![Motivación
Introducción • Proliferación de los sistemas de control en red (NCS: Networked
Estado del arte
Control Systems)
Propuesta
Trabajo • Necesidad de técnicas para su gestión
Experimental
• Caracterización para la optimización de un sistema distribuido
Conclusiones
de control inteligente
• Emplear el paradigma de sistemas de control basados en eventos
[Dormido et al., 2008]
• Conseguir que el rendimiento sea dependiente de la coordinación
estrecha entre los componentes de comunicaciones y los
componentes de control [Yang, 2006]
• Necesidad de medir el rendimiento por medio de los parámetros de
calidad de servicio (QoS: Quality of Service) [Kumar, 2001] y los
parámetros de calidad del control (QoC: Quality of Control) [Dorf
and Bishop, 2008]
• Hipótesis
• En función de los parámetros de QoS y QoC es posible optimizar
un sistema distribuido de control basado en eventos
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 5](https://image.slidesharecdn.com/presentacinv11-120207024632-phpapp02/85/Propuesta-de-Arquitectura-de-Control-Basada-en-Politicas-de-Calidad-de-Servicio-5-320.jpg)
![Arquitecturas de control en sistemas distribuidos
Introducción • Análisis y organización
Estado del arte
Propuesta
Arquitecturas de Control
Trabajo Sistemas
Experimental Control del Navegación Distribuidos
Conclusiones entorno de Robots
[Aiello, 2005] [Brooks, 1991] [Arkin, 1998] [Alami et al., 1998] [Coulouris et al., 2001]
Apertura Escalabilidad Adaptabilidad Extensibilidad Extensibilidad
Escalabilidad Eficiencia Portabilidad Adaptabilidad Escalabilidad
Heterogeneidad Generalidad Robustez Robustez Heterogeneidad
Topología Versatilidad Modularidad Autonomía Seguridad
Creatividad Programabilidad Soporte a fallos
Racionalidad Coherencia Concurrencia
Planificabilidad Reactividad Transparencia
Aprendizaje
Reactividad
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![Ciclo integral de la calidad
Introducción
• Fundamentos [González, 2007]
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
• Aplicación en la arquitectura
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 26](https://image.slidesharecdn.com/presentacinv11-120207024632-phpapp02/85/Propuesta-de-Arquitectura-de-Control-Basada-en-Politicas-de-Calidad-de-Servicio-26-320.jpg)
Subido porJose Luis Poza Luján
Propuesta de Arquitectura de Control Basada en Políticas de Calidad de Servicio
La propuesta presenta una arquitectura distribuida de control inteligente basada en políticas de calidad de servicio. La arquitectura, llamada FSACtrl, incluye elementos de modelado, control, comunicaciones y gestión de la calidad. Los elementos de control son sensores lógicos que reciben y procesan mensajes. Los componentes de control agrupan sensores lógicos para implementar comportamientos complejos. Las comunicaciones conectan los componentes de control a través de canales. La gestión de la calidad considera parámetros de calidad de servicio y de
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Propuesta de Arquitectura de Control Basada en Políticas de Calidad de Servicio
- 1. Propuesta de Arquitecturade Control Basada en Políticas de Calidad de Servicio Tesis Doctoral Directores Dr. D. José E. Simó Ten Dr. D. Juan Luis Posadas Yagüe Autor D. José Luis Poza Luján Departamento de Informática de Sistemas y Computadores Instituto de Automática e Informática Industrial Universitat Politècnica de València
- 2. Contenido Introducción • Introducción • Trabajo experimental Estado del arte • Contexto • Desarrollos Propuesta • Motivación • Escenarios Trabajo • Objetivos • Aplicación de políticas de QoS e Experimental inclusión de sensores lógicos de Conclusiones • Estado del arte control • Arquitecturas de control en • Gestión dinámica basada en la sistemas distribuidos QoS y la QoC • Calidad de servicio • Requisitos • Conclusiones • Estándares de control • Aportaciones • Estándares de comunicaciones • Trabajo futuro • Publicaciones • Propuesta: arquitectura FSACtrl • Modelado • Control • Comunicaciones • Gestión de la calidad • Gestión de los eventos • Parámetros de calidad de servicio • Ciclo integral de la calidad • Sistemas de agentes Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 2
- 3. Introducción Estado del arte Propuesta Trabajo Experimental Conclusiones Introducción • Contexto • Motivación • Objetivos Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 3
