Interdependent distinguishing sensors and their applications on discrete event systems control
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica UTFPR |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34095 |
Resumo: | A distinguishing sensor (DS) is a formal artefact which works virtually like a sensor. Its purpose is to provide details about certain events in a Discrete Event System (DES) according to their context of occurrence, which allows the coding of cognitive aspects of a DES. Sometimes, however, certain event distinctions may depend on other distinctions, provided by other DSs, in a context dependency chain that makes the design of the sensor itself complex. This paper presents the theoretical foundation for multiple interdependent DSs to be designed by Finite State Machines (FSM) and integrated within the same DES modelling scope. As this approach may result in very large models, we also show how to synthesise supervisors using the Local Modular Control (LMC) framework combined with abstraction-based synthesis and related extensions to accommodate interdependent DSs. After synthesis, large DS models usually overload also the implementation phase, since they have to be integrated with the controller. Therefore, this work also proposes a Internet of Things (IoT)-based implementation strategy that treats DSs as loose-coupled software artefacts that can be separated from the controller implementation. In this way, the unfolded composition of controllers and DSs is never actually needed, and the conceptual DSs act like physical sensors, informing the controller only and whenever required. A further contribution of this work is developing and testing a tool that converts FSMs controllers and DSs into implementable code C or Python, with support for both monolithic and modular synthesis. The approach is illustrated using a real dispatch control of a poultry company. |
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Interdependent distinguishing sensors and their applications on discrete event systems controlISensores distinguidores interdependentes e suas aplicações em sistemas de controle a eventos discretosSistemas de tempo discretoAutomaçãoDetectoresDiscrete-time systemsAutomationDetectorsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia/Tecnologia/GestãoA distinguishing sensor (DS) is a formal artefact which works virtually like a sensor. Its purpose is to provide details about certain events in a Discrete Event System (DES) according to their context of occurrence, which allows the coding of cognitive aspects of a DES. Sometimes, however, certain event distinctions may depend on other distinctions, provided by other DSs, in a context dependency chain that makes the design of the sensor itself complex. This paper presents the theoretical foundation for multiple interdependent DSs to be designed by Finite State Machines (FSM) and integrated within the same DES modelling scope. As this approach may result in very large models, we also show how to synthesise supervisors using the Local Modular Control (LMC) framework combined with abstraction-based synthesis and related extensions to accommodate interdependent DSs. After synthesis, large DS models usually overload also the implementation phase, since they have to be integrated with the controller. Therefore, this work also proposes a Internet of Things (IoT)-based implementation strategy that treats DSs as loose-coupled software artefacts that can be separated from the controller implementation. In this way, the unfolded composition of controllers and DSs is never actually needed, and the conceptual DSs act like physical sensors, informing the controller only and whenever required. A further contribution of this work is developing and testing a tool that converts FSMs controllers and DSs into implementable code C or Python, with support for both monolithic and modular synthesis. The approach is illustrated using a real dispatch control of a poultry company.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Um sensor distinguidor (DS) é um artefato formal que funciona virtualmente como um sensor. Seu objetivo é fornecer detalhes sobre certos eventos em um Sistema a Eventos Discretos (DES) de acordo com seu contexto de ocorrência, o que permite a codificação de aspectos cognitivos de um DES. Às vezes, porém, certas distinções de eventos podem depender de outras distinções, fornecidas por outros DSs, em uma cadeia de dependência de contexto que torna o design do sensor em si complexo. Este artigo apresenta os fundamentos teóricos para múltiplos DSs interdependentes serem projetados por Máquinas de Estado Finito (FSM) e integrados dentro do mesmo escopo de modelagem de DES. Como essa abordagem pode resultar em modelos muito grandes, também mostramos como sintetizar supervisores usando o framework de Controle Modular Local (LMC) combinado com síntese baseada em abstração e extensões relacionadas para acomodar DSs interdependentes. Após a síntese, modelos grandes de DS geralmente sobrecarregam também a fase de implementação, uma vez que precisam ser integrados ao controlador. Portanto, este trabalho também propõe uma estratégia de implementação baseada em Internet das Coisas (IoT) que trata os DSs como artefatos de software acoplados que podem ser separados da implementação do controlador. Dessa forma, a composição unificada de controladores e DSs nunca é realmente necessária, os DSs conceituais atuam como sensores físicos, informando o controlador apenas e sempre que necessário. Uma contribuição adicional deste trabalho é o desenvolvimento e teste de uma ferramenta que converte controladores e DSs de FSMs em código implementável em C ou Python, com suporte para síntese monolítica e modular. A abordagem é ilustrada usando um controle real de despacho de uma empresa avícola.Universidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUTFPRTeixeira, Marcelohttps://orcid.org/0000-0002-1008-7838http://lattes.cnpq.br/8925349327322997Leal, André Bittencourthttps://orcid.org/0000-0002-1349-5650http://lattes.cnpq.br/6566308500078042Torrico, Cesar Rafael Claurehttp://lattes.cnpq.br/2592799393618205Rosa, Marcelohttp://lattes.cnpq.br/4719481074638631Teixeira, Marcelohttp://lattes.cnpq.br/8925349327322997Valentini, João Henrique2024-07-19T13:39:16Z2024-07-19T13:39:16Z2024-02-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfVALENTINI, João Henrique. Interdependent distinguishing sensors and their applications on discrete event systems control. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2024.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34095porhttps://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2024-07-20T06:08:13Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/34095Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2024-07-20T06:08:13Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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