بهبود طول عمر در سیستم های بی درنگ سخت مجهز به برداشتگر انرژی محیطی و مخزن مرکب انرژی با استفاده از زمانبندی وظایف

این مقاله به بررسی تاثیر زمانبندی وظایف بر روی طول عمر یک سیستم بی درنگ سخت که از مخزن انرژی مرکب متشکل از باتری و ابرخازن و برداشتگر انرژی خورشیدی برای تامین انرژی خود استفاده می کند، می پردازد. منظور از طول عمر سیستم در این مستند لحظه شروع به کار سیستم تا لحظه مختل شدن وظایف آن به دلیل نبود انرژی است. با توجه به خواص غیرخطی باتری و ابرخازن که موجب می شود شارژ داخلی آن ها در دو بخش در دسترس (IAC) و غیرقابل دسترس (IUC) تقسیم شود، طول عمر چنین سیستمی کاملا به الگوی شارژ و دشارژ مخزن انرژی وابسته است زیرا این الگو نهایتا منجر به میزان شارژ ذخیره شده در بخش IUC و میزان شارژ استخراج شده از این بخش می شود. بنابراین با مدیریت الگوی شارژ/دشارژ مخازن انرژی می توان روی طول عمر سیستم و افزایش آن تاثیرگذار بود. از آنجایی که الگوی رسیدن انرژی از محیط خارج از کنترل سیستم است، ایده اصلی این مقاله تاثیرگذاری بر روی الگوی شارژ/دشارژ مخزن از طریق تنظیم الگوی مصرف انرژی است تا در نهایت طول عمر سیستم بهبود یابد. در این راستا، ابتدا دو الگوریتم زمانبندی MCF و MGF که به ترتیب سعی در اجرای پرمصرف ترین و کم مصرف ترین کار حاضر در سیستم هستند ارایه می شوند. سپس الگوریتم MCG که در هر برهه از زمان با توجه به شرایط در مورد استفاده از یکی از الگوریتم های مذکور تصمیم می گیرد، ارایه شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که این الگوریتم بین 5% تا 16% طول عمر سیستم را افزایش می دهد. با توجه به اینکه در سالهای اخیر موضوع استفاده از ابرخازن در کنار باتری و سلولهای خورشیدی در سامانه های فضایی مطرح شده است، لذا نتایج این تحقیق می تواند برای استفاده در ماهواره ها نیز کاربرد داشته باشد.