- 4. Contexto Introducción • Departamento de Informática de Sistemas y Estado del arte Computadores Propuesta Trabajo Experimental • Instituto de Investigación de Automática e Informática Conclusiones Industrial. Grupo de Investigación en Informática Industrial • Arquitecturas para Sistemas Autónomos • Proyectos • Proyecto KERTROL (2005-2007): Núcleo de Control en los Sistemas Empotrados Fuertemente Interconectados. • Ministerio de Educación y Ciencia. CICYT: DPI2005-09327- C02-01/02 • Proyecto SIDIRELI (2008-2011): Sistemas distribuidos con recursos limitados. Núcleo de Control y Coordinación. • Ministerio de Ciencia e Innovación. CICYT: DPI2008- 06737-C02-01/02 • Proyecto COBAMI (2012-2014): Control Basado en Misiones. • Ministerio de Ciencia e Innovación. CICYT: DPI2011- 28507-C02-02 Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 4
- 5. Motivación Introducción • Proliferación de los sistemas de control en red (NCS: Networked Estado del arte Control Systems) Propuesta Trabajo • Necesidad de técnicas para su gestión Experimental • Caracterización para la optimización de un sistema distribuido Conclusiones de control inteligente • Emplear el paradigma de sistemas de control basados en eventos [Dormido et al., 2008] • Conseguir que el rendimiento sea dependiente de la coordinación estrecha entre los componentes de comunicaciones y los componentes de control [Yang, 2006] • Necesidad de medir el rendimiento por medio de los parámetros de calidad de servicio (QoS: Quality of Service) [Kumar, 2001] y los parámetros de calidad del control (QoC: Quality of Control) [Dorf and Bishop, 2008] • Hipótesis • En función de los parámetros de QoS y QoC es posible optimizar un sistema distribuido de control basado en eventos Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 5
- 6. Objetivos Introducción • Revisión de las arquitecturas distribuidas de control inteligente Estado del arte Propuesta • Obtención de las características más relevantes Trabajo Experimental • Análisis de los parámetros de rendimiento de las Conclusiones comunicaciones y del control empleados en los sistemas distribuidos de control inteligente • Diseño de una arquitectura distribuida de control inteligente, basada en estándares que de soporte a la Calidad de Servicio y a la Calidad de Control • Formalización, validación experimental de la arquitectura Sistema de control distribuido inteligente Análisis Comunicaciones Control Distribuido Parametrización Calidad de Calidad de Servicio Control Carácterización Características Gestión Configuración Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 6
- 7. Introducción Estado del arte Propuesta Trabajo Experimental Conclusiones Estado del arte • Arquitecturas de control en sistemas distribuidos • Calidad de servicio • Requisitos • Estándares de control: SWE • Estándares de comunicaciones: DCPS Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 7
- 8. Arquitecturas de controlen sistemas distribuidos Introducción • Análisis y organización Estado del arte Propuesta Arquitecturas de Control Trabajo Sistemas Experimental Control del Navegación Distribuidos Conclusiones entorno de Robots [Aiello, 2005] [Brooks, 1991] [Arkin, 1998] [Alami et al., 1998] [Coulouris et al., 2001] Apertura Escalabilidad Adaptabilidad Extensibilidad Extensibilidad Escalabilidad Eficiencia Portabilidad Adaptabilidad Escalabilidad Heterogeneidad Generalidad Robustez Robustez Heterogeneidad Topología Versatilidad Modularidad Autonomía Seguridad Creatividad Programabilidad Soporte a fallos Racionalidad Coherencia Concurrencia Planificabilidad Reactividad Transparencia Aprendizaje Reactividad Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 8
- 9. Calidad de servicio Introducción • Parámetros de QoS en función del ámbito en el que se aplican Estado del arte Propuesta Trabajo Experimental Conclusiones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 9
- 10. Alineación con elmodelo computacional de ejecución Introducción Estado del arte Propuesta Trabajo Experimental Conclusiones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 10
