Influence of the computer scheduler (RMS) and the communication scheduler (TDMA) on the stability of a networked control system / Influência dos agendadores da computação (RMS) e da comunicação (TDMA) na estabilidade de um sistema de controle por rede

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

O presente trabalho estuda a influência dos agendadores da computação e da comunicação sobre a estabilidade de um sistema de controle por rede. Para isto um sistema geral de segunda ordem subamortecido foi escolhido como planta com um controlador proporcional. Também um computador com agendador a taxas monotônicas e uma rede de comunicação com controle de acesso ao meio do tipo TDMA foram supostos. As expressões analíticas para o tempo de resposta no computador e no sistema de controle distribuído no pior caso, no melhor caso e no caso de média ponderada foram estabelecidas. A resposta analítica do sistema ao degrau foi obtida e esta foi comparada com a resposta por simulação do sistema naqueles diferentes casos. Estes casos incluem tarefas periódicas com períodos iguais, com períodos diferentes e quando os períodos são primos. Também o caso quando outro dispositivo utiliza a rede gerando slots de interferência foi analisado. Por fim, a redução da margem de fase e, consequentemente, a redução da estabilidade relativa em todos estes casos foi analisada. Todas as simulações foram feitas com ajuda da toolbox TrueTime para o ambiente Matlab/Simulink. Baseados em tudo isto, foi concluido que: 1) as simulações feitas concordam com as expressões analíticas; 2) estas expressões estabelecem a influência de características do agendador da computação (tempo de resposta) e do protocolo de comunicação (slots e rounds) estudado sobre uma característica (margem de fase) do desempenho do controle distribuído estudado, nos casos estudados; 3) a composição de agendadores do computador e da rede não é um processo linear; e 4) as considerações usuais de operação independente entre o computador e a rede de comunicação, podem não ser mais verdadeiras após o momento da integração do computador com a rede de comunicação.

ASSUNTO(S)

real-time systems sistemas de tempo real communication protocols networked control systems sistemas de controle por rede scheduling tasks protocolo de comunicação truetime toolbox agendadores de tarefas ferramenta truetime

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