一些国外键合图的-bond-graph.ppt

Lamthodologiebondgraph-PrincipesetapplicationsGeneviveDauphin-TanguyLaboratoire dAutomatique Gnie Informatique et SignalLaboratoire dAutomatique Gnie Informatique et SignalL.A.G.I.S.UMR CNRS 8146 L.A.G.I.S.UMR CNRS 8146 colecole Centrale de Lille Centrale de LilleCit Scientifique,BP 48Cit Scientifique,BP 4859651 Villeneuve dAscq Cedex,France59651 Villeneuve dAscq Cedex,FranceE-mail:gdtec-lille.frE-mail:gdtec-lille.fr1.PlanIntroductionPrincipesetlangagebondgraphExemplesdapplicationsindustriellesConclusion2.Predesbondgraphs:HenryPaynter(MITBoston)1erouvrage:1961(birthday:25avril1955)arriveenEurope:findes70sPays-Bas(TwenteUniv.)France(Alsthom)IntroductionH.PaynterR.RosenbergD.KarnoppD.MargolisInternationalConferenceonBondGraphModellingPhoenix,Arizona,Janvier2001EnseigndefaonrcurrenteECLille,INSALyon,INSAToulouse,SupElecRennes,ENSAMParis,DesconfrentesdinitiationdansdenombreusescolesdingnieursDenombreusesformationscontinuesetsminairespouringnieursIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion3.PrincipesdebasedelamodlisationbondgraphlReprsentationgraphiquedestransfertsdepuissancelLangageunifipourtouslesdomainesphysiques(analogie)lModleBGdunsystme:entreleschmaphysiqueetlesmodlesmathmatiquesvisualisationdelacausalitHypothse:paramtreslocalissIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion4.MoteurDCArbrePignonCrmaillrePistonCylindreOrificeMoteurDCArbrePignon+Crmail.PistonCylindre+OrificeuiFVPQPenvQ0bondgraphmotslectrique+McaniquerotationMcaniquerotationMcaniquerotation+TranslationMcaniquerotation+PneumatiquePneumatiqueIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion5.Variablesgnralises DomaineEfforteFluxfMomentDplacementMcaniqueTranslationRotationforcecouplevitessevitesseangulairemomentmomentangulairedplacementangleElectriquetensioncourantfluxmagntiquechargeHydrauliquepressiondbitvolumiquemomentdepressionvolumeChimiquepotentielchimiquefluxmolairenombredemolesThermodynamiquetempraturefluxdentropieentropieVariablesdepuissanceVariablesdnergieIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion6.Elmentsdulangagebondgraph 3lmentspassifs(reoiventlapuissance)R:dissipationdnergieC,I:stockagednergie2lmentsactifs(fournissentdelapuissance)Se,Sf:sourcedeffort,sourcedeflux4lmentsdejonction(conservatifsdepuissance)0,1,TF,GYIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion7.ElmentsactifsetpassifsIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion8.ElmentsdeJonctionIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion9.0MoteurDCarbrePignonCrmaillrePistonCylindreOrificeTF:Ap101TF:rpV111GY:kSe:umccarbrepignon+crmaillrepistoncylindre+orifice10.Causalitvisualisation,ausensschma-bloc,desrelationsdecauseeffetentre-sortiedonneinconnueundesavantagesmajeursdelatechniquebondgraphpourcriresystmatiquementlesquationspourdtecterdesincohrencesdanslesquationspourparcourirlebondgraphcommeungraphechemincausal,bouclecausaleIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion11.CausalitIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion*Lois de structure*Lois des lmentsJonction 1:Jonction 0:ELR1R2CSe:E 10I:LR:R1R:R2C:C123456ABefBA12.MoteurDCArbrePignon+crmaillPistonCylindre+OrificeuiFVPQ-PenvQ0MoteurDCarbrePignonCrmaillrePistonCylindreOrifice01TFAp01TF:rpV1VGY1113.MoteurDCArbrePignon+crmaillPistonCylindre+OrificeuiFVPQPenvQ0MoteurDCut1iw1Bibliothquedemodles:Sous-modlesavecunenvironnementnergtiquedfiniunchoixcohrentdevariablesdecouplageunedterminationsystmatiquedesvariablesdentres-sortiesMoteurDCarbrePignonCrmaillrePistonCylindreOrifice14.SimulationduBGG(M,J)xyx0y0ModlevhiculeplanhorizontalxG(M,J)yx0y0ModlebicycletteLogicielsddisBG:20Sim,CAMPG+Matlab,CAMPG+ACSL,Symbols,MTTIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion15.xG(M,J)yx0y0Simulationavec20sim16.Simulationavec20simxG(M,J)yx0y0BraquageroueavantTrajectoirey0(G)=f(x0(G)17.ModlesmathmatiquesdduitsdubondgraphFonctiondetransfertEquationdtatlinaireounonlinaireVariablesdtat:*associesauxlmentsdestockagednergieIetC*variablesdnergiep:momentgnralissurlesIq:dplacementgnralissurlesCSimulationavecdeslogicielsgnralistes(Matlab/Simulink,)IntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion18.Applications:IngnieriedesSystmesSystme