- 11. Estándares de control Introducción • SWE (Sensor Web Enablement) Estado del arte Propuesta • Iniciativa de la OGC (Open Geospatial Consortium) Trabajo • Marco de referencia para la explotación de sistemas de sensores Experimental en Internet Conclusiones • Procesos como servicios • Componentes de control • Especificaciones de información basadas en XML • Modelado de sensores: SensorML Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 11
- 12. Estándares de comunicaciones Introducción • Ubicación de la QoS en los sistemas distribuidos Estado del arte Propuesta • Atributos y parámetros Trabajo • Políticas Experimental Conclusiones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 12
- 13. Estándares de comunicaciones Introducción • DCPS (Data Centric Publish Subscribe) Estado del arte Propuesta • Propuesto por la OMG (Object Management Group) Trabajo • Parte del modelo DDS (Data-Distribution Service for Real-Time Experimental Systems) basado en el paradigma de publicación-subscripción Conclusiones • Desacopla los componentes en tiempo, espacio y flujo de mensajes • Gestión de las comunicaciones basada en las políticas de QoS • Recepción de la información • A iniciativa del receptor (read, take) • A iniciativa del emisor (on_data_available) Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 13
- 14. Introducción Estado del arte Propuesta Trabajo Experimental Conclusiones Propuesta: arquitectura FSACtrl • Modelado • Control • Comunicaciones • Gestión de la calidad • Gestión de los eventos • Parámetros de calidad de servicio • Ciclo integral de la calidad • Sistemas de agentes Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 14
- 15. Modelado Introducción • Modelo conceptual: FSACtrl Estado del arte Propuesta Trabajo Capa de aplicación / de usuario Ctrl Sensor Lógico (Control) Experimental Dw Sensor Lógico (Data Writer) Componentes Conclusiones CCT basados en SWE LSG Ctrl LSG Ctrl Dr Sensor Lógico (Data Reader) CONTROL QoC Ctrl Ctrl Ctrl Ctrl Ctrl Ls Sensor Lógico (Listener) FSA-Ctrl (Middleware) Dr Dw Dr Ls Dw Pb Adaptador (Publisher) Componentes basados en DCPS Sb Adaptador (Subscriber) QoS Conexión interna (entre COMUNICACIONES sensores lógicos) Conexión externa (sensores lógicos con datos lógicos) Políticas de QoS LNT Pb Sb Sb Pb Sb Datos lógicos Canales de comunicación Canal de comunicaciones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 15
- 16. Modelado Introducción • Modelo formal Estado del arte Propuesta Trabajo Experimental Conclusiones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 16
- 17. Control Introducción • Elementos de control Estado del arte • Sensores lógicos de ca lidad de s er s vi c i ca Propuesta • Reciben mensajes y los io lít Po Trabajo Conexiones Conexiones Experimental procesan entrantes salientes Conclusiones • Determinan las acciones y Cola de Hilo de envían los mensajes para mensajes control realizarlas • Proporcionan los parámetros de QoS • Componentes de control • Agrupación de sensores Conexiones lógicos de control y de entrantes Conexiones Dr Dw salientes comunicaciones interconectados Ctrl Ls Dw • Permite implementar comportamientos Ctrl complejos Componente de control a partir de acciones sencillas Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 17
- 18. Control Introducción • Grafo de sensores lógicos Estado del arte Propuesta (LSG: Logical Sensor Trabajo Graph) Experimental • Permite aplicar los Conclusiones algoritmos de grafos a la estructura de control • Organizador del flujo de mensajes • Árbol de Componentes de Control (CCT: Component Control Tree) • Inclusión de componentes de control dentro de otros componentes de control • Jerarquiza el control • Soporte a agentes físicos Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 18
- 19. Comunicaciones Introducción • Elementos de comunicaciones Estado del arte Propuesta • Permiten conectar los diferentes componentes de control entre los Trabajo diferentes nodos de control Experimental Productor Consumidor Conclusiones Ls Dato lógico Dato lógico Ctrl Dw Pb Sb Ctrl Canal de comunicaciones Dr Dato lógico • Implementación Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 19
- 20. Comunicaciones Introducción • Árbol de espacio de nombres lógicos (LNT: Logical Namespace Estado del arte Propuesta Tree) Trabajo • Datos lógicos jerárquicos Experimental • Conecta el control con las comunicaciones Conclusiones • Abstracción del sistema Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 20
