Home

Spécifications détaillées du produit SimPA2 - GForge

1. des mod les physiques 08 2008 Version finale du compilateur 1 2 1 11 0 LMS Imagine Op rations sur les tableaux Support des fonctions externes Page 36 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 z Support des param tres et constantes de type String et Integer G n ration de la description des relations de d pendances variables quations avant et apr s simplification Support de la section initial equation G n ration de la description du probl me d initialisation Prise en compte des donn es d initialisation la g n ration du code pour le probl me dynamique Adaptation de la g n ration de code pour la r solution du probl me d initialisation Support de l op rateur pre Am lioration de la visualisation des valeurs des param tres et variables dans AMESim 08 2008 Sp cification d taill e du 1 8 produit SimPA2 Assemblage Modelica sous AMESim Rev LMS Imagine 12 2008 AMESim version projet 8B Aide l initialisation dans Scicos 4 3 INRIA Scicos version projet Module d analyse structurelle 1 0 Alyotech D veloppement du module our l inversion de mod les arte 3 p Int gration du module MS1 3 Mise disposition de la documentation Acc s aux informations structurelles des mod les 02 2009 Documentation du compilateur LMS Imagine
2. l initialisation dans Scicos 1 7 2 La r solution du probl me d initialisation passe par la g n ration d une description en Modelica plat du probl me initial puis la g n ration de code pour Scicos en utilisant modelicac cette tape n cessite une adaptation de la g n ration de code Le code g n r est ensuite utilis par Scicos pour r soudre le probl me d initialisation avec l une des m thodes suivantes choisie par l utilisateur via IHM d initialisation e Sundials qui utilise la m thode Newton modifi e e _ Fsolve qui est le solveur interne de Scilab et utilise la m thode Newton avec une factorisation QR e Optim qui est un optimisateur interne de Scilab ce solveur est notamment utilis pour sortir des zones o la matrice Jacobian est singuli re e Homotopy qui utilise le package gt HOMPACK http www netlib org hompack permettant la r solution d quations par la m thode d homotopie cf 8 e Fsolve qui utilise aussi la m thode d homotopie mais avec le solveur Fsolve Un fichier XML contenant les donn es d initialisation est ensuite g n r par Scicos celui ci est transmis modelicac avec la description du probl me dynamique pour la g n ration du code final de simulation dynamique voir la figure 4 4 1 3 R solution de l tat initial comme un probl me inverse dans AMESim AMESim ne supporte pas cette fonctionnalit pour les raisons suivantes
3. tat initial comme tat stationnaire 4 2 2 R solution de l tat initial comme tat stationnaire dans AMESim Cette fonctionnalit est implant e sous AMESim depuis la sortie de la Rev7 mai 2007 Des travaux pour am liorer les calculs d initialisation dans AMESim sont planifi s en 2008 am lioration de l existant et exploration de nouvelles m thodes 4 2 3 R solution de l tat initial comme tat stationnaire dans AMESim Cette fonctionnalit existe sous Scicos depuis le projet SimPA L interface graphique d initialisation permet d initialiser les mod les en tat stationnaire c est dire avec les d riv es nulles 3 2 4 Liste des travaux Aucun d veloppement pr vu 4 3 R solution du probl me de commutation de mod les pour l initialisation 4 3 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de d finir en Modelica dans la section initial equation des quations conditionnelles de la forme if conditionl then equationl elseif condition2 then equation 2 else equation 3 end if Cette fonctionnalit est importante pour r soudre le probl me de d termination du bon mode au d marrage d une simulation 4 3 2 D veloppements dans le compilateur Modelica La syntaxe support e par le compilateur Modelica a t tendue pour pouvoir utiliser les quations conditionnelles de la forme if conditionl then equationl elseif condition2 then equation 2 else equation 3 en
4. Les tableaux de dimension param trique Dans la version SimPA du compilateur les dimensions des tableaux taient fix es en utilisant des constantes num riques comme dans l exemple Real X 5 Cette restriction limitait consid rablement les possibilit s de r utilisation des mod les construits car la dimension d un tableau ne pouvait tre modifi e sans retoucher le code source des mod les Ce qui impliquait la n cessit de construire autant de mod les diff rents qu il y a de dimensions de tableaux Le compilateur SimPA2 l ve la restriction pr c dente en offrant la possibilit d utiliser des tableaux de dimension param trique comme dans l exemple parameter Integer n 5 Real X n 1 6 3 2 Les tableaux d finis en compr hension La d finition en compr hension des tableaux apporte beaucoup de facilit l criture et la lisibilit des tableaux Par exemple l expression 172 j 2 for i in lin J in l m d finie un tableau de dimensions nxm dont les l ments sont obtenus en faisant la somme des carr s des indices 1 6 3 3 Les op rations sur les tableaux Les op rations et op rateurs d velopp s pour les calculs sur les tableaux sont voir la sp cification du langage 5 pour plus de d tails Page 19 of 38 D 4 SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS MS Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 les op rations arithm tiques de base addition multiplication
5. acos acosh asin asinh atan atanh cosh sinh pre div mod rem ceil floor la possibilit d appeler les fonctions pr d finies sans les faire pr c der par l expression Modelica Math les conversions implicites entiers vers r els dans toutes les formes d expressions et constructions du langage Modelica 11 2 3 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Am lioration du support des fonctions et LMS Imagine Compilateur Modelica op rateurs scalaires Support des conversions implicites entre entiers et LMS Imagine Compilateur Modelica r els 11 3 Besoins li s au d veloppement de librairies 11 3 1 Besoin fonctionnel Pour faciliter le d veloppement de librairies Modelica il est n cessaire de supporter l utilisation des paquetages en Modelica Page 33 of 38 SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 11 3 2 D veloppement dans le compilateur Modelica Contrairement au compilateur de SimPA le nouveau compilateur SimPA2 supporte les classes de type package ce qui permet de structurer et grouper les classes Modelica dans une hi rarchie de paquetages et sous paquetages pour une plus grande lisibilit facilit d utilisation et partage du code source L encapsulation des d finitions est aussi support e gr ce l utilisation des l ments protected ce qui permet de rendre cer
6. ssssssseeseeeieeseeeeesresirerirerrnernrernereene 27 3 24 Liste des travaux nine date fdomentRen Rien remise tie este ne etienne 27 4 8 R solution du probl me de commutation de mod les pour l initialisation 02200 27 4 3 1 Besoin fonctionnel sieren a A EE ae ner E E EEEE 27 4 3 2 D veloppements dans le compilateur Modelica ssseeseeeeeeeeeeeeeeteeeteeeestrtinntitttnnttntsttntnntnnntnntnneen nenna 27 43 3 Liste des travaux a a r aE E amine a an ES E R O 28 5 Simulation e A EA E E E ER AEE E E EEE 28 5 1 Calcul OO uses chantant EREA EE 28 5 1 1 Besoin oncionnel 222 ea eaae e a E eea ae en e e iee aeie 28 5 1 2 Simulation directe sous AMESim seine 28 5 1 8 Simulation directe sous Scicos eee 28 S kA AIS te GeS Travaux ne a nl de in en 28 5 2 R solution du probl me de commutation de mod les pour la simulation dynamique 28 52 1 BeS0InIONClONNEl 22 2582 hrs AR di cran hrs as ae aAa danse tata ere le aies titre sa ssc rest EANES eii 28 5 2 2 D veloppements dans le compilateur Modelica sseesseeseeeeeeeeeeeeeeitesttstrainntitnttntttnstnaenntnnntnnetnnetnneennt 28 g2 liste des avax mmea E EEE E aE EE e EE EEEE E Ea EE 28 5 3 Traitement des boucles Alg briques DAE 28 5 3 1 Bespin fonctionnel narosna e a Eaa E net a e aaa aE Kaaa Eaa eieaa EEEa 28 5 3 2 Trait
