La tesi è rivolta allo studio dei sistemi real-time tolleranti ai
guasti. Verranno considerati sia malfunzionamenti software dovuti
all'algoritmo di controllo, sia guasti harware sui dispositivi
sensoriali del sistema controllato.
I malfunzionamenti dell'algoritmo di controllo possono essere rilevati
sia mediante dei test di consistenza sul valore delle variabili di
uscita, sia valutando gli effetti delle uscite sulla stabilità del
sistema. I guasti harware sugli apparati sensoriali possono essere
invece rilevati attraverso un'analisi dello stato acquisito mediante un
insieme di sensori. Nei sistemi real-time, inoltre, occorre tollerare
anche i sovraccarichi transitori che possono causare il mancato rispetto
dei vincoli temporali di uno o più processi applicativi.
Una volta rilevato e identificato il tipo di guasto, il sistema di
controllo dovrà rispondere con un'azione di recupero mirata a tollerare
il guasto in modo prevedibile a priori. Verrà inoltre affrontato il
problema di eseguire l'azione di recupero entro vincoli temporali
prefissati, in modo da non compromettere la stabilità del sistema. La
gestione del guasto sarà effettuata mediante tecniche di ridondanza
temporale, basate sulla duplicazione del software applicativo.
L'attività sperimentale verrà condotta su un'applicazione di riferimento
che consiste in un sistema in grado di controllare la posizione e la
velocità di una pallina su un piano mobile a due gradi di libertà
rotazionali, attuati da due motori in corrente continua. La pallina
verrà monitorata mediante una telecamera e le rotazioni del piano
mediante due potenziometri.
Una volta realizzato il dispositivo robotico, la robustezza dei
meccanismi di fault-tolerant implementati verrà testata su diversi
algoritmi di controllo mediante la simulazioni di guasti harware (come
la rottura di un potenziometro o l'oscuramento della telecamera) e
l'introduzione di bug software nell'algoritmo di controllo.
