MEMOIRE DE FIN D’ETUDE EN VUE DE L’OBTENTION DU Diplôme ...

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE LENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE LARBI BEN MHIDI OUM EL BOUAGHI Faculté des sciences et science appliquées Département de génie électrique Filière d’Électronique MEMOIRE DE FIN D’ETUDE EN VUE DE L’OBTENTION DU Diplôme Master Académique Spécialité : Electronique des systèmes embarqués Thème Présenté par : Dirigé par : BOULAHBAL ilhem Dr MEGRI Fayçal Conception d’une commande en temps réel d’un système à base du simulateur TrueTime PROMOTION 2018-2019

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR

ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE LARBI BEN MHIDI OUM EL BOUAGHI

Faculté des sciences et science appliquées

Département de génie électrique

Filière d’Électronique

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE

EN VUE DE L’OBTENTION DU Diplôme

Master Académique

Spécialité : Electronique des systèmes embarqués

Thème Présenté par : Dirigé par : BOULAHBAL ilhem Dr MEGRI Fayçal

Conception d’une commande en temps réel d’un système à base du simulateur TrueTime

PROMOTION 2018-2019

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Table des matières

REMERCIEMENTS

Je remercie ALLAH le tout puissant pour la

volonté et la patience qu'il m'a donné tout au long de mes études.

Je tiens à remercier sincèrement monsieur Dr. MEGRI

FAYCAL pour son encadrement, sa compréhension, ses

conseils, ses observations son aide et sa disponibilité durant la

réalisation de ce mémoire.

Je remercie tous les membres de jury pour avoir accepté de juger ce travail.

Je remercie mes parents, mes frères et sœurs, mes proches et mes amis qui m’ont aidé à la réalisation de ce travail.

Merci à toute personne ayant contribué de

prés ou de loin à la concrétisation de ce projet.

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Table des matières

Dédicace Grâce à notre bonne volonté, notre acharnement, dieu tout

puissant nous a donné la force et le courage pour la réalisation

de notre mémoire.

Je dédié ce travail à ma très chère famille pour toute

l’affection qu’ils m’ont donné, leur soutien moral et financier.

Mes parents.

Mes sœurs Hasna et yousra.

Mon frère abd el ghafor.

Tous mes amis sans oublier samira et houria.

Mes collèges et à tous ceux qui m’ont aidés de près ou de loin

durant toutes mes années universitaires.

Pour finir, je dédie ce mémoire à tous ceux qui m’aiment et à

tous mes amis et amies que j’ai connus

pendant ma période d’étude.

ilhem

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Table des matières

Remerciements………………………………………………………..……..….……………....i Dédicace……………………………………………………………………………..................ii Table de matière……………………………………………………………………................iii Liste des figures………………………………………………………………….……….........v Liste des abréviations…………………………………………………………………………vii

Introduction Générale………………………………………………………………................1

Chapitre I : les systèmes controlé en réseau.

I Introduction…………………………………………………………………………………..2

II Les systèmes contrôlés en réseau (SCRs)………………………………………..................2

II.1 Définition du réseau…………………………………………………………...............2 II.2 Définition d’un SCR …………………………………………………………….........2 II.3 Structures d’un SCR ………………………………………………………...............3 II.3.1 La structure directe…………………………………………………………...…..3

II.3.2 La structure hiérarchique…………………………………………………..……..3

II. 4 Approche co-conception ……………………………………………………………....4 III Système contrôlé en réseau sans fil(SCRSF)………………………………………………4 III .1 Définition du réseau sans fil……………………………………………...………......4 III.2 Définition des systèmes contrôlés en réseau sans fil……………………………........4 III.3 Présentation du problème des systèmes contrôlés en réseau sans fil….......................5

IV Approche co-conception………………………………………………………..…………..5 V Choix de l’outil de simulation (MATLAB/Simulink)……………………………………....5

V.1 C'est quoi le TrueTime……………………………………………………...............6 VI Conclusion……………………………………………………………………………….…6

Chapitre II : Simulateur True Time. I Introduction………………………………………………………………………………….7 II presentation du TrueTime ………………………………………………………………….7

III Les blocs SIMULINK…………………………………………………………………........8 III.1 Bloc TrueTime Kernel……………………………………………………………........8 III.2 Bloc TrueTime Network…………………………………………………………........9

III.2.1 Bloc TrueTime Network (Réseau TrueTime)……….…….………………..........9

III.2.2 Bloc TrueTime Wireless Network (Réseau sans fil TrueTime)………….………9

III.2.3 Bloc TrueTime Ultras Ound Network (Réseau à ultrasons)……………..............10

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Table des matières III.3 Bloc TrueTime Send et TrueTime Receive(les blocs d'interface réseau autonome)……………………………………………………………………………….….....12 III.4 Bloc TrueTime Battery (Bloc batterie)…………………………………………...….14

IV l’exemple contrôle en réseau d'un servo DC (Networked) …………………....................15

IV.1 Le schéma d’exemple ( Networked)……………………..……..……………….…..15 IV.2 Comment fonctionne l'exemple (Networked)………………………………….…....16 IV.3 Analyser chaque composant……………………………………………………...…16

IV. 3.1 Nœud d'interférence…………………………………………………….……..16 IV. 3.1.1 Code d'initialisation pour le nœud d'interférence…………………...……17 IV.3.2 Nœuds de capteur et d'actionneur………………………………………….....17

IV.3.2.1 Le code d'initialisation pour le nœud capteur / actionneur………………17

IV.3.3 Le nœud de contrôleur…………………………………………………….…..17 IV.3.3.1 Le code d'initialisation pour le nœud du contrôleur……………………..18 IV.3.3.2 Le code pour le nœud du contrôleur……………………………….….…18 IV.3.4 le nœud de réseau (Network)………………………………………….……....18 IV. 4 Résultats et discussion…………………………………………………………...…19

V Conclusion ………………………………………………………………………………....19

Chapitre III : Simulation d’un système commandé en réseau via True Time . I Introduction. ……………………………………………………………………….….…….20

II Architecture du système de commande………………………………………….………... 21

II.1 Description du système ……………………………………………………...………22

II.2 Contrôleur PID…………………………………………………………………….....23

II.3 Implémentation du régulateur flou dans MATLAB……………………………….…24

III Architecture du système de commande dans un réseau………………………….……..…27

III.1 Programmation sous TrueTime…………………………………………….………..27

IV Conclusion……………………………………………………………………….………..31

Conclusion générale ………………………………………………………………..……….32 Référence Résumé

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Liste des figures Chapitre I :Les systèmes controlé en réseau Figure I.1 : Système Contrôlé en Réseau (Networked Control System)…………...……..2 Figure I.2 : Structure directe d’un SCR……………………………………………………3