7. 2 3 G n ration de code cibl pour un simulateur donn 14 Chapitre Il R ponses la liste des exigences fonctionnelles 15 1 Interface NOMME AMAR ee a 15 1 1 Initialisation des valeurs de variables et param tres 15 1 11 Besoin fonctionnel i 2fe2 ess nt eae er OEE e a des A EE e Ee denied dent een ss 15 1 1 2 D finition de la valeur initiale d une variable ou param tre dans le code Modelica 15 1 1 8 Visualiser et modifier les valeurs initiales partir de VIHM d AMESim n sssssssesseesseesieesreerreerrerrerrreereeseee 15 1 1 4 Visualiser et modifier les valeurs initiales partir de IHM de Scicos 15 1 1 5 1LiSte des travaux E A ednter sie detre et ne entame nan antenne ne tic Re tentes ee 15 1 2 Possibilit de choisir le formalisme quationnel pour construire le mod le 16 1 2 1 Besoin fonCtionnel 35ssssssssissnnin sos annene i eana nan arenei ar iaaa 16 1 2 2 D veloppements dans AMESim iii 16 1 2 8 D veloppements dans Scicos iii 17 1 2 4 Liste des travaux nssnensanstainenneen ares eesserent ane drames aciers nets ene aiment aimes tee 17 1 3 Formalisme SON INAS BIOS ne bibime nent 17 1 3 1 Besoin fonctionnelle apparent etenerepansensmeiiepanitnt 17 1 3 2 Liste destravon ca saigne nanpesnmeei er iaaa On aada iE ariaa An aat 18 1 4 Forma lsme B nd Graph nn a a E EE REE EE RR 18 1 4 1 Besoin fonctionnels eine eaa ete SN A
8. Bielefeld Germany Page 38 of 38
9. E eai 18 1 4 2 Choix technique Ssnan ee ai A a a ea a a a a a aiaa eria ie 18 1 4 3 D veloppements pr vus iii 18 1 5 Formalisme Technologique 2 era 18 1 9 1 Besoin fonctionnel 25 2322888 84m a an EE lan 18 1 5 2 D vel ppements dans AME I Misasi is niie ie irieiniti ten ina malien Rate 18 1 5 8 D veloppements dans Scicos sisi 18 Page 4 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 15 4 Liste des travaux fete arcs dti ettie ta ca cast rdrdne it he onebantecieatune du te amen toscane arte d ebarse iii ere c te 18 1 6 Possibilit de rentrer des cartographies ou abaques snnnnnnnnnnnnnnneennennnnnnnneennennne 19 1 6 1 Besoin fonctionnel isssssiiiissssseecceenecsseecccenenensseeeceeeeenenseeeeeee 19 16 2 Choix techniques at renn ea eee di teen ste a de cet Dre ete asie ss 19 1 6 3 D veloppements dans le compilateur Modelica eseeseeeseeeneeieeeteeitsrtsttnenettnettnsttnstnninatnnstnnennneen nenne 19 1 7 Possibilit de fixer et lib rer les variables lors de l initialisation pour le calcul inverse 21 1 71 Besoin fOnCtiOnNel i5 ss cssttassss edited drasssssatesn teste i aconitacatecdaneatta tee netes cases tinconsate tal peara iip Ei i 21 1 7 2 Aide l initialisation dans SCiCOS rer nn nn nn en nn esse nnnnnene ne nen eee nenenenenenenenenenenenennnne 21 1 7 8 Aide l initialisation dans AMESimM ss sssssrsss
10. Page 37 of 38 D L M S d SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS ENGINEERING INNOVATION Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 R f rences M 2 3 4 5 6 7 8 9 Projet SimPA2 Expression de besoins pour un environnement de mod lisation et simulation bas sur un compilateur Modelica open source aout 2006 RNTL Appel propositions 2005 Annexe technique du projet SimPA2 D finition du tableau des exigences fonctionnelles pour l tablissement de la roadmap SimPA2 f vrier 2007 Accord de consortium du projet SimPA2 Modelica A unified object oriented language for physical systems modeling Language specification version 3 0 Sept 5 2007 S Furic 2007 Software design specification for SimPA2 SP2 P Fritzson 2004 Principles of object oriented modeling and simulation with Modelica 2 1 Wiley IEEE Press M Najafi et R Nikoukhah 2008 Initialization of Modelica models in Scicos to appear in 6 International Modelica Conference W Marquis Favre D Thomasset A Jardin 2008 Document support pour la sp cification et le d veloppement du module d analyse structurelle du projet SimPA 10 F Lorenz 1997 Modelling System 1 users manual Lorenz Simulation Liege Belgium 11 R Nikoukhah and S Furic 2008 Synchronous and asynchronous events in Modelica Proposal for an improved hybrid model 6 International Modelica Conference March 3 4
11. de calcul Page 31 of 38 SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 8 2 D veloppements dans le compilateur Modelica pour AMESim Pour am liorer l efficacit et la robustesse de la simulation des mod les Modelica import s dans AMESim un d veloppement a t r alis pour g n rer des syst mes explicites pour lesquelles il existe des m thodes de r solution num rique plus performantes et robustes 8 2 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit D tection et g n ration de syst mes explicites LMS Imagine Compilateur Modelica pour AMESim 9 La portabilit des mod les entre AMESim et Scicos 9 1 Besoin fonctionnel Assurer la compatibilit des mod les entre les plateformes d AMESim et Scicos 9 2 Compatibilit des mod les entre AMESim et Scicos Dans un premier temps AMESim et Scicos utilisent le m me compilateur Modelica ce qui garantit que les librairies Modelica crites pour Scicos peuvent tre directement utilis es sans aucune modification sous AMESim et vice versa Par la suite le compilateur Modelica sera am lior dans AMESim pour traiter d autres classes de probl mes tendues r duction d index algorithmes fonctions externes avec discontinuit s et tats internes partitionnement dans le cadre d une version commerciale du compilateur Dans cette derni re version la portabilit d
12. de sp cification crit en XML d crivant toutes les propri t s du mod le obtenu apr s simplification la liste des variables de port variables d tat param tres Ces informations sont utilis es par l IHM d AMESim et mises disposition de l utilisateur De plus l assistant d import Modelica affiche plusieurs autres informations nombre de variables avant et apr s simplification nombre d quations 3 1 3 G n ration des informations sur le mod le dans Scicos Le compilateur Modelica pour Scicos g n re en plus du code C Un fichier XML contenant la description des relations de d pendances variables quations dans le syst me obtenu apr s simplification Une description de la matrice Jacobienne sous forme analytique Comme dans AMESim l IHM de Scicos met aussi la disposition de l utilisateur plusieurs informations nombre de variables avant et apr s simplification nombre d quations nombre d entr es et de sorties 3 1 4 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit G n ration de la description des relations de d pendances LMS Imagine Compilateur Modelica variables quations apr s simplification pour Scicos Page 25 of 38 SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 3 2 G n ration de code temps r el embarqu partir d un contr leur discret 3 1 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESi
13. division soustraction exponentiation ces op rations incluent les op rations matricielles ainsi que les op rations entre scalaires et tableaux les op rateurs pr d finis ndims size scalar identity diagonal zeros ONES fill MAX min SUM product vectorisation des appels de fonctions scalaires indexation de tableaux avec des vecteurs d entiers et les expressions et end Acc s aux champs d un tableau en utilisant l operateur slice 1 6 3 4 Les fonctions externes Plusieurs am liorations sont apport es aux fonctions externes Simplification de l utilisation des fonctions externes Les fonctions externes taient tr s difficiles utiliser avec le compilateur SimPA car il fallait pr compiler une par une chacune des fonctions externes et les stocker dans des fichiers avant de les utiliser Le compilateur SimPA2 simplifie ce sch ma d utilisation en d tectant automatiquement toutes les fonctions externes utilis es Le compilateur SimPA ne supportait que les fonctions externes C qui n ont que des arguments scalaires de type double et qui n ont qu une seule sortie scalaire de type double Le compilateur SimPA2 tend l utilisation des fonctions externes aux arguments de type cha ne de caract res entiers et tableau de double Voici un exemple de d finition c t Modelica et d utilisati
