Reconfiguración Dinámica de Sistemas Distribuidos en Tiempo-Real Basada en Agentes

Abstract

[ES] Actualmente los sistemas distribuidos están presentes en diversas aplicaciones dentro de la industria e investigación. Este tipo de sistemas está restringido al cumplimiento de condiciones temporales lo que los convierte en sistemas de tiempo crítico que ante la presencia de fallas es necesario tomar decisiones que eviten la pérdida de plazos, disminución de desempeñno, inestabilidad o la suspensión total del sistema. Una estrategia para lograr lo anterior es la reconfiguración dinámica de la estructura del sistema con el objetivo de contrarrestar el efecto de las fallas. En este artículo se presenta una propuesta de reconfiguración dinámica y distribuida que se basa en considerar a cada elemento del sistema distribuido como un agente con capacidad comunicación y cooperación que decida en conjunto con otros agentes una acción de reconfiguración. Se propone la modificación de periodos de muestreo de los agentes que sensan los estados del sistema, la disminución de la actividad de los agentes con falla y/o la utilización de algoritmos de voto. Para alguna posible falla en el sistema se hace corresponder un tipo particular de reconfiguración con base en el intercambio de información entre agentes para tomar un acuerdo consensado. El esquema de reconfiguración dinámico que se propone es implementado en el control de vuelo de un prototipo de helicóptero de dos hélices en el que se incluye un sistema distribuido que utiliza un medio de comunicación común entre sus componentes para forma el lazo cerrado de control de un sistema. La respuesta del sistema reconfigurado es explorada por medio de simulaciones numéricas realizadas en Matlab y Simulink utilizando TrueTime como herramienta de simulación de tiempo real.

[EN] Currently distributed systems are present in several applications in industry and research, such systems are restricted to time conditions. The presence of failures in these time critical systems requires decision making to avoid loss of deadlines, performance, instability or total suspension of the system. A strategy for achieving this is the dynamic reconfiguration of the structure of the system aimed at counteracting the effect of such failures. This article presents a proposal for dynamic and distributed reconfiguration considering each element of the distributed system as an agent with communication and cooperation capabilities to act joint with other agents to generate a reconfiguration action. These actions are the modification of sampling periods of sensors agents, decreased activity of the agents with fails and/or use of voting algorithms. For each type of system failure correspond a particular type of reconfiguration which is reached based on exchange of information between agents and the agreement they reached. The proposed dynamic reconfiguration scheme is implemented in the flight control of a prototype helicopter with two propellers through the inclusion in the closed loop control of a distributed system that uses a common communication media. The results of the reconfigured system response are obtained through numerical simulations carried out using Matlab and Simulink, as Real- Time simulation tool was used TrueTime.