Núcleo de control y diseño de controladores modulares en entornos distribuidos

Abstract

Los sistemas empotrados tienen un amplio rango de aplicabilidad en muchos sectores y su importancia crece continuamente. Uno de los campos de aplicación incluye la realización de tareas de control. La heterogeneidad de los sistemas actuales, formados por múltiples componentes de diferentes características conectados en red, sugiere el desarrollo de sistemas de control distribuido en los que las distintas funciones del control se implementen a diferentes niveles. La consideración de sistemas distribuidos con presencia de redes de comunicación, unido a potencia de cálculo limitada, implica la necesidad de considerar la realización del control en condiciones no convencionales, tales como un control local que garantice la seguridad, controles alternativos en función de la disponibilidad de recursos, activación de distintos modos de funcionamiento que garanticen una degradación admisible de prestaciones ante la presencia de retardos, pérdidas de medidas o tiempo excesivo de cálculo. El núcleo de control, asimilable al núcleo de un sistema operativo, se define como el código mínimo que debe ejecutarse en una aplicación de control para que el funcionamiento sea seguro, aunque pueda presentar una fuerte degradación de prestaciones o incluso evolucionar hacia un estado seguro de desconexión. El núcleo de control permite la modularidad y adaptación del sistema, así como la capacidad de desarrollo rápido de aplicaciones de control mediante servicios de soporte (middleware), necesarios para ofrecer a los algoritmos de control soporte para sistemas distribuidos, computación ubicua, movilidad de código y restricciones de tiempo real. El objetivo de la tesis es la creación de una estrategia de control distribuida, con elementos empotrados, utilizando el núcleo de control, en el que se utilicen controladores digitales de altas prestaciones en sistemas con capacidad de cómputo limitada. Además, el sistema de control debe hacer frente a los problemas mencionados anteriormente de pér