6. dra. maria elena meda campaña - identificación sed una aproximación de mod elado

7/23/2019 6. Dra. Maria Elena Meda Campaa - Identificacin SED Una Aproximacin de Mod Elado

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Identificacin de sistemas de

eventos discretos

Universidad de Guadalajara

Departamento de Sistemas de InformacinMara Elena Meda Campaa

[email protected]

Una aproximacin de modelado

Para ver esta pelcula, debedisponer de QuickTime y de

un descompresor .


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CONTENIDO

1. Sistemas

2. Anlisis de sistemas

3. Modelos4. Sistemas de eventos discretos

5. Herramientas de modeladoRedes de Petri

6. Identificacin de sistemas

7. Experiencia


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1. Qu es un sistema?

Es un conjunto de partes inter-relaciondas.

Existe en un medio ambiente separado por sus lmites.

Persigue un objetivo.

mite del sistema

Parte del sistema

Relacin


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Ejemplos


un descompresor .


un descompresor .

Para ver esta pelcula, debedisponer de QuickTime yde

un descompresor .


un descompresor .


un descompresor .


un descompresor .


un descompresor .

Para ver esta pelcula, debedisponer de QuickTime yde

un descompresor .


un descompresor .


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2. Anlisis de los sistemas

Conocer propiedades Relacin entre sus componentes

Conocer el desempeo Tiempo mximo de proceso

Costo mnimo

Uso de memoria o de procesador

Implementar nuevos diseos


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Formas analizar un sistema

Sistema

Experimentarcon elsistema

Experimentarcon un modelodel sistema

Modelo

fsicoModelo

matemtico

Solucin

analticaSimulacin


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3. Modelos

Es una abstraccin de la realidad.

Es una representacin de la realidad que

ayuda a entender cmo funciona. Es una construccin intelectual y descriptiva

de una entidad en la cual un observador tiene

inters.

Supuestos simples son usados para capturar

el comportamiento importante.


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Qu modelar?

Qu aspecto es importante?

De quin depende la importancia?


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Modelosfsicos

Modelosa

es

cala

Modelos

an

algicos

Simulacinpor

computadora

Modelos

matemticos.

Tipos de modelos

Exactitud Abstraccin

1. Planta piloto2. Modelo de un tomo, globo terrqueo, maqueta

3. Reloj, medidores de voltaje, grfica de volumen/costo

4. Modelos de colas, modelos de robots

5. Velocidad, ecuaciones diferenciales.

icnico abstracto

Modelo analgico. Son aquellos en los que una propiedad del objeto real est representa-

da por una propiedad sustituida, por lo que en general se comporta de la misma manera.


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En ingeniera


un descompresor .


un descompresor .

Sistemas de control

Modelos matemticos


un descompresor .

4 Si t d t


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En las ltimas dcadas, la

rpida evolucin de lastecnologas de computacin,

comunicacin e informacin

ha ayudado a la proliferacin

de nuevos sistemasdinmicos ms complejos.

4. Sistemas de eventos

discretos


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Ejemplos

1. Redes de computadoras y decomunicaciones

2. Sistemas de manufactura automticos

3. Sistemas de control de trfico

4. Sistemas de control, comunicacin einformacin

5. Sistemas avanzados de monitoreo ycontrol

6. Sistemas inteligentes de transporte

7. Sistemas distribudos

8. Etc.


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Sistema de eventos discretos

Su comportamiento se caracteriza por una secuencia finita

o infinita de estados delimitados poreventos que ocurren

de manera asncrona

Tiempo

Estados

X1

X2

X3

X4

X5

X6

e1 e2 e4 e5 e6 e7


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Sistemas de Eventos Discretos

arribo

8:00 Despegue

9:15aterrizaje

8:05

arribo

9:30schedules

Tiempo

schedules

Control de trfico en unaeropuerto

Estados:

En el aire

En la tierra

Pista disponible: Booleana

Eventos:

Arribar

Aterrizar

Despegar


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Desarrollar nuevas tcnicas de modelado, tcnicas deanlisis, herramientas de diseo, mtodos de pruebas, y

procedimientos de optimizacin para esta nueva

generacin de sistemas.

El reto


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Lenguaje comn

permita la comunicacin

evite ambigedades

Caractersticas deseadas Claridad

Capacidad para describir

- Estados - Administracin de recursos

- Eventos - Concurrencia

- Sincronizaciones - Comportamiento cclico

- Decisiones Compacts

Soporte matemtico simple

Tcnicas de anlisis

5. Herramientas de modelado


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Componentes de una red de Petri

- Una

estructura:

Grafo bipartito

- Una descripcin

de estado: el

marcado

- Una regla de

transicin:evoluci

n de marcas

Redes de Petri

Recursos

Operaciones

Estados parciales

Buffers, etc.

