Minimização do uso da rede de comunicação em controle via rede com transmissão por evento

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dc.contributor.advisorGonçalves, Eduardo Nunes
dc.contributor.advisor-coBatista, Ana Paula
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/0129323556531304
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4167566933927576
dc.contributor.authorBelo, Mateus Alves Ribeiro
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7346537578708659
dc.contributor.refereeGonçalves, Eduardo Nunes
dc.contributor.refereeBatista, Ana Paula
dc.contributor.refereeNepomuceno, Erivelton Geraldo
dc.contributor.refereeSilva Jr., João Manoel Gomes da
dc.date.accessioned2025-03-28T11:09:41Z
dc.date.available2025-03-28T11:09:41Z
dc.date.issued2022-02-14
dc.description.abstractO uso de redes de comunicação de dados, especialmente sem fio, é uma opção interessante para redução de custos de instalação e manutenção de sistemas de controle. Por outro lado, o uso de redes de comunicação introduz novos fatores a serem considerados no projeto do sistema de controle tais como atrasos aleatórios de transmissão de mensagens e perdas de pacotes. Esses problemas são acentuados com o maior uso da rede. Em sistemas de controle via rede, por meio de transmissão acionada por eventos, é possível reduzir o uso da rede, mantendo o desempenho do sistema de controle em níveis satisfatórios. Existem vários esquemas para transmissão acionada por eventos de acordo com a lei de disparo. A dificuldade de se aplicar transmissão acionada por eventos é a determinação dos ajustes ótimos da lei de acionamento que resultem em um bom compromisso entre o uso da rede e o desempenho do sistema de controle. No caso de transmissão por evento descentralizada, é necessário ajustar os parâmetros da lei de acionamento para cada link sensor/controlador e controlador/atuador. Neste trabalho, propomos um problema de otimização multi-objetivo para ajustar os mecanismos acionados por eventos. Ao resolver o problema proposto por meio da otimização evolutiva multi-objetivo, um conjunto de soluções eficientes é gerado com diferentes compromissos entre o desempenho do sistema de controle e o número de transmissões pela rede de comunicação. Para resolver o problema proposto, um aprimoramento em um algoritmo evolução diferencial multi-objetivo é realizado com um novo método de elitismo da Fronteira Pareto-ótimo. O método proposto é aplicado para ajustar os mecanismos acionados por eventos descentralizados para um controlador dado a priori, considerando atrasos aleatórios induzidos pela rede e perdas de pacotes. Três estudos de caso de sistemas de controle multivariáveis são apresentados, comparando o desempenho de oito diferentes esquemas acionados por eventos descentralizados, analisando a seleção do período de amostragem e demonstrando a eficácia do método de ajuste proposto.
dc.description.abstractotherThe use of data communication networks, especially wireless, is an interesting option to reduce the costs of installing and maintenance in control systems. On the other hand, the use of communication networks introduces new factors to consider in the control system design such as random message transmission delays and packet dropouts. These problems are accentuated with the increased use of the network. In networked control systems, by means of event-triggered transmission, it is possible to reduce the network usage, keeping the control system performance at satisfactory levels. There are several schemes for transmission triggered by events according to the trigger law. The difficulty in applying event-triggered transmission is determining the optimal settings that result in a good tradeoff between network usage and control system performance. In the case of decentralized event transmission, it is necessary to adjust the parameters of the trigger law for each link sensor/controller and controller/actuator. In this work, a multi-objective optimization problem is proposed to tune the event-triggered mechanisms. On solving the proposed problem by means of multi-objective evolutionary optimization, a set of efficient solutions are generated with different tradeoffs between control system performance and the number of transmissions in the communication network. To solve the proposed problem, an improvement in a multi-objective differential evolution algorithm is developed with a new elitism method of the Pareto-optimal front. The proposed method is applied to tune decentralized event-triggered mechanisms for a controller given a priori, considering random network-induced delays and packet dropouts. Three case studies of multivariable control systems are presented comparing the performance of eight different decentralized event-triggered schemes, analyzing the selection of the sampling period, and demonstrating the efficacy of the proposed tuning method.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1005
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG / UFSJ
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.subjectRedes de computadores – Controle
dc.subjectControle automático
dc.subjectOtimização matemática
dc.subjectComputação evolutiva
dc.titleMinimização do uso da rede de comunicação em controle via rede com transmissão por evento
dc.typeDissertação

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