%0 Thesis
%4 sid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/03.02.21.00
%2 sid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/03.02.21.00.37
%T Influência de tipos de barramentos e de suas características de alto nível em sistemas de controle por rede
%J Influence of databus types and some high level characteristics in networked control systems
%D 2009
%8 2009-04-16
%9 Dissertação (Mestrado em Mecânica Espacial e Controle)
%P 245
%A Lustosa, Herminio Duque,
%E Ricci, Mario Cesar (presidente),
%E Souza, Marcelo Lopes de Oliveira e (orientador),
%E Carrara, Valdemir,
%E Santos, Walter Abrahão dos,
%E Moreira, Fernando José de Oliveira,
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K barramento de dados, sistema de controle por rede, disparado por evento, disparado por tempo, incerteza em transmissão de dados, control area network (CAN), time triggered protocol (TTP), comandos de voo, plataforma multimissão (PMM), fly-by-wire, atraso, databus, networked control system, evet-triggered, time-triggered, jiter, CAN, TTP, PMM, FLY-BY-WIRE, latency.
%X Este trabalho estuda as influências de tipos de barramentos e de suas características de alto nível 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 características e como resultado disso, produziu-se uma tabela com todos esses dados, que pode ser utilizada como ferramenta no dia-a-dia. Além disso, foi utilizada a ferramenta de simulação baseada no software MatLab/Simulink^® chamada TrueTime^® (uma ferramenta especialmente delineada para análise de barramentos de dados), simulando os seguintes estudos de caso: 1) uma malha simples de controle de aplicação aeronáutica; e 2) o controlador de atitude de um satélite. Tal ferramenta possibilitou uma análise metódica e detalhada do comportamento do sistema em função de determinadas características dos barramentos: largura de banda e taxa de ocupação do barramento. Isso possibilitou a descrição e identificação dos principais parâmetros de um barramento de dados que se deve considerar ao se projetar um sistema, principalmente no que se refere à latência dos dados, afetando diretamente as suas características de controle. As simulações mostram os diferentes comportamentos para comunicação time e event-triggered, representados pelos barramentos CAN e TTP bus respectivamente, nos quais foi corroborada a robustez do barramento TTP para variações de largura de banda e variações da taxa de ocupação do barramento. O terceiro estudo de caso realizado foi a implantação de uma arquitetura de Sistemas de Comandos de Vôo, em um hardware real (TTP Cluster), utilizando a ferramenta de software TTPMatLink^®, da TTTEch, onde se pôde verificar a influência do barramento TTP na congruência de dados. Complementando tais estudos de caso, foi feita uma análise da disponibilidade de informação em um sistema de controle com diferentes topologias: ponto-a-ponto, barramento e estrela; avaliando diferentes tipos de barramentos, em busca de uma melhor solução para uma aplicação safety-critical. Os resultados obtidos mostram que a topologia em barramento é mais robusta do ponto de vista de disponibilidade de informação. 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.
%@language pt
%3 publicacao.pdf