Page 33

33

Bachelor Eindproject

Simon Ster 42.4 | april 2011

Hierarchische Interface-gebaseerde Supervisory Control (HISC)

Bij de System Engineering (SE) groep heb ik onderzoek gedaan naar de toepasbaarheid van Hierarchische Interface-gebaseerde Supervisory Control. Omdat de precieze analyse van deze systeembenadering te ver gaat voor dit artikel zal ik beknopt de Supervisory Controltheorie behandelen. Daarna zal ik de centrale synthese behandelen, de problemen die deze benadering met zich meebrengen en welke voordelen HISC daarop heeft. Evert de Kock Supervisory control theorie maakt gebruik van ongecontroleerde systeemmodellen (de plant) en bijbehorende specificaties (requirements) om een supervisor te synthetiseren. Een supervisor behoort mathematisch correct te zijn ten opzichte van het ongecontroleerde systeem en de specificaties. Deze supervisor voldoet dan aan de zogenaamde non-blocking- en controllabilitytheoremas. Deze manier van superviseren zorgt ervoor dat bij verkeerd systeemgedrag de modellen en specificaties heropgesteld dienen te worden, in tegenstelling tot het debuggen van de controllercode. De centrale synthesebenadering in supervisory control levert een supervisor die de totale plant beheerst (flat control). Er zijn verschillende softwarepakketten die deze manier van synthese ondersteunen (bijvoorbeeld Scide, TCT en Supremica). Voor grotere systemen kan dit resulteren in grote state spaces; het totaal berekende model dat aanwezig is in het werkgeheugen. Een grote statespace zorgt voor een lange syntheserekentijd, als de gewenste supervisor al gevonden wordt.

Kleine veranderingen in het ongecontroleerde systeem of de specificaties hebben dan als gevolg dat de totale state space opnieuw dient te worden berekend. Omdat tijdens het ontwerpproces deze veranderingen regelmatig plaatsvinden, kunnen de ontwerptijd en kosten snel hoog oplopen. Deze twee factoren, werkgeheugen en lang ontwerpproces, vragen naar een alternatieve supervisor benaderingen. Een van de mogelijk oplossingen is het toepassen van Hierarchische Interface-gebaseerde Supervisory Control (HISC). Deze methode verdeelt het totale systeem in verschillende subsystemen. Hierdoor zijn verschillende lokale supervisors in staat om het hele systeem te regelen, zonder de hele topologie van het systeem te kennen. Dit zorgt ervoor dat nooit het totale model in het geheugen dient te worden opgeslagen en dat daarmede de kans op het vinden van een geschikte supervisor in aanvaardbare rekentijd toeneemt. Om dezelfde controleigenschappen te behouden in vergelijking met flat control worden tussen de subsystemen interfaces gedefinieerd die de communicatie mogelijk maken. Naast de lokale regels voor non-blocking en controllability moet er ook voldaan worden aan een de interface consistency regels. Al deze regels zijn per subsysteem te verifiĂŤren en zorgen voor globaal correct gedrag van het totale systeem. HISC vereist dus een totaal andere opzet van de subsystemen met interfaces en meer regeltjes waar aan voldaan moet worden om goede controle te garanderen. Omdat dit iedere keer maar op een relatief zeer klein model (per subsysteem) moet worden uitgevoerd is de effectieve rekentijd van alle subsystemen significant lager dan hetzelfde systeem in de centrale benadering, wat dan weer het totale ontwerpproces versneld.

Simon Ster 42.4  

De vierde Simon Ster van haar tweeënveertigste jaargang

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you