Figure I. 3 : Structure Hiérarchique d’un SCR…………………………………………….4

Chapitre II : Simulateur True Time

Figure II.1 : La bibliothèque de blocs TrueTime 2.0………………………………………….7 Figure II.2 : Le bloc TrueTime kernel avec l’entré et les sorties……………………………..8 Figure II.3 : Le masque de bloc TrueTime karnel………………………………………….....9 Figure II.4 : Le Bloc TrueTime Network……………………………………………………..9 Figure II.5 : Le masque de bloc TrueTime Network………………………………………...10 Figure II.6: Le bloc TrueTime Wireless Network…………………………………………...10 Figure II.7 : Le masque de bloc TrueTime Wireless Network. ………………….………......11 Figure II.8: Le bloc TrueTime Wireless Network………………………………….………...12 Figure II.9 : Le masque de bloc TrueTime Ultrasound Network…………………..................12 Figure II.10 : Les blocs TrueTime Send et TrueTime Receive……………………..………...13 Figure II.11 : Le masque de bloc TrueTime Receive. ……………………………..………....13 Figure II.12 : Le masque de bloc TrueTime Send……………………………….…………...14 Figure II.13 : Les blocs TrueTime Battery…………………………………………..……….14 Figure II.14 : Le masque de bloc TrueTime Battery.…………………………….………......15 Figure II.15 : Boucle de contrôle en réseau…………………………………………..……… 15 Figure II.16 : le schéma de fonctionnement l’exemple………………………………..……...16 Figure II.17 : Le nœud d'interférence……………………………………………………..….16

Figure II.18 : Les nœuds de capteur et d'actionneur……………………………….………....18

Figure II.19 : Le nœud de contrôleur………………………………………………….….…..18

Figure II.20 : Le nœud de réseau (Network)……………………………………………..…...18

Figure II.21 : Le résultat de simulation……………………………………………………….19

Chapitre III : Simulation d’un système commandé en réseau via True Time .

Figure III.1 : Schéma du système commandé en réseau……………………………..…..….21

Figure III.2 : système à deux reservoirs……………………………………………….…….22 Figure III.3 : Schéma bloc du système commandé par PID sous Simulink…………….…. 23

Figure III.4 : Réponse du système contrôlé via PID sous Simulink………………………...24

v

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Liste des figures Figure III.5 : Editeur de fichiers FIS……………………………………………………….24

Figure III.6 : La fonction d’appartenance de E après mise en œuvre……………………….25

Figure III.7 : Interface de composition de la table de règles………………….….................25 Figure III.8 : Schéma bloc du système commandé par Contrôleur flou sous Simulink……..26

Figure III.9 : Réponse du système contrôlé via Contrôleur flou sous Simulink…………….26 Figure III.10 : Schéma bloc du système avec TrueTime/Simulink……………………….....27 Figure III.11 : Code source du nœud contrôleur PID…………………………………...…...28 Figure III.12 : Code source du nœud contrôleur Flou……………………………………. ...29 Figure III.13 : Réponse du système commandé par PID via TrueTime……………..……... 30 Figure III.14 : Réponse du système commandé par contrôleur flou via TrueTime………....30

vi

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Liste des abréviations SCR : Les systèmes contrôlés en réseau.

SCRSF : Les systèmes contrôlés en réseau sans fil.

QdS : Qualité de service.

MAC : Couche de contrôle d’accès au médium.

vii

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Introduction générale

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À l'heure actuelle, les systèmes de contrôle en temps réel déployés sur un

réseau de communication de plus en plus réseau sont utilisés dans les domaines de

l'automobile, de l'aéronautique, des robots mobiles, des télécommunications et, en

général, des processus industriels. Comparé aux systèmes de contrôle point à point

traditionnels, le système contrôlé en réseau (SCR) réduit non seulement les coûts de

connectivité et d'installation, mais offre également une plus grande flexibilité et

améliore les procédures de diagnostic et de maintenance.

Les structures SCR sont devenues une réalité dans l'industrie, car les progrès

technologiques permettent aux réseaux câblés et sans fil de fournir de plus en plus de

bande passante.

Il existe des limitations strictes en temps réel pour le système contrôlé en

réseau (SCR), qui vous obligent à vous assurer que le délai est inférieur à un seuil. Si

le délai dépasse cette limite, le système risque d'être endommagé de manière

irréversible.

Dans ce travail, nous utilisons l'outil de simulation Matlab/Simulink

TrueTime, qui utilise TrueTime pour simuler des systèmes de contrôle en temps réel

ainsi que des protocoles MAC de sous-couche dans des réseaux câblés et sans fil.

Afin de minimiser les problèmes rencontrés par les systèmes contrôlés en

réseau (SCR) en temps réel, nous allons utiliser le PID et la commande flous, les

comparer et voir qui donne les meilleurs résultats.

Les systèmes contrôlés en réseau (SCR) seront abordés dans le premier

chapitre, ainsi que les problèmes liés à ces systèmes.

Nous allons en apprendre davantage sur TrueTime et les blocs simulink dans

le deuxième chapitre.

Dans le troisième chapitre, nous verrons les résultats du PID et de la

commande floue sur les systèmes contrôlé en réseau.

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Chapitre 1 : les systèmes contrôlés en réseau

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I Introduction Avec le développement rapide des technologies de la commande, du traitement de l'information et de la communication, la recherche dans le domaine de la commande des systèmes sous réseau (Networked control system : NCS) connaît un intérêt croissant.

Enfin, nous définissons l’outil de simulation que nous utilisons dans notre étude car il n’existe pas d’outil de simulation prêt à l'emploi des systèmes contrôlés en réseausans fil(SCRSF).

II Les systèmes contrôlés en réseau (SCRs) II.1 Définition du réseau [1]

Le réseau est un concept qui mentionne la structure ayant une forme caractéristique. Le concept est utilisé pour nommer l’ensemble d’équipement (ordinateurs) interconnectés qui partagent les services, les informations et les ressources.

II.2 Définition d’un SCR [1]

Les systèmes contrôlés en réseaux (SCR), (en anglais Networked Control Systems, NCS) sont des systèmes de contrôleur, les systèmes de diagnostic, les actionneurs, les capteurs et d’autres applications communiquant via un réseau de communication. Sur la figure(I.1), nous voyons la structure générale d’un SCR adoptée dans nos travaux de recherche. Tels systèmes communiquent en temps réel avec ses algorithmes de commande et de diagnostic à travers des moyens de communication.

