Proposition d'une structure de contrôle par supervision hièrachique et distribuée : application à la coordination
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The aim of our works is to propose and develop a formai method of reactivity that elaborate commands that respect exception behavior in order to ensure the continuity of system in the presence of critical failures. This approach is based on Ramadge and Wonham (RW) theory that use the languages and automaton theory. The R W them•y allows to carry out a systematic synthesis of controllers and is interesting to the qualitative aspect of actions. However the essential problem of RW supervisory control is the complexity of the supervisor’s size. Our work was therefore to approach in a first time the problem of the controller’s complexity by proposing an hierarchical - distributed supervisory control that consist in dividing tasks control horizontally and vertically. The obtained local controllers are simple, optimal and consistent. The proposed structure can be dedicated to the reactivity by recognizing and by managing the behavior of the systems in abnormal situation. In case of non-conflicting, the structure proposed seems to be able to integrate nominal and degraded behavior modes. However, when the degraded behavior mode cannot respect the nominal specifications, then the two behavior modes will be conflicting. In this case, our second contribution consists in extend the hierarchical-decentralized structure to a reactive coordination structure whose role consists in react to the critical failure occurrences. The proposed approach has shown thus the possibility to implement a reactivity form of dysfunctional systems. This second proposition consists to set up a reactive coordination module to the hierarchical-decentralized supervisory control system. The coordinator is sensible of critical failures and integrate detection, observation and recovery functions. This approach allows first to manage reactivity according to the failures nature, and on the other hand to manage state recuperation of the process after recovery.
Abstract FR:
L'objectif de nos travaux a consisté à développer une forme de réactivité permettant d'élaborer de nouvelles commandes répondant au fonctionnement d'exception afin d'aboutir à un fonctionnement sûr sous risques contrôlés. Cette approche a été abordée du point de vue de la théorie de Ramadge et Wonham (RW) qui repose sur la théorie des langages et des automates. La théorie de RW fournit une méthodologie pour réaliser la synthèse systématique de contrôleurs s'intéressant ainsi à 1' aspect qualitatif des actions. Souffrant de la complexité de la taille des contrôleurs, cette théorie s'applique difficilement aux systèmes complexes. L'enjeu de notre travail était donc d'aborder dans un premier temps le problème de la complexité des contrôleurs en proposant une structure de contrôle par supervision hiérarchique et distribuée qui a consisté à distribuer les différentes tâches de contrôle horizontalement et verticalement. Les différents contrôleurs locaux obtenus sont simples, optimaux et consistants. De plus au delà de son aspect simplificateur, la structure proposée peut être dédiée à la réactivité en reconnaissant et en gérant la conduite des systèmes en situation anormale. En cas de non conflictualité, la structure que nous avons proposé semble bien intégrer les modes de fonctionnement nominal et dégradé. Cependant, lorsque le fonctionnement dégradé implique un non-respect des spécifications nominales, un conflit entre les deux modes de fonctionnement est engendré. Dans cette optique, notre seconde contribution a consisté à étendre la structure hiérarchique et distribuée à une structure de coordination réactive dont le rôle consiste à réagir à 1 'occurrence de défaillances critiques. L'approche proposée a montré ainsi la possibilité de mettre en oeuvre une forme de réactivité des systèmes aux dysfonctionnements en s'appuyant sur leur flexibilité. Elle a consisté à adjoindre au système de contrôle par supervision hiérarchique et distribué, un module de coordination réactif aux défaillances critiques intégrant les fonctions de détection, d'observation et de recouvrement. Cette approche a permis d'une part de gérer la réactivité selon la nature des défaillances, et d'autre part de gérer le suivi du procédé après recouvrement.