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Laboratoire des Sciences pour la Conception, l'Optimisation et la Production de Grenoble
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Thèse Mohamed Amine HAJ KACEM

Auteur : Mohamed Amine HAJ KACEM
Directeur de thèse : Zineb SIMEU ABAZI
Date : 11 septembre 2018


Contribution au développement d'une méthodologie
de diagnostic des systèmes Cyber-Physique.


Les systèmes industriels recouvrent de nombreuses formes. Aujourd'hui, ils sont le plus souvent organisés en réseaux. Les nouvelles technologies de l'information et de la communication apportent un ensemble de moyens supplémentaires pour réaliser des applications ayant un intérêt majeur pour renforcer l'exploitation sûre de ces systèmes et la sécurité des personnes. Parmi ces systèmes industriels, on peut citer les systèmes cyber-physiques (CPS) caractérisés par un grand nombre de variables, des non linéarités et des incertitudes. Leur décomposition en sous-systèmes, permet de les rendre plus facilement gérables et organisés de façon hiérarchique, est fondamentale. Chacun des sous-systèmes est constitué de différents composants remplaçables interconnectés qui réalisent différentes fonctions.
Dans cette optique, nous proposons une approche de diagnostic basée sur quatre types de connaissances : fonctionnelle, structurelle, topologique et comportementale. Cette approche qui inclut la détection et la localisation, exploite la représentation des différentes connaissances pour détecter et isoler la source de défaillance. Afin de lever toute ambigüité de localisation, l’adjonction d’un automate temporisé permet, grâce à une analyse temporelle, d’identifier efficacement le ou les composants défectueux. L’approche multimodèle proposée est agencée autour de trois algorithmes. La modélisation et d’analyse des défaillances est illustrée sur un système cyber-physique : le robot de téléprésence "RobAIR". Les différents modèles de connaissances ont été établis avec une démarche d’analyse ainsi que la construction du diagnostiqueur basée sur des signatures préalablement définies. L‘implémentation des algorithmes de détection, d’isolation sous Simulink/ Stateflow de Matlab a permis de construire le diagnostiqueur selon la méthodologie proposée et valider ainsi notre approche par simulation du fonctionnement avec injection de façon aléatoire de différentes défaillances.
La méthode d’analyse proposée a été appliquée aux tests de démarrage du robot RobAIR avec une attention particulière sur la partie déplacement. Le test de l’ensemble des fonctionnalités du robot est réalisé par la programmation de la carte Arduino. Pour cette application, les algorithmes de détection et d’isolation ont été complétés par la détection d’obstacle et l’identification du mode défaillance.

Mots clés: Systèmes cyber-physique, modélisation, diagnostic, tests embarqués

mise à jour le 5 septembre 2018

  • Tutelle CNRS
  • Tutelle Grenoble INP
  • Université Joseph Fourier
  • Tutelle UMR
Univ. Grenoble Alpes