Belkacem Ould Bouamama

Belkacem Ould Bouamama
GT SDH du GDR MACS 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Milka Uzunova Belkacem Ould Bouamama Mohamed Djemaï

GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE 1 INTRODUCTION 2 SYSTEM DYNAMIQUE HYBRIDE DU CONVERTISSEUR 3 MODELISATION BOND GRAPH 4 DU BGH VERS LE BLOC DIAGRAMME (VALIDATION) 5 DIAGNOSTIC 6 CONCLUSIONS 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE LE CONTEXTE : appliquer la méthode de modélisation par Bond Graph pour un système dynamique hybride (SDH), tel que le convertisseur multicellulaire. L’OBJECTIF : de faire un diagnostic, une détection de fautes et proposer des solutions d’isolation. 1 2 3 4 5 6 INTRODUCTION Eléments d’études CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE A TROIS CELLULES = 8 MODES DE FONCTIONNEMENT MODÉLISATION DU SDH Bond Graph Hybride Système dynamique hybride (SDH) ¿ « DIAGNOSTIC » ? 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE 2 SYSTEM DYNAMIQUE HYBRIDE DU CONVERTISSEUR GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

Banc d’essai du convertisseur - système dynamique hybride (SDH)
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Banc d’essai du convertisseur - système dynamique hybride (SDH) 1 2 3 4 5 6 SDH DU CONVERTISSEUR Les trois cellules du convertisseur donnent 2n=23=8 – combinaisons de circuit électriques parallèles 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

Pour le convertisseur multicellulaire
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Pour le convertisseur multicellulaire + - Cn1 Cn2 Cn3 L R E C1 C2 1 2 3 4 5 6 SDH DU CONVERTISSEUR 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Pour le convertisseur multicellulaire SDH DU CONVERTISSEUR + - Cn1 Cn2 Cn3 L R E C1 C2 1 1 2 3 4 5 6 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Pour le convertisseur multicellulaire + - Cn1 Cn2 Cn3 L R E C1 C2 1 1 2 3 4 5 6 SDH DU CONVERTISSEUR 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE ¿ MODELISATION ? 1 2 3 4 5 6 SDH DU CONVERTISSEUR ¿ INTERET ? ¿ SDH ? 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE 3 Modélisation Bond Graph GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

Analytique Graphiques
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Analytique Graphiques MODELISATION Equations d’état Automate programmables Stateflow BOND GRAPH 1 2 3 4 5 6 MODELISATION 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

Analytique Equations d’état Automate programmables Stateflow
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Analytique Equations d’état MODELISATION Equations d’état Automate programmables Stateflow BOND GRAPH 1 2 3 4 5 6 3. 2. 1. MODELISATION 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

Automate programmable
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Analytique Automate programmable MODELISATION Equations d’état Automate programmables Stateflow BOND GRAPH 1 2 3 4 5 6 MODELISATION 101 - état continu (dynamique de chaque mode) état discret (condition de transitions) 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

Automate programmable
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Automate programmable 1 2 3 4 5 6 MODELISATION 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Stateflow Graphiques MODELISATION Equations de base Loi de conservation Vitesse du flux Diagramme fondamentale Variables Densité Débit Vitesse Stateflow BOND GRAPH 1 2 3 4 5 6 Outil de : modélisation; simulation; vérification et analyse; intégration avec environnement Matlab / Simulink. MODELISATION 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE BOND GRAPH Outil qui présente l’échange de puissance dans les systèmes. La relation entre les entrées/sorties est présenté par une dépendance causale. Graphiques MODELISATION Equations de base Loi de conservation Vitesse du flux Diagramme fondamentale Variables Densité Débit Vitesse Stateflow BOND GRAPH 1 2 3 4 5 6 Outil de : modélisation et simulation diagnostic et isolation des fautes vérification et analyse MODELISATION Exemple d’un système linéaire 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE BOND GRAPH Exemple d’un système linéaire : circuit électrique série et parallèle 1 2 3 4 5 6 MODELISATION 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

¿ BG ? Choix d’approche de modélisation
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Choix d’approche de modélisation INTERET : Pour un SDH on cherche à obtenir une structure unique pour les différents modes de fonctionnement 1 2 3 4 5 6 INTERET : faire un diagnostic, une détection de fautes et proposer des solutions d’isolation MODELISATION LA MODÉLISATION LE DIAGNOSTIC ¿ BG ? 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

¿ SDH ?   Choix d’approche de modélisation
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Choix d’approche de modélisation CLASSIC HYBRIDE ¿ SDH ? 1 2 3 4 5 6 APPROCHE CLASSIC DE BOND GRAPHE APPROPRIE POUR LES SYSTEMES LINÉAIRES MODELISATION  APPROCHE HYBRIDE DE BOND GRAPH APPROPRIE POUR LES SYSTEMES DYNAMIQUES HYBRIDES  13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE 3.1 Bond Graph Hybride pour le convertisseur GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE BOND GRAPH HYBRIDE Pour le convertisseur multicellulaire Pour un SDH on cherche à obtenir une structure unique pour les différents modes de fonctionnement 1 2 3 4 5 6 MODELISATION Cn1 Cn2 Cn3 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

