Modélisation modulaire de systèmes articulés : Conception orientée-objet de plates-formes de simulation

• Auteur / Autrice : Nicolas Seguy
• Direction : Madeleine Pascal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Conception orientée objets (informatique)

Systèmes mécaniques articulés

Résumé

En vue de la réalisation d'une plate-forme de simulation interactive, ce travail de thèse propose une modélisation modulaire des équations du mouvement de systèmes multicorps à partir de méthodes de pénalité. Un système dynamique est alors décrit comme un assemblage de sous-systèmes contraints possédant leurs propres modèles et méthodes de résolution. La stabilité numérique est assurée par un calcul automatique des facteurs de pénalité introduits au niveau des liaisons et un processus itératif basé sur un formalisme de Lagrangien augmenté au niveau des composants. Les formalismes et les méthodes de résolution retenues respectent les propriétés de flexibilité afin d'assurer une modification aisée de la topologie du système. Cet assemblage de composants autonomes est adapté à une programmation orientée-objet qui permet l'ajout ou la suppression dynamiques d'instances des classes de bases. L'outil de simulation autorise alors des modifications interactives de la scène virtuelle.

This work presents a modular model of rigid multibody systems using penalty methods in the context of interactive simulation in computer-aided design. A dynamic system can be viewed as an assembly of constrained sub-systems with their own formalism and solving methods. Automatic calculation of penalty factors at each joint and the use of an iterative process based on an augmented Lagrangian formulation in components insure numerical stability. Formalisms and solving methods are chosen for flexibility in order to easily modify the topology of the system. This assembly of autonomous components is well suited to object-oriented programming in which instances of the basic classes can dynamically be added or removed. The simulation tool can then interactively modify the virtual scene.