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Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur Doc. S 7 105 − 1 P O U R E N S A V O I R P L U S Systèmes dynamiques hybrides Modélisation et simulation par Michel BERTRAND Docteur-ingénieur, École nationale supérieure d’arts et métiers (ENSAM), Lille Claude IUNG Professeur, École nationale supérieure d’électricité et de mécanique (ENSEM), Nancy et Janan ZAYTOON Professeur, université de Reims Bibliographie Références [1] ZAYTOON (J.) (éd.). – Les Systèmes Dynami- ques Hybrides. 3e Conférence Internationale sur l’Automatisation des Processus Mixtes ADPM’98, Reims (19-20 mars 1998). [2] FRACHET (J.P .). – The Hyperﬁnite Signal : a new concept for modelling dynamic systems. Computing Anticipatory Systems (Casys’97), Liège, Belgique, éd. D. Dubois (août 1997). [3] LE BAIL (J.), ALLA (H.) et DAVID (R.). – Réseaux de Petri hybrides. Technique et science informatiques, 11, no 5, 95-120 (1992). [4] ALLA (H.) et coll. – Les systèmes de produc- tion par lot : une approche discret-continu utilisant les réseaux de Petri hybrides. ADPM’92, Paris (janv. 1992). [5] HAREL (D.). – Statecharts : a visual formalism for complex systems. J. of Science of Com- puter Programming, 8, no 1, 231-274 (1987). [6] SCHON (W.) et coll. – Modélisation hybride dans le cadre des développements d’un sys- tème temps réel d’aide à la conduite automo- bile. Journée d’études sur les nouvelles percées dans les langages pour l’automatisa- tion, Amiens, éd. SEE (Club 18) (25 nov. 1999). [7] ZAYTOON (J.) et coll. – Systèmes dynami- ques hybrides. Hermes Sciences Publications (2001). [8] VALENTIN (C.). – Modélisation par RdP mixtes : un cas d’études. Communication au groupe SDH, Paris (4 oct. 2001). [9] DAUPHIN-TANGUY (G.) et coll. – Les bond- graphs. Traité IC2, Hermes Sciences Publica- tions (2000). [10] BRENIER (H.). – Les spéciﬁcations fonction- nelles. Automatismes industriels et temps réel. Dunod (2001). 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[16] BERTRAND (M.) et IMBERT (G.). – Simulation et commande d’un séchoir pilote. MOSIM’03, Toulouse (avril 2003). [17] KALMAN (R.E.), FALB (F .L.) et ARBIB (M.). – Topics in mathematical system theory. Mac Graw-Hill (1969). [18] BÜHLER (H.). – Réglage par mode de glisse- ment. Presses Polytechniques Romandes (1986). [19] MARECHS (I.) et WILLEMES (J.C.). – Elimina- tion of latent variables in real differential algebraic systems. Open Problems in Mathe- matical Systems and Control Theory, Sprin- ger Verlag (1998). [20] MATTSSON (S.E.), ELMQVIST (H.) et BROE- NINK (J.F .). – Modelica: An international effort to design the next generation modelling lan- guage. Journal A, Benelux Quarterly Journal on Automatic Control, 38 : 3, 16-19 (sept. 1997). Special issue on Computer Aided Control System Design, CACSD (1998). [21] SCHUMACHER (J.M.). – Re-initialization in discontinuous systems. Open Problems in Mathematical Systems and Control Theory, 203-209, Springer (1998). [22] LESAGE (J.J.) et coll. – Modélisation des sys- tèmes réactifs. MSR’99. Hermes Sciences Publications (1999). [23] FOSSARD (A.J.), NORMAND-CYROT (D.) et groupe non linéaire DRET/AFCET. – Systè- mes non linéaires. Masson (1993). Dans les Techniques de l’Ingénieur KAUFMANN (A.). – Introduction à la logique ﬂoue. [R 7 032], traité Informatique industrielle (1992). MIRA (C.). – Étude qualitative. Méthode de l’espace de phase. [R 7 160], traité Informatique indus- trielle (1983). COLOMBARI (G.) et BRARD (P .). – Outil de descrip- tion des automatismes séquentiels : le GRAF- CET. [R 7 250], traité Informatique industrielle (1988). LADET (P .). – Réseaux de Petri. [R 7 252], traité Informatique industrielle (1989). DUPONT (D.) et DUBOIS (D.). – Réalisation techno- logique du GRAFCET. [S 8 032], traité Informati- que industrielle (2002). GIROUX (P .). – Langage UML : développement de logiciel et modélisation visuelle. [H 3 238], traité Technologies logicielles – Architectures des sys- tèmes (2004). Normes ANSI/ISA-88. 01-1995 Batch Control Part 1 : Models and Terminology ANSI/ISA-88.00. 