Modélisation et simulation des systèmes dynamiques hybrides : formalisme Scicos et compilation

Modelling and simulation of hybride systems : Scicos formalism and compilation

• Auteur / Autrice : Azzedine Azil
• Direction : Ramine Nikoukhah
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Langages synchrones

Génération de code

Solveurs numériques

Compilateur Scicos

Résumé

Nous présentons dans cette thèse une méthodologie pour la modélisation et la simulation de ces systèmes dynamiques hybrides. Le principal objectif de cette modélisation est la simulation du système complet, i. E. De l'environnement avec son système de commande, de façon à répondre aux besoins du monde industriel comme par exemple la validation des lois de commandes. Notre principale contribution est l'extension du formalisme Scicos dans l'objectif d'avoir un formalisme mathèmatique bien défini qui permettera la modélisation et la simulation d'une large classe des systèmes dynamiques hybrides. Nous avons ensuite implémenté ce formalisme dans une sémantique de compilation bien claire, où nous avons développé les différents aspects et règles de la compilation afin d'obtenir un compilateur Scicos robuste et mieux adapté aux applications temps-réel. Ce nouveau compilateur génère un modèle récursif où toutes les activations sont synchrones. Il est cependant indispensable d'adapter le simulateur d'une manière récursive. La mise en oeuvre de la simulation est détaillée par l'analyse et l'adaptation des différentes fonctions astreintes à son exécution et à la gestion dans son évolution. Enfin, nous nous sommes intéressés à la génération automatique de code où nous avons proposé une nouvelle contribution qui offre la possibilité d'obtenir le code caractérisant l'algorithme de description du fonctionnement de n'importe quelle partie (discrète, continue et hybride) d'un schéma-bloc. En général ce code est utilisé soit pour l'accélération de la simulation Scicos (en remplaçant un super-bloc entier par un bloc standard) soit dans les applications temps réel embarquées.

In this thesis we present a methodology for modelling and simulation of hybrid dynamical systems. The main objective of this modelisation is the simulation of a complete system, i. E. The environment with control system and the way to satisfy the industerial needs such as validating the control laws. The main contribution of this thesis is extending the Scicos formalism to have a well defined mathemathical formalism to model and simulate a large class of hybrid dynamical system. Then we have implemented this formalism in compilation semantic that we have developped different aspects and compilation rules to make Scicos compiler robust and adapted to real-time applications. The new compiler generates a recursive model in which all activations are synchronous. So it is necerssary to use the simulator recursively. The simulation has been detailed with analysis and adaptation of different functions with their execution as wel as the their evolution. At last, the automatic code generation has been introduced. In this section, we have proposed a new contribution to obtain a code characterizing the description aslgorithm of any part of a Scicos diagram (discret or continuous). In general, this code is use ether to accelarate the scicos simulation ( by using a single standard block instead of a super block) or in real time applications.