IMOCA : une architecture à base de modes de fonctionnement pour une application de contrôle dans un environnement incertain - Université de Bretagne Occidentale Access content directly
Conference Papers Year : 2013

IMOCA: an architecture based on parameterizable operating modes for control applications in an uncertain environment

IMOCA : une architecture à base de modes de fonctionnement pour une application de contrôle dans un environnement incertain

Goulven Guillou
Jean-Philippe Babau

Abstract

Control systems involve generally several operating modes (control laws) depending on the context. In a natural uncertain environment, it is necessary to answer the following three questions: - What are the relevant operating modes ? - How to combine several modes ? - How to determine the parameters of the modes ? To answer these questions, IMOCA is a methodology and a software architecture for control supported by simulation and tuning tools which allow an incremental development by test corrections. The different modes (command laws) are selected by expertise and associated with contexts, e.g. associated with particular states of the environment. The sequence of control laws is managed by an automaton. Finally, the different parameters of the modes depend on context and are precomputed and implemented by lookup tables. The proposed architecture is independent of the technology of sensors and actuators (interaction with the environment). Control part consists of three concurrent and asynchronous controllers called reactive, expert and adaptive. The reactive controller is responsible for real-time application of a control law chosen by the expert controller and parameterized by the adaptive controller. This approach is applied to the problem of a sailboat autopilot with the help of a virtual environment for the simulation.
Les systèmes de contrôle de processus par régulation font intervenir plusieurs modes de fonctionnement (lois de commandes) en fonction du contexte. Dans un environnement naturel fortement perturbé, il est alors nécessaire de répondre aux trois questions suivantes vis-à-vis des modes de fonctionnement : - Quels sont les modes de fonctionnement pertinents ? - Comment enchaîner plusieurs modes ? - Comment paramétrer les modes ? Pour répondre à ces questions, l'approche proposée s'appuie sur une architecture logicielle et une méthodologie épaulées par des outils de simulation et de mise au point incrémentale par essais/corrections. Le choix des modes de fonctionnement, la manière de les enchaîner et de les paramétrer reposent sur une expertise. Les différents modes (lois de commande) sont associés à des contextes c'est-à-dire à des états de l'environnement. L'enchaînement des lois de commande s'effectue par commutation et est géré par un automate. Enfin les différents paramètres des modes dépendent du contexte et sont tabulés. L'architecture présentée est indépendante des technologies des capteurs et des actionneurs (interaction avec l'environnement). La partie contrôle est composée de trois contrôleurs dits réactif, expert et adaptatif fonctionnant de manière parallèle et asynchrone. Le contrôleur réactif est chargé de l'application temps réel d'une loi de commande choisie par le contrôleur expert et paramétrée par le contrôleur adaptatif. L'approche est validée sur le pilotage automatique d'un voilier en s'appuyant sur un environnement virtuel pour la simulation.
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Dates and versions

hal-01102659 , version 1 (13-01-2015)

Identifiers

  • HAL Id : hal-01102659 , version 1

Cite

Goulven Guillou, Jean-Philippe Babau. IMOCA : une architecture à base de modes de fonctionnement pour une application de contrôle dans un environnement incertain. CAL 2013. 7ième conférence francophone sur les architectures logicielles., May 2013, Toulouse, France. ⟨hal-01102659⟩
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