@MastersThesis{Lustosa:2009:InTiBa,
author = "Lustosa, Herminio Duque",
title = "Influ{\^e}ncia de tipos de barramentos e de suas
caracter{\'{\i}}sticas de alto n{\'{\i}}vel em sistemas de
controle por rede",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2009",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2009-04-16",
keywords = "barramento de dados, sistema de controle por rede, disparado por
evento, disparado por tempo, incerteza em transmiss{\~a}o de
dados, control area network (CAN), time triggered protocol (TTP),
comandos de voo, plataforma multimiss{\~a}o (PMM), fly-by-wire,
atraso, databus, networked control system, evet-triggered,
time-triggered, jiter, CAN, TTP, PMM, FLY-BY-WIRE, latency.",
abstract = "Este trabalho estuda as influ{\^e}ncias de tipos de barramentos e
de suas caracter{\'{\i}}sticas de alto n{\'{\i}}vel em
sistemas de controle por rede. Para isto, avaliou-se as seguintes
tecnologias AFDX, CAN Bus, TTP/C, FlexRay, ARINC 429, ARINC 629,
MIL-STD-1553, RS-422 e RS-485. Diante disso, elencou-se as
principais caracter{\'{\i}}sticas e como resultado disso,
produziu-se uma tabela com todos esses dados, que pode ser
utilizada como ferramenta no dia-a-dia. Al{\'e}m disso, foi
utilizada a ferramenta de simula{\c{c}}{\~a}o baseada no
software MatLab/Simulink^® chamada TrueTime^® (uma ferramenta
especialmente delineada para an{\'a}lise de barramentos de
dados), simulando os seguintes estudos de caso: 1) uma malha
simples de controle de aplica{\c{c}}{\~a}o aeron{\'a}utica; e
2) o controlador de atitude de um sat{\'e}lite. Tal ferramenta
possibilitou uma an{\'a}lise met{\'o}dica e detalhada do
comportamento do sistema em fun{\c{c}}{\~a}o de determinadas
caracter{\'{\i}}sticas dos barramentos: largura de banda e taxa
de ocupa{\c{c}}{\~a}o do barramento. Isso possibilitou a
descri{\c{c}}{\~a}o e identifica{\c{c}}{\~a}o dos principais
par{\^a}metros de um barramento de dados que se deve considerar
ao se projetar um sistema, principalmente no que se refere {\`a}
lat{\^e}ncia dos dados, afetando diretamente as suas
caracter{\'{\i}}sticas de controle. As simula{\c{c}}{\~o}es
mostram os diferentes comportamentos para comunica{\c{c}}{\~a}o
time e event-triggered, representados pelos barramentos CAN e TTP
bus respectivamente, nos quais foi corroborada a robustez do
barramento TTP para varia{\c{c}}{\~o}es de largura de banda e
varia{\c{c}}{\~o}es da taxa de ocupa{\c{c}}{\~a}o do
barramento. O terceiro estudo de caso realizado foi a
implanta{\c{c}}{\~a}o de uma arquitetura de Sistemas de Comandos
de V{\^o}o, em um hardware real (TTP Cluster), utilizando a
ferramenta de software TTPMatLink^®, da TTTEch, onde se p{\^o}de
verificar a influ{\^e}ncia do barramento TTP na congru{\^e}ncia
de dados. Complementando tais estudos de caso, foi feita uma
an{\'a}lise da disponibilidade de informa{\c{c}}{\~a}o em um
sistema de controle com diferentes topologias: ponto-a-ponto,
barramento e estrela; avaliando diferentes tipos de barramentos,
em busca de uma melhor solu{\c{c}}{\~a}o para uma
aplica{\c{c}}{\~a}o safety-critical. Os resultados obtidos
mostram que a topologia em barramento {\'e} mais robusta do ponto
de vista de disponibilidade de informa{\c{c}}{\~a}o. ABSTRACT:
This work consists on studying the influence of databus types and
some high level characteristics in Networked Control Systems
information were analyzed and compiled with focus in control
characteristics and system engineering. Thus, it was evaluated the
main technologies of databus available today front some carefully
chose characteristics, resulting in a table which compiles all
this data that can be used as a quick reference in a day-by-day
activities of System Engineering. In addition, it was used a
simulation tool, based on MatLab/Simulink^®, called TrueTime^® (a
toolbox specially designed for analysis of databuses), simulating
the following case studies: 1) simple control loop of an
aeronautical application; 2) attitude control of a satellite. This
tool enables a methodical analysis of the detailed behavior of the
system as a function of some specific databus characteristics,
bandwidth and occupation rate of the databus, which made possible
identification and evaluation of the main databus parameters that
shall be considered in a system design, mainly latency, affecting
directly its control characteristics. The simulations show the
different behaviors of the communication types, time and
event-triggered, represented by CAN and TTP Bus respectively,
where it was corroborated the robustness of the TTP bus for
bandwidth and occupation rate of the databus. The third case study
consists in a implementation of a Flight Controls System
architecture, in a real hardware (TTP Cluster), using the toolbox
TTPMatLink^®, of the TTTech, where it was verified the influence
of the TTP bus in the data congruence. Complementing this work, it
was analyzed different types of topologies, where it was
corroborated that the bus topology using TTP is better in terms of
availability of the information.",
committee = "Ricci, Mario Cesar (presidente) and Souza, Marcelo Lopes de
Oliveira e (orientador) and Carrara, Valdemir and Santos, Walter
Abrah{\~a}o dos and Moreira, Fernando Jos{\'e} de Oliveira",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Influence of databus types and some high level characteristics in
networked control systems",
language = "pt",
pages = "245",
ibi = "8JMKD3MGP8W/34RQSJ2",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP8W/34RQSJ2",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "2024, Apr. 27"
}