Contrôle et contrôle stabilisant des Systèmes à Evénements Discrets Temporels : application au recouvrement des défaillances des systèmes de production

= Control and stabilizing control of Timed Discrete Event Systems : Application to failure recovery of production systems

• Auteur / Autrice : Abdelhakim Khatab
• Direction : Eric Niel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique industrielle
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LAI - Laboratoire d'Automatique Industrielle (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Langages formels

Résumé

Nous proposons une approche de contrôle par retour d'état statique des Systèmes à Evénements Discrets Temporels (SEDT) dont le modèle est un automate temporel statique auquel est associé un automate temporel dynamique. Le modèle exploite essentiellement les différentes informations relatives aux états et est basé sur la logique des prédicats et de leurs fonctions de transformation. Nous proposons une extension de la définition de la contrôlabilité de la théorie Ramadge et Wonham, formulée en termes d'invariance et d'atteignabilité des prédicats, et nous montrons qu'eel sert de condition nécessaire et suffisante pour l'existence d'un contrôleur par retour d'état statique. Dans un premier temps, seules les contraintes qualitatives sont considérées. Dans un second temps, nous proposons une approche complémentaire permettant la prise en compte des deux types de contraintes qualitatives et quantitatives. Des algorithmes pour la synthèse de contrôleurs son proposés. Ensuite, en se plaçant dans le cadre de l'assurance d'un fonctionnement sûr, nous proposons une extension aux SEDT des concepts de stabilité et de stabilisation des SED. La stabilité est la propriété d'un système pouvant rejoindre à partir de n'importe quel état un sous-ensemble d'états. En revanche, la stabilisation caractérise la possibilité de conduire un système depuis un état particulier vers un sous-ensemble détats prédéfini. Deux définitions de la stabilité et des algorithmes de la synthèse de contrôleurs (par retour d'états statique) stabilisants sont proposés. Ces résultats sont ensuite exploités pour élaborer un cadre formel et la mise au point de techniques visant l'accroissement de performances et des possibilités de reconfiguration des systèmes sujets aux disfonctionnements.

A Static State Feedback Control approach of Timed Discrete Event Systems (TDES) is proposed. A TDES is modeled by untimed automata and its corresponding timed automata. This model by the incorporation of data variables allows concise description of TDES. Based on predicates and predicate transformers, the control exploits information relative to the state of the model. Definition of Ramadge and Wonham controllability is extended and formulated in terms of invariance and reachability of predicates. Next, we show that predicates controllability is the necessary and sufficient condition for the existence of Static State feedback Controller. The approach is split in two parts. In the first, qualitative constraints are only considered. The second is a cornplementary approach and related to both qualitative and quantitative constraints. Controller synthesis algorithms are then proposed. Dealing with systems safety-critical functioning, the concept of stability and stabilization of DES is extended to TDES. A system is said to be stable if starting from any initial state canal ways reach a predefined subset of the state set. However, stabilization is concerned with the possibility of driving a given system from arbitrary initial state into a target subset of state set. Two definitions of stability and synthesis algorithms of stabilizing controllers are established. On the basis of these results, to ensure failure recovery we propose a framework to design and synthesize a suited reactivity control over critical failures.