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Résumé

Les travaux présentés s'inscrivent dans le cadre de la supervision et de la commande des systèmes hybrides, avec dans un premier temps, l'application des réseaux de Petri à la commande floue et dans un second temps, la supervision des systèmes discontinus. Le premier thème considère l'aspect hybride du procédé au niveau de la commande locale. L'approche proposée est basée sur un modèle combinant les réseaux de Petri et la théorie des ensembles flous. L'idée de base est de permettre l'intégration du contrôle continu au sein d'un modèle à événements discrets dans le but de réaliser des régulations élémentaires. Le second thème considère l'aspect hybride du procédé au niveau supervision et s'intéresse plus particulièrement aux procédés à traitements par lots (procédés "batch"). Ces procédés, dans lesquels la matière est de nature continue et les traitements que subissent les lots de matière sont de type continu, présentent des aspects continus et discrets étroitement liés. La conception du système de commande doit nécessairement prendre en compte cet aspect hybride. Nous proposons une approche globale, modulaire et hiérarchique du système de commande basée sur une décomposition en niveaux (supervision, coordination, commande locale) et intégrant la phase de détection des défaillances du procédé. La distribution de la commande autour de deux réseaux locaux (un à caractère discret, l'autre à caractère continu), interfacés par un générateur d'événements, permet de tenir compte des échanges synchrones et asynchrones entre les différents niveaux de commande. Le modèle utilisé résulte de l'association de deux formalismes, les réseaux de Petri pour représenter l'aspect discret et les équations algébro-différentielles, pour représenter l'aspect continu. La modélisation est basée sur la séparation de l'aspect commande et de l'aspect procédé: un réseau de commande et un modèle de référence hybride décrivant le comportement attendu du procédé et permettant de détecter les défaillances de celui-ci.

Abstract

The presented works belong to the field of supervision and control of hybrid systems. First, the application of Petri nets to fuzzy control is presented and then, the supervision of discontinuous processes. The first work considers the hybrid aspect of the process at the control level. The proposed approach is based on a model merging Petri nets and fuzzy set theory. The basic idea is to integrate the continuous control in a discrete event model with the aim to realize elementary regulations. The second work considers the hybrid aspect at the supervisory control level and concerns batch processes. In these processes, the matter is continuous and the processing of matter batches is continuous. They closely link continuous and discrete aspects and the design of the control system must necessarily take this hybrid aspect into account. We propose a global, modular and hierarchical approach of the control system. This approach is based on three levels, supervision, coordination and local control and integrate the on-line detection phase of process failures. The control is distributed around two local area networks (one discrete and the other one continuous). It allows to take the synchronous and asynchronous exchanges into account between control levels. An event generator ensures the interface between the two networks. The used model results from the combination of two formalisms. Petri nets represent discrete aspects and algebraic-differential equations the continuous ones. The modelling is based on the separation of the control aspect and the process aspect: a control net and a hybrid reference model describing the expected behavior of the process, in order to detect process failures.

Mots-Clés / Keywords

On-line detection; Distributed and hierarchical architecture; Hybrid model; Fuzzy Petri nets; Petri nets; Supervision/Control; Batch processes; Hybrid systems; Détection; Architecture hiérarchisée et répartie; Modèle hybride; Réseaux de Petri flous; Réseaux de Petri; Supervision/Commande; Procédés "batch"; Systèmes hybrides;