Estratégias de controle robusto aplicadas a sistemas controlados via redes de comunicação digital (NCS) e sistemas ciberfísicos (CPS)

• Processo: 24/18183-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2028
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Pesquisador responsável: Cecília de Freitas Morais
• Beneficiário: Cecília de Freitas Morais
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Jonathan Matias Palma Olate
• Assunto(s): Rede de sensores sem fio Controle
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ataques de Negação de Serviço | Controle com Memória | Redes de Sensores Sem Fio | Sistemas Ciberfísico médicos | Sistemas Markovianos Não-Homogêneos | Controle

Resumo

Os mais recentes avanços em aplicações de controle priorizam o emprego de redes de comunicação sem fio para garantir uma maior flexibilidade na automação de processos. Alguns conceitos relacionados a esse novo paradigma incluem sistemas de controlados por rede (do inglês, Networked Control Systems - NCS) digitais, redes de sensores sem fio (do inglês, Wireless Sensor Network - WSN), e sistemas ciberfísicos (do inglês, Cyber-Physical Systems - CPS) que consistem na integração de elementos computacionais, de comunicação e controle por meio de processos físicos formando um sistema unificado. Apesar de atraentes, o emprego generalizado dessas tecnologias é acompanhado de algumas desvantagens como a possibilidade de perdas de pacotes, operação com taxas de amostragem variantes no tempo, atrasos de comunicação e vulnerabilidade a ataques cibernéticos. O primeiro passo para superar tais desafios é modelar adequadamente o comportamento estocástico e as variações paramétricas que afetam as dinâmicas dos NCS e CPS, como possibilitado pela classe de sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos (do inglês Markov Jump Linear Systems- MJLS) com cadeias de Markov não-homogêneas. Considerando o cenário previamente descrito, este projeto visa desenvolver: i) condições de análise de estabilidade e síntese de controladores resilientes a ataques de negação de serviço (DoS); ii) técnicas de controle, filtragem e rastreamento de referência que satisfaçam requisitos de medicina de precisão para serem aplicadas em sistemas ciberfísicos médicos (MCPS) a fim de otimizar a absorção de fármacos; iii) estratégias para promover a economia de recursos e aumentar a eficiência energética em NCS; iv) métodos de projeto de controladores e filtros de ordem não-mínima (com memória) para MJLS não-homogêneos visando melhoria de desempenho. (AU)