não-conflito. Apresenta-se ainda um algoritmo para verificação da propriedade do observador. Esta propriedade é utilizada exaustivamente nos resultados apresentados e sua verificação torna-se de grande interesse para a aplicação dos resultados obtidos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:41:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232772.pdf: 3375197 bytes, checksum: 78d64528621fb5b649b8887e7b884d5d (MD5) / Esta tese apresenta um modelo para sistemas a eventos discretos no qual a planta consiste de um Sistema de Transiçao de Estados equipado com uma colecao de dados. A coleçao de dados introduz variaveis cujos valores sao atualizados por opera¸coes comandadas pelas transicoes discretas do Sistema de Transicao de Estados. As especificacoes de comportamentos desejaveis consistem de predicados relacionados as ocorrencias dos eventos. O supervisor, baseado na sequencia de eventos ocorrida no passado, controla a evolucao do sistema atraves da habilitaçao de eventos. A decisao da habilitacao de eventos decorre da avaliaçao de predicados computados a partir da especificacao de comportamentos desejaveis. Um metodo para a sintese de supervisores atendendo uma especificaçao atraves de um controle minimamente restritivo e apresentado. As principais caracteristicas do framework apresentado sao a possibilidade da captura de comportamentos nao-regulares e a construçao de modelos parametrizados os quais conduzem a solucoes genericas para uma dada classe de problemas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 223069.pdf: 924466 bytes, checksum: fa2de3558cff968262ee894547c09a14 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T01:53:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192946.pdf: 1168323 bytes, checksum: 98b20b68cf370c64af8423423aeae24e (MD5) / Este trabalho introduz um novo modelo para controle supervisório de Sistemas a Eventos Discretos, onde o sistema é representado por uma linguagem prefixo fechada e uma estrutura de controle dependente das cadeias com marcação dinâmica associada. Este modelo mostra-se apropriado para modelagem e controle de sistemas num alto nível de abstração. Baseado nesta abordagem propõe-se um novo modelo para controle supervisório hierárquico por agregação de estados. O modelo consiste de dois níveis de hierarquia, um baixo nível representado pelo modelo clássico de Ramadge-Wonham e um alto nível obtido pela agregação dos seus estados. Neste modelo, os eventos do alto nível são um subconjunto dos eventos de baixo nível, mas para síntese do controlador, este nível será dotado de estruturas de controle avançadas. Posteriormente, o modelo de controle hierárquico por agregação de estados foi utilizado para integração com o controle modular clássico. Apresenta-se uma combinação das arquiteturas mencionadas, e são dadas condições necessárias e suficientes para que supervisores projetados individualmente sobre a planta, quando atuando conjuntamente, levem a uma solução consistente e não bloqueante.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T14:22:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203339.pdf: 864558 bytes, checksum: 93609ff7c9baf50459183138f7ac7445 (MD5) / Esta Tese apresenta uma nova metodologia para o tratamento eficiente de múltiplas especificações e múltiplas tarefas no controle supervisório de sistemas a eventos discretos (SEDs) compostos. A abordagem modular local desenvolvida no mestrado do autor reduz a complexidade da síntese de supervisores explorando a arquitetura modular das especificações e da planta em sistemas compostos. No presente trabalho, essa abordagem é consolidada pela aplicação bem sucedida a uma célula de manufatura real. Para viabilizar a implementação física do sistema de controle, propõe-se uma estrutura genérica que preserva a característica modular dos supervisores e da planta. Além disso, introduz-se um modelo para SEDs que distingue múltiplas classes de tarefas. Os principais resultados da teoria de controle supervisório são estendidos para lidar com esse modelo, de forma a permitir a síntese automática de supervisores que, além de respeitar o comportamento especificado, garantem a vivacidade de múltiplos objetivos de controle. Investiga-se também a reversibilidade como condição para evitar bloqueio de vária tarefas. Finalmente, os resultados de controle multitarefa são combinados com a abordagem modular local. A clareza das soluções e a eficiência computacional proporcionadas pela metodologia proposta são elucidadas na síntese de supervisores reduzidos para um sistema flexível de manufatura.