Les SCR se décomposent en trois parties : 1. le procédé: le terme procédé regroupant le système lui-même mais aussi les capteurs et les actionneurs.

2. le contrôleur: le terme contrôleur regroupe aussi bien la loi de commande que le diagnostic.

3. le réseau: utilisé comme médium de communication entre le procédé et le contrôleur.

Nous trouvons les SCR typiquement dans l’industrie aéronautique, automobile, ferroviaire, maritime etc…

Figure I.1 : Système Contrôlé en Réseau (Networked Control System).

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Chapitre 1 : les systèmes contrôlés en réseau

3

Dans un SCR, les capteurs, les actionneurs et les contrôleurs peuvent être reliés entre eux de plusieurs manières différentes.

II.3 Structures d’un SCR

Dans d’un SCR : deux configurations sont identifiées

la structure directe. la structure hiérarchique.

II.3.1 La structure directe [2]

Elle se compose d’un contrôleur principal et d’un certain nombre de capteurs et d’actionneurs. Dans ce type de structure, illustrée par la figure (I.2), il n’ya pas de contrôleur local, les capteurs et les actionneurs sont reliés directement au contrôleur principal à travers le réseau. En d’autres termes, les données sont directement échangées entre les capteurs/actionneurs et le contrôleur principal sans un équipement intermédiaire.

Figure I.2 : Structure directe d’un SCR

II.3.2 La structure hiérarchique [2]

Cette structure est formée de sous-systèmes et d’un contrôleur principal en boucle fermée. Chaque boucle est formée d’un contrôleur local, d’actionneurs, de capteurs, et d’un système physique à commander. La Figure (I.3) montre un exemple de ce type de configuration. Périodiquement, le contrôleur principal calcule et envoie la consigne dans une trame au sous-systèmevia le réseau. Ce dernier traite la consigne pour effectuer localement la commande en boucle fermée et renvoie la mesure des capteurs au contrôleur principal. Avant que le contrôleur local reçoive le message du contrôleur principal il doit satisfaire les performances de la boucle fermée.

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Chapitre 1 : les systèmes contrôlés en réseau

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Figure I. 3 Structure Hiérarchique d’un SCR.

II.4 Approche co-conception : Le travail de co-conception d'un SCR consiste à pouvoir développer une approche coordonnée en fonction de l'état du système, qui ferait référence à la meilleure stratégie entre contrôle du système et contrôle du réseau, ainsi qu'une fonction de coût permettant d'améliorer les caractéristiques du système lors de la recherche d'un contrôle du réseau, ou inversement pour développer un système de contrôle. Enfin, un point important de la conception commune est le développement de simulateurs communs dans le monde des réseaux automatisés et dans le monde des réseaux.

III Les systèmes contrôlés en réseau sans fil (SCRSF)

III .1 Définition du réseau sans fil [5] Un réseau sans fil est un réseau qui permet de connecter différents nœuds sans l’aide

d’une connexion physique mais qui établit la communication par des ondes électromagnétiques. La transmission et la réception des données ont besoin de dispositifs agissant comme des ports.

Les réseaux sans fil permettent de relier des ordinateurs et d’autres appareils informatiques sans avoir à installer un câblage, ce qui représente plus de confort et fait économiser de l’argent au niveau des infrastructures. En revanche, ce genre de réseaux a généralement moins de sécurité car, sans protection efficace, l’introduction d’intrus est probable.

III.2 Définition des systèmes contrôlés en réseau sans fil [1] [5]

Les systèmes contrôlés en réseaux sans fil (SCRSF), sont des systèmes de contrôleur, les systèmes de diagnostic, les actionneurs, les capteurs et d’autres applications communiquant via un réseau de communication sans fil. Tels systèmes communiquent en temps réel avec ses algorithmes de commande et de diagnostic à travers des moyens de communication.

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Chapitre 1 : les systèmes contrôlés en réseau

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Cette technologie est devenue plus attrayante pour la SCR, le réseau sans fil réduisant les coûts d’installation et de maintenance grâce à des câbles à faible coût.

Où cela est considéré comme une nouvelle tendance d’intégrer des composants industriels à travers des canaux de communications sans fil, les SCR bénéficient d’une facilité de reconfiguration, de plus de flexibilité, et d’un diagnostic plus facile.

III.3 Présentation du problème des systèmes contrôlés en réseau sans fil [5]

Les réseaux sans fil présentent toujours des faiblesses majeures auxquelles il faut remédier. Pour les résoudre, nous devrons se concentrer sur les problèmes suivants:

D’optimisation de la performance de la communication et de la congestion pour satisfaire les demandes de contrôle temps-réel et cela sous la contrainte d’une bande passante le plus souvent limitée.

D’évaluation et la maîtrise du délai, de la gigue, du bruit, du "fading". Gestion de la puissance du signal de transmission. Mobilité et du changement constant des positions relatives des nœuds dans le réseau.

IV Approche co-conception Des études expérimentales et des outils de simulation pour les SCRSF sont présentés dans une boucle de contrôle fermée sur un réseau sans fil de type IEEE 802.11b. L’approche proposée est d’inclure les informations de QdS comme le délai, et les taux de réception et de perte, dans le message envoyé du capteur au contrôleur. Ensuite, le choix de la prochaine période d’échantillonnage prend en considération ces métriques de QdS.

V Choix de l’outil de simulation (MATLAB/Simulink) [8]

Des ingénieurs et des scientifiques du monde entier utilisent MATLAB® pour analyser et concevoir les systèmes et les produits qui transforment notre monde. Le langage MATLAB basé sur la matrice est le moyen le plus naturel au monde d’exprimer les mathématiques informatiques. Les graphiques intégrés facilitent la visualisation et permettent de mieux comprendre les données. L'environnement de bureau invite à l'expérimentation, à l'exploration et à la découverte. Ces outils et fonctionnalités MATLAB ont tous été rigoureusement testés et conçus pour fonctionner ensemble.

Dans ce mémoire, nous utiliserons TrueTime.

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Chapitre 1 : les systèmes contrôlés en réseau

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V.1 C'est quoi le TrueTime [7]

TrueTime est un simulateur basé sur MATLAB /Simulink pour les systèmes de contrôle en temps réel. TrueTime facilite la co-simulation de l'exécution des tâches du contrôleur dans les noyaux en temps réel, les transmissions réseau et la dynamique continue de l'installation.