Eventos

Actividades

Condiciones

Lugares

Transiciones

Arcos etiquetados Marcas


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a) Habilitacin de una transicin:

b) Disparo de una transicin:

2

t

2

Regla de transicin


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a) Habilitacin de una transicin:

b) Disparo de una transicin:

2

t

2

Mk+1=Mk+Cvk

Regla de transicin


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t5

p1 p2 p3

p4 p5 p6

t1

t2

t4

t3

p1

p2p3p4p5p6

Pre(t1) =

1

00100

Post(t1) =

0

10010

1001

00

Mo =

Marcado

-1

1

0-1

1

0

0

-1

10

0

0

1

0

-10

0

0

0

0

00

-1

1

0

0

01

0

-1

C=

Representacin matemtica

Mk+1=Mk+Cvk

6 Construccin de modelos


21/33

6. Construccin de modelos

matemticos

Modelamiento del sistema

Identificacin de sistemas Cuando se desconoce o se conoce

parcialmente el sistema

Entradas Salidas


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Identificacin de sistemas: Calcular un modelomatemtico a partir de la medicin de seales de

entrada y de salida

Identifcacin de SED

ba

c d e

Seales de entrada Seales de salidaSistema

Mecanismo de

inferencia


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Problema

Identificacin lnea

conforme el sistema

evoluciona

Seal de salida

Evento detectabilidad

Q1 Q2 Qn...

Qi-1

Qi

t3

t7

t4

t5 t6

t2t1 t8

p1 p4p3

p2

t3

t7

t4

t5 t6

t2t1 t8

p1 p4p3

p2

wi=t7t8

Medicin

Actualizacin


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(t1)=O

(t2)=C

(t3)=

(t6)=

...

Actuador Comportamiento interno

O CL H

t3 t4

t5 t6

p4p3

p1

p2

p5

L

H

O/C

t1t2

Smbolo de salida

0 0 0 1 0

0 0 0 0 1

Mk1MkCvkYk (Mk) M0

0 0 0 1 0

0 0 0 0 1

1

0

1

0

0

0

0

Formalismo matemtico: IPN


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t1

t3

t5t6

p4

p6

p5

t2p2

t4

p3

t7t8 p7

p8

p1

t9

p1=[t4,t1]

p1=[t4,t5]

p1=[t4,t7]

p1=[t9,t1]

p1=[t9,t5]

p1=[t9,t7]

p3=[t2,t4]

p4=[t1,t3]

p6=[t5,t6]

p7=[t7,t8]

p2=[t1,t2]

p5=[t3,t4]

p8=[t6,t9]

p8=[t8,t9]

Depm(Q) Depu(Q)

Representacin alternativa de una IPN

Simple

NDepCompleja

MDep


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R1 R2

A1

tic, tfc

t1 t2

Cap

tic

Adisp

Carga Desc

tfc tfdtid

Palmt1 t2 t3 t4

p1 p2 p3

p4

p5

M0 M1 M2

C

1 1 0 0

0 1 1 00 0 1 1

1 0 0 1

1 1 1 1

M1M0

1

00

1

1

C(, t1)

M2M1

1

10

0

1

C(, t2)

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

0

1

0

0

1

C(, ti) Mi1Mi

Conceptos bsicos


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t2t1

t3

t4

t5

p3

p1 p2

p4

p5

p6

C

1 0 0 0 1

1 1 0 0 0

0 0 1 1 1

0 0 1 0 0

C0 1 0 0 1

0 0 0 1 1

C

1 0 0 0 11 1 0 0 0

0 0 1 0 1

0 0 1 1 0

0 1 0 0 1

0 0 0 1 1

C

C

Clculo de la parte medible

Mi

1

0

1

0

Mi1 Mi

0

0

1

1

Mi1

1

0

0

1

ti(Mi) (Mi1)


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1. Medicin de las seales de salida

2. Procesamiento de un ciclo detectado

t2t1

t3 t4 t5

p3

p1 p2

p4

p5

p6

Modelo del sistema

Etapas del proceso de identificacin

(Mi), (Mi1)(Mn )

(Mx) ti (Mq) (Mr)

tk (My)

ti ti+1...


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t2t1

t3 t4 t5

p3

p1 p2

p4

p5

p6

t2t1

t3 t4 t5

p3

p1 p2

p4

Clculo de la parte

medible

Modelo calculado Qi




Modelo del sistema

(Mi), (Mi1)(Mn )

(Mx) ti (Mq) (Mr)

tk (My)

ti ti+1...


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t2t1

t3 t4 t5

p3

p1 p2

p4

p5

p6

Inferencia de la parte

no medible

p6

p5

t2t1

t3 t4 t5

p3

p1 p2

p4

Clculo de la parte

medible




(Mi), (Mi1)(Mn )

(Mx) ti (Mq) (Mr)

tk (My)

Modelo calculado QiModelo del sistema

ti ti+1...


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Qu ms?

Seal de entrada

Definicin y caracterizacin de

propiedades

Clases de sistemas que se pueden

identificar

Esquemas de tolerancia a faltas

Diagnstico

Continuar ....


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7. Experiencia

Centro de Investigacin en Sistemas yGestin de la Informacin U de G Participacin de proyectos CUDI y NSF

Doctorado en TI PNPC

Maestra en TI

Proyecto COECyT-Jal 2009 Automatizacin basada en el diseo de

especificaciones para PLC

Id tifi i d i t d


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Identificacin de sistemas de

eventos discretos

Universidad de Guadalajara

Departamento de Sistemas de InformacinMara Elena Meda Campaa

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Una aproximacin de modelado


un descompresor .

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