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T07:02:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 229644.pdf: 760800 bytes, checksum: 766a700cc22abf3684e63ce6870a109b (MD5) / Sistemas a Eventos Discretos têm sido fonte de muitos estudos nos últimos anos já que podem modelar um grande número de sistemas reais. No entanto, apesar das teorias que tratam de lógicas de controle para resolução dos problemas, como a Teoria de Controle Supervisório (TCS) de Ramadge e Wonham, ainda não foram feitos muitos avanços no sentido da implementação destes sistemas para processos considerados de médio/grande porte. Algumas extensões da TCS, como o Controle Modular Local, propõem novas técnicas que reduzem tanto os esforços computacionais gastos na síntese quanto a memória necessária para a implementação das estruturas do sistema de controle. Mesmo assim pode ser necessário distribuir a implementação deste sistema em mais de um dispositivo de controle para viabilizar sua utilização. Neste trabalho é estudada uma metodologia de distribuição do sistema de controle supervisório que abrange aspectos de comunicação e sincronização. Neste trabalho são levantadas questões práticas e propostas contribuições teóricas à teoria de distribuição utilizada. Esta metodologia é aplicada na resolução de um problema de controle real considerando-se três configurações de distribuição distintas, cada uma delas atendendo a uma gama de problemas específicos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T01:23:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:49:13Z : No. of bitstreams: 1 182424.pdf: 2318642 bytes, checksum: 2b9aecae2131c57a980ac23993504d24 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:12:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249843.pdf: 1287597 bytes, checksum: 8575b44e55c4c749a437d0ceb5b2d02e (MD5) / A literatura indica que, de forma geral, a prática industrial corrente para desenvolvimento de sistemas de controle em sistemas de dinâmica dirigida a eventos discretos é empírica e não adota métodos formais de modelagem do sistema nem de síntese do controlador. Esta Tese de Doutorado apresenta um método de implementação do controle de sistemas a eventos discretos. Este método permite que a implementação seja realizada concentrada em um único controlador, possivelmente um controlador lógico programável (CLP), ou distribuída em um conjunto de controladores. A lei de controle, denominada supervisor, é obtida pela aplicação da Abordagem Modular Local da Teoria de Controle Supervisório. Para aplicar esta teoria o comportamento livre do sistema e as especificações de controle são representados através de autômatos. O método de implementação é um procedimento sistemático para conversão do modelo que descreve o comportamento livre do sistema e do supervisor no programa de aplicação do CLP. Este programa de aplicação resulta em conformidade com a norma internacional IEC 61131-3. A literatura discute os diversos problemas que podem ocorrer quando os resultados da Teoria de Controle Supervisório são implementados. O método de implementação apresentado nesta Tese permite considerar tais problemas. São apresentadas propriedades que, se satisfeitas, garantem que a ocorrência de tais problemas não se manifesta. Um aspecto fundamental para a distribuição do controle é a comunicação entre os controladores. Esta Tese apresenta um modelo de comunicação entre CLPs. Este modelo garante a satisfação de um conjunto de propriedades relevantes à distribuição do controle. Este modelo emprega um serviço de comunicação definido na norma internacional IEC 61131-5. The literature indicates that, generally, the current industrial practice of developing control systems of discrete event dynamic systems is empirical and does not apply either formal methods of system modeling or of control synthesis. This Thesis presents a discrete event systems control implementation method. This method allows the implementation to be carried out concentrated in a single controller, possibly a programmable logic controller (PLC), or distributed in a set of controllers. The control law, named supervisor, is obtained applying the Local Modular Approach of the Supervisory Control Theory. In order to apply this theory the system free behavior and the control specifications are both represented by automata. The implementation method is a systematic procedure to convert the free behavior