Application of the holonic paradigm to hybrid control systems
Application du paradigme holonique aux systèmes de contrôle hybrides
Résumé
Several studies typically arise from the interaction of discrete planning algorithms and continuous processes, normally called hybrid control systems. It consists in three distinct levels, the controller, the plant and the interface. Hybrid control systems are conventionally modeled by switching patterns using the whole system instead of atomic resource. Therefore, the reconfiguration process is complex because it must take into account the system as a whole, making the hybrid control systems inflexible and more susceptible to uncertainties. The need for flexibility thus leads several teams to investigate the application of holonic paradigm to hybrid control systems. The objective of this document is to demonstrate the possibility to apply almost directly a holonic discrete-event based reference architecture to hybrid control systems. To do this, it is proposed a model called holonic hybrid control model (H2CM) derived from the PROSA architecture application on hybrid control systems. Two study cases were taken for verifying the proper operation of the proposed model; the first is a typical example from the hybrid systems literature call switched arrival systems and a second is an example from a real process in industrial electricity generation process, specifically a Combined Cycle Plant (CCP). Both study cases were simulated in Java and a series of experiments looking for measure flexibility, autonomy, cooperativeness, performance and stability were applied.
De nombreux travaux s’intéressent à l’interaction entre des process de fabrication continue et des algorithmes de planification discrets, ce qui a créé une classe de systèmes hybrides appelées « Hybrid Control Systems » (HCS). Ces systèmes peuvent être décomposés en trois niveaux distincts : les niveaux contrôleur, atelier et interface. Les HCS sont traditionnellement modélisés par des systèmes à commutation représentant le système complet plutôt que des ressources atomiques. De ce fait, les process de reconfiguration sont complexes car il est nécessaire de considérer le système dans sa globalité, rendant les HCS peu flexibles et plus sensibles aux incertitudes. Ce besoin de flexibilité a donc poussé plusieurs équipes à travailler sur l’application du paradigme holonique aux HCS.L’objectif de cette thèse est de démontrer la possibilité d’appliquer pratiquement directement l’une des architectures de référence holonique des systèmes à évènements discrets aux HCS. Pour ce faire, nous proposons une nouvelle architecture appelée Holonic Hybrid Control Model (H²CM), basée sur l’architecture PROSA, et son application sur les HCS.Deux cas d’études sont présentés pour vérifier le fonctionnement correct du modèle proposé ; le premier est un exemple typique de la littérature des systèmes hybrides appelé Système à Commutations d’Arrivée, tandis que le second est inspiré d’un process industriel de génération d’électricité, spécifiquement un Process à Cycles Combinés. Ces deux cas d’études ont été simulés et un ensemble d’expérimentations aété mené afin d’évaluer les caractéristiques de flexibilité, autonomie, coopération, performance et stabilité du système de contrôle obtenu.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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