Aplicando Margem de Jitter no Projeto de Sistemas de Controle via Rede Max Mauro Dias Santos Laboratório de Sistemas de Tempo Real Centro Universitário do Leste de Minas Gerais Av. Pres. Tancredo Neves, 3500, Minas Gerais, Brazil e-mail: maxmauro@unilestemg.br Francisco Vasques Departamento de Engenharia Mecânica Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Rua Dr. Roberto Frias, 4200-465, Porto, Portugal e-mail: vasques@fe.up.pt Resumo Neste artigo é apresentada a aplicação da margem de jitter no projeto de NCS (“Networked Control Systems”), com base no conceito de margem de jitter apresentado em (Cervin et al., 2004). Sabendo que os algoritmos de escalonamento de tempo real introduzem jitter de saída na malhas de controle, com base num projeto integrado de controle- escalonamento, é possível através de teste de escalonabilidade otimizar a execução das tarefas de controle. Considerando que as mensagens trocadas através da rede de comunicação induzem jitter de saída nas malhas de controle, é apresentada uma extensão ao projeto de NCS baseado no conceito de margem de jitter. O objetivo do trabalho é a pesquisa da qualidade de controle oferecida por redes de controle em tempo real. 1 Introdução O conceito de margem de fase e margem de ganho (Franklin et al., 2002) é utilizado para análise e projeto de sistemas de controle, e tem a capacidade em descrever a sensibilidade de uma malha de controle com relação às incertezas paramétricas de uma planta física. Em (Cervin et al., 2004) foi apresentado uma abordagem de projeto para sistemas de controle de tempo real, considerando a margem de jitter de saída do sistema. Um exemplo de aplicação baseado na teoria de escalonamento e controle integrados (Cervin, 2003), foi apresentado na forma de um sistema de controle em tempo real o qual três plantas de físicas foram fechadas sob um único sistema computacional, em que suas tarefas de controle eram escalonadas a partir de um algoritmo de escalonamento do tipo RM ou EDF (Liu and Layland, 1973). Um algoritmo para seleção do período de amostragem foi proposto para otimizar o desempenho global do sistema e ao mesmo tempo garantir a estabilidade. A abordagem de margem de jitter para tratar o problema de Sistemas de Controle via Rede (NCS: “Networked Control Systems”) (Santos et al., 2004) é proposta neste trabalho, em que o controlador é implementado como uma tarefa em um nó computacional e os elementos sensor, controlador e atuador trocam informações entre si através de mensagens sob uma rede de comunicação, a qual gera atrasos na transmissão que conseqüentemente introduzem atrasos de controle. A variabilidade no tempo de transmissão das instâncias de um fluxo de mensagens periódico em função do escalonamento induz atrasos e variação de atrasos (jitter) de entrada-saída nas malhas de controle consideradas da mesma forma quando realizadas na forma de um sistema de controle em tempo real. O jitter de entrada-saída pode causar uma degradação do desempenho de controle e até mesmo levar a uma instabilidade. Baseado no teorema de estabilidade em malhas de controle com atrasos de entrada-saída variantes no tempo (Kao and Lincoln, 2004) e sob o conceito de margem de jitter (Cervin et al., 2004) para tarefas de controle, a margem de jitter combinada com a teoria de