Méthodologie de surveillance des systèmes dynamiques hybrides

De nombreux procedes industriels sont hybrides par nature, ce qui signifie que leur comportement resulte de l'evolution et de l'interaction de variables continues et de variables discretes. Le comportement dynamique d'un systeme hybride peut etre represente par une succession de modes. Chaque mode est caracterise par une modalite de l'etat discret, un ensemble de contraintes de type egalite (equations d'etat par exemple) et un domaine d'admissibilite ou invariant decrit par un ensemble d'inegalites. Une transition d'un mode vers un autre mode a lieu lorsque certaines conditions logiques sont verifiees. Les transitions peuvent etre provoquees par un evenement externe controle ou un evenement interne directement lie a l'evolution continue. Le principe general de la surveillance : detection et localisation de defaillances, d'un systeme dynamique, consiste a comparer l'evolution en ligne du systeme avec les evolutions predites a partir d'un modele etabli sous des hypotheses de fonctionnement normal et defaillant. Dans le cadre de ce travail, nous avons choisi le modele automate hybride comme modele de reference du SDH. Une classification des defaillances est proposee suivant que celles-ci se manifestent sur la dynamique continue et/ou sur la dynamique discrete. Sur cette base et a partir de l'automate hybride representant toutes les evolutions physiquement possibles du systeme, des graphes de predictions de fonctionnement normal GPFN et des graphes de predictions de fonctionnement defaillant GPFD sont construits. Ces graphes, directement extraits de l'automate, permettent de representer les trajectoires hybrides du systeme en fonctionnement normal et en presence de defaillances. Une methodologie generale de surveillance est decrite sur la base de la classification des defaillances proposee et des graphes de prediction. Des tests de coherence sont effectues de telle sorte que les observations continues et discretes prelevees en-ligne sur le systeme soient confrontees avec les evolutions decrites par les GPFN et les GPFD. Les residus stmctures, issus des Relations de Redondance Analytiques, sont classiquement utilises pour la surveillance des systemes continus. Leur utilisation est etendue pour identifier le mode de fonctionnement courant. Ceci necessite d'introduire les notions de discernabilite et de similarite entre modes. La methodologie de surveillance est appliquee sur l'exemple d'un systeme hydraulique constitue de deux reservoirs connectes.