02-2001 Batch Control Part 2 : Data Structures and Gui- delines for Languages ANSI/ISA-88.00. 03-2003 Batch Control Part 3 : General and Site Recipe Models and Representation _____________________________________________________________________________________________________________________________________ P O U R E N S A V O I R P L U S Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie Doc. S 7 105 − 2 est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur Logiciels (liste non exhaustive) Statemate : ce logiciel permettant la simulation des statecharts a été déve- loppé par D. Harel, le créateur de cet outil, et son équipe. Il inclut aussi un autre type de graphe, les activitycharts, et permet la réalisation d’interfaces homme- machine de type industriel, avec boutons poussoirs et voyants. Stateﬂow : c’est un module du logiciel Matlab/Simulink ; il bénéﬁcie donc des auxiliaires (bibliothèque de fonctions, etc.) disponibles dans cet environ- nement très répandu. Il simule le fonctionnement d’un statechart discret, et peut traduire le fonctionnement hybride par liaison avec le modèle de la partie continue sous Simulink. Si la commande a été intégrée dans la simulation, elle peut être traduite en exécutable temps réel. Sirphyco : ce logiciel permettant la modélisation et la simulation de plu- sieurs variants des réseaux de Petri hybrides a été développé au laboratoire d’automatique de Grenoble. YAHMST (Yet another Hybrid Simulation Tool) a été développé au labora- toire d’automatique de Grenoble et appliqué au cas d’un processus batch (cf. § 1.1.3) complexe. Il est implanté à l’aide du langage orienté objet Java et per- met la structuration hiérarchique du modèle. Basé sur l’association à un mode discret d’un jeu d’équations continues, il intègre au solveur un détecteur d’événements, facilitant le calcul des instants de commutation, et une analyse des équations permettant souvent une simpliﬁcation de la représentation. UML (Uniﬁed Modeling Language) (voir l’article [H 3 238]) : il s’agit d’une notation permettant de modéliser un système sous forme objet, c’est-à-dire d’en faire une représentation informatique indépendamment d’un langage de programmation. Elle constitue depuis novembre 1997 un standard déﬁni par l’Object Management Group. Elle a beaucoup d’applications dans la simula- tion des systèmes hybrides structurés à partir du discret, donc modélisés notamment par statecharts ou réseaux de Petri. Dymola est un outil de simulation multi-engineering développé par la société Dynasim autour de Dr Elmqvist. Il est basé sur Modelica, un forma- lisme orienté objet de modélisation des systèmes physiques développé par la Modelica Association. Dymola peut fonctionner avec plusieurs moteurs de calcul (ACSL, Dymosim ou Simulink), mettant en œuvre des méthodes numé- riques performantes pour la gestion de boucles algébriques par exemple. Il permet la déﬁnition d’états continus et discrets et peut ainsi simuler des systèmes hybrides. De nombreuses applications existent dans les principaux secteurs industriels. Organismes Groupe de travail sur les systèmes dynamiques hybrides Le groupe de travail français sur les systèmes dynamiques hybrides fonc- tionne sous l’égide de la Société de l’électricité, de l’électronique et des tech- nologies de l’information et la communication (SEE) et du Club des enseignants et chercheurs en électronique, électrotechnique et automatique (club EEA). Il fait partie du Groupe de recherche en automatique (GdR Automa- tique). Il se réunit 5 à 6 fois par an depuis plus de 15 ans, organise régulièrement des congrès internationaux (ADPM jusqu’en 2000, maintenant IFAC ADHS). Animé par J. Zaytoon, ce groupe travaille actuellement sur deux projets : « Approches formelles pour l’analyse et la synthèse sûre des SDH » et « Automatique des systèmes électromécaniques incluant des convertis- seurs statiques (approche hybride) ». http://www.supelec-rennes.fr/sdh The Instrumentation, Systems, and Automation Society (ISA) http://www.isa.org uploads/Industriel/ syste-mes-dynamiques-hybrides-mode-lisation-et-simulation-fiche-documentaire.pdf