Mejorando el Control Supervisivo con GPenSIM
Autores: Davidrajuh, Reggie; Tang, Shuanglin; Feng, Yuming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mejorando el Control Supervisivo con GPenSIM
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Teoría de control supervisoria
Redes de Petri
GPenSIM
MATLAB
Descomposición modular
Control en tiempo real
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La teoría de control supervisivo (SCT), basada en redes de Petri, ofrece un marco robusto para modelar y controlar sistemas de eventos discretos, pero enfrenta desafíos significativos en escalabilidad, expresividad e implementación práctica. Este documento presenta el Simulador de Redes de Petri de Propósito General y Controlador en Tiempo Real (GPenSIM), un marco modular de redes de Petri basado en MATLAB versión 24.1.0.2689473 (R2024a) Update 6, como una solución novedosa a estas limitaciones. GPenSIM aprovecha la descomposición modular para mitigar la explosión del espacio de estados, permitiendo la ejecución paralela de módulos de Petri débilmente acoplados en sistemas multinúcleo. Sus interfaces programables (preprocesadores y postprocesadores) amplían la expresividad de las redes de Petri clásicas al imponer restricciones no lineales, temporales y condicionales a través de scripts personalizados de MATLAB, abordando la rigidez de las restricciones lineales tradicionales. Además, la integración de GPenSIM con MATLAB facilita la síntesis de control en tiempo real, la optimización del rendimiento y la interacción fluida con hardware y software externos, cerrando la brecha entre modelos teóricos y aplicaciones industriales. Estudios empíricos demuestran la eficacia de GPenSIM en sistemas de fabricación reconfigurables, donde redujo el tiempo de inactividad en un 30%, y en escenarios de control distribuido, donde módulos descentralizados minimizaron los retrasos de sincronización. Fundamentado en los principios de teoría de sistemas de interconexión, GPenSIM enfatiza las relaciones dinámicas entre componentes, ofreciendo una herramienta escalable, adaptable y práctica para el control supervisivo. Este trabajo destaca el potencial de GPenSIM para superar limitaciones de larga data en SCT, proporcionando una plataforma versátil tanto para la investigación académica como para el despliegue industrial.
Descripción
La teoría de control supervisivo (SCT), basada en redes de Petri, ofrece un marco robusto para modelar y controlar sistemas de eventos discretos, pero enfrenta desafíos significativos en escalabilidad, expresividad e implementación práctica. Este documento presenta el Simulador de Redes de Petri de Propósito General y Controlador en Tiempo Real (GPenSIM), un marco modular de redes de Petri basado en MATLAB versión 24.1.0.2689473 (R2024a) Update 6, como una solución novedosa a estas limitaciones. GPenSIM aprovecha la descomposición modular para mitigar la explosión del espacio de estados, permitiendo la ejecución paralela de módulos de Petri débilmente acoplados en sistemas multinúcleo. Sus interfaces programables (preprocesadores y postprocesadores) amplían la expresividad de las redes de Petri clásicas al imponer restricciones no lineales, temporales y condicionales a través de scripts personalizados de MATLAB, abordando la rigidez de las restricciones lineales tradicionales. Además, la integración de GPenSIM con MATLAB facilita la síntesis de control en tiempo real, la optimización del rendimiento y la interacción fluida con hardware y software externos, cerrando la brecha entre modelos teóricos y aplicaciones industriales. Estudios empíricos demuestran la eficacia de GPenSIM en sistemas de fabricación reconfigurables, donde redujo el tiempo de inactividad en un 30%, y en escenarios de control distribuido, donde módulos descentralizados minimizaron los retrasos de sincronización. Fundamentado en los principios de teoría de sistemas de interconexión, GPenSIM enfatiza las relaciones dinámicas entre componentes, ofreciendo una herramienta escalable, adaptable y práctica para el control supervisivo. Este trabajo destaca el potencial de GPenSIM para superar limitaciones de larga data en SCT, proporcionando una plataforma versátil tanto para la investigación académica como para el despliegue industrial.