Verilerin Toplanması ve Analizi

O m´odulo para avalia¸c˜ao de perda de pacotes, apresentado na se¸c˜ao 3.4, foi implemen- tado nesta proposta de sistema de controle. Nos testes realizados, todas as mensagens referentes aos valores medidos da sa´ıda da planta e sinais de controle enviados para a planta foram monitorados e n˜ao foram detectados perda de pacote em nenhum dos testes. No capitulo seguinte, na se¸c˜ao 5.5, ser˜ao apresentados os resultados obtidos com a implementa¸c˜ao desta proposta de controle.

4.4

Conclus˜ao

Em sistemas de controle via redes, a presen¸ca dos atrasos induzidos pela rede impede a regularidade da amostragem nas tarefas de medi¸c˜ao, controle e atua¸c˜ao. A presen¸ca do

atraso TSC faz com que o valor medido pelo sensor tenha a sua recep¸c˜ao no controlador

retardada. J´a a ocorrˆencia do atraso TCA faz com que a a¸c˜ao de controle calculada

pelo controlador n˜ao seja efetivamente realizada no atuador (no intervalo de amostragem correto). Por outro lado, a utiliza¸c˜ao de Sistemas de Controle via Redes possui uma s´erie de vantagens tais como: possibilidade de distribui¸c˜ao do processamento e do controle de processos e sistemas de forma remota.

Neste cap´ıtulo, duas propostas de sistemas de controle via redes s˜ao apresentadas. A primeira proposta, denominada Sistema de Controle com Compensa¸c˜ao Expl´ıcita do Sinal de Controle para NCSs, foi desenvolvida para ser implementada em sistemas que n˜ao possuem informa¸c˜oes sobre os instantes de medi¸c˜ao e de aplica¸c˜ao dos sinais de controle. Esta faz uso de um estimador para valores de sa´ıda da planta, em z, e um compensador para a a¸c˜ao de controle, que tem por objetivo calcular a a¸c˜ao de controle efetivamente aplicada ao sistema, em cada intervalo de amostragem, para que possa ser feita uma corre¸c˜ao adicional no sinal de entrada da planta.

A segunda proposta, denominada Sistema de Controle Preditivo e Adaptativo via Re- des, foi desenvolvida para ser implementada em sistemas nos quais as informa¸c˜oes sobre os instantes de medi¸c˜ao e de aplica¸c˜ao dos sinais de controle est˜ao dispon´ıveis. Essa pro-

4.4 Conclus˜ao 107

posta de controle utiliza m´odulos que s˜ao respons´aveis por resolver quest˜oes problem´aticas associadas aos NCSs. Para a quest˜ao da diferen¸ca de rel´ogios entre os m´odulos foi im- plementada uma rotina de sincroniza¸c˜ao entre as m´aquinas local e remota e a quest˜ao da presen¸ca do atraso na medi¸c˜ao (TSC) e na atua¸c˜ao (TCA) foi contornada com a utiliza¸c˜ao de um estimador para valores de sa´ıda da planta baseado em transformada δ, que utiliza al´em dos valores medidos para a sa´ıda da planta, valores estimados e medidos dos atrasos para otimiza¸c˜ao da estima¸c˜ao. A quest˜ao da precis˜ao do modelo do estimador foi resol- vida com a utiliza¸c˜ao de um estimador de parˆametros da planta, que utiliza a estrutura de MQR com Fatora¸c˜ao UD. O eventual problema da elevada rela¸c˜ao entre o tempo morto e a contante de tempo da planta foi enfrentado com a utiliza¸c˜ao de controladores com a es- trutura de preditor, o Preditor Smith. A situa¸c˜ao de perda de link de Internet e prov´avel perda de controle da malha foi avaliada com a utiliza¸c˜ao de um sistema preliminar de chaveamento entre os controladores Remoto e Local.

108

5

Resultados Emulados e

Experimentais

5.1

Introdu¸c˜ao

A utiliza¸c˜ao de sistemas de controle via redes traz uma s´erie de vantagens em termos de flexibilidade e redu¸c˜ao de custos. Por outro lado, a presen¸ca dos atrasos induzidos na rede tem o potencial de degradar o comportamento da planta em malha fechada.

Neste cap´ıtulo ser˜ao mostrados os efeitos pr´aticos da presen¸ca dos atrasos induzidos pela rede em um sistema de controle. Foram realizadas implementa¸c˜oes com a presen¸ca

de um ´unico tipo de atraso, ora TSC e ora TCA, e tamb´em com a presen¸ca concomitante

dos dois atrasos.

Por meio da atenua¸c˜ao dos efeitos resultantes da presen¸ca dos atrasos e visando a melhoria da resposta dos sistemas de controle via redes, foram propostas duas t´ecnicas de controle neste trabalho, conforme mostrado no Cap´ıtulo 4. Os resultados obtidos a partir da implementa¸c˜ao destas t´ecnicas propostas tamb´em s˜ao apresentados nas se¸c˜oes 5.4 e 5.5.

5.2

Comportamento dos Sistemas em fun¸c˜ao das Va-

ria¸c˜oes dos Atrasos nos NCS

O levantamento da resposta dos sistemas controlados via redes na presen¸ca de atrasos vari´aveis induzidos pela rede de comunica¸c˜ao de dados foi realizado na plataforma did´atica (se¸c˜ao 2.3.1) utilizando como planta, a Planta 1 (se¸c˜ao 2.2.1). Foram realizados testes com

a presen¸ca isolada ora de atrasos TSC, ora de atrasos TCA e com a presen¸ca concomitante

dos dois atrasos. Para controle dos sistemas foram utilizados os controladores PI em z e em Delta, apresentados nas se¸c˜oes 3.2.1 e 3.2.3, respectivamente. Para que seja estabelecida uma referˆencia para a compara¸c˜ao entre as respostas, foi utilizado como setpoint o valor

5.2 Comportamento dos Sistemas em fun¸c˜ao das Varia¸c˜oes dos Atrasos nos NCS 109

de 10% para todo o experimento. Nas se¸c˜oes 5.2.1 a 5.2.6 ser˜ao apresentados os resultados t´ıpicos obtidos em algumas se¸c˜oes de testes em malha fechada, cada teste foi realizado no m´ınimo trˆes vezes.