COURS : SYSTEMES TEMPS-REEL, MODELISATION REALISTE ET IMPLANTATION

Option SLE 3A, ENSIMAG

Objectif de l'enseignement

Ce cours a pour objectif d'introduire la conception et l'implantation de systèmes de commande embarquée.

Contenus
La partie théorique (12h) se divide en deux thèmes :
- Le thème "automatique", dans lequel nous abordons les problèmes d'incertitude dans la modélisation et la robustesse de la commande.
- Le thème "implantation", dans lequel nous abordons le problème de l'implantation déterministe du logiciel de contrôle. Cette partie s'appuie sur l'approche synchrone, et étudie les cas mono-tâche et multi-tâches.

Les notions présentées dans la partie théorique (12h) sont illustrée dans une partie
pratique, au travers d'un problème robotique et des expérimentations sur des robots LEGO.
Cette partie donne lieu à un projet qui est réalisé par groupes de 2 à 4 personnes
(suivant le nombre d'étudiants et la disponibilité du matériel Lego).

Prérequis
Pour la partie "automatique", les connaissances des sujets présentés en 2ème année dans les cours "Introduction à la commande des systèmes embarqués" et "Implantation de système de contrôle" sont fortement recommandées.
Avoir suivi le cours "Modèles du temps et du paraléllisme" (2a), est utile, mais pas absolument nécesaire
pour le thème "implantation".

EVALUATION
Le projet développé dans la partie pratique sera présenté lors d'un oral d'environ 15mn.
L'assiduité au projet est prise en compte.

Enseignants

Thao Dang, mail Laboratoire VERIMAG
Pascal Raymond, mail Laboratoire VERIMAG

Horaires et salle : Semestre 1, 2010-2011, Mardi, 15h - 18h, Salle E301

Documents

Un cours d'introduction à l'automatique et au traitement du signal
Cours Implantation de systemes de controle, 2A, ENSIMAG
Matlab/Simulink
Quelques documents sur Lustre : cours Synchronous programming in Control, cours M2P Programmation synchrone, un tutorial de Lustre, et une page sur la recherche autour de Lustre
Page sur le traducteur Simulink vers Lustre
Robot LEGO Mindstorms NXT et NXC (Not Exactly C)

Plan

Semaine 1, 27 Sept 2011, Thao Dang, Salle E301 (v-p), E301
Cours + TD

Introduction + Rappels. Transparents

Modelisation realiste dans la conception basee sur des modeles. Transparents

Modelisation realiste et commande de robots (transparents)

TD : Experiments avec plusieurs types de imprecision et perturbation dans le modele du robot LEGO. Note de TD.
Un modele SIMULINK du robot+controleur (sans consideration de la robustesse), Fichier matlab pour les parametres et simulation

Semaine 2, 04 Octobre 2011, Thao Dang, Salle E301 (v-p)
Cours + TD

Systèmes incertains (1) Méthodes polynomiales - Introduction.

Méthodes polynomiales : Un seul paramètre d'interval, Critère de valeurs propres . Transparents.

TD - Analyse de la robustess du controleur du robot Sujet.

Programme Matlab de calcul de la matrice de Hurwitz

Semaine 3, 11 Octobre 2011, Pascal Raymond et Thao Dang, Salle E301 (v-p)
Cours Implantation sûre de systèmes contrôle/commande temps-réel (Pascal Raymond)

Partie 1 : Introduction et Implantation mono-tâche Transparents
TD Commande Robuste (suite) (Thao Dang)

TD - Analyse de la robustess du controleur du robot Sujet (voir la Correction dans la Semaine 4).

Programme Matlab pour tester le critère de valeurs propres

Semaine 4, 18 Octobre 2011, Pascal Raymond et Thao Dang, Salle E303 (v-p)
Cours Implantation sûre de systèmes contrôle/commande temps-réel (Pascal Raymond)

Partie 2 : Implantation multi-tâche fidèle Transparents

TP : Programmation en utilsant des API de nxtOSEK.

Pour un manuel detaillé de chargement d'un programme au brique, voir ce lien

Un petit manuel pour charger un programme vers le brique NXT

TP (Thao Dang)
Planification de trajectoires Transparents et Sujet du TP

Correction du TD de la Semaine 3 - Analyse de la robustess du controleur du robot

Semaine 5, 25 Octobre 2011, Pascal Raymond et Thao Dang, Salle E303 (v-p)
Systèmes incertains (2) (Thao Dang)

Plusieurs paramètres d'interval, Theorème de Kharitonov

Systèmes à retard.

Transparents

Simulink vers Lustre vers nxtOSEK (Pascal Raymond)

Les transparents présentés

IMPORTANT : consulter la page mdl2lus2osek pour avoir les dernières informations mises à jour.

TP : Illustration de la chaîne mdl2lus2osek sur un exemple simple mono-tâche

Depuis semaine 6, Pascal Raymond et Thao Dang, Salle E303 (v-p)
Projet Robots LEGO (TP encadré)

Résumé du projet et des questions pour guider la réalisation du projet

DelaiTest.m - programme MatLab pour tester la stabilité du contrôleur d'orientation avec retard

Objectif final : Le robot tourne en multi-tâche (OSEK)