14. les informations sur la structure des quations leurs orientations ainsi que les conditions d inversibilit du mod le 1 8 2 Acc s aux informations structurelles des mod les Les informations structurelles d un mod le structure des quations leurs orientations ainsi que les conditions d inversibilit sont mis disposition par le module d analyse structurelle de l inversibilit d crit au 2 1 1 8 3 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Acc s aux informations structurelles des Alyotech Module d analyse structurelle mod les pour l inversion de mod les 2 V rification statique avant simulation 2 1 V rification de l inversibilit du mod le par analyse structurelle et fourniture des conditions d inversibilit 2 1 1 Besoin fonctionnel Fournir une m thodologie pour l analyse des propri t s d inversibilit des mod les physiques permettant de d terminer Si un mod le n est pas inversible Page 22 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Si un mod le est inversible sous certaines conditions Un prototype permettant de mettre en uvre cette m thodologie doit tre d velopp e dans le cadre du projet 2 1 2 Choix techniques Suite l tude r alis e sur les liens entre les formalismes Bond graph et Modelica voir 1 4 2 il a t d cid de traiter le
15. li T 31 7 Environnement informatique ssssssssinanener nnneenenneteentennetnlteeitenneesneiiuennces 31 7 1 Plateformes informatiques SUpport s nnossnnennnnnnnneennnnnnnnnneeennnnnnnrnnneennnnnnnnnnnennennnn 31 Ted AN BESOIN TONCGHONNE zemiene eea reae E E E REEE EEREN A 31 7 1 2 Environnements informatiques support s si 31 Tek onlkiste des tavaUX a arrene R EE r EE EE E EEA AEE EE 31 7 2 Mise disposition de la documentation utilisateur 31 7 2 1 Bespin fonctionnel sssrinin eaa aa Ea aE a aa a a aa aE eaa Eaa eaaa Eaa EEE EA 31 72 2 Liste des trav X ocio a aa aE a ae a E aE E E Ea E EESE 31 8 LOS p rformanCES surrer naik a ear AE AAA A aanst aa kaasa eas ieaie aene 31 8 1 Beson foNe i oA a a a e r ra A aa a aTa e a gate a E aa aa ra aE E EA ENESE 31 8 2 D veloppements dans le compilateur Modelica pour AMESim 32 8 2 Liste d s travaux isa apoi ed e a e e e aede este ete TE aie aE 32 9 La portabilit des mod les entre AMESim et Scicos 32 9 1 B soin fonctionnel 2er slannlasntri oh datant ot aRnie a arar opisna A NS eus 32 9 2 Compatibilit des mod les entre AMESim et Scicos 32 72 ISO dos HAVE ina R E E A E E E 32 10 La docume mati N seissen annann aea eaan en eaa sin nee en aaa ea ends pese Eaa aea aa ean 32 10 1 Besoin fonctionnel rennes nitin esse dans alone
16. ner n can ne anne annee ini enr ds 32 10 2 Documentation du compilateur Modelica 32 10 3 LISI0 OS AVE 3eme ne cents lie Dane G 32 11 A tres besoins TOnctonnelS sienna aenaran AA nine nina EEEa 33 11 1 Besoins li s au retour d exp rience sur SimPA ss 33 11 11 B sain fonctionne heiii eaa aa a e aaa nee a EA a Aaaa EEE ESA 33 11 1 2 D veloppements dans le compilateur Modelica s esseesseeeeeeeeeeeeeeesereseneenetinettnsittinttnnstnnnenntnnstnnennnee 33 11 1 3 Liste des travaux us nine sat a aaae aE a e tisane a aa area EA e aaa AEE ESE 33 11 2 Besoins li s aux premiers tests sur SimPA2 33 11 21 Besom foncio E a RER AN po Mn E E a EE A EN 33 Page 7 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 11 2 2 D veloppements dans le compilateur Modelica s seseseeeeeeeieeeneeiteetnetntetntenttinstnnttnntnnntnnntnnsennennnene 33 112 3 Liste des traVaux nn en tentent nn Mo ere A um A nn 33 11 3 Besoins li s au d veloppement de librairies 33 11 3 B EsoiNToNctionNE l ieia esie aroan a eaa a a eS EE Eaa R EEEE TERE 33 11 3 2 D veloppement dans le compilateur Modelica seeseeeseeeneeneeeneeitettstteentttnttenstttstnntnatnnstnnennneennenn ne 34 13 3 Liste d s travaux sirieias eea M a E E EEE EAE E E EE AEREE EEEE 34 Chapitre Ill Limitations et r capi
17. to reduce state One state variable removed Trying to reduce state Failed 2 3 3 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit D tection et r solution des syst mes tats li s LMS Imagine Compilateur Modelica 2 4 V rification du r seau coh rence des ports connexions 2 4 1 Besoin fonctionnel V rifier la coh rence des connexions au cours de la phase de compilation du code Modelica 2 4 2 D veloppements dans le compilateur Modelica Le compilateur de SimPA est am lior en ajoutant une v rification plus rigoureuse des types des variables connecter propri t flow type de base dimensions pour les tableaux une v rification des contraintes de connexion input et output utilisation des sous connecteurs utilisation des connecteurs contenus dans des sous mod les mod les hi rarchiques utilisation du mot cl connector Page 24 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 2 4 3 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Am lioration du support des connecteurs LMS Imagine Compilateur Modelica 2 5 D tection des Boucles Alg briques 2 5 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de d tecter les boucles alg briques dans les deux types de mod les standards et Modelica 2 5 2 D tection des boucles a
18. 1 1 Besoin fonctionnel L un des r sultats du retour d exp rience et bilan sur le projet SimPA est la n cessit de supporter l h ritage qui est soulign comme un l ment important pour la mod lisation des actionneurs c f 1 car permettant de g rer plus efficacement les variantes de mod lisation 11 1 2 D veloppements dans le compilateur Modelica Les concepts d h ritage et de mod les partiels sont ajout s au compilateur afin d offrir aux utilisateurs plus de facilit dans l criture la r utilisation et le partage du code Modelica 11 1 3 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Support de l h ritage LMS Imagine Compilateur Modelica 11 2 Besoins li s aux premiers tests sur SimPA2 11 2 1 Besoin fonctionnel Les premiers tests r alis s sur le premier prototype du compilateur SimPA2 par les partenaires industriels c f tests de PSA ont montr s la n cessit de d am liorer le compilateur pour supporter les conversions implicites entiers vers r els pour simplifier les critures les fonctions et op rateurs scalaires acos asin ceux ci ne sont pas tous support s et il est n cessaire d crire par exemple Modelica math sin pour appeler la fonction sin 11 2 2 D veloppements dans le compilateur Modelica Le compilateur Modelica est am lior pour supporter les fonctions et op rateurs scalaires non support s par l ancien compilateur
19. 3 1 2 G n ration des informations sur le mod le dans AMESim nn nnnnnnnnnnnenenenenenenenennns 25 3 1 3 G n ration des informations sur le mod le dans Scicos 25 31 4 Liste d s travaux sidi sin dati ana arte sine dar entente clore cast edeneede raie oie Mein tatee te 25 Page 5 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 3 2 G n ration de code temps r el embarqu partir d un contr leur discret 26 3 1 1 Besoin fonctionnel E E des se min ame hple ta E sectes indemne dental 26 3 1 4 LISte des TrAVAUX noren eea dar den anneau tan E O reep teen eme E ans cest chap seen tee 26 4 Mitalsato AR 26 4 1 Calul AVES Om an E REEE E EEE EER ne annees 26 4 1 1 Besoin fonctionnel EE E A E E 26 4 1 2 R solution de l tat initial comme un probl me inverse dans Scicos 26 4 1 3 R solution de l tat initial comme un probl me inverse dans AMESim sssesseesseeseessessieseresrrerrreerresees 26 4 1 4 liste des AVU nettes r a E E aE E E A R eA 27 4 2 R solution de l tat initial comme tat stationnaire 27 42 1 Besoin fonctionnel mirisete n a eae ode Era E OE E E E Eaei 27 4 2 2 R solution de l tat initial comme tat stationnaire dans AMESIM ssssssssessnsesernesnnnsnnrnnrtrnreernnnenneennn 27 4 2 3 R solution de l tat initial comme tat stationnaire dans AMES IM
20. D et 3D en utilisant Modelica 30 7 MIRE ee CAE NE UD RE EEEN EE EEEE EEE EA ESERDE 30 6 Outils de didghOStC ssns Re near Entrer a ne E SR nn a ana 30 6 1 Informations sur la structure des quations effectivement r solues 30 6 1 1 B Saintonctionnel 5 tis E amet ion anetentin ane mne ten es 30 6 1 2 D veloppements dans AMESim et Scicos sesesseeesieeeeeeieetitetttstttttstttstnttinttintttnttensttntknntnnntnnenn nenne en nt 30 6 1 3 Liste des travaux sin E E anunec ent onan nine ani oenimReitt tes 30 6 2 Acc s aux informations sur la structure des quations leur orientation et les conditions d inversibilit du mod le version textuelle 30 6 2 1 Besoin fonctionnel snif sus E EE E AEE enter men ee datent ETE 30 6 2 2 D veloppements dans le module d analyse structurelle pour l inversion de mod les 31 6 2 3 Liste des travaux issue ina a ni nier EE ennemie tt ga ed nine 31 6 3 Messages d erreurs en cours de simulation 31 6 3 1 BeSaimioncionnel thus nantes h ere nai etes aeae steel tedehes tiens in 31 6 3 2 Affichage des messages d erreurs en cours de simulation dans AMESim 31 6 3 8 Affichage des messages d erreurs en cours de simulation dans Scicos 31 6 34 Liste des travaux 5h E E itennsria dat prorata d nette ne eue Rent nano ete n