x x x x x x Pour le convertisseur multicellulaire BOND GRAPH HYBRIDE
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE BOND GRAPH HYBRIDE Pour le convertisseur multicellulaire x x x 1 2 3 4 5 6 ETAT FERME ETAT OUVERT 1 1 1 MODELISATION x 1 1 1 x x 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE BOND GRAPH HYBRIDE Pour le convertisseur multicellulaire 1 1 2 3 4 5 6 1 3 2 3 2 MODELISATION J1’0’: e5=e3 si T1=T2=ON 2 3 2 3 1 1 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

x x x x Pour le convertisseur multicellulaire BOND GRAPH HYBRIDE 1 1 2
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE BOND GRAPH HYBRIDE Pour le convertisseur multicellulaire x x 1 2 3 4 5 6 MODELISATION 1 1 2 2 x x 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODELISATION BOND GRAPHE D’UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE A 3 CELLULES MODE « 000 » 1 2 3.1 4 5 6 MODELISATION BGH pour le convertisseur Contact fermé: combinaison 000 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODELISATION BOND GRAPHE D’UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE A 3 CELLULES MODE « 101 » Contact fermé: combinaison 101 1 2 3.1 4 5 6 MODELISATION BGH pour le convertisseur 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODELISATION BOND GRAPHE D’UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE A 3 CELLULES 1 2 3 4 5 6 7 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE 4 Du BGH vers le bloc diagramme. Validation GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

Les règles de construction d’un bloc diagramme à partir d’un BGH
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Les règles de construction d’un bloc diagramme à partir d’un BGH 1 2 3 4 5 6 7 VALIDATION Bloc diagramme Simulink pour le convertisseur à trois cellules Bloc diagramme effort/flux pour le convertisseur à trois cellules 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

Validation du modèle BGH
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Validation du modèle BGH Les paramètres pour les éléments du circuit électrique réalisé: 1 2 3 4 5 6 7 C1=40*10-6 [F]; C2=40*10-6 [F]; L=5*10-3 [H]; R=10 []; E=1500 [V] On utilise la commande M.L.I. – « modulation de largeur d'impulsions » Le principe: en appliquant une succession d'états discrets pendant des durées bien choisies, on peut obtenir en moyenne sur une certaine durée de n'importe quelle valeur intermédiaire. VALIDATION On impose des valeurs de référence: la tension aux bornes de C1 et C2 (Vc1ref et Vc2ref) le courant Isref la tension à la sortie Vsref 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE 5 Diagnostic GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

les tensions De: Uc1 et De: Uc2
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Méthodologie de diagnostic du SDH du convertisseur Basé sur les règles de causalité de la structure invariante du BGH du convertisseur on cherche à obtenir des relations de redondance analytiques généralisées (RRAG) qui décrivent le comportement hybride du système dans chaque états de fonctionnement. 1 2 3 4 5 6 7 DIAGNOSTIC le courant Sf: Im la tension De: Us les tensions De: Uc1 et De: Uc2 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

Méthodologie de diagnostic du SDH du convertisseur
MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Méthodologie de diagnostic du SDH du convertisseur Relations de redondance analytique générales 1 2 3 4 5 6 7 DIAGNOSTIC Les paramètres : , β, γ, δ, η et μ sont des variables Booléen, qui présentent les contraintes sur chaque jonction de contrôle (JC) Ti, i={1,6} On substitue les variable de flux/ effort aux jonctions associées aux JC. T1”1” pour liens {1, 3} on associe {f1, f3}, T2”1” pour liens {5, 8} on associe {βf5, βf8}, T3”1” pour liens {10, 13} on associe {δf10, δf13}, T4”1” pour liens {14, 16} on associe {γf14, γf16}, T5”1” pour liens {18, 20} on associe {ηf18, ηf20}, T6”1” pour liens {22, 24} on associe {μf22, μf24} 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Cas d’étude pour le mode de fonctionnement 101 Us=E+Uc1-Uc2 (101) 1 2 3 4 5 6 7 DIAGNOSTIC 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE “SIMBOLIS FDIPad” 1 2 3 4 5 6 7 DIAGNOSTIC 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE 5 Conclusions GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

Conclusions et perspectives
COMMANDE NON-ENTIERE DES SYSTEMES DE COMMANDE, DEVELOPPEMENT ET APPLICATION POUR LES MODELES DE FLUX DE TRAFIC ROUTIER Conclusions et perspectives 1 2 3 4 5 6 MODELISATION Structure invariante (modèle unique) pour tous les modes de fonctionnement. Validation du modèle du BGH CONCLUSIONS et PERSPECTIVES DIAGNOSTIC Une méthode appliquée pour la détection et l'isolation des fautes dans les systèmes OPTIMISATION Optimisation de la procédure de diagnostic par l'implémentation du modèle dans l'environnement "FDIpad" 13/11/2018 UNIVERSITÉ TECHNIQUE DE SOFIA UNIVERSITÉ D’ARTOIS

MODÉLISATION PAR L'APPROCHE BOND GRAPHE D'UN SYSTEM HYBRIDE. APPLICATION A UN CONVERTISSEUR MULTICELLULAIRE Merci pour votre attention! Milka Uzunova 13/11/2018 GT SDH du GDR MACS, 13 Octobre 2011, ENSAM, Paris

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