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Conversão entre modelos de sistemas a eventos discretos para simplificação da síntese de controladores

The Supervisory Control Theory (SCT) formally structures the synthesis of controllers for Discrete Event Systems (DES) based on Automata and Languages theory. In SCT, events are separated into two different sets to include controllable and uncontrollable, and the control synthesis is defined on thes...

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Autor principal:	Southier, Luiz Fernando Puttow
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Sistemas de tempo discreto Sistemas de controle supervisório Teoria dos autômatos Discrete-time systems Supervisory control systems Machine theory CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14575
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spelling	riut-1-145752020-11-18T14:01:05Z Conversão entre modelos de sistemas a eventos discretos para simplificação da síntese de controladores Conversion between discrete events systems models for simplification of controller synthesis Southier, Luiz Fernando Puttow Teixeira, Marcelo Teixeira, Marcelo Barbosa, Marco Antonio de Castro Torrico, César Rafael Claure Borsoi, Beatriz Terezinha Sistemas de tempo discreto Sistemas de controle supervisório Teoria dos autômatos Discrete-time systems Supervisory control systems Machine theory CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS The Supervisory Control Theory (SCT) formally structures the synthesis of controllers for Discrete Event Systems (DES) based on Automata and Languages theory. In SCT, events are separated into two different sets to include controllable and uncontrollable, and the control synthesis is defined on these sets. Among the aspects that limit the practical application of this theory are modeling and synthesis problems. In recent years, some approaches have been proposed as a mean to deal with such limitations, such as Distinguishers and Extended Finite-state Automata (EFA). Distinguishers use the concept of refinements to associate contexts with certain system’s events, which leads the control problem to be solved using a new alphabet constructed from the initial one. An EFA implements a similar idea, but using variables and logical formulas to represent contexts. These approaches bring some improvements to SCT, including modeling and synthesis simplification. However, in general, each approach is proposed within a specific framework, so that their integration is not straightforward. This work introduces a method for converting Distinguishers to EFA, and vice versa, while preserving the same global behavior. It is shown that the proposal allows to combine advantages from both approaches when solving a given control problem. The conversion is illustrated by examples. In particular, it is used a manufacturing system with rework of materials. The system is initially modeled by an EFA, which brings modeling advantages. Afterwards, the system model is translated to Distinguishers and a local modular control synthesis is processed with computational economies. A Teoria de Controle Supervisório (TCS) estrutura formalmente a síntese de controladores para Sistemas a Eventos Discretos (SED) com base na Teoria dos Autômatos e Linguagens. Na TCS o conjunto de eventos é dividido entre controláveis e não controláveis e sobre essa divisão é definido o cálculo do supervisor. Dentre os aspectos que limitam a aplicação prática dessa teoria estão os problemas de modelagem e síntese. Nos últimos anos, uma série de abordagens vem sendo proposta como forma de lidar com tais limitações. Dentre elas, o uso de Distinguidores e de Autômatos Finitos Estendidos (AFE). Distinguidores utilizam o conceito de refinamentos para associar contextos a determinados eventos do sistema, o que leva o problema de controle a ser resolvido utilizando um novo alfabeto construído a partir do alfabeto inicial. Um AFE, por sua vez, implementa uma ideia similar aos distinguidores, mas utiliza variáveis e fórmulas lógicas de guarda e atualização para representar contexto. Cada uma dessas abordagens traz um conjunto de melhorias para a TCS, no sentido de simplificar as etapas de modelagem e de síntese. No entanto, em geral, cada abordagem é proposta dentro de um domínio específico, de forma tal que e a integração entre elas, ou com outras abordagens de propósito similar, não é direta. Isso impossibilita que as vantagens de cada uma possam ser combinadas. Este trabalho se apoia nas abordagens por Distinguidores e por AFE para propor um método de conversão que possibilita migrar de um domínio para o outro, preservando essencialmente o mesmo comportamento. É mostrado que isso possibilita combinar vantagens ao resolver um dado problema de controle. A conversão é ilustrada por meio de exemplos. Em particular, usa-se o exemplo de um sistema de manufatura com retrabalho de materiais. O sistema é inicialmente modelado por AFE, o que agrega vantagens de modelagem. Posteriormente, o sistema é convertido em um modelo distinguido e então a síntese modular local é processada com economias computacionais. 2020-11-18T14:01:05Z 2020-11-18T14:01:05Z 2017-06-27 bachelorThesis SOUTHIER, Luiz Fernando Puttow. Conversão entre modelos de sistemas a eventos discretos para simplificação da síntese de controladores. 2017. 59 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14575 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco Brasil Departamento Acadêmico de Informática Engenharia de Computação UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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description	The Supervisory Control Theory (SCT) formally structures the synthesis of controllers for Discrete Event Systems (DES) based on Automata and Languages theory. In SCT, events are separated into two different sets to include controllable and uncontrollable, and the control synthesis is defined on these sets. Among the aspects that limit the practical application of this theory are modeling and synthesis problems. In recent years, some approaches have been proposed as a mean to deal with such limitations, such as Distinguishers and Extended Finite-state Automata (EFA). Distinguishers use the concept of refinements to associate contexts with certain system’s events, which leads the control problem to be solved using a new alphabet constructed from the initial one. An EFA implements a similar idea, but using variables and logical formulas to represent contexts. These approaches bring some improvements to SCT, including modeling and synthesis simplification. However, in general, each approach is proposed within a specific framework, so that their integration is not straightforward. This work introduces a method for converting Distinguishers to EFA, and vice versa, while preserving the same global behavior. It is shown that the proposal allows to combine advantages from both approaches when solving a given control problem. The conversion is illustrated by examples. In particular, it is used a manufacturing system with rework of materials. The system is initially modeled by an EFA, which brings modeling advantages. Afterwards, the system model is translated to Distinguishers and a local modular control synthesis is processed with computational economies.
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Conversão entre modelos de sistemas a eventos discretos para simplificação da síntese de controladores

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