mcatronique:Systmepluridisciplinairepilot,avecdestransfertsdinformationetdepuissanceContrle-commandeChanedactionnementcalculateurconsignescapteursSourcesdepuissanceactionneursprocessusLiendinformationLiendepuissanceSourcesdepuissanceIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion19.CommandeConceptionintgreModlisationSimulationAnalyseSimplificationdeModleSupervisionDtectionetIsolationdefautesAnalysepourlacommandeConceptiondeCommandeIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion20.ExemplesdapplicationsindustriellesAlstomAirbusAerospatialeAirbusIFPRenault,Ford,Toyota,GeneralMotors,EDF,Thals,CEA,Bosch,Valeo,Siemens.SherpaEng.,CERTIA,VirtualDynamicsIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion21.ApplicationsAutomobilePSAModlisation et commandeBVASuspensionEmbrayage pilotClimatisation habitaclePACESPModlisation et dimensionnementPompes volumtriquesInjecteurs dieselSystme de freinageAmortisseursMoteur thermiqueChanes de traction conventionnelles et hybridesDirection assistance lectriqueDiagnosticPAC IntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion22.Exemple:PilecombustiblePEMFCIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion23.PEMFCRservoir Hydrogne 350 barVanne piloteCompresseurSparateur de phaseAirDtendeur 7 barVanne piloteVanne de purgeMoteur lectriqueInjection deauCollecteurchangeurthermiqueInjection deauRservoir deauCollecteur Sparateur de phaseCondenseurBatterieTractionAuxiliairesGestion etconditionnementde la puissancelectrique SSSHumidification des gazPompe de recirculationCircuit de Refroidissement et/ou de chauffeMoteur lectriqueVentilateurCircuit dhydrogneCircuit dairCircuit dhumidificationCircuit de refroidissement et/ou de chauffe+_Humidification+refroidissement24.Exemple:PACPEMFuelCellPEMProtonExchangeMembraneEmpilementdecellulesPlaquebipolaireAnodeH2AirCelluleElementairePlaquebipolaireCathodeAME:AssemblageMembraneElectrodesAMEIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion25.Exemple:PEMFuelCellTractionmembraneIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusionDiffrentsdomainesphysiques:Hydraulique:Thermique:Chimique:Electrique26.Exemple:PEMFuelCellModlebondgraphdelaractionlectrochimiquellectrodecathodeDomainechimiqueDomainelectriqueDomainethermiqueDomainehydraulique:Laffinitchimiquedelaraction:Lepotentielchimiquedelespcei:Lepotentieldquilibre:LatensionauxbornesdelAME:Ladensitdecourantfaradique:Ladensitdecourantglobal:LatempraturedelacelluleIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion27.Exemple:PEMFuelCellCaractristiquestatiqueIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion28.Exemple:PEMFuelCellIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion29.ApportsdeloutilBGlPour la modlisationlPour lidentificationlPour lanalyselPour la commandelPour le diagnostic de panneslPour la simulationIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion30.le langage demande un apprentissage(comme linformatique)lutilisateur de loutil bond graph ne peut rien sans la connaissance PHYSIQUE du systme31.QuelquesrfrencesbibliographiquesH.PaynterAnalysisanddesignofengineeringsystems,MITPress,1961D.Karnopp,R.RosenbergSystemsdynamics:aunifiedapproach,JohnWiley&sons,1975,1991(2ndedition)R.Rosenberg,D.KarnoppIntroductiontophysicalsystemdynamics,seriesinmechanicalengineering,MacGrawHill,1983P.Borne,G.Dauphin-Tanguy,J.P.Richard,F.Rotella,I.ZambettakisModlisationetidentificationdesprocessus,Mthodesetpratiquesdelingnieur,ditionsTechnip,volume3,tome2,1992Lesbondgraphsouvragecollectif,G.Dauphin-Tanguycoordonnateur,collectionIC2,Herms,septembre2000M.Verg,D.JaumeModlisationstructuredessystmesaveclesbondgraphs,Mthodesetpratiquesdelingnieur,EditionsTechnip,200432.