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* Simulador para Sistemas do tipo NCS com atrasos invariantes no tempo

Este projeto trata-se de um sistema NCS simulado, idealizado pela aluna Bruna Fortunato e pelo Prof.Dr Cristiano Marcos Agulhari, membros do laboratório de sistemas de controle e otimização Lacos do Centro Integrado de Pesquisa em Engenharia de Controle e Automação - CIPECA, situado na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR - campus Cornélio Procópio.

Este programa trata-se de um simulador de sistemas do tipo LIT, disponibilizado para Download para testes de robustez em sistemas de controles que se comunicam remotamente por intermédio de uma rede de transmissão de dados (Network Control Systems, ou NCS).

Por meio desta interface, um sistema de comunicação é encapsulado, incluindo atrasos invariantes no tempo, aplicados entre cada nó de rede representado esquematicamente conforme a figura a seguir.

A função de transferência do controlador para teste (Gc) bem como a planta (Gp) devem ser fornecidos. Desta forma, é possível testar a robustez de um sistema de controle quando inserido em um ambiente incerto.

Procedimento para a realização de uma simulação de um NCS

Os seguintes passos apresentam as configurações necessárias para funcionamento correto da interface.

  • Inicialize o software Matlab/Simulink;
  • Indique o diretório onde esta armazenada a interface;
  • Após indicar o diretório,digitar no prompt de comando do software do Matlab/Simulink o comando inicializarNCS.
  • Após esta requisição, a interface será visualizada.
  • Digite os Parâmetros gerais da simulação, coeficientes da Função de transferência da planta e Função de transferência do controlador, cujos campos para preenchimento estão situados na parte esquerda da interface.
  • Caso haja uma multiplicação entre coeficientes, esta deve ser representada pelo símbolo *
  • Caso deseje representar um valor coeficiente em forma de fração, este pode ser representado pela sintaxe numerador/denominador.
  • Ex : [numerador_coeficiente1/denominador_coeficiente1 coeficiente coeficiente3]
  • O campo para preenchimento do tempo de discretização da rede nunca deverá ser inferior a 1ms. Este é o valor pré setado que o Matlab/Simulink utiliza para tratar informações discretas.
  • Pressione o botão Simular e Plotar, para que a interface seja conectada ao diagrama de blocos de controle do NCS encapsulado, realizando as iterações necessárias.
  • Aguarde o retorno da seguinte mensagem:

Observações adicionais

  • A porta de rede é um número inteiro necessário para correta identificação do protocolo geral implementado;
  • Cada parâmetro geral citado exige a inserção de informações específicas;
  • É necessário sempre informar a Porta de rede para que seja possível a rede transmitir e armazenar pacotes de informações para o sistema de controle sem fio;
  • É requerido o tempo total de simulação em unidades de segundos, bem como a amplitude do sinal de referência, sendo este configurado para ser uma excitação permanente (degrau).
  • Por último, o campo Amostragem diz respeito aos valores que a rede considerará para realizar a conversão A/D e D/A e a transmissão em forma de pacotes de mensagens do sistema de controle.
  • O campo atrasos de rede corresponde aos valores de atrasos (invariantes no tempo) que serão aplicados em cada nó de rede. Tais atrasos representam o tempo ocioso que a rede permanece enquanto espera um sinal proveniente do sensor, protocolo de transmissão, atuador e/ou planta, sendo duplicados no segundo nó de rede. Os valores de atrasos são invariantes no tempo.
  • Para realizar uma nova simulação, pressione o botão Resetar . Caso o gráfico esteja visualizado na tela, evite a sobreposição de respostas gráficas. Para isso, pressie no botão x no canto superior a direita. Chame-a novamente pelo prompt de comando no workspace, digitando inicializarNCS. Nunca se esqueça de pressionar o botão Resetar, se e somente se, já tenha realizado um teste de simulação do NCS.

Após decorrido o tempo de simulação configurado, a interface apresentará três comportamentos gráficos, semelhante ao exemplo a seguir.

As respostas obtidas pela interface são as mesmas capturadas pela ferramenta scoope implementado no diagrama de blocos de controle encapsulado.

Para qualquer dúvida ou sugestão, entre em contato com: brunafortunato@alunos.utfpr.edu.br ou agulhari@utfpr.edu.br.

wiki/research/lmi/software.txt · Last modified: 2018/09/07 20:27 (external edit)