Conception par composantes de contrôleurs d'usines modulaires utilisant la théorie du contrôle supervisé

Abstract

La complexité croissante des processus industriels et de leurs systèmes de contrôle rend de plus en plus attrayant l'usage des méthodes formelles pour leur conception. Plusieurs méthodes ont été mises au point tant pour la synthèse que pour la vérification, utilisant divers formalismes pour la modélisation de problèmes de contrôle et le raisonnement. Lorsqu'un processus peut être modélisé sous forme d'un système à événements discrets, la théorie du contrôle supervisé, originalement formulée par Ramadge et Wonham, offre une base formelle intéressante pour la spécification de problèmes de contrôle car elle permet, par l'application de procédures de synthèse, d'obtenir automatiquement un contrôleur pour le processus.La théorie souffre cependant d'un problème d'explosion combinatoire puisqu'elle utilise des automates d'états finis comme formalisme de modélisation. Plusieurs investigations se sont concentrées sur les moyens de mitiger ce problème en prenant avantage, soit de la structure des systèmes modélisés, soit des propriétés de leur spécification. Il en résulte plusieurs formes de la théorie dont, entre autres, les variantes modulaire, répartie et hiérarchique. D'autre part, certains efforts de recherche se sont concentrés sur le problème de l'implémentation des contrôleurs obtenus par les procédures de synthèse de la théorie. Il existe donc à ce jour plusieurs implémentations de ces procédures couvrant toutes les variantes de la théorie. Mais il ne semble pas y avoir encore d'environnement couvrant le processus de conception au complet. Le problème est encore plus aigu si l'on considère que la phase de modélisation est en général mal définie, voire même ignorée, dans ces implémentations.La présente thèse se propose de dégager les principes permettant de concevoir un environnement couvrant l'ensemble du processus d'ingénierie de contrôleurs dans le cadre de la théorie du contrôle supervisé, intégrant un outillage adéquat pour les trois phases du processus : modélisation, synthèse et génération de code.