[논문 리뷰] Supervisory Control Synthesis of Discrete-Event Systems using Coordination Scheme

Jan Komenda, Tomáš Masopust외 1명|Data Archiving and Networked Services (DANS)|2010. 07. 16.

Petri Nets in System Modeling참고 문헌 8인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 전역 안전 사양을 가진 이산 이벤트 시스템에 대한 조율 제어 프레임워크를 제안하며, 조율자와 국지적 감시자들을 사용한 정확한 제어 합성에 필요한 충분조건으로 '조건부 제어 가능성'을 도입한다. 이는 특정 조건 하에서 최대 조건부 제어 가능 부분언어를 계산하는 절차를 제시하며, 이는 최대 제어 가능 부분언어와 일치한다. 이는 모듈러 시스템에서 최적의 비차단 제어를 가능하게 한다.

ABSTRACT

Supervisory control of discrete-event systems with a global safety specification and with only local supervisors is a difficult problem. For global specifications the equivalent conditions for local control synthesis to equal global control synthesis may not be met. This paper formulates and solves a control synthesis problem for a generator with a global specification and with a combination of a coordinator and local controllers. Conditional controllability is proven to be an equivalent condition for the existence of such a coordinated controller. A procedure to compute the least restrictive solution is also provided in this paper and conditions are stated under which the result of our procedure coincides with the supremal controllable sublanguage.

연구 동기 및 목표

• 전역 안전 사양을 가진 이산 이벤트 시스템에 대한 분산 제어 하에서 감시 제어 합성 문제를 해결하기 위해.
• 조율자와 국지적 감시자들을 사용하여 전역 사양을 정확히 실현할 수 있는 조율 제어 아키텍처를 개발하기 위해.
• 조율 제어 프레임워크에서 전역 사양을 달성하기 위한 필수 및 충분 조건을 규명하기 위해.
• 최대 조건부 제어 가능 부분언어를 합성하기 위한 계산 가능한 절차를 제공하기 위해.
• 감시 제어 이론에서의 조건부 제어 가능성과 고전적 제어 가능성 간의 관계를 조사하기 위해.

제안 방법

• 이전의 충분 조건들을 개선한 개념인 조건부 제어 가능성을 도입하여, 조율 아키텍처에서 정확한 제어 합성을 보장한다.
• 공유 이벤트를 관찰하고 제어하는 조율자를 포함한 조율 제어 프레임워크를 정의하며, 국지적 시스템 간의 통신을 가능하게 한다.
• 자연적 투영을 사용하여 전역 사양을 국지적 구성요소와 조율자 구성요소로 분해하고, 관측자 및 OCC(관측자 및 조건부 제어 가능성) 성질을 보장한다.
• 감시 제어 이론에서의 최대 제어 가능 부분언어 계산 기법을 조건부 제어 가능성에 맞게 조정하여 조율된 시스템에 적용한다.
• 국지적 감시자와 조율자 감시자의 동기적 곱을 사용하여 전체 제어기를 계산하며, 제어 가능성과 허용성을 보장한다.
• 최대 조건부 제어 가능 부분언어가 최대 제어 가능 부분언어와 일치하는 구체적인 예제를 통해 접근 방식을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떤 조건에서 조율자와 국지적 감시자를 포함한 조율 제어 아키텍처에서 전역 사양을 정확히 달성할 수 있는가?
• RQ2 실제로 최대 조건부 제어 가능 부분언어는 어떻게 계산할 수 있는가?
• RQ3 최대 조건부 제어 가능 부분언어가 언제 최대 제어 가능 부분언어와 일치하는가?
• RQ4 조율 계획이 작동하기 위해 투영이 만족해야 할 구조적 및 행동적 성질(예: 관측자, OCC)은 무엇인가?
• RQ5 고전적 분산 방법이 실패하는 상호 제어 불가능한 식물의 경우에도 조율 제어 프레임워크는 처리할 수 있는가?

주요 결과

• 조건부 제어 가능성은 조율 제어 프레임워크에서 정확한 제어 합성에 필수적이고 충분한 조건으로 규명되었다.
• 주어진 사양에 대한 최대 조건부 제어 가능 부분언어는 항상 존재하며 체계적인 절차에 의해 계산될 수 있다.
• 제시된 예제에서 최대 조건부 제어 가능 부분언어는 최대 제어 가능 부분언어와 일치하여 최대 허용성을 달성한다.
• 고전적 분산 제어가 실패하는 경우, 예를 들어 국지적 식물 간 상호 제어 불가능성이 있는 경우에도 이 방법은 성공적으로 처리한다.
• 적절한 조율자 설계와 감시자 합성 덕분에 제어 가능성과 차단 방지를 보장한다.
• 전체 식물에 대한 전역 지식이 필요로 하지 않아 계산 복잡도를 감소시키며, 최적의 제어 합성 실현이 가능하다.