Stabilisation optimale des systèmes à événements discrets à structure vectorielle : application à la sécurité opérationnelle des systèmes de production

par Patrick Sarri

Thèse de doctorat en Automatique industrielle

Sous la direction de Eric Niel et de Addi Aït Hssain.

Soutenue en 1999

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Nous proposons d'exploiter un modèle de système à événements discrets (SED) à structure vectorielle (VDES) dans le cadre de la commande logique des SED basé sur le concept d'événements contrôlables initié par Ramadge et Wonham (RW). Li et Wonham ont formalisé le modèle VDES dans le contexte de la théorie du contrôle. L'espace d'état d'un VDES est un espace vectoriel dont les variables d'états à valeurs discrètes peuvent être représentées par des jetons dans des places à l'instar des réseaux de Petri. La contrainte de positivité qui est figée dans le cas des réseaux de Petri, est généralisée et définie pour chaque modèle dans le cas des VDES. La transition d'état associée à chaque événement est représentée par un vecteur déplacement dans l'espace d'état ce qui confère aux VDES une structure plus riche par rapport au modèle à automates. L'objectif de nos travaux est d'exploiter cette structure afin d'obtenir des solutions efficaces aux problèmes de la stabilisation et du contrôle optimal de trajectoires et de les appliquer à la sécurité opérationnelle des systèmes de production. La stabilisation consiste à conduire un système depuis un état initial vers un sous-ensemble d'états prédéfinis. Ainsi après avoir formalisé la stabilisation et le contrôle optimal de trajectoire dans le cadre des VDES et proposé un algorithme de synthèse en ligne de commande stabilisante/optimisante, nous présentons en application des techniques issues de la sécurité opérationnelle pour la récupération en cas de défaillance ou de dysfonctionnement dans le procédé. A titre d'illustration, ces techniques sont appliquées à la plate forme expérimentale de l'Atelier Inter-Etablissements de Productique (AIP) Rhône Alpes Ouest Lyon.

  • Titre traduit

    = Stabilization and Optimization of Vector Discrete Event Systems : Application to Automated Manufacturing Systems Operational Safety


  • Résumé

    We propose a vector discrete event systems approach (VDES) based on logic Supervisory Control Theory initiated by Ramadge and Wonham (RW). Li and Wonham specialize the control theory of discrete-event systems (DES) to a setting of vector addition systems. The state space of a VDES is a Z module under vector addition and multiplication by integers and variable states represent token as in Petri net graph. The Petri net non-negativity constraint is generalized in the case of VDES and defined for each model. For each event, the state transition function is a displacement function in the state space. We propose to exploit the VDES structure in order to obtain efficient solution to the problem of stabilization and optimal trajectory control in application to automated manufacturing system operational safety. The notion of stabilization is concerned with the possibility of driving a process from arbitrary initial states to a prescribed subset of state set and then keeping it there indefinitely. We formalize the stabilization and optimal control problem for VDES and present an algorithm to synthesize a real time supervisor. Furthermore we present an application based on the Operational Safety concept to design and synthesize optimally suited reactivity control over critical failures so as to ensure degraded functioning. The concepts developed have been applied to the fairly complex manufacturing system of the "Atelier Inter-Etablissements de Productique" (AIP) Rhône Alpes, Ouest Lyon (France).

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Informations

  • Détails : 1 vol. (163 p.)
  • Annexes : Bibliogr.P

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Savoie Mont Blanc (Annecy-le-Vieux). Bibliothèque de Polytech'Annecy-Chambéry, site d'Annecy.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T P1999/1
  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2286)
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