Detectores Adaptativos de Defeitos para Sistemas de Controle de Tempo Real Críticos

Abstract

Aplicações de controle de processos são exemplos típicos de sistemas de tempo real, uma vez que necessitam operar de forma correta atendendo aos prazos ditados pela dinâmica da planta que está sendo controlada. A indústria moderna de controle e automação de processos tem tirado proveito do avanço das redes e arquiteturas de computadores para promover soluções distribuídas que permitam uma maior integração entre as plantas e que sejam mais flexíveis, interoperáveis e produtivas. Além disso, tais soluções devem permitir a automação de plantas cada vez mais complexas, com menores custos operacionais. O projeto dessas aplicações de tempo real sobre rede, ou distribuídas, deve levar em consideração questões pertinentes ao algoritmo de controle, ao atendimento dos requisitos temporais e a comunicação sobre rede. Algumas aplicações de controle sobre rede, ditas de miss˜ão crítica, necessitam de mecanismos que garantam o funcionamento contínuo mesmo na presença de falhas. Mecanismos de tolerância a falhas s˜ao fundamentais para incrementar a confiabilidade de sistemas críticos. Todavia, a implementação desses mecanismos pode tornar o projeto ainda mais complexo e comprometer o desempenho do sistema de controle. Detectores de defeitos s˜ao blocos básicos na construção de mecanismos de tolerância a falhas: seja para ativar mecanismos de recuperação, seja para permitir a reconfiguração do sistema após a ocorrência de uma falha. Dotar esses detectores da capacidade de adaptação é importante para permitir um serviço de detecção de defeitos mais rápido e confiável. O casamento do grau de adaptabilidade dos detectores com a qualidade do desempenho das aplicações críticas de controle é crucial para garantir o atendimento dos requisitos funcionais e temporais de tais aplicações. Nesse contexto, esta dissertação traz uma proposta de detecção de defeitos adaptável baseada em redes neurais e contrapõe tal proposta com as principais abordagens de detecção adaptativa existentes na literatura. De outro lado, a dissertação avalia o impacto da abordagem proposta sobre o desempenho do sistema de controle, indicando os limites que devem ser respeitados pelo detector de defeitos de modo a n˜ão comprometer a estabilidade do controle em questão.