Allocation de fonctions de commande de systèmes critiques par recherche d'atteignabilité dans un réseau d'automates communicants

Mapping of control functions of critical systems by reachability analysis in a network of communicating automata

• Auteur / Autrice : Thibault Lemattre
• Direction : Jean-Marc Faure
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique Électrotechnique Automatique
• Date : Soutenance le 09/07/2013
• Etablissement(s) : Cachan, Ecole normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benoît Iung, Patrice Leclaire, Jean-François Pétin, Patrick Salaün
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Kamel Barkaoui, Audine Subias

Mots clés

Mots clés contrôlés

Logiciels -- Vérification

Architecture -- Informatique

Automates programmables

Mots clés libres

Architectures de commande

Architecture opérationnelle

Automates communicants

Recherche d'atteignabilité

Vérification formelle

Control architectures

Operational architecture

Communicating automata

Reachability analysis

Formal verification

Résumé

La conception d'architectures opérationnelles d'un système de contrôle-commande est une phase très importante lors de la conception de systèmes de production d'énergie. Cette phase consiste à projeter l'architecture fonctionnelle sur l'architecture organique tout en respectant des contraintes de capacité et de sûreté, c'est-à-dire à allouer les fonctions de commande à un ensemble de contrôleurs tout en respectant ces contraintes. Les travaux présentés dans cette thèse proposent : i)une formalisation des données et contraintes du problème d'allocation de fonctions - ii)une méthode d'allocation, par recherche d'atteignabilité, basée sur un mécanisme d'appel/réponse dans un réseau d'automates communicants à variables entières - iii)la comparaison de cette méthode à une méthode de résolution par programmation linéaire en nombres entiers. Les résultats de ces travaux ont été validés sur des exemples de taille réelle et ouvrent la voie à des couplages entre recherche d'atteignabilité et programmation linéaire en nombres entiers pour la résolution de problèmes de satisfaction de systèmes de contraintes non linéaires.

The design of operational control architectures is a very important step of the design of energy production systems. This step consists in mapping the functional architecture of the system onto its hardware architecture while respecting capacity and safety constraints, i.e. in allocating control functions to a set of controllers while respecting these constraints. The work presented in this thesis presents: i) a formalization of the data and constraints of the function allocation problem- ii) a mapping method, by reachability analysis, based on a request/response mechanism in a network of communicating automata with integer variables- iii) a comparison between this method and a resolution method by integer linear programming. The results of this work have been validated on examples of actual size and open the way to the coupling between reachability analysis and integer linear programming for the resolution of satisfaction problems for non-linear constraint systems.