VI Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons introduit les SCR, les délais introduits par le réseau sur le système contrôlé (dégradation de performances, déstabilisation). Ensuite, Nous nous sommes intéressés aux SCR sans fil suite à l’intérêt croissant de l’utilisation des réseaux sans fil dans les SCR. En outre, Nous avons choisi l’outil de simulation TrueTime que nous utiliserons tout au long de notre travail.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

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I Introduction Dans ce chapitre, Nous étudierons le simulateur TrueTime et Nous allons

parler des blocs simulink dans la bibliothèque Truetime, à travers les masques de bloc(les entrées, les sorties et les paramètres de chaque bloc).

Nous verrons à la fin quelques exemples.

II présentation du TrueTime [12]

TrueTime est un simulateur MATLAB/SIMULINK développé par l’Université de Lund et le simulateur se compose d'une bibliothèque de blocs SIMULINK (figure II.1) et d’un ensemble de fichiers MEX, Contrairement à d’autres outils de Co-simulation.

TrueTime ne prend pas en charge un modèle mathématique, l’application étant écrite en C ou en code MATLAB. La principale différence par rapport aux programmes en temps réel est que l’utilisateur doit spécifier les heures d’exécution ou de transfert, ce qui simule le comportement en temps réel de systèmes multitâches gérant des tâches de contrôle. Ces différentes tâches peuvent être distribuées et connectées sur un réseau.

La bibliothèque TrueTime se présente sous la forme de plusieurs entités appelées blocks pour simuler divers composants (matériels et logiciels) afin de garantir le fonctionnement du réseau.

Figure II.1 La bibliothèque de blocs TrueTime 2.0.

Voici quelques concepts de base de cette bibliothèque que nous utiliserons pour simuler des réseaux lors de notre recherche.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

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III Les blocs SIMULINK [14] Les blocs TrueTime sont connectés à des blocs SIMULINK ordinaires pour

former un système de contrôle en temps réel, la caractéristique principale de TrueTime est la possibilité de Co-simulation de l'interaction entre les dynamiques continus du monde réel du monde réel et l'architecture informatique sous forme d'exécution de tâches et de communication réseau.

Cet outil fournit une librairie composé de :

Un noyau temps réel (TrueTime kernel). Réseau temps réel (TrueTime network). Nœud émetteur et un nœud récepteur (TrueTime send and TrueTime

receive). Réseau sans fil pars exemple réseau de capteurs, d’antenne, etc.

(TrueTime wireles network). Réseau ultrason (TrueTime ultras ound network). Batterie (TrueTime battrery).

III.1 Bloc TrueTime Kernel [13]

Le TrueTime Kernel Block simulent un nœud avec un noyau temps réel sous une forme générique, des convertisseurs analogique/numérique (A/D) et numérique/analogique (D/A) et une interface réseau (figure II.2). Le bloc est configurable via un programme d’initialisation paramétrable, ce qui offre la possibilité au programmeur de créer des objets comme des tâches, des interruptions ou des sémaphores, etc., représentant l’exécution du logiciel dans le nœud.

Intérieurement, il maintient plusieurs structures de données qui se trouvent généralement dans un noyau en temps réel: Des enregistrements des tâches, des gestionnaires d'interruptions, des moniteurs et des temporisations créés pour la simulation.

Figure II.2 Le bloc TrueTime kernel avec l’entré et les sorties.

Le paramètre principal est le nom de la fonction d'initialisation, car chaque bloc noyau doit être initialisé au début de la simulation. Un argument facultatif pour le script d'initialisation, l'option batterie, la dérive d'horloge et décalage d'horloge peuvent être prédéfinis.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

9

Figure II.3 Le masque de bloc TrueTime karnel. III.2 Bloc True Time Network

TrueTime à trois types de blocs de réseau: pour les réseaux câblés (Wired Networks), pour les réseaux sans fil (Wireless Networks) et pour les réseaux à ultrasons (Ultrasound Network).

III.2.1 Bloc True Time Network (Réseau True Time)[1] Le bloc réseau TrueTime (Figure II.4) est utilisé pour simuler l'accès au

support et la transmission de paquets dans un réseau local. Lorsqu'un nœud (où le nœud représente le noyau) tente de transmettre un message, un signal de déclenchement est envoyé via le bloc de réseau au canal d'entrée correspondant. Lorsque la transmission du message est terminée, le bloc réseau envoie un nouveau signal de déclenchement sur le canal de sortie.

Lorsque le signal est reçu, le nœud de réception met en mémoire tampon le message qui contient les informations d'en-tête de l'envoi et du nœud de réception, les signaux de mesure, les signaux de commande, la longueur du message et des attributs en temps réel tels qu'une priorité ou une échéance.

Figure II.4 Le Bloc TrueTime Network.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

10

Les blocs d'envoi et de réception sont configurés via leurs boîtes de dialogue de masque de bloc (Figure II.5).

Figure II.5 Le masque de bloc TrueTime Network.

III.2.2 Bloc TrueTime Wireless Network (Réseau sans fil TrueTime) [15] Le réseau sans fil TrueTime est similaire au réseau câblé. Il y a x et y comme

emplacement véritable des nœuds (Figure II.6).

Figure II.6 Le bloc TrueTime Wireless Network.

La figure II.7 représente la configuration des boîtes de dialogue du masque de bloc TrueTime Wireless Network.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

11

Figure II.7 Le masque de bloc TrueTime Wireless Network. Les blocs "TrueTime Network" et "TrueTime Wireless Network" simulent la

couche physique et la sous-couche MAC de plusieurs réseaux locaux.

Ces types de réseaux sont :

Dans le bloc TrueTime Network neuf modèles sont pris en charge:

CSMA / CD (Ethernet, par exemple). CSMA / AMP (CAN, par exemple). Round Robin (bus à jetons, par exemple). FDMA, TDMA (TTP, par exemple). Ethernet commuté. FlexRay. PRO FINET. NCM.

Dans le bloc TrueTime Wireless Network trois modèles sont pris en charge :

802.11b(WLAN). 802.15.4(ZigBee). NCM-WIRELESS.

III.2.3 Bloc TrueTime Ultras Ound Network (Réseau à ultrasons) Réseau à ultrasons ce bloc (figure II.8) aide à simuler les réseaux à ultrasons

émettant des sons à différentes fréquences.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

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Figure II.8 Le bloc TrueTime Wireless Network.

La figure (II.9) montre la configuration des boîtes de dialogue du masque de bloc.

Figure II.9 Le masque de bloc TrueTime Ultrasound Network.

