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Controle adaptativo multi-rate para eficiência energética em sistemas de controle via redes sem fio /

Orientador: Eduardo Paciencia Godoy / Coorientador: Diego Colón / Banca: Everson Martins / Banca: Bruno Augusto Angélico / Resumo: Com os recentes avanços das tecnologias sem fio e a proliferação de sensores sem fio, há um crescente interesse na implementação de Sistemas Controle via Redes Sem Fio (WNCSs), que fornecem vantagens em relação às arquiteturas tradicionais ponto-a-ponto e às arquiteturas de redes cabeadas. Apesar das vantagens, a inserção de redes industriais na malha de controle impõe não-linearidades e restrições que afetam o desempenho e a estabilidade do WNCS. Além disto, uma questão fundamental para aplicações de WNCS é a vida útil da bateria de alimentação dos sensores sem fio, uma vez que é uma fonte limitada de energia. Como a transmissão da informação na rede sem fio requer um alto gasto energético pelo dispositivo, deve-se restringir a quantidade de comunicações para poupar bateria. Esta restrição inviabiliza o uso de sensores sem fio em diversas aplicações de WNCS. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um controlador adaptativo multi-rate para eficiência energética em aplicações industriais de WNCSs, através da diminuição da frequência de transmissão de dados na rede e, portanto, redução do consumo energético dos dispositivos sem fio. Um controlador adaptativo auto-ajustável foi implementado para identificar o modelo do WNCS, simular tal modelo e sintonizar os parâmetros do controlador a cada passo de controle, fornecendo robustez contra distúrbios e não-linearidades inerentes ao WNCS. O diferencial do controlador adaptativo é a incorporação das técnicas de i... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Recent advances in wireless technologies and the proliferation of wireless sensors led to an increasing interest in the implementation of Wireless Networked Control Systems (WNCS), which provide advantages over traditional peer-to-peer and cabled networks archiectures. Despite these advantages, inserting a communication network in the control loop impose nonlinearities and constraints which affect stability and performance of the system. Furthermore, a major issue in wireless applications is the lifetime of the sensors batteries, which are a limited source of power. As transmitting data over the network requires high-energy expenditure, it is imperative to reduce the number of communications, in order to save battery. This constraint makes it unfeasible to use wireless sesors in most WNCS applications. In this context, this work aims to develop a multi-rate adaptative controller to enhance energy efficiency in industrial WNCS applications, by reducing frequency of data transmission over the network, thus reducing power expenditure of the wireless devices. A self-tuning adaptive controller is implemented, which can identify the WNCS model, simulate such model and tune the controller parameters at each control step, them prividing robustness to disturbance and inherent nonlinearities of the WNCS. The adaptative controller is augmented with a multi-rate control tehcnique and packet-based identification. The packet-based identification consists is transmitting messages with a pack of data (instead of only transmitting the most recent one) sampled during the inter-samples period, thus improving identification of the WNCS model and, consequently, improviding control performance. The multi-rate control technique consists in using virtual feedback data, provided by the simulated model fo the WNCS, then enabling, actuation faster than wireless sampling, allowing the reduction of wireless transmissions... (Complete abstract electronic access below) / Mestre

Identiferoai:union.ndltd.org:UNESP/oai:www.athena.biblioteca.unesp.br:UEP01-000875501
Date January 2016
CreatorsMansano, Raul Katayama.
ContributorsUniversidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" Instituto de Ciência e Tecnologia (Câmpus de Sorocaba).
PublisherSorocaba,
Source SetsUniversidade Estadual Paulista
LanguagePortuguese, Portuguese, Texto em português; resumo em inglês
Detected LanguagePortuguese
Typetext
Format70 f. :
RelationSistema requerido: Adobe Acrobat Reader

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