21. Module d analyse structurelle structurelle de Pinversibilit des mod les pour l inversion de mod les physiques D veloppement du module d analyse structurelle Alyotech Module d analyse structurelle pour l inversion de mod les pour l inversion de mod les 2 2 D tection des probl mes mal pos s 2 2 1 Besoin fonctionnel D tecter au plus t t lors de la compilation les mod les erron s et fournir suffisamment d informations aux utilisateurs pour localiser et corriger ces erreurs Page 23 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 2 2 2 Gestion des messages d erreurs dans le compilateur Contrairement au compilateur de SimPA qui ne faisait aucun diagnostic des erreurs rencontr es lors de la compilation du code Modelica le nouveau compilateur affiche des messages d erreurs clairs avec des informations pr cises sur les positions des erreurs rencontr es Une liste exhaustive avec une description d taill e des erreurs qui peuvent tre rencontr es lors de la compilation est fournie avec la documentation du produit SimPA2 2 2 3 Analyse structurelle de la solvabilit dans le compilateur La partie avale du compilateur effectue une analyse du syst me d quations r soudre pour d tecter au plus t t si le syst me n admet pas de solution en se basant sur le graphe des d pendances entre variables et quations Cependant cette analyse es
22. Sp cifications d taill es du produit SimPA2 France USA Germany Japan Korea United Kingdom Brazil Hungary IMAGINE SA 7 place des Minimes 42300 Roanne FRANCE Phone 33 4 77 23 60 30 Fax 33 4 77 23 60 31 E mail imagine amesim com wWww amesim com Advanced Tools amp Expertise in Systems Engineering Aeronautics Automotive Power Hydraulics SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS X 4 MS Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Caninibutdra D TALBI LMS Imagine Developer talbi amesim com 33 477236030 S FURIC LMS Imagine Development Project Manager furic amesim com 33 477236030 D FARGETON LMS Imagine Product Director fargeton amesim com M Najafi INRIA Ing nieur Expert masoud najafi inria fr 33 139635907 N CUVILLIER ALYOTECH CRIL Developer nicolas cuvillier alyotech fr 33 130672349 Page 2 of 38 SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS X 4 MS Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Document revisions NE a November 13 2007 E D TALBI Initial revision 1 November 16 2007 S FURIC 1 1 November 19 2007 D FARGETON Adjustments before send to INRIA amp CRIL 1 2 November 30 2007 N CUVILLIER ne Eee n 1 3 Novembre 30 2007 M Najafi Specification of developments related to Scicos 1 4 December 3d 2007 D FARGETON Adjustments before first official delivery 1 5 December 4 2007 E D TALBI Remove revision for official delivery 1 6 January 23 2008 E D TALBI Upda
23. WARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Chapitre II R ponses la liste des exigences fonctionnelles 1 Interface homme machine 1 1 Initialisation des valeurs de variables et param tres 1 1 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de d finir la valeur initiale d une variable ou param tre dans le code Modelica visualiser et modifier cette valeur partir de l IHM 1 1 2 D finition de la valeur initiale d une variable ou param tre dans le code Modelica La d finition de la valeur initiale d une variable ou un param tre est support par le compilateur SimPA aucun d veloppement n cessaire en utilisant l attribut start et les quations de d claration comme dans les deux exemples suivants D finition d une variable x de type Real avec une valeur initiale Real x start 8 0 D finition d un param tre y de type Real avec une valeur initiale modifiable parameter Real y fixed false 2 0 Le compilateur est am lior pour supporter l utilisation de l attribut fixed permettant de fixer une fois pour toute la valeur d un param tre le param tre n est pas modifiable dans le code C final g n r comme dans l exemple D finition d un param tre z de type Real avec une valeur initiale non modifiable parameter Real z 3 0 1 1 3 Visualiser et modifier les valeurs initia
24. ages en termes de qualit maintenance et p rennit des produits d velopp s Page 11 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 2 Vue d ensemble du compilateur Le compilateur Modelica permet d analyser du code Modelica de l interpr ter et de g n rer en sortie du code destination d un outil de simulation de syst mes physiques Il est compos de deux parties voir la figure 1 une partie amont appel e aussi translator une partie avale appel e aussi modelicac Libraries Modelica stock es Code Modelica sous forme textuelle dans des fichiers Analyse lexicale et syntaxique Analyse s mantique Mise plat du mod le Format interm diaire Analyse structurelle Optimisation du code G n ration du code Code g n r ji Code plate forme d pendant Figure 1 Sch ma g n ral du compilateur Modelica Modelica mis plat La partie amont extrait le sens du code Modelica fourni en entr e et le traduit sous une forme interm diaire qui est transmise la partie avale pour tre transform e en une forme exploitable par un solveur num rique Dans ce qui suit nous aborderons de mani re g n rale les traitements effectu s dans chacune des deux parties amont et avale Ensuite tout au long du document nous donnerons plus de d tails sur les d veloppements r alis s pour r pondre aux exigences des par
25. ase n a pas de sens ou introduit une construction du langage non support e par le compilateur une erreur de s mantique est affich e 2 1 3 Mise plat du mod le Au cours de cette tape plusieurs traitements sont effectu s afin de r crire le syst me traiter sous une forme adapt e aux manipulations symboliques Parmi les traitements qui sont effectu s mise plat des quations et variables multidimensionnelles transformation des quations conditionnelles en expressions conditionnelles expansion des op rateurs et fonctions internes au langage g n ration des quations de connexion substitution des param tres fix s i e attribut fixed gal true par leurs valeurs dans les quations g n ration des quations initiales d rivation formelle d expressions Suite cette tape plusieurs codes sont g n r s Un code interm diaire pour la r solution du probl me d initialisation Un code interm diaire pour la r solution du probl me dynamique Une description XML des d pendances entre variables Nous pr senterons par la suite une description d taill e de l utilisation de chacun des codes pr c dents 2 2 Partie avale du compilateur La partie avale qui re oit en entr e un syst me d quations d crit l aide du format interm diaire produit par translator va op rer un ensemble de transformations visant passer d une forme dite d clarati
26. bilit de construire des mod les en utilisant le formalisme Bond Graph 1 4 2 Choix techniques Au d but du projet SimPA 2 les partenaires INSA et Imagine ont travaill ensemble pour d terminer la compatibilit ventuelle des formalismes Bond graph gt et Modelica Les conclusions de ce travail sont les suivantes le formalisme Bond graph permet de caract riser certaines propri t s d un mod le physique lignes de puissance entre autres impossibles caract riser en Modelica o le couplage effort flux n est pas explicite _ Modelica est plus large que le formalisme Bond graph car il comprend les aspects discrets absents de ce dernier le formalisme Bond graph permet de sp cifier un programme Modelica dans lequel certaines propri t s sont v rifi es a priori comme par exemple l inversibilit structurelle il n est par contre g n ralement pas possible de passer d un programme Modelica une repr sentation de type Bond graph car on ne sait pas quelles variables de types effort et flux sont coupl es certains programmes m mes purement continus ne sont pas traduisibles car ils poss dent des tats li s etc Au final il a donc t d cid de traiter le formalisme Bond graph en amont de la cha ne de compilation Modelica 1 4 3 D veloppements pr vus Aucun d veloppement pr vu Le logiciel MS1 utilis par le partenaire industriel PSA permet de g n rer du code M
