Simulation-based benchmark comparison of triggering mechanisms in event-based industrial controllers

In control systems, periodically taken data and/or excessive trigger frequency could cause an increase of the energy consumption of the battery of the sensor and the actuator wear in a plant due to the structure of the periodic based triggering mechanism. To deal with this problem, among others, event based control has been proposed. This thesis firstly introduces event based control, its application areas, motivation for the event based control and comparison with the time triggered systems. Further part focused on the event based triggering mechanisms in the literature and implementation of the triggering methods and the general framework of the entire system on LabVIEW simulation environment, followed by explanation of the benchmark processes for testing the controllers and the event based structures. Then, control problems to be taken account are specified and controller parameters are calculated with a systematic method. Lastly, the built event based structure with different triggering mechanisms are executed on LabVIEW and the results are compared and analyzed. The desired outcomes of presented thesis are to build triggering mechanisms of event based control using the LabVIEW environment by National Instruments and compare the created triggering mechanisms based on different controlling problems regarding the varying system dynamics. Especially, the response of the systems is evaluated based on the set point trajectory and disturbance rejection properties.

Nei sistemi di controllo, il campionamento periodico dei dati a frequenza eccessiva potrebbe causare un aumento del consumo di energia della batteria del sensore e l'usura dell'attuatore a causa della struttura del meccanismo di attivazione periodico. Per affrontare (tra altri) questo problema, è stao proposto il controllo basato sugli eventi (event-based). Questa tesi anzitutto introduce il controllo event-based, le sue aree di applicazione, la motivazione per il controllo event-based e il confronto con i sistemi time-driven (ossia guidati dal tempo). Un'ulteriore parte si concentra sui meccanismi di trigger di eventi nella letteratura, sull'implementazione dei metodi di trigger e in generale sell'intero sistema sull'ambiente di simulazione LabVIEW, seguito dalla spiegazione dei processi di benchmark per testare i controller e le strutture basate sugli eventi. Quindi, vengono specificati i problemi di controllo da tenere in considerazione e i parametri del controllore vengono calcolati con un metodo sistematico. Infine, la struttura basata su eventi costruita con diversi meccanismi di attivazione viene eseguita su LabVIEW e i risultati vengono confrontati e analizzati. I risultati desiderati della tesi sono (i) costruire meccanismi di trigger del controllo basato sugli eventi utilizzando l'ambiente LabVIEW di National Instruments e (ii) confrontare i meccanismi di attivazione creati sulla base di diversi problemi di controllo riguardanti le diverse dinamiche di sistema. In particolare, la risposta dei sistemi è valutatain base alle proprietà di inseguimento del set point e reiezione dei disturbi.