1、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 Scientifiq
2、ue,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)arriveenEuro
3、pe:findes70sPays-Bas(TwenteUniv.)France(Alsthom)IntroductionH.PaynterR.RosenbergD.KarnoppD.MargolisInternationalConferenceonBondGraphModellingPhoenix,Arizona,Janvier2001EnseigndefaonrcurrenteECLille,INSALyon,INSAToulouse,SupElecRennes,ENSAMParis,Desconfrentesdinitiationdansdenombreusescolesdingnieur
4、sDenombreusesformationscontinuesetsminairespouringnieursIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion3.PrincipesdebasedelamodlisationbondgraphlReprsentationgraphiquedestransfertsdepuissancelLangageunifipourtouslesdomainesphysiques(analogie)lModleBGdunsystme:entreleschmaphysiqueetlesmodlesmath
5、matiquesvisualisationdelacausalitHypothse:paramtreslocalissIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion4.MoteurDCArbrePignonCrmaillrePistonCylindreOrificeMoteurDCArbrePignon+Crmail.PistonCylindre+OrificeuiFVPQPenvQ0bondgraphmotslectrique+McaniquerotationMcaniquerotationMcaniquerotation+Trans
6、lationMcaniquerotation+PneumatiquePneumatiqueIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion5.Variablesgnralises DomaineEfforteFluxfMomentDplacementMcaniqueTranslationRotationforcecouplevitessevitesseangulairemomentmomentangulairedplacementangleElectriquetensioncourantfluxmagntiquechargeHydraul
7、iquepressiondbitvolumiquemomentdepressionvolumeChimiquepotentielchimiquefluxmolairenombredemolesThermodynamiquetempraturefluxdentropieentropieVariablesdepuissanceVariablesdnergieIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion6.Elmentsdulangagebondgraph 3lmentspassifs(reoiventlapuissance)R:dissi
8、pationdnergieC,I:stockagednergie2lmentsactifs(fournissentdelapuissance)Se,Sf:sourcedeffort,sourcedeflux4lmentsdejonction(conservatifsdepuissance)0,1,TF,GYIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion7.ElmentsactifsetpassifsIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion8.ElmentsdeJonctio
9、nIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion9.0MoteurDCarbrePignonCrmaillrePistonCylindreOrificeTF:Ap101TF:rpV111GY:kSe:umccarbrepignon+crmaillrepistoncylindre+orifice10.Causalitvisualisation,ausensschma-bloc,desrelationsdecauseeffetentre-sortiedonneinconnueundesavantagesmajeursdelatechniqu
10、ebondgraphpourcriresystmatiquementlesquationspourdtecterdesincohrencesdanslesquationspourparcourirlebondgraphcommeungraphechemincausal,bouclecausaleIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion11.CausalitIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion*Lois de structure*Lois des lmentsJon
11、ction 1:Jonction 0:ELR1R2CSe:E 10I:LR:R1R:R2C:C123456ABefBA12.MoteurDCArbrePignon+crmaillPistonCylindre+OrificeuiFVPQ-PenvQ0MoteurDCarbrePignonCrmaillrePistonCylindreOrifice01TFAp01TF:rpV1VGY1113.MoteurDCArbrePignon+crmaillPistonCylindre+OrificeuiFVPQPenvQ0MoteurDCut1iw1Bibliothquedemodles:Sous-modl
12、esavecunenvironnementnergtiquedfiniunchoixcohrentdevariablesdecouplageunedterminationsystmatiquedesvariablesdentres-sortiesMoteurDCarbrePignonCrmaillrePistonCylindreOrifice14.SimulationduBGG(M,J)xyx0y0ModlevhiculeplanhorizontalxG(M,J)yx0y0ModlebicycletteLogicielsddisBG:20Sim,CAMPG+Matlab,CAMPG+ACSL,
13、Symbols,MTTIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion15.xG(M,J)yx0y0Simulationavec20sim16.Simulationavec20simxG(M,J)yx0y0BraquageroueavantTrajectoirey0(G)=f(x0(G)17.ModlesmathmatiquesdduitsdubondgraphFonctiondetransfertEquationdtatlinaireounonlinaireVariablesdtat:*associesauxlmentsdestocka
14、gednergieIetC*variablesdnergiep:momentgnralissurlesIq:dplacementgnralissurlesCSimulationavecdeslogicielsgnralistes(Matlab/Simulink,)IntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion18.Applications:IngnieriedesSystmesSystme mcatronique:Systmepluridisciplinairepilot,avecdestransfertsdinformationetd
15、epuissanceContrle-commandeChanedactionnementcalculateurconsignescapteursSourcesdepuissanceactionneursprocessusLiendinformationLiendepuissanceSourcesdepuissanceIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion19.CommandeConceptionintgreModlisationSimulationAnalyseSimplificationdeModleSupervisionDt
16、ectionetIsolationdefautesAnalysepourlacommandeConceptiondeCommandeIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion20.ExemplesdapplicationsindustriellesAlstomAirbusAerospatialeAirbusIFPRenault,Ford,Toyota,GeneralMotors,EDF,Thals,CEA,Bosch,Valeo,Siemens.SherpaEng.,CERTIA,VirtualDynamicsIntroductio
17、nPrincipesetlangageApplicationsConclusion21.ApplicationsAutomobilePSAModlisation et commandeBVASuspensionEmbrayage pilotClimatisation habitaclePACESPModlisation et dimensionnementPompes volumtriquesInjecteurs dieselSystme de freinageAmortisseursMoteur thermiqueChanes de traction conventionnelles et
18、hybridesDirection assistance lectriqueDiagnosticPAC IntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion22.Exemple:PilecombustiblePEMFCIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion23.PEMFCRservoir Hydrogne 350 barVanne piloteCompresseurSparateur de phaseAirDtendeur 7 barVanne piloteVanne de p
19、urgeMoteur lectriqueInjection deauCollecteurchangeurthermiqueInjection deauRservoir deauCollecteur Sparateur de phaseCondenseurBatterieTractionAuxiliairesGestion etconditionnementde la puissancelectrique SSSHumidification des gazPompe de recirculationCircuit de Refroidissement et/ou de chauffeMoteur
20、 lectriqueVentilateurCircuit dhydrogneCircuit dairCircuit dhumidificationCircuit de refroidissement et/ou de chauffe+_Humidification+refroidissement24.Exemple:PACPEMFuelCellPEMProtonExchangeMembraneEmpilementdecellulesPlaquebipolaireAnodeH2AirCelluleElementairePlaquebipolaireCathodeAME:AssemblageMem
21、braneElectrodesAMEIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion25.Exemple:PEMFuelCellTractionmembraneIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusionDiffrentsdomainesphysiques:Hydraulique:Thermique:Chimique:Electrique26.Exemple:PEMFuelCellModlebondgraphdelaractionlectrochimiquellectrodeca
22、thodeDomainechimiqueDomainelectriqueDomainethermiqueDomainehydraulique:Laffinitchimiquedelaraction:Lepotentielchimiquedelespcei:Lepotentieldquilibre:LatensionauxbornesdelAME:Ladensitdecourantfaradique:Ladensitdecourantglobal:LatempraturedelacelluleIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion
23、27.Exemple:PEMFuelCellCaractristiquestatiqueIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion28.Exemple:PEMFuelCellIntroductionPrincipesetlangageApplicationsConclusion29.ApportsdeloutilBGlPour la modlisationlPour lidentificationlPour lanalyselPour la commandelPour le diagnostic de panneslPour la
24、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,19
25、61D.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.
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