27. d if Ces quations sont support s dans les deux sections equation et initial equation du code Modelica Les quations conditionnelles avec des conditions variables au cours de la simulation ne sont pas support es dans le cadre de SimPA2 En d autres termes les conditions e g conditionl condition2 et condition3 dans l exemple pr c dent doivent d pendre uniquement de constantes ou de param tres Page 27 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 4 3 3 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Support des quations conditionnelles LMS Imagine Compilateur Modelica 5 Simulation 5 1 Calcul direct 5 1 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de r soudre un probl me de simulation directe d crit en utilisant le langage Modelica 5 1 2 Simulation directe sous AMESim Cette fonctionnalit est support e par AMESim voir 1 2 2 5 1 3 Simulation directe sous Scicos Cette fonctionnalit est support e par Scicos voir 1 2 8 5 1 4 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire pr vu 5 2 R solution du probl me de commutation de mod les pour la simulation dynamique 5 2 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de d finir en Modelica dans la section equation des quations conditionnelles de la forme if conditionl then
28. delica au cours de la compilation r soudre les boucles alg briques entre des mod les compil s Modelica ou non 5 4 2 Traitement des syst mes raides dans AMESim et Scicos AMESim et Scicos disposent tous les deux de m thodes num riques permettant de traiter les syst mes raides m thodes BDF adapt es 5 4 3 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire pr vu 5 5 Traitement des syst mes hybrides 5 5 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de d finir et simuler des mod les hybrides coexistence des aspects discrets et continus 5 5 2 Sp cification du nouveau mod le hybride La sp cification du langage Modelica concernant les aspects hybrides reste tr s ambigu voir le retour d exp rience et bilan SimPA 1 un travail important d tude et de recherche a t r alis par l INRIA en collaboration avec LMS Imagine afin de proposer une approche permettant de d crire et traiter les mod les hybrides en utilisant le langage Modelica Une proposition pour un nouveau mod le hybride inspir e de Scicos a t pr sent e 11 la sixi me conf rence Modelica Mars 2008 Ce travail est un des principaux apports du projet SimPA2 5 5 3 D veloppements dans le compilateur Modelica Le d veloppement du nouveau mod le hybride propos par l INRIA et LMS Imagine n est pas pr vu dans le cadre de SimPA2 pour les raisons suivantes La sp cification d un mod le hybr
29. dustriels L objectif principal du projet SimPA2 est de d velopper une version am lior e du compilateur pour traiter au mieux les exigences des partenaires industriels du projet En partant du compilateur SimPA une premi re possibilit consiste r utiliser une partie du compilateur OpenModelica qui est un produit open source d velopp par le laboratoire PELAB de l universit de Link ping Su de Ce choix d utiliser Open Modelica a t rejet pour diverses raisons parmi lesquelles on peut citer la version d OpenModelica disponible au d but du projet SimPA2 en d but 2006 est tr s limit e aucun support des quations conditionnelles les tableaux d finis en compr hension les conversions implicites de types la s mantique du langage Modelica reste assez ambigu concernant plusieurs aspects importants pour le projet SimPA2 comme les aspects discret ou l utilisation des fonctions externes Ce qui implique la n cessit d une refonte compl te de toute la partie analyse s mantique d OpenModelica les discussions au sein de l association Modelica laisse pr sager un grand nombre de changements dans les versions futures des sp cifications du langage ce qui peut remettre en cause une grande partie des d veloppements d OpenModelica OpenModelica n effectue qu une mise plat tr s partielle des mod les ce qui rend son adaptation au format accept par modelicac tr s couteux la d tection des
30. e Scicos vers AMESim sera maintenue mais pas l inverse C est dire que certains mod les crits sous AMESim pourront ne pas fonctionner sous Scicos 9 2 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire pr vu 10 La documentation 10 1 Besoin fonctionnel Livrer une documentation compl te pour le compilateur Modelica l utilisation de Modelica dans AMESim l utilisation de Modelica dans Scicos l utilisation du module d analyse structurelle pour l inversion de mod les 10 2 Documentation du compilateur Modelica La documentation fournie avec le compilateur Modelica comportera la description des fonctionnalit s du compilateur des erreurs syntaxiques et s mantiques des l ments non support s du langage Modelica de la proc dure d installation du compilateur 10 3 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Documentation du compilateur Modelica LMS Imagine Compilateur Modelica Documentation de Modelica dans AMESim LMS Imagine AMESim Page 32 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Documentation de Modelica dans Scicos INRIA Scicos Documentation du module d analyse structurelle Alyotech Module d analyse structurelle pour l inversion de mod les pour l inversion de mod les 11 Autres besoins fonctionnels 11 1 Besoins li s au retour d exp rience sur SimPA 11
31. e l initialisation pour le calcul inverse 1 7 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos une aide la r solution du probl me d initialisation en intervenant sur les valeurs initiales des variables et d riv es et des param tres le choix des variables et d riv es et des param tres qui sont calcul s la r solution des contraintes initiales l aide au choix des variables et param tres en d tectant les syst mes structurellement sous contraints ou sur contraints 1 7 2 Aide l initialisation dans Scicos La figure 4 ci dessous d crit les diff rentes tapes pour la r solution du probl me d initialisation et la g n ration du code de simulation dynamique final Code Modelica il XML L D pendances i variables equations XML Probl me d initialisation Donn es d initialisation l Modelica plat ee Code de simulation du bEear probl me dynamique Solveur alg brique Code d initialisation ji L Figure 4 Sch ma d aide l initialisation dans Scicos Modelica plat Probl me dynamique XML j y Nouveau Probl me Pour la r solution du probl me d initialisation la partie amont du compilateur translator fournit en plus de la description du probl me dynamique deux autres sorties un fichier XML contenant la description du probl me d initialisation ce fichier sert de base aux interfaces graphique d aide l init
32. ement des boucles alg briques dans AMESim et Scicos 28 5 3 3 Liste des travaux aa aea e rte te aa Rai E EAN ann t eme at eee 28 5 4 Traitement des syst mes Raides DAE et ODE sss nnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnenne 29 5 4 1 B sain fonctionnels NA E A anal toi tentent ianosnee tunes 29 5 4 2 Traitement des syst mes raides dans AMESim et Scicos 29 54 3 Liste des travaux iii r a e a E a E EE anni T tbe tenace einen Rae EaR nenReit ee 29 5 5 Traitement des syst mes hybrides 29 5 5 1 Besoin fonctionnel irois od n i ede ete EE a a NR 29 5 5 2 Sp cification du nouveau mod le hybride 29 5 5 3 D veloppements dans le compilateur Modelica ssseesseeseeeseeeeseteeitesttstnetinnttntttnttttstnnenntnnetnntnneenneennt 29 5 5 4 Liste des travaux sorprenen aa een uen at E Eoi 29 5 6 Calcul inverse automatis en cours de simulation 30 5 6 1 Besoin fonctionnel 3 455 28 einen A tn ni te nee an nn lee 30 5 6 2 R solution du probl me inverse dynamique nnt 30 5 6 3 Liste des travaux is dis min ann den nn Mantes 30 Page 6 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 5 7 Couplage de mod les 1D et ls nt nn Ne ser si ss ds 30 5 7 1 Besoin fonctionnel te ee D Le 30 5 7 2 R solution des probl mes de couplage 1