III.3 Bloc TrueTime Send et TrueTime Receive(les blocs d'interface réseau autonome) [13]

Les blocs d'interface réseau autonomes (TrueTime Send, TrueTime Receive)

(Figure II.10) peuvent être utilisés pour envoyer des messages via le réseau (à l'aide de blocs de réseau) sans utiliser de bloc du noyau. Cela signifie qu'aucun code d'initialisation ou code de tâche ne doit être écrit. Toute la simulation réseau peut être créée dans Simulink sans utiliser de fichiers m, ni de code C ++.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

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Figure II.10 Les blocs TrueTime Send et TrueTime Receive. Il est possible de mélanger les blocs autonomes avec des blocs de noyau dans

une simulation. Cela signifie que certaines stations peuvent envoyer des messages sans code de tâche de fichier m (par exemple, des capteurs) et que certaines stations utilisent des blocs de noyau (contrôleurs). Les blocs d'envoi et de réception sont configurés via leurs boîtes de dialogue de masque de bloc (Figure II.11 et Figure II.12). Le bloc d'envoi peut être déclenché par le temps ou par un événement. Le port d'entrée de la gâchette peut être configuré pour déclencher en levée, en descente ou sur les flancs.

Figure II.11 Le masque de bloc TrueTime Receive.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

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Figure II.12 Le masque de bloc TrueTime Send.

III.4 Bloc TrueTime Battery (Bloc batterie)[16] Le bloc batterie (Figure II.13) sert de source d'alimentation pour les blocs du noyau activés par la batterie. Il utilise un modèle intégrateur simple pour pouvoir être chargé et rechargé.

Figure II.13 Les blocs TrueTime Battery.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

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Le seul paramètre dans son masque de bloc est la puissance initiale (Figure II.14).Pour utiliser la batterie, cochez la case dans le masque de configuration du noyau et connectez la sortie de la batterie à l'entrée E du bloc du noyau.

Figure II.14 Le masque de bloc TrueTime Battery.

IV L’exemple contrôle en réseau d'un servo DC (Networked) IV.1 Le schéma d’exemple ( Networked) Nous pouvons voir dans le schéma d’exemple(Networked): 3 blocs de noyau (kernel)TrueTime. 1 bloc réseau (network) TrueTime. Le bloc système Simulink pour le servo DC. Plusieurs blocs Simulink pour la visualisation et la génération de signaux.

Figure II.15 Boucle de contrôle en réseau.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

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IV.2 Comment fonctionne l'exemple (Networked)

Un nœud de capteur temporel échantillonne le processus périodiquement et envoie les échantillons sur le réseau au nœud de contrôleur. La tâche de commande dans ce nœud calcule le signal de commande et envoie le résultat au nœud d'actionneur, où il est ensuite activé. Les processus de capteur et d'actionneur sont exécutés par le même noyau.

La simulation implique également l'envoi d'un trafic perturbateur sur le réseau par un nœud brouilleur et l'exécution d'une tâche hautement prioritaire dérangeante dans le nœud du contrôleur.

Le type de réseau est Ethernet et la méthode de contrôle d'accès au support est CSMA / CD.

Figure II.16 le schéma de fonctionnement l’exemple.

IV.3 Analyser chaque composant IV. 3.1 Nœud d'interférence Le nœud brouilleur génère un trafic perturbateur sur le réseau. Une seule tâche, la tâche d'interférence, est exécutée périodiquement.

Figure II.17 Le nœud d'interférence.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

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IV. 3.1.1 Code d'initialisation pour le nœud d'interférence

La tâche d'intervention consiste en un seul segment exécuté instantanément. Le nœud brouilleur génère un paquet de 80 bits pour lui-même. Chaque tâche d'interférence 1ms est exécutée et avec une probabilité de 0.3, un paquet est généré.

IV.3.2 Nœuds de capteur et d'actionneur

La tâche du capteur et de l'actionneur est exécutée par le même noyau TrueTime. La tâche de capteur est exécutée périodiquement toutes les 10 ms. La tâche de l'actionneur est exécutée chaque fois qu'un message est reçu par l'interface réseau.

Figure II.18 Les nœuds de capteur et d'actionneur.

IV.3.2.1 Le code d'initialisation pour le nœud capteur / actionneur Le code pour les opérations de détection est divisé en trois segments: Lecture de l'entrée analogique (500 s). envoi d'un message contenant la lecture au contrôleur (400 s). Travail terminé.

Le code pour les opérations de l'actionneur est divisé en deux segments: Lire le message depuis l’interface réseau (500 s). Agissez sur la sortie en fonction du contenu du message, si le message est

vide indique une erreur.

IV.3.3 Le nœud de contrôleur Le noyau qui exécute le code du contrôleur est également responsable d'exécuter périodiquement un code factice ayant une priorité plus élevée. La tâche de contrôle est attachée à l'interface réseau et chaque fois que le nœud reçoit un message, un nouveau travail de la tâche de contrôle est créé.

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

18

Figure II.19 Le nœud de contrôleur.

IV.3.3.1 Le code d'initialisation pour le nœud du contrôleur Le code du contrôleur implémente un contrôle PID sur le système asservi en courant continu (DC). Le code est divisé en deux segments:

Lisez le message à partir de l'interface réseau et calculez l'action de contrôle (500 s).

Envoyez l'action de contrôle au nœud de l'actionneur.

IV.3.3.2 Le code pour le nœud du contrôleur: Le code imaginaire (dummy) est exécuté périodiquement avec un temps d’exécution pouvant être choisi dans la fenêtre de paramètre du bloc fonctionnel.

IV.3.4 le nœud de réseau (Network) Le bloc utilisé par le noyau bloque pour communiquer. Peut simuler différents protocoles MAC en termes de délai et de temps de transmission

Figure II.20 Le nœud de réseau (Network).

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Chapitre II : Simulateur TrueTime.

19

IV. 4 Résultats et discussion

On remarque comment le contrôleur en agissant sur le signal de commande u force la sortie du système y à suivre le signal de référence r.

Figure II.21 Le résultat de simulation.

V Conclusion

À la fin de ce chapitre, Nous avons été présentés le simulateur TrueTime et des blocs simulink dans la bibliothèque Truetime.

En plus de voir les résultats de l'exemple que nous avons appliqué.

La réponse

Signal de commande

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

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I Introduction Le but d'un système de commande est de contrôler un processus pour l'amener dans un

état conforme aux désirs de l'utilisateur. Il est depuis longtemps apparu que la réalisation d'une commande en boucle fermée, où la valeur de sorties du processus rétroagit sur le signal de commande, permet d'améliorer les performances du système, exprimées par exemple en terme de précision de suivi de consignes ou 'insensibilité aux perturbations .

