Sistema de controlo distribuído baseado em barramento CAN

Abstract

Este trabalho tem como objecto de estudo sistemas de controlo distribuído. Este tipo de sistemas está presente em diversas áreas, tais como a indústria automóvel, aviónica, automação, domótica, robótica, entre outras. Um sistema de controlo distribuído implica que vários componentes troquem informação entre si. Essa informação é, geralmente, trocada recorrendo a uma rede de comunicação que interliga todos os componentes intervenientes no sistema de controlo. A distribuição de uma malha de controlo faz-se recorrendo a nós fisicamente distintos para a implementação do sensor, do controlador e do actuador. O nó controlador é responsável por receber informação do nó sensor, processar a mesma e apresentar, em tempo útil, uma determinada informação ao nó actuador, proporcionando um determinado comportamento ao sistema. Neste trabalho o nó controlador tem por base o uso de técnicas de controlo digital, nomeadamente controlo adaptativo. Um controlador adaptativo é um sistema capaz de modificar o seu comportamento, em resposta a variações da dinâmica do processo a controlar ou a variações do ponto de funcionamento do processo. Normalmente, estes sistemas de controlo têm associado a si nós de processamento relativamente caros, nomeadamente computadores. Neste trabalho propõem-se desenvolver técnicas de controlo distribuído implementadas em microcontroladores de baixo custo, tendo como suporte o barramento CAN.

ABSTRACT: This thesis main objective is the study of distributed control systems. This kind of system is present in several areas, such as automotive industry, avionics, automation, home automation, robotics, and so on. A distributed control system implies that several components switch information between them. This information is, generally, switched using a communication network that joins every intervenient components into the control system. The distribution of a control loop is made by using physically distinct nodes for the implementation of the sensor, the controller and the actuator. The controller node is responsible for getting information from the sensor node, processing it and presenting, in time, certain information to the actuator node, providing a certain behavior to the system. In this thesis the controller node is based on the use of digital control techniques, such as the adaptive control. An adaptive controller is a system capable of modifying his behavior, responding to variations of the controlled process dynamics or to variations of the process setpoint. Normally, associated to them, these control systems have relatively expensive processing nodes, such as computers. This thesis proposes to develop distributed control techniques, implemented in low cost microcontrollers, supported by CAN bus.