33. equationl elseif condition2 then equation 2 else equation 3 end if Cette fonctionnalit est importante pour d crire des mod les pouvant pr senter suivant leur point de fonctionnement des structures d quations diff rentes 5 2 2 D veloppements dans le compilateur Modelica Voir 4 3 2 3 2 3 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire pr vu 5 3 Traitement des boucles Alg briques DAE 5 3 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de r soudre les boucles alg briques l int rieur d un mod le Modelica au cours de la compilation r soudre les boucles alg briques entre des mod les compil s Modelica ou non 5 3 2 Traitement des boucles alg briques dans AMESim et Scicos Le compilateur SimPA2 d tecte et r sout les boucles alg briques l int rieur d un mod le Modelica De plus AMESim et Scicos sont capables de d tecter voir 2 5 2 et 2 5 3 et r soudre les boucles alg briques apparaissant entre des sous mod les standards ou import s partir d un code Modelica 5 3 3 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire pr vu Page 28 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 5 4 Traitement des syst mes Raides DAE et ODE 5 4 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de r soudre les boucles alg briques l int rieur d un mod le Mo
34. erreurs de type est tr s insuffisante dans OpenModelica OpenModelica est un compilateur cr pour des objectifs plus acad miques et de recherche et semble assez inadapt une utilisation industrielle Pour toutes les raisons pr c dentes nous avons opt pour une autre approche qui consiste utiliser une volution de Modelicac comme partie avale du compilateur et d velopper une partie amont qui s occupera de traiter les l ments du langage Modelica avant de les transmettre modelicac sous une forme qu il accepte Cette seconde approche offre aussi plusieurs avantages la possibilit de s interfacer plus facilement avec les diff rents outils utilis s et d velopp s dans le cadre du projet plus de libert pour faire voluer le langage Modelica la libert de faire les choix techniques adapt s plus de facilit pour modifier ou r adapter le code en fonction de l volution des besoins du projet Pour d velopper la partie amont du compilateur nous avons opt pour l utilisation du langage de programmation OCaml d velopp et distribu par l INRIA depuis 1985 Le choix de ce langage a t fait pour plusieurs raisons Ce langage fait partie de la famille des langages ML contraction de Meta Language qui sont bien adapt es l criture de compilateurs Ce langage est r put pour tre performant et tr s s r Ce langage est un projet open source ce qui offre plusieurs avant
35. formalisme Bond graph gt en amont de la cha ne de compilation Modelica L id e est d analyser l inversibilit d un mod le en se basant sur les propri t s structurelles de son mod le Bond graph lignes de puissance causalit des ph nom nes ordres du mod le chemin causaux ordres de ces chemins 2 1 3 Analyse structurelle pour l inversion de mod les physiques Une sp cification d taill e est r alis e par le laboratoire AMPERE de l INSA de Lyon 9 Ce document sert de base pour la conception d un module permettant d analyser un mod le Bond Graph et de fournir les r sultats de l analyse en termes de conditions sur la structure du mod le voir 9 pour les d tails des algorithmes mis en uvre Ce module interagit avec l outil Bond Graph MS1 10 en lui fournissant les conditions prendre en compte pour g n rer une repr sentation inversible du mod le d crite en Modelica Le code Modelica g n r par MS1 voir figure 5 est ensuite fourni au compilateur Modelica pour l analyse et la g n ration de code destination du simulateur Mod le Bond Graph SD Outil MS1 Code Modelica Code g n r pour le ji simulateur Figure 5 Utilisation du module d analyse structurelle pour l inversion de mod les 2 1 4 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Sp cification d une m thodologie pour l analyse INSA Lyon
36. gage Modelica Modelica langage pour la mod lisation des syst mes physiques d velopp par l association Modelica consulter le site http www Modelica org pour plus de d tails Modelicac Partie avale du compilateur Modelica dont la version initiale a t d velopp e au cours du projet SimPA puis am lior e cours du projet SimPA2 Objet entit du langage repr sentant les mod les manipul s par l utilisateur les donn es structur es enregistrements Translator Partie amont du compilateur Modelica d velopp enti rement dans le cadre du projet SimPA2 Type cf 5 Chapter 6 pour une d finition de ce concept Variabilit concept du langage Modelica permettant de contraindre l ensemble des valeurs pouvant tre prises au cours du temps par une expression XML eXtensible Markup Language est un langage utilis principalement pour le stockage et l change de donn es Page 9 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Introduction SimPA2 Simulation pour le Proc d et l Automatique est un projet labellis ANR RNTL en 2005 dont l objectif principal est le d veloppement d un compilateur Modelica open source et son int gration au produit open source Scilab Scicos et au produit commercial AMESim Ce projet fait suite au projet SimPA qui a permis d obtenir une premi re version de compilateur Modelica open source qui
37. ialisation un fichier XML contenant la description des relations de d pendances entre variables et param tres et quations ce fichier est utilis e pour la d tection des syst mes sur contraints et sous contraints tape d analyse structurelle dans le sch ma de la figure 4 L IHM d initialisation utilise la description du probl me d initialisation fournie par translator pour afficher une interface graphique l utilisateur en lui offrant la possibilit d intervenir sur le choix des valeurs initiales des variables et d riv es et des param tres le choix des variables et d riv es et des param tres dont les valeurs sont fix es les valeurs des autres variables et param tres sont calcul es Page 21 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 le choix de la m thode de r solution du probl me d initialisation Une analyse structurelle est faite sur les choix pr c dents en utilisant les d pendances entre variables et quations g n r es par translator Cette analyse est faites pour d terminer si le syst me n est pas r alisable i e n a pas de solution en utilisant un algorithme de recherche de couplage dans un graphe biparti Apr s l analyse pr c dente si le syst me obtenu en prenant en compte les choix de l utilisateur est structurellement r alisable ce dernier est converti en code Modelica plat puis
38. ide pour Modelica est une t che tr s couteuse tant donn le manque de s mantique claire du langage Modelica et la complexit des constructions langage Les partenaires industriels du projet SimPA2 ont d cid de mettre la priorit sur les d veloppements pour l initialisation et l inversion de mod les l ne suffit pas proposer un mod le hybride pour Modelica il faut aussi convaincre les membres de l association Modelica d opter pour ce choix Le nouveau mod le hybride n cessite une refonte compl te du noyau de manipulations symboliques et une refonte importante de l analyse s mantique des constructions li es aux aspects discrets Pour ces raisons le d veloppement du nouveau mod le hybride est pr vu en dehors du cadre du projet simPA2 Les aspects discrets support s par le compilateur SimPA2 sont les r initialisations d tats continus les tats discrets ind pendants de type Real ind pendants signifie qu on ne g re pas les cascades d v nements provoqu es par des when d pendants Les principales am liorations du compilateur SimPA2 par rapport SimPA sont refonte compl te du code de gestion des travers es de surface pour lever les restrictions sur les expressions support es comme conditions dans les if et les when le support de l op rateur pre 5 5 4 Liste des travaux Page 29 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cification
39. ifications d taill es du produit SimPA2 Assistant d assemblage Modelica dans AMESim LMS Imagine AMESim 1 6 Possibilit de rentrer des cartographies ou abaques 1 6 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de d finir et d utiliser des cartographies et abaques en utilisant le langage Modelica 1 6 2 Choix techniques L utilisation des cartographies et abaques partir du langage Modelica est possible via l une des deux options suivantes Utiliser des tableaux et des algorithmes Utiliser des tableaux et des fonctions externes La premi re option a t rejet e car la s mantique des algorithmes est assez ambig e dans la version courante du langage Modelica Nous avons donc opt pour l utilisation des tableaux et des fonctions externes Ceci dit en pratique l utilisation des fonctions externes soul ve aussi plusieurs probl mes qui font toujours l objet de discussions et d tudes au sein de l association Modelica On peut citer en particulier les probl mes li s l utilisation de fonctions impures et la repr sentation des discontinuit s cach es dans les fonctions externes 1 6 3 D veloppements dans le compilateur Modelica Le compilateur Modelica est am lior pour supporter les tableaux de dimensions param triques les tableaux d finis en compr hension les op rations sur les tableaux et op rateurs pr d finis les fonctions externes 1 6 3 1