Les composants principaux du système sont :

Le processus commandé : c'est le plus souvent un processus physique (machine électromécanique, processus chimique. . .) mais ce peut être aussi une entité informatique (serveur multimédia). Il est caractérisé par une dynamique d'entrée/sortie.

les capteurs permettent de mesurer les sorties (continues) du système. Elles sont échantillonnées pour être transmises au calculateur numérique.

Les actionneurs reçoivent des commandes et agissent sur le processus. Le régulateur calcule les commandes en fonction de l'écart entre la mesure de la sortie

et la consigne.

Par rapport à une commande en boucle ouverte (sans rétroaction) les bénéfices attendus d'une commande en boucle fermée bien conçue sont multiples et permettent potentiellement d'améliorer les performances de commande sur plusieurs points :

Stabilité (au sens entrée bornée/sortie bornée) : capacité à stabiliser un processus naturellement instable.

Augmentation de la précision en régulation et/ou en poursuite. Accélération du temps de réponse sans sollicitations excessives des actionneurs. Rejet de perturbations externes, mesurées ou non. Robustesse aux incertitudes de modèle, garantissant un certain niveau de stabilité et

de performances.

Toutes ces performances ne peuvent être simultanément et arbitrairement améliorées, le concepteur du contrôleur doit gérer un compromis entre stabilité, précision, saturations, sensibilité et robustesse.

Enfin, au-delà des aspects purement algorithmiques, la réalisation d'une boucle de commande sur un calculateur numérique va perturber plus ou moins gravement ses performances par l'effet de l'échantillonnage et de retards induits.

Pour bénéficier des avantages de la commande fermée le contrôleur doit être correctement conçu, réalisé et paramétré. En revanche, une mauvaise conception peut entraîner une déstabilisation du système et un risque de divergence encore plus rapide qu'en boucle ouverte. Les divers aspects concernant l'algorithmique de commande et l'implémentation du contrôleur doivent être idéalement pris en compte simultanément pour tirer tous les bénéfices de l'approche boucle fermée.

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

21

Le NCS est composé principalement de quatre composants dans le but de fermer la boucle décommande:

les capteurs qui ont pour rôle de collecter les informations d’état du sous-système à commander.

le contrôleur dont le rôle est de fournir les commandes. les actionneurs, qui en recevant les commandes, fournissent un travail utile à

l’exécution de tâches. le réseau de communication qui permet aux différents composants du NCS de

communiquer.

Les informations entre le contrôleur principal et le actionneurs et entre les capteurs et le contrôleur principal sont échangées via un réseau comme le montre la figure III.1.

Figure III.1 Schéma du système commandé en réseau.

II Architecture du système de commande L’objectif de cette section est de présenter la conception de la commande du système

(double réservoir) pour qu’il puisse atteindre la consigne désirée. Pour cela, deux commandes sont implémentés. La première concerne la commande à base d’un régulateur P.I.D. La deuxième commande concerne la régulation floue.

Le système de commande dans les deux cas est composé d’un système non linéaire double réservoir commandé via un réseau filaire par une station distante. On décompose le système en 3 parties :

la partie commande : elle correspond au contrôleur, calculateur des lois de commandes servant à piloter la partie opérative.

la partie opérative : elle est composée des capteurs et des actionneurs. A chaque période d’échantillonnage, les capteurs envoient les mesures à la partie commande qui envoie, à son tour, les consignes aux actionneurs.

la partie réseau : elle correspond au réseau de communication qui sert à l'échange d'informations entre la partie opérative et la partie commande.

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

22

II.1 Description du système

On considère le système de la (Figure III.2) constitue de deux réservoirs en série.

Le système est composé de deux réservoirs, réservoir 1 et réservoir 2, et de trois vannes.

On désigne par S1 et S2 les sections du réservoir 1 et 2, respectivement. La résistance à l’écoulement1 de la vanne située entre les deux réservoirs est désignée par R1 et celle de la vanne de sortie est désignée par R2.

Figure III.2 système à deux reservoirs.

L’objectif du système sera de réguler grâce au débit de la pompe numéro 1 la hauteur du niveau dans le bac numéro 2. On aura donc en entrée le débit 𝑞𝑞𝑖𝑖𝑖𝑖et en sortie la hauteur dans le bac numéro 2(ℎ2).

En observant les flux, on peut écrire les équations suivantes :

Pour le premier réservoir :

𝐴𝐴1𝑑𝑑ℎ1𝑑𝑑𝑑𝑑

= 𝑞𝑞𝑖𝑖𝑖𝑖 − 𝑞𝑞1 avec 𝑞𝑞1 = ℎ1−ℎ2𝑅𝑅1

……………………….…………………….1

Pour le deuxieme réservoir :

𝐴𝐴1𝑑𝑑ℎ2𝑑𝑑𝑑𝑑

= 𝑞𝑞1 − 𝑞𝑞0avec𝑞𝑞0 = ℎ2𝑅𝑅2

……………………………………………………2

Les caractéristiques du système sont données par le tableau :

Paramètre valeur

𝑨𝑨𝟏𝟏 66.4424 𝑐𝑐𝑐𝑐2

𝑨𝑨𝟐𝟐 66.4424𝑐𝑐𝑐𝑐2

𝑹𝑹𝟏𝟏 1.05𝑐𝑐𝑐𝑐2/𝑠𝑠

𝑹𝑹𝟐𝟐 1.5225𝑐𝑐𝑐𝑐2/𝑠𝑠

Tableau III.1 : Données numériques du système.

Réservoir 1 Réservoir 2

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

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En prenant la transformée de Laplace de chaque équation différentielle du système, on montre que la fonction de transfert qui relie l’entrée avec la sortie est donnée par :

𝐻𝐻2(𝑝𝑝)𝑄𝑄𝑖𝑖𝑖𝑖 (𝑝𝑝)

=𝑅𝑅2

𝐴𝐴1𝐴𝐴2𝑅𝑅1𝑅𝑅2𝑝𝑝2 + (𝐴𝐴1𝑅𝑅1 + 𝐴𝐴2𝐴𝐴2 + 𝑅𝑅2𝐴𝐴1)𝑝𝑝 + 1

Application numérique on trouve la fonction de transfert en boucle ouverte

𝐻𝐻2(𝑝𝑝)𝑄𝑄𝑖𝑖𝑖𝑖 (𝑝𝑝)

=1.5225

7057.281173𝑝𝑝2 + 170.92312𝑝𝑝 + 1

II.2 Contrôleur PID

Par convention, la famille de contrôleurs PID contribue à plus de 80% en tant que contrôleur de niveau industriel grâce à sa conception simple et à sa mise en œuvre avec un coût d'installation comparable et des performances de paramètres de contrôle raisonnablement meilleures.