- 21. Gestión de lacalidad Introducción • Calidad de servicio Estado del arte Propuesta • Presente en todos los Trabajo elementos de la Experimental arquitectura FSACtl Conclusiones • Parámetros basados en la cola de mensajes • Políticas (subconjunto de las definidas en el modelo DCPS que actúan sobre la cola de mensajes de los elementos FSACtrl • Calidad de control • Parámetros implementados como clases para poder ser gestionados por el sistema de eventos • Dependiente del algoritmo de control Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 21
- 22. Gestión de loseventos Introducción • Eventos Estado del arte Propuesta • Selección de sucesos significativos Trabajo • Condiciones Experimental • Agrupación de eventos condicionados entre ellos Conclusiones • Prioridad • Acciones • Cambios en el sistema Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 22
- 23. Parámetros de Calidadde Servicio Introducción • Elementos Estado del arte Propuesta • Parámetros básicos Trabajo obtenidos a partir de los Experimental parámetros de las colas Conclusiones de mensajes y del hilo de control • Monitorizan características básicas de cada elemento • Componentes de control • Combinan los parámetros de los elementos • Mayor complejidad Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 23
- 24. Parámetros de Calidadde Servicio Introducción • Intrínsecos Estado del arte Propuesta • Obtenidos directamente de los parámetros de calidad de los Trabajo sensores lógicos R Experimental ··· R ls W ls Conclusiones ··· ls ls L W ··· L • Aparentes • Obtenidos a partir de los sensores lógicos de comunicaciones de un solo componente de control R ··· R W ··· Control L W ··· L • Representativos • Se considera al componente de control de forma global incluyendo los componentes de control interno CONTROL Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 24
- 25. Parámetros de Calidadde Servicio: representativos Introducción • Gestión integral de las diferentes fuentes de mensajes de un Estado del arte Propuesta componente de control Trabajo • Uso de las políticas de QoS de DCPS Experimental Conclusiones • Formulación en relación a ventanas definidas por las políticas de QoS de los sensores lógicos de comunicaciones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 25
- 26. Ciclo integral dela calidad Introducción • Fundamentos [González, 2007] Estado del arte Propuesta Trabajo Experimental Conclusiones • Aplicación en la arquitectura Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 26
- 27. Ciclo integral dela calidad Introducción • Implementación Estado del arte Propuesta • Cambio en la acción de control Trabajo • Modificación de la QoC requerida Experimental • Cambio en las condiciones del entorno Conclusiones • Modificación de la QoC obtenida • Cambio en las condiciones de comunicaciones • Modificación de la QoS obtenida Componente de control setControlAction() Parámetro 1: Acción de Valor de QoC control (usuario) objetivo Algoritmo Sensores setQoC() de control Lógicos 2: Resultado del de getQoC() control control (sistema) Valor Valor medido producido setQoS() 3 y 6: Condiciones de las Sensores comunicaciones (sistema) getQoS() Dr/L Dw Lógicos de comunicaciones receive() send() Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 27
- 28. Implementación de sistemasde agentes Introducción • Componentes de control como agentes de control Estado del arte Propuesta • Agentes gestores Trabajo • Agentes de control Experimental • Tabla de contenidos Conclusiones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 28
- 29. Implementación de sistemasde agentes Introducción • Protocolos de soporte a operaciones avanzadas. Estado del arte Propuesta • Fragmentación y fusión Nodo de control Nodo de control Trabajo Agente de control Agente de control Agente de control Agente de control Fragmentación Ctrl Ctrl ··· Ctrl Ctrl Ctrl Experimental ··· ··· ··· ··· Conclusiones ··· Ctrl Ctrl Ctrl Ctrl ··· Ctrl Ctrl Ctrl Ls Dr Dw Ls Dw Ls Dw Ls Dr Dw Ls Dw Ls Dw LD LD LD LD LD LD LD LD LD LD LD LD LD LD Sb Sb Pb Sb Pb Sb Pb Sb Sb Pb Sb Pb Sb Pb Canal de comunicaciones interno del nodo de control Fusión Canal de comunicaciones interno del nodo de control Canal de comunicaciones Canal de comunicaciones Nodo de control Nodo de control • Clonación y movimiento (origen) (destino) Agente de control Agente de control ··· Ctrl Ctrl Ctrl ··· ··· ··· ··· Ctrl Ctrl Ctrl Ctrl Nodo de control Nodo de control ··· ··· (origen) (destino) Ls Dr Dw Dw Ls Dw Agente de control Agente de control LD LD ··· LD LD LD LD Clonación Sb Sb ··· Pb Pb Sb Pb ··· Ctrl Ctrl Ctrl ··· ··· ··· Canal de comunicaciones ··· Ctrl Ctrl Ctrl ··· Nodo de control Nodo de control Ls Dr ··· Dw Dw Ls (origen) (destino) Agente de control Agente de control ··· ··· LD LD LD LD LD Ctrl Ctrl Ctrl ··· ··· Sb Sb ··· Pb Pb Sb Ctrl Ctrl Ctrl ··· Canal de comunicaciones Movimiento Ls Dr ··· Dw Dw Ls Dw LD LD ··· LD LD LD LD Sb Sb ··· Pb Pb Sb Pb Canal de comunicaciones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 29
- 30. Introducción Estado del arte Propuesta Trabajo Experimental Conclusiones Trabajo experimental • Desarrollos • Escenarios • Aplicación de políticas de QoS e inclusión de sensores lógicos de control • Gestión dinámica basada en la QoS y la QoC Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 30
- 31. Desarrollos Introducción • Simulador de robots Estado del arte Propuesta • Varios robots con una gran Trabajo variedad de sensores por Experimental robot Conclusiones • Obstáculos estáticos y dinámicos • Fuentes de estímulos: luz, calor, oxígeno, orgánico • Balizas • Aplicación distribuida de diseño y ejecución del control • Basada en los elementos de la arquitectura FSACtrl. • Canales de comunicaciones • LNT • CCT • LSG • Parámetros de QoS Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 31
- 32. Escenarios Introducción Estadodel arte Propuesta Trabajo Experimental Conclusiones • Escenario 1. Básico, empleado como muestra de control • Escenario 2. Optimización basada en las políticas de QoS • Escenario 3. Optimización basada en la utilización de sensores lógicos de control para el procesamiento previo de mensajes • Escenario 4. Optimización integral con QoS, QoC y sensores lógicos de control Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 32
- 33. Escenarios Introducción • Vehículos de Braitenberg Estado del arte Propuesta • Evaluación incremental de la complejidad de los sistemas reactivos Trabajo inspirada biológicamente Experimental • Experimentos realizados Conclusiones • Escenarios 1, 2 y 3: aplicación de políticas de QoS y de sensores lógicos de control • Escenario 4: Gestión dinámica basada en las políticas de QoS y los parámetros de QoC y1(t) y1(t) y1(t) + u1(t) y1(t) y1(t) u1(t) + u1(t) - u2(t) Ctrl u1(t) u2(t) + + + u1(t) + - ··· LSG ··· u2(t) - Ctrl u2(t) y2(t) + uS(t) uS(t) y2(t) y2(t) y2(t) y2(t) Vehículo 1 Vehículo 2 Vehículo 3 Vehículo 4 Vehículo 5 Escenario 1 X X X X X Escenario 2 X X X X Escenario 3 X X X X Escenario 4 X Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 33
- 34. Políticas de QoSy sensores lógicos de control Introducción • Vehículo 1. Desplazamiento Estado del arte Propuesta • Comportamiento básico Trabajo • Empleado para comprobar la descripción de los elementos de la Experimental arquitectura Conclusiones • Descripción y comportamiento Motor Sensor Conexión y1(t) + u1(t) + y2(t) • Implementación con la arquitectura FSACtrl Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 34
- 35. Políticas de QoSy sensores lógicos de control Introducción • Vehículo 1. Desplazamiento Estado del arte Propuesta • Resultados Trabajo Experimental Conclusiones • Comprobación de las conexiones • Escenario base para la comprobación de los comportamientos posteriores • Velocidad. • Carga • Frecuencia de muestreo Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 35
- 36. Políticas de QoSy sensores lógicos de control Introducción • Vehículos 2, 3 y 4. Estado del arte Propuesta • Miedo, agresión, amor, temor y gustos Trabajo • Conexión directa de dos sensores y dos motores Experimental • Descripción Conclusiones 2.a 2.b 3.a 3.b 4a y 4b • Comportamiento • Implementación Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 36
- 37. Políticas de QoSy sensores lógicos de control Introducción • Vehículos 2, 3 y 4 Estado del arte Propuesta • Control Trabajo Experimental 4.a Conclusiones 2.a 2.b 3.a 3.b • Resultados 4.b 2.a 3.a 4.a 2.b 3.b 4.b Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 37