40. l effort de d veloppement n cessaire est trop important par rapport aux ressources disponibles l utilisation des quations initiales en Modelica pose plusieurs probl mes toujours en cours d tude Page 26 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 syst mes initiaux sur et sous contraints quations initiales mal d finies incoh rence avec la partie dynamique duplication des initialisations utilisation simultan e de l attribut start et des quations initiales manque de connaissances sur le syst me qui sera obtenu apr s l tape de simplification les variables d tat ne sont pas connues ce qui rend la d finition des quations initiales tr s difficile 4 1 4 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Support de la section initial equation LMS Imagine Compilateur Modelica Prise en compte des donn es d initialisation LMS Imagine Compilateur Modelica la g n ration du code pour le probl me dynamique Adaptation de la g n ration de code pour la LMS Imagine Compilateur Modelica r solution du probl me d initialisation Int gration de nouvelles m thodes pour la INRIA Scicos r solution du probl me d initialisation 4 2 R solution de l tat initial comme tat stationnaire 4 2 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de r soudre l
41. l utilisation simultan e de blocs Scicos standard et de blocs Modelica est autoris e Il est galement possible d utiliser des mod les Modelica dans les diagrammes Scicos sans avoir fournir un fichier d interface en utilisant une interface graphique g n rique pour les mod les Modelica bloc MBlock gt gt Moteur Components DEN File Diagram Palette Edit View Simulate Format Tools Bypass air control i 3 yp Modelica PID E 800 Reference Idle speed EGR Alpha y Throttle DE ByPass 4 Advance time control Intake Manifold Canister Fuel tank 77 d marrer EVORA Y Non lus 0 Yah w E T REJ a us Figure 3 Sch ma d utilisation des composants Modelica dans Scicos 1 2 4 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Assistant d import Modelica dans AMESim LMS Imagine AMESim 1 3 Formalisme Sch mas Blocs 1 3 1 Besoin fonctionnelle Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de construire des mod les en utilisant le formalisme Sch mas Blocs causal Page 17 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 1 3 2 Liste des travaux Ce besoin est enti rement couvert par les versions standards d AMESim et Scicos aucun d veloppement pr vu 1 4 Formalisme Bond Graph 1 4 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possi
42. les partir de l IHM d AMESim Dans l environnement AMESim il est possible de visualiser et modifier les valeurs initiales des variables et param tres du mod le en utilisant l interface homme machine IHM standard d AMESim en mode param tres Pour am liorer la visualisation des valeurs initiales celles ci doivent tre affich es sous une forme arborescente Cette fonctionnalit n cessite une am lioration de la g n ration de code pour AMESim dans modelicac 1 1 4 Visualiser et modifier les valeurs initiales partir de PIHM de Scicos Dans l environnement Scicos les valeurs initiales des variables et des param tres du mod le peuvent tre visualis es et modifi es en utilisant l interface homme machine IHM standard de Scicos en cliquant sur les blocs 1 1 5 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Support de l attribut fixed LMS Imagine Compilateur Modelica Am lioration de la visualisation des valeurs des LMS Imagine Compilateur Modelica pour param tres et variables dans AMESim AMESim L attribut fixed est par d faut gale true pour les param tres Page 15 of 38 VA SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 1 2 Possibilit de choisir le formalisme quationnel pour construire le mod le 1 2 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de const
43. lg briques dans AMESim AMESim d tecte les boucles alg briques entres les sous mod les standards et import s partir d un code Modelica en utilisant une approche en bo te noire AMESim ne voit pas les relations existantes entre entr es et sorties d un m me sous mod le et consid re que toutes les sorties d pendent de toutes les entr es Une telle approche peut d tecter plus de boucles alg briques qu il n en existe r ellement 2 5 3 D tection des boucles alg briques dans Scicos La d tection des boucles alg briques dans Scicos est plus fine que celle d AMESim puisqu il offre la possibilit d ajouter les informations de d pendances entre entr es et sorties des sous mod les Pour les mod les Modelica cette information peut tre automatiquement g n r e par le compilateur ce qui permet Scicos de d tecter de mani re plus pr cise l existence de boucles alg briques 2 3 4 Liste des travaux Aucun d veloppement pr vu 3 G n ration de mod le 3 1 Informations sur le syst me 3 1 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de visualiser les propri t s des mod les compil s partir d un code Modelica nombre d quations apr s simplification liste des variables d tats liste des param tres liste des variables des ports 3 1 2 G n ration des informations sur le mod le dans AMESim Le compilateur Modelica pour AMESim g n re en plus du code C un fichier
44. m et Scicos la possibilit de g n rer du code temps r el embarqu partir d un contr leur discret 3 1 4 Liste des travaux Aucun d veloppement pr vu 4 Initialisation 4 1 Calcul Inverse 4 1 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de d finir et r soudre l tat initial comme un probl me inverse 4 1 2 R solution de l tat initial comme un probl me inverse dans Scicos Cette fonctionnalit est enti rement support e dans Scicos voir le sch ma de la figure 4 L utilisateur a la possibilit de d finir l tat initial en utilisant les sections initial equation dans le code Modelica les attributs start et fixed pour d finir la valeur initiale des variables les quations de d claration pour d finir les valeurs initiales des param tres Le compilateur Modelica g n re une description XML du probl me d initialisation avec l introduction de variables alg briques pour les d riv es pour d terminer les valeurs initiales des d riv es de variables ce qui n cessite de d river formellement les expressions et identifier les variables effectivement d riv es la prise en compte des sections initial equation la prise en compte des quations de la partie dynamique qui doivent aussi tre v rifi es l initialisation Cette description XML est utilis e pour r soudre le probl me d initialisation voir la description de l aide
45. mentation Int gration dans Scicos Scicos 4 1 INRIA Int gration du compilateur dans Scicos Int gration de Sundials dans Scicos Editeur de code Modelica Mise disposition de la documentation Sp cification d taill e du 1 6 LMS Imagine Premi re version de la sp cification d taill e 12 2007 produit SimPA2 SimPA2 Module de conversion XML 1 0 LMS Imagine Conversion de XML vers Modelica vers Modelica Version interm diaire du 1 1 1 10 1 LMS Imagine Tableaux de dimensions param triques compilateur ee f Tableaux d finis en compr hension Support des quations conditionnelles 02 2008 Am lioration du support des fonctions et op rateurs scalaires Refonte du code de gestion de travers e de surface D tection et g n ration de syst mes explicites pour la cible AMESim 03 2008 Publication la conf rence INRIA Proposition d un nouveau mod le hybride Modelica 2008 LMS Imagine Initialisation de mod les Modelica dans Scicos Assemblage Modelica sous AMESim Rev LMS Imagine AMESim version prototype 8A 05 2008 Aide l initialisation sous Scicos 4 2 INRIA Scicos version prototype IHM d initialisation Int gration de nouvelles m thodes pour la r solution du probl me d initialisation Analyse structurelle pour l aide l initialisation Document de sp cification 06 2008 Sp cification d une INSA Lyon m thodologie pour l analyse structurelle de l inversibilit