system model and the supervisor into the PLC application program. This application program results in conformity with the international standard IEC 61131-3. The literature discusses the several problems that may arise when the results of the Supervisory Control Theory are to be implemented. The implementation method presented in this Thesis allows to consider such problems. It is presented a set of properties that, when satisfied, guarantee that such problems do not occur. An essential aspect to the control distribution is the communication between controllers. This Thesis presents a PLC communication model that fulfils a set of properties important to control distribution. This model adopts a communication service defined by the international standard IEC 61131-5.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T06:13:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210171.pdf: 708726 bytes, checksum: d3a05fd259921bf8a17c26c6a1dd2b53 (MD5) / Este trabalho avalia em que medida a resolução de um problema de controle supervisório pode ser simplificada pela introdução de sensores na planta. Na abordagem apresentada, cada sensor corresponde a um novo evento, que deve ser adicionado ao modelo original da planta. Para tanto, definem-se cadeias de eventos geradas pela planta original que ativam o sensor e eventos responsáveis por desativá-lo. Com estas informações, constrói-se o modelo exato do comportamento do sensor, que, combinado com o modelo da planta, fornece o modelo da planta com sensor. Mostra-se que, em geral, uma especificação de comportamento do problema original que contém as cadeias que ativam o sensor pode ser reescrita como uma especificação com menor número de estados utilizando o evento associado ao sensor. No âmbito da metodologia de controle modular local, a redução das especificações, combinada com a aproximação do modelo do sensor, permite a redução tanto da complexidade computacional do cálculo de cada supervisor quanto do número de estados dos supervisores. No entanto, a solução global obtida não é, necessariamente, equivalente à solução do problema original. Na classe de sensores desativados por eventos controláveis, entretanto, mostra-se que a utilização do modelo exato do sensor como nova especificação (emulação do sensor) fornece uma solução com as mesmas vantagens apontadas, garantindo-se ainda a equivalência com o problema original. Quando há eventos de desativação não controláveis, a emulação é também possível se o evento do sensor for considerado forçável. Esta alternativa necessita, no entanto, de que os resultados preliminares apresentados sejam aprofundados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T06:54:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 229642.pdf: 913013 bytes, checksum: b91e4f245fcd6bd232b3b75341b7ea38 (MD5) / A resolução de diferentes problemas relacionados aos Sistemas a Eventos Discretos deu origem a duas classes de técnicas bem definidas. De um lado estão as técnicas de síntese automática de supervisores, cuja maior contribuição é a menor interação com o projetista durante o processo de cálculo. De outro lado, as técnicas de verificação formal, que permitem ao projetista verificar se uma dada especificação é válida para um sistema (controlado ou não). Dentro deste contexto, o presente trabalho contribui para a unificação destas técnicas, ao incorporar sistemas de equações escritas em µ-calculus ao processo de síntese de supervisores em sistemas modelados por redes de Petri. Após a etapa de determinação do comportamento minimamente restritivo, utiliza-se a Teoria das Regiões para implementar o supervisor por meio da adição de lugares de controle à rede de Petri que modela o comportamento do sistema em malha aberta. Para isto, utilizam-se alguns princípios das abordagens Ziller e Schneider e Ghaffari et al., em conjunto com alguns aspectos peculiares. O principal resultado é a proposta de uma nova metodologia tão flexível e computacionalmente eficiente quanto a abordagem Ramadge e Wonham, permitindo a resolução de alguns exemplos tratados na literatura. Ao herdar as boas características das abordagens anteriores, a metodologia proposta também pode ser generalizada, de forma que problemas não abordados diretamente pela abordagem Ramadge e Wonham possam ser tratados. Como principais ferramentas de apoio, foram utilizados os softwares Tina e MEC. Por último, são apresentadas perspectivas visando incorporar explicitamente aspectos temporais ao processo de síntese.