- 38. Políticas de QoSy sensores lógicos de control Introducción • Vehículo 3c. Combinación de comportamientos Estado del arte Conexiones directas entre sensor y Conexiones cruzadas entre sensor y Propuesta motor (versiones ‘a’) motor (versiones ‘b’) Trabajo Aportación positiva del Sensores de temperatura: Sensores de luz: comportamiento sensor al motor (vehículos 2) comportamiento de huida de atracción. Experimental Aportación negativa del Sensores de materia orgánica: Sensores de oxígeno: Conclusiones sensor al motor (vehículos 3) comportamiento de atracción comportamiento de huida • Descripción • Comportamiento Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 38
- 39. Políticas de QoSy sensores lógicos de control Introducción • Vehículo 3c. Combinación de comportamientos Estado del arte Propuesta • Control Trabajo Experimental Conclusiones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 39
- 40. Políticas de QoSy sensores lógicos de control Introducción • Vehículo 3c. Combinación de comportamientos Estado del arte Propuesta • Resultados Trabajo Experimental Conclusiones • Aumento de la complejidad del control • La gestión de la QoS optimiza más (15%) que la inclusión de sensores lógicos de procesamiento previo (5%) Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 40
- 41. Gestión dinámica basadaen políticas de QoS Introducción • Vehículo 5. Lógico Estado del arte Propuesta • Descripción Trabajo Experimental Conclusiones • Control Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 41
- 42. Gestión dinámica basadaen políticas de QoS Introducción • Vehículo 5. Lógico Estado del arte Propuesta • Control Trabajo Experimental Conclusiones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 42
- 43. Gestión dinámica basadaen políticas de QoS Introducción • Vehículo 5. Lógico Estado del arte Propuesta • Calidad del control Trabajo Experimental Conclusiones t final t final IAE sensor (t ) referencia dt IAE d sensor (t ) d seguridad dt t0 t0 t final t final ITAE t sensor (t ) referencia dt ITAE t d sensor (t ) d seguridad dt t0 t0 Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 43
- 44. Gestión dinámica basadaen políticas de QoS Introducción • Vehículo 5. Lógico Estado del arte Propuesta • Comportamiento Trabajo Experimental Conclusiones Frecuencia de muestreo fija Frecuencia de muestreo variable • Resultado • Con una carga de red equivalente • el promedio de la velocidad de navegación del vehículo es equivalente a una frecuencia de muestreo mayor • La carga de control es ligeramente inferior a la carga de control equivalente Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 44
- 45. Gestión dinámica basadaen políticas de QoS Introducción • Vehículo 5. Lógico Estado del arte Propuesta • Resultados Trabajo • Variación de la frecuencia de muestreo en función del Experimental comportamiento Conclusiones • Variación de la frecuencia de muestreo en función de la combinación de los comportamientos Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 45
- 46. Gestión dinámica basadaen políticas de QoS Introducción • Vehículo 5. Lógico Estado del arte Propuesta • Optimización global Trabajo • Ciclo integral de la calidad Experimental • Ciclo integral de la calidad y combinación de comportamientos Conclusiones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 46
- 47. Introducción Estado del arte Propuesta Trabajo Experimental Conclusiones Conclusiones • Aportaciones • Trabajo futuro • Publicaciones Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 47
- 48. Aportaciones Introducción • Trabajo de Investigación Estado del arte Propuesta • Revisión y estudio Trabajo • Caracterización de las arquitecturas de control y sistemas distribuidos Experimental • Tecnologías en función de los paradigmas de comunicación empleada. Conclusiones • Calidad de servicio en los entornos distribuidos. • Implementación de la calidad de servicio en los middleware • Propuesta de arquitectura FSACtrl • Basada en los estándares DDS • Especificación formal • Características • Gestión temporal y espacial de componentes y mensajes • Medición de la QoS y QoC. • Gestión de la QoS • Gestión de eventos • Implementación de componentes de control complejos: agentes Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 48