46. n cours de simulation et d analyser le syst me r solu num riquement 6 3 3 Affichage des messages d erreurs en cours de simulation dans Scicos Scicos supporte enti rement cette fonctionnalit 6 3 4 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire pr vu 7 Environnement informatique 7 1 Plateformes informatiques support s 7 1 1 Besoin fonctionnel Les composants informatiques d velopp s dans le cadre de SimPA2 doivent tous fonctionner sous les deux plateformes Windows Linux 7 1 2 Environnements informatiques support s Les environnements Windows et Linux sont tous les deux support s par tous les composants d velopp s dans le cadre de SimPA2 7 1 3 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire n cessaire 7 2 Mise disposition de la documentation utilisateur 7 2 1 Besoin fonctionnel Mettre disposition une documentation utilisateur pour chaque composant d velopp dans le cadre du projet 7 2 2 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire n cessaire 8 Les performances 8 1 Besoin fonctionnel L utilisation du compilateur Modelica doit permettre d aborder les gros mod les de taille industrielle et d am liorer significativement les temps de simulation Les m thodes de simplification formelle appliqu es par le compilateur doivent permettre de r duire consid rablement la taille des syst mes effectivement r solus par le solveur et diminuer ainsi les temps
47. n graphe biparti Page 13 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 2 2 2 Manipulations formelles Le noyau de manipulation formelle fait essentiellement deux choses Il r duit le syst me d quations par application de r gles de r criture l d termine une s quence de calcul permettant de mettre jour la valeur des inconnues dans le code g n r factorisation d expressions communes et calcul des d pendances La repr sentation interne utilis e en entr e comprend l ensemble des param tres non fix s et variables du mod le analyser les valeurs initiales impos es ainsi que les quations Cette repr sentation est exploit e pour construire deux syst mes continu et discret Le syst me continu est d compos en sous syst mes autonomes par un module d analyse de graphe d incidence Ces sous syst mes sont r duits par manipulations symboliques en r solvant les parties lin aires et en r duisant au mieux les parties non lin aires par des m thodes d inversion et de substitution symboliques Le syst me simplifi obtenu la fin est constitu de sous syst mes non r ductibles qui devront tre trait s num riquement Le r sultat comprendra ventuellement les param tres dont on ne conna t pas la valeur Les contraintes du syst me discret sont ordonnanc es statiquement par une m thode bas e sur un algorithme issu du c
48. nipulations symboliques donn es sous forme litt rale compr hensible par l utilisateur liste des syst mes d quations apr s r duction 6 1 2 D veloppements dans AMESim et Scicos Cette fonctionnalit est non support e par AMESim et Scicos 6 1 3 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire pr vu 6 2 Acc s aux informations sur la structure des quations leur orientation et les conditions d inversibilit du mod le version textuelle 6 2 1 Besoin fonctionnel Offrir dans le module d analyse structurelle pour l inversion de mod les un acc s aux informations sur la structure des quations leurs orientations et les conditions d inversibilit sous une forme textuelle Page 30 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 6 2 2 D veloppements dans le module d analyse structurelle pour l inversion de mod les Cette fonctionnalit n est pas support e 6 2 3 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire pr vu 6 3 Messages d erreurs en cours de simulation 6 3 1 Besoin fonctionnel Lorsqu une erreur se produit en cours de simulation le simulateur AMESim ou Scicos doit afficher des messages d erreurs claires 6 3 2 Affichage des messages d erreurs en cours de simulation dans AMESim AMESim supporte depuis sa cr ation un ensemble de fonctionnalit s permettant d afficher des messages d erreurs clairs e
49. odelica partir d une repr sentation Bond Graph LS Formalisme Technologique 1 5 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de construire des mod les en utilisant le formalisme Technologique assemblage de composants 1 5 2 D veloppements dans AMESim Parall lement la version Rev8A d AMESim pr vue en mai 2008 une version d di e des projets de recherche offre la possibilit de construire un mod le Modelica par assemblage graphique de composants sans passer par la version textuelle L utilisateur peut diter un sous mod le Modelica directement sous AMESim l aide de l interface graphique Le m lange de composants Modelica et AMESim ne sera pas autoris la communication entre les mondes Modelica et AMESim se r alisera travers des ports physiques ou signaux La mod lisation se fera donc en deux tapes Construction d un sous mod le AMESim par assemblage de composants Modelica Incorporation du r sultat un mod le circuit AMESim et utilisation traditionnelle d AMESim 1 5 3 D veloppements dans Scicos La construction des diagrammes avec l assemblage des composants est possible dans Scicos Des exemples thermo hydrauliques et lectriques sont mis disposition dans le r pertoire demos de Scicos 1 5 4 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Page 18 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp c
50. ompilateur Scicos fourni par l INRIA Les quations consid r es ici seront explicites au sens o on va exiger que le membre de gauche soit la variable par rapport laquelle on va r soudre l quation en question 2 2 3 G n ration de code cibl pour un simulateur donn La g n ration de code permet aux applications clientes de r cup rer de l information structurelle sur les mod les analyser ou du code C compilable dont l ex cution dans un environnement de simulation permet d obtenir l tat initial et les courbes d volution temporelles d un syst me dynamique hybride Les modules de g n ration de code sont sp cifiques aux environnements cibles car ceux ci n ont pas les m mes exigences Deux cibles pour la g n ration de code ont t d finies Scicos AMESim La g n ration vers la premi re cible consiste produire un fichier C contenant le code d un bloc Scicos comportant des sections de calcul de r sidus de sp cification de valeurs initiales de d tection de travers es de surface de calcul de coefficients de matrice Jacobienne Pour les besoins d analyse un fichier XML donnant la structure du syst me d quations pourra tre g n r La g n ration vers AMESim consiste produire deux fichiers Un fichier C d crivant le code du sous mod le AMESim correspondant au mod le Modelica compil Un fichier XML d crivant l interface du sous mod le Page 14 of 38 s SOFT
51. on d une fonction externe function F la fonction c t Modelica input Integer i input String s input Real x output Real y external end F model M le mod le Real x 2 2 Real y equation x 112 5 3 8 11 4 S 1FF F 42 hello x y end M La fonction doit tre d clar e comme ceci en C double F int i char s double x int diml int dim2 int j k double sum for j 0 j lt diml j for k 0 k lt dimli k sum x i dimi j return sum 1 6 3 5 Types pr d finis String et Integer Pour faciliter l utilisation des fonctions externes avec des param tres et constantes de type String ou Integer un d veloppement suppl mentaire est r alis pour supporter l utilisation de ces deux types 1 6 3 6 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Tableaux de dimensions param triques LMS Imagine Compilateur Modelica Tableaux d finis en compr hension LMS Imagine Compilateur Modelica Op rations sur les tableaux LMS Imagine Compilateur Modelica Page 20 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Fonctions externes LMS Imagine Compilateur Modelica Support des param tres et constantes de type LMS Imagine Compilateur Modelica String et Integer 1 7 Possibilit de fixer et lib rer les variables lors d
52. our le compilateur SimPA2 les limitations indiqu es par L dans le tableau ci dessus sont Certains op rateurs pr d finis ne sont pas support s assert terminate initial terminal change edge Les op rations sur les tableaux multiplication de matrices division par des scalaires addition et soustraction et quations vectorielles sont toutes support s l exception de certains op