Les paramètres du régulateur PID sont le gain proportionnel (Kp), le temps intégral (Ti) et le temps dérivé (Td).

Avec : Kp= 1.776 ; Td= 17.74211711 ; Ti= 136.82588599, N=0.48.

Le schéma bloc du système qui contrôle le niveau du liquide du réservoir par le régulateur P.I.D est donné comme suit :

Figure III.3 Schéma bloc du système commandé par PID sous Simulink.

La (figure III.4) montre la réponse du système en boucle fermée (contrôleur PID), obtenue sous Matlab en utilisant la méthode d’intégration de Runge Kutta.

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

24

Figure III.4 Réponse du système contrôlé via PID sous Simulink.

II.3 Implémentation du régulateur flou dans MATLAB

On peut construire ce régulateur à l’aide des interfaces graphiques proposées par la FUZZY LOGIC TOOLBOX ; pour y accéder on tapera FUZZY à partir de l’environnement MATLAB.

Le Fis Editor apparaît et nous permet alors d’accéder aux autres interfaces, on procède alors comme suit : Avec le Fis Editor On a définit les entrées; l’erreur E et sa dérivé DE; On définit ensuite la sortie commande CO(t), en choisissant les options ADD INPUT et ADD OUTPUT du menu Edit.

Figure III.5 Editeur de fichiers FIS.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 4500

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

temps(sec)

sorti

e

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

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Le menu VIEW permet de passer d’une interface graphique à une autre. On définit ensuite les ensembles flous et les fonctions d’appartenances de l’entrée erreur en utilisant l’option ADD MFS du menu EDIT. On précisera alors le type de ces fonctions : gaussienne et l’intervalle sur le quel varie cette entrée.

Figure III.6 La fonction d’appartenance de E après mise en œuvre.

On fait de même pour la dérivée de l’erreur DE, et on termine par les fonctions d’appartenances de la sortie CO.

Sur le RULE EDITOR on définit les règles d’inférences liants les entrées et la sortie du régulateur. On définit les 49 règles en cliquant sur ADD RULE.

Figure III.7 Interface de composition de la table de règles.

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

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Une fois les entrées sont définies, ainsi que la sortie et les règles, on enregistre notre système d’inférence (le régulateur flou crée) dans le WORKSPACE sous le nom FLC.fis. Lors de la construction du modèle du système sur SIMULINK on utilisera le bloc FUZZY CONTRLLER pour modéliser le régulateur flou. Et en cliquant sur ce bloc, on nous invite à préciser quel système d'inférences on va utiliser, On choisira alors le FLC.fis.

Le contrôleur Mamdani a été choisi dans notre cas.

Le schéma bloc du système qui contrôle le niveau du liquide du réservoir par le régulateur flou est donné comme suit :

Figure III.8 Schéma bloc du système commandé par Contrôleur flou sous Simulink.

La (figure III.9) montre la réponse du système en boucle fermée (contrôleur flou), obtenue sous Matlab en utilisant la méthode d’intégration de Runge Kutta.

.

Figure III.9 Réponse du système contrôlé via Contrôleur flou sous Simulink.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 4500

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

temps (sec)

sortie

Controleur flou

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

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III Architecture du système de commande dans un réseau L’objectif de cette partie est de présenter l’architecture de commande temps réel (dans un

réseau) simulée en utilisant l’outil de simulation temps réel TrueTime développé à l’Université de Lund en Suède depuis 1999. Cet outil est basé sur Matlab/Simulink. Il n’est pas un outil de co-simulation, le temps de calcul doit être spécifié pour chaque tâche.

Dans ce cas le système de commande est composé d’un système non linéaire (double réservoir) commandé via un réseau filaire par une station distante.

Le modèle de simulation peut être décrit comme suit (figure III.10) : Le Capteur convertit périodiquement le signal analogique de la sortie du système en valeur numérique et l'envoie au contrôleur. Le contrôleur après réception du message du capteur calcule la commande (selon l'algorithme de commande correspondant) et envoie les données à l’actionneur. L’actionneur convertit les données reçues en signal analogique et les envoie au processus.

Figure III.10 Schéma bloc du système avec TrueTime/Simulink.

III.1 Programmation sous TrueTime

La programmation d’une tâche comprend trois étapes nécessaires :

1. La première étape est l’initialisation, elle est très importante pour initialiser tous les paramètres et aussi spécifier la nature de la tâche ainsi que toutes les ressources que la tâche peut utiliser (réseaux, batterie ...).

2. La deuxième étape concerne le code de programmation de la tâche en elle-même(les différentes actions de la tâche).

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

28

3. La troisième est la simulation du calculateur qui a pour but d’effectuer les calculs nécessaires pour accomplir la tâche.

L’algorithme de la (figure III.11) décrit le fonctionnement du contrôleur à base d’un régulateur P.I.D. et l’algorithme de la (figure III.12) décrit le fonctionnement du contrôleur à base d’un régulateur flou. On distingue trois parties :

La première partie, consiste à déclarer les variables globales et extraire les informations des messages reçus.

La deuxième partie, concerne le calcul de la loi de commande en fonction de l’erreur système.

La dernière partie traite l’envoi du message à l’actionneur.

Figure III.11 Code source du nœud contrôleur PID.

function [exectime, data] = node3code(seg, data) switchseg, case 1, y = ttGetMsg; % read values from node 1 ifisempty(y) disp('Error in controller: no message received!'); y = 0.0; end r = ttAnalogIn(1); % read reference analog value P = data.K*(data.beta*r-y); %P = data.K*(r-y); % calculation of PID I = data.Iold; D = data.Td/(data.N*data.h+data.Td)*data.Dold+data.N*data.K*data.Td/(data.N*data.h+data.Td)*(data.yold-y); data.u = P + I + D; data.Iold = data.Iold + data.K*data.h/data.Ti*(r-y); data.Dold = D; data.yold = y; exectime = 0.0005; case 2, ttSendMsg(2, data.u, 80); % send 80 bits with controller output value exectime = -1; end

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

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Figure III.12 Code source du nœud contrôleur Flou.