- 49. Aportaciones Introducción • Desarrollos Estado del arte Propuesta • Simulador de robots con una gran variedad de sensores y con Trabajo obstáculos estáticos y dinámicos Experimental • Empleado en más ámbitos Conclusiones • Aplicación distribuida de diseño y ejecución del control basada en los elementos de la arquitectura FSACtrl • Orienta al diseño del sistema de control • Permite comprobar la viabilidad de la implementación • Experimentos realizados • Aplicación de políticas de QoS y de sensores lógicos de control • Cuando se aplican políticas de QoS se optimiza la carga de control • Gestión dinámica basada en las políticas de QoS y los parámetros de QoC • Utilización conjunta de la QoS y de la QoC para la optimización del sistema • Optimización en la composición de comportamientos • Variación de la carga de las comunicaciones en función de las circunstancias de la navegación Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 49
- 50. Trabajo futuro Introducción • Arquitecturas distribuidas de control inteligente Estado del arte Propuesta • Comunicaciones Trabajo • Descubrimiento automático de las topologías de los canales de Experimental comunicaciones Conclusiones • Comprobación de la redundancia en la información • Control basado en eventos • Eventos necesarios o relevantes en el procesamiento de comportamientos • Medición de las operaciones de control • Evaluación del impacto de las operaciones de los agentes de control. • Configuración de márgenes de funcionamiento • Simulación para la optimización del sistema • Configuración topológica óptima dadas unas condiciones específicas • Auto-configuración por medio de la reubicación de los componentes del sistema • Gestión integral basada en la QoS y la QoC • Índices de medición para la optimización de un sistema de control • Relación de parámetros relevantes para la caracterización y la optimización de un sistema Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 50
- 51. Publicaciones Introducción • Congresos internacionales Estado del arte Propuesta • Poza, J. L., Posadas, J.L., Simó, J.E. and Benet, G. Hierarchical Trabajo communication system to manage maps in mobile robot navigation. Experimental Proceedings of International Conference on Automation, Control and Conclusiones Instrumentation. IADAT-aci2006 Valencia (Spain). 2006 • Poza, J.L., Posadas, J.L. and Simó, J.E. Distributed agent specification to an Intelligent Control Architecture. 6th International Workshop on Practical Applications of Agents and Multiagent Systems. Salamanca (Spain). 2007 • Poza, J.L., Posadas, J.l. and Simó, J.E. Middleware with QoS support to control intelligent systems. Second International Conference on Advanced Engineering Computing and Applications in Sciences. Valencia (Spain). 2008 • Poza, J.L., Posadas, J.L. and Simó, J.E. From the Queue to the Quality of Service Policy: a Middleware Implementation. International Symposium on Distributed Computing and Artificial Intelligence. Salamanca (Spain). 2009 • Poza-Luján, Jose-Luis, Posadas-Yagüe, Juan-Luis and Simó-Ten, José- Enrique, Multi-agent architecture with support to quality of service and quality of control. Proceedings of the 11th international conference on Intelligent data engineering and automated learning. Paisley (Scotland). 2010 Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 51
- 52. Publicaciones Introducción • Revistas internacionales Estado del arte Propuesta • Posadas, J.L., Poza J.L., Simó J.E., Benet G., Blanes, F. Agent Trabajo Based Distributed Architecture for Mobile Robot Control. Experimental Engineering Applications of Artificial Intelligence. Pergamon Press Conclusiones Ltd. 2008. Vol.: 21 N. 6. p.p. 805-823 • JCR 2008: 1.397 • Revistas en preparación • Optimizing reactive behaviors of mobile robot navigation by means the QoS and QoC • Sensors • Arquitectura distribuida de control inteligente con soporte a la gestión de la calidad de servicio y la calidad de control. • Revista Iberoamericana de Automatica e Informatica Industrial Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 52
- 53. Propuesta de Arquitecturade Control Basada en Políticas de Calidad de Servicio Tesis Doctoral Directores Dr. D. José E. Simó Ten Dr. D. Juan Luis Posadas Yagüe Autor D. José Luis Poza Luján Departamento de Informática de Sistemas y Computadores Instituto de Automática e Informática Industrial Universitat Politècnica de València