Szenariobasierte Synthese verteilter mechatronischer Systeme / vorgelegt von Christian Brenner. Paderborn, 2016
Content
- 1 Einleitung
- 1.1 Anwendungsbeispiel
- 1.2 Problemstellung
- 1.3 Lösungsansatz und Beitrag der Arbeit
- 1.4 Aufbau der Arbeit
- 2 Grundlagen
- 2.1 Spezifikationen auf Basis von Modal Sequence Diagrams
- 2.1.1 Strukturdefinition: UML
- 2.1.2 Anforderungen: Modal Sequence Diagrams
- 2.1.3 Umgebungsannahmen: Assumption MSDs
- 2.1.4 Erweiterte Konzepte der Modal Sequence Diagrams
- 2.1.5 Echtzeitanforderungen und -annahmen: Timed MSDs
- 2.1.6 Implementierung einer MSD-Spezifikation
- 2.2 Controllersysteme als Implementierungsmodelle
- 3 Synthese verteilter Systeme
- 3.1 Spezifikation des Anwendungsbeispiels
- 3.2 Überblick und Einordnung
- 3.2.1 Die MSD-Spezifikation als Graph
- 3.2.2 Problem und Lösungen der verteilten Synthese
- 3.2.3 Überblick über das Syntheseverfahren
- 3.2.4 Abgrenzung zu Vorarbeiten
- 3.3 Ein Algorithmus für verteilte Synthese
- 3.3.1 Ablauf der Synthese
- 3.3.2 Modellierung der lokalen Informationen der Controller und Informationsaustausch durch Synchronisationsnachrichten
- 3.3.3 Berechnung der erreichbaren unimplementierten SG-Zustände
- 3.3.4 Erzeugung neuer Kandidaten
- 3.3.5 Korrektheit
- 3.3.6 Beispielausführung
- 3.3.7 Spezialfall kombinierter Synchronisationen
- 3.4 Berücksichtigung eingeschränkter Kommunikation
- 3.5 Zusammenfassung
- 4 Synthese verteilter Echtzeitsysteme
- 4.1 Erweitertes Anwendungsbeispiel
- 4.1.1 Anforderungen
- 4.1.2 Umgebungsannahmen
- 4.1.3 Hauptunterschiede zur Basisvariante der MSD-Spezifikation
- 4.2 Erweiterung des Spezifikationsgraphen um Echtzeitverhalten
- 4.2.1 Der zeitbehaftete Spezifikationsgraph
- 4.2.2 Illustration des zeitbehafteten Spezifikationsgraphen am Beispiel
- 4.2.3 Repräsentation des zeitbehafteten Verhaltens von Timed MSDs mittels Clock Zones
- 4.2.4 Beobachtbarkeit, Kontrollierbarkeit und Verhinderbarkeit
- 4.3 Ein Algorithmus für verteilte zeitbehaftete Synthese
- 4.3.1 Problem und Lösungen der zeitbehafteten verteilten Synthese
- 4.3.2 Modellierung von zeitabhängig unsicherem Verhalten
- 4.3.3 Erweiterung des Algorithmus für verteilte Synthese
- 4.3.4 Extraktion der zeitbehafteten Controller
- 4.3.5 Korrektheit
- 4.3.6 Beispielausführung
- 4.4 Erweiterung für asynchrone Kommunikation mit Zeitbedarf
- 4.4.1 Spezifikation von asynchroner Kommunikation mit Zeitbedarf
- 4.4.2 Erweitertes Beispiel
- 4.4.3 Erweiterung des zeitbehafteten Spezifikationsgraphen
- 4.4.4 Erweiterung des Algorithmus
- 4.4.5 Behandlung des Beispielproblems
- 4.5 Zusammenfassung
- 5 Verteilte Synthese für mechatronische Systeme
- 5.1 Erzeugung von MechatronicUML-Modellen aus synthetisierten Controllersystemen
- 5.1.1 Umsetzung von Controllern als Real-Time Statecharts
- 5.1.2 Anwendung der Synthese ohne Anpassungen
- 5.1.3 Anpassung der MSD-Spezifikation vor der Synthese
- 5.2 Integration in den MechatronicUML-Prozess
- 5.2.1 Standardablauf
- 5.2.2 Zusätzliche Iterationen und Abweichungen vom Standardfall
- 5.2.3 Behandlung von Änderungen der MSD-Spezifikation
- 5.3 Zusammenfassung
- 6 Implementierung und Evaluierung
- 6.1 Implementierung
- 6.2 Evaluierung
- 6.2.1 Evaluierung anhand des Anwendungsbeispiels der Produktionszelle und weiterer Beispiele
- 6.2.2 Evaluierung der Skalierbarkeit
- 6.3 Zusammenfassung
- 7 Verwandte Arbeiten
- 7.1 Verteilte Synthese
- 7.1.1 Ansätze mit zusätzlicher Synchronisation
- 7.1.2 Ansätze ohne zusätzliche Synchronisation
- 7.1.3 Distributed LSCs
- 7.2 Zeitbehaftete Synthese
- 7.2.1 Direkte Synthese auf Basis von Clock Zones
- 7.2.2 Abbildung von LSCs/MSDs auf Timed Game Automata
- 7.2.3 Template-basierte Synthese zeitbehafteter Controller
- 7.3 Zusammenfassung
- 8 Zusammenfassung und Ausblick
- Literaturverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Index