Après avoir implémenté l’architecture de commande du système, une consigne est appliquée. La simulation est faite avec Matlab et TrueTime. La sortie du système est prise à chaque période d’échantillonnage. Les résultats de simulation sont présentés sur la (figure III.13) pour le régulateur P.I.D et la (figure III.14) pour le régulateur flou.

function [exectime, data] = node3code(seg, data) switchseg, case 1, y = ttGetMsg; % read values from node 1 ifisempty(y) disp('Error in controller: no message received!'); y = 0.0; end e = ttAnalogIn(1); % read reference analog value ec = ttAnalogIn(2); flou = readfis('FLC Tank.fis'); X = [e ec]; data.u = evalfis(X,flou) %ruleview('fuzzyD.fis'); exectime = 0.0005; case 2, ttSendMsg(2, data.u, 80); % send 80 bits with controller output value exectime = -1; end

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

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Figure III.13 Réponse du système commandé par PID via TrueTime.

Figure III.14Réponse du système commandé par contrôleur flou via TrueTime.

La figure III.13, III.14, montre clairement l’efficacité du régulateur flou par rapport au

régulateur P.I.D avec un temps démontée très rapide et de bonnes performances.

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Chapitre 3 Simulation d’un système commandé en réseau via TrueTime

31

IV Conclusion

TrueTime Toolbox est un outil de simulation de réseau simple mais très puissante qui peut simuler efficacement des systèmes de contrôle de réseau en temps réel. Il s'agit d'un système hautement personnalisable avec un riche ensemble de types et de paramètres de réseau. TrueTime est un excellent outil pour tester et modéliser des systèmes de contrôle en temps réel avec plusieurs tâches en cours d'exécution et la communication réseau. L'analyse des résultats de sortie des systèmes modélisés en réseau peut améliorer la qualité et assurer la stabilité des systèmes de contrôle en boucle fermée en temps réel et éviter les problèmes dans les applications pratiques.

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Conclusion générale

32

L'objectif de ce travail de mémoire est de proposer un environnement de

modélisation permettant de représenter le comportement d’un système commandé en

réseau. Qui ont un grand Intérêt dans les secteurs de l’automobile, de la robotique

mobile et plus généralement de la conduite de procédés industriels.

Ensuite on a utilisé TrueTime qui propose des blocs de comportements de

communication dans l’environnement Simulink/Matlab. Ce simulateur est très

intéressant pour les automaticiens qui souhaitent tester leurs algorithmes de contrôle

en considérant le réseau.

Page 41: MEMOIRE DE FIN D’ETUDE EN VUE DE L’OBTENTION DU Diplôme ...

Référence [1] C. Berbra, "Diagnostic Des Systèmes Embarqués en Réseau. Application à Mini Drone Hélicoptère", Th., Université de Grenoble, France, 2009.

[2] B. Brahimi, "Proposition d’une Approche Intégrée Basée sur les Réseaux de Pétri de Haut Niveau pour Simuler et Évaluer les Systèmes Contrôlés en Réseau", Phd Thesis, Université de Nancy, France, Décembre 2007.

[3] Y. Tipsuwan, M. Y. Chow, "Control Méthodologies In Networked Control Systems", Control Engineering Practice 11 (2003) 1099–1111.

[4] R. Ghostine, "Influence des Fautes Transitoires sur la Fiabilité d’un Système Commandé en Réseau", Th., Université de Nancy, France, 2008.) .

[5] Xue Yong, Gonzalez Andres, Aguilar Andres, Barroux Mickaël, “Agrégation de données dans les réseaux de capteurs”, Rapport de Projet SR04, Université de Technologie Compiègne,

Automne 2010.

[6] Ian Fuat. Akyildiz et Mehmet Can Vuran. Wireless Sensor Networks. John Wiley & Sons Ltd., 2010.

[7] http://www.control.lth.se/truetime.

[8] http://www.mathworks.com/.

[9] M. Badet, W. Bonneau. ”Mise en place d’une plateforme de test et d’expérimentation“, Projet tutoré (1ière Master Technologie de l’Internet), Mémoire de Master, Université Pau et des pays de l’Adour, 2006.

[10] Paul Ferguson et Geoff Huston. Quality of service: deliveringqos on the internet and in corporate networks. John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, USA, 1998. (Cité en page 5.)

[11] M. LEHSAINI, “Diffusion et couverture basées sur le clustering dans les réseaux de capteurs : application à la domotique”, Thèse de Doctorat, Université de Tlemcen et Université de Franche-Comté, 2009.

[12] D. Henriksson, A. Cervin, M. Ohlin et K.E. Årzén, "TrueTime: Real-time Control System Simulation with MATLAB/Simulink", The Truetime Simulator, Aalborg 2007.

[13] [Guardia et al, 2006] J. Guardia, P. Marti, M. Velasco et R. Castané, "Enabling Feedback Scheduling in TrueTime", Research Report ESAII-RR-06-05, Automatic

Control Department Technical University of Catalonia, March 2006.

[14] Cervin. A, Henriksson. D, Ohlin. M, “TrueTime 2.0 beta-Reference Manual”. Lund University. Sweden, 2010.

[15] A. Cervin et. Al. TrueTime 2.0 beta –Reference Manual, Department of Automatic Control, Lund University, January 2009

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Abstract

This work presents an application to represent the behavior of network-controlled systems where sensors, controllers, triggers, and other components are distributed around a communication device and exchange information according to communication protocols.

The introduction of the communications network into the control and measurement channel of network-controlled systems can lead to some stability, performance, service quality and design complexity.

To improve the quality and stability of real-time control systems and to avoid problems in practical applications, we have relied on the TrueTime toolbox to test and model real-time control systems.

Keywords: Networked Control Systems (NCS), Matlab/Simulink, Truetime

ملخص

یقدم ھذا العمل تطبیقاً لتمثیل سلوك الأنظمة التي تسیطر علیھا الشبكة حیث یتم توزیع أجھزة الاستشعار وأجھزة التحكم والمشغلات والمكونات الأخرى حول جھاز اتصال وتبادل المعلومات وفقاً لبروتوكولات

الاتصال

قد یؤدي إدخال شبكة الاتصالات في قناة التحكم والقیاس للأنظمة التي تتحكم فیھا الشبكة إلى بعض الاستقرار والأداء وجودة الخدمة وتعقید التصمیم

لتحسین جودة واستقرار أنظمة التحكم في الوقت الفعلي ولتجنب حدوث مشاكل في التطبیقات العملیة ، اعتمدنا لاختبار أنظمة التحكم في الوقت الفعلي وتصمیمھا على صندوق أدوات

TrueTim

أنظمة التحكم الشبكیة: المفتاحیة الكلمات Matlab/Simulink, Truetime