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Theses Year : 2010

Safe switching of mode for discrete-event systems

Commutations sûres de mode pour les systèmes à événements discrets

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Gregory Faraut

Abstract

The work presented in this thesis concerns a framework applied to the modal approach for discrete-event system (DES). A mode is a particular configuration of a system where this one handles a set of components and has to respect a set of specifications. The problem of mode management is about the design of modes and on their switching. The aim of our work is to propose a, completely defined, designing framework, where the specifications are guaranteed, and only the admissible switching between modes may happen. It also verifies that every switching in a mode effectively leads to safely another one. To reach this goal, we firstly use the Supervisory Control Theory (SCT) which computes safe models in which the requirements are respected. The proposed framework is composed by several steps, splitting the different studies of design. The first step focuses on the formalization of requirements into mathematical models - Finite State Machine. The next one concerns the synthesis by SCT of the internal behavior of mode to ensure that the specifications are respected, independently of other modes. The third step studies the switching behavior such as the switching specifications in each mode are respected. In this step, the admissible switchings are specified and forbid the other ones. The next step is a function of process tracking which verifies that all switchings effectively lead into only one mode. In the opposite case, the function of process tracking identifies and characterizes the problematic switchings to help the designer to solve these possibilities. At the end, a step of merging states is computed to remove the non-significant states and obtaining one model per mode representing the behavior of this one. To show the applicability of the proposed framework, we apply it on an example used in the literature.
Le travail présenté dans ce mémoire concerne une démarche de conception appliquée à une gestion modale pour les systèmes à événements discrets (SED). Un mode est une configuration particulière du système où celui-ci exploite un ensemble de composants et doit respecter un ensemble de spécifications. La problématique de la gestion de mode porte principalement sur la conception des modes et sur leurs commutations. Notre objectif est de proposer une démarche de conception complètement définie où les spécifications sont assurément respectées, et où seules les commutations désirées entre modes peuvent se produire. Il est également vérifié que toute commutation dans un mode mène de manière sûre dans un autre mode. Pour réaliser cet objectif, nous utilisons la théorie de contrôle par supervision qui permet de concevoir des modèles sûrs par construction tel que les spécifications utilisées pour la construction soient respectées. La démarche proposée possède plusieurs étapes séparant ainsi les différentes études de conception. La première concerne la formalisation du cahier des charges en modèles automate à états. L'étude suivante concerne le comportement interne où celui-ci doit respecter les spécifications propres aux modes, indépendamment des autres modes. Cette étape valide le comportement de chaque mode, avant d'étudier leurs commutations. La troisième étape étudie le comportement commutatif tel que les spécifications de commutations soient respectées. Cette étape spécifie les commutations désirées, et inversement celles non voulues. L'étape suivante est l'exécution d'une fonction de suivi de trajectoire qui vérifie que toutes les commutations mènent bien dans un autre mode. Dans le cas contraire, la fonction de suivi identifie et caractérise les commutations problématiques afin d'aider le concepteur dans la résolution de ces situations. Enfin, une étape de fusion d'états finalise la démarche afin de fournir un modèle par mode qui représente le comportement de celui-ci. Pour montrer l'applicabilité de la démarche proposée, et sa faculté à être utilisée en milieu industriel, nous l'utilisons sur un exemple de taille importante utilisée dans la littérature.
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Dates and versions

tel-00945172 , version 1 (18-03-2014)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00945172 , version 1

Cite

Gregory Faraut. Commutations sûres de mode pour les systèmes à événements discrets. Automatique / Robotique. INSA de Lyon, 2010. Français. ⟨NNT : 2010-ISAL-0108⟩. ⟨tel-00945172⟩
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