Novos desenvolvimentos e estratégias de controle para a aplicação de sistemas de controle via redes (NCS)

Resumo

Sistema de Controle via Rede (NCS) é um tipo de sistema de controle distribuído onde os sensores, atuadores e controladores estão alocados fisicamente em locais separados e são conectados através de uma rede de comunicação industrial. NCSs representam a evolução das arquiteturas de controle em rede, fornecendo maior modularidade e descentralização do controle, facilidade de diagnóstico e menor custo, e sua aplicação tem sido amplamente pesquisada em diversas áreas como manufatura e processos, robótica e energia. O desafio no desenvolvimento de um NCS é mitigar os efeitos das não linearidades e restrições impostas pela rede de comunicação na malha de controle que afetam o desempenho e a estabilidade desses sistemas. Entre estes efeitos estão a perda de informações transmitidas na rede, os atrasos de comunicação variáveis e a restrição de comunicação causada pela limitação da largura de banda e compartilhamento da rede com outros dispositivos. Sob este contexto e diante da necessidade de se consolidar a pesquisa em NCSs no meio acadêmico brasileiro, este trabalho busca superar esse desafio através do desenvolvimento de soluções focadas em adaptabilidade e interoperabilidade que viabilizem a utilização de NCSs com redes industriais como CAN e ZigBee. Para suportar esse desenvolvimento, serão investigadas técnicas de controle como baseado em modelo, multi-rate e de sistemas com atraso. Dentre os resultados esperados estão: identificação das dificuldades a serem superadas para aplicação de redes sem fio em NCSs, desenvolvimento de soluções simples de hardware e software para fomentar a implementação de NCS e a proposição de técnicas de projeto de NCSs e estratégias de controle inovadoras que garantam requisitos de desempenho e estabilidade e proporcionem maior robustez e confiabilidade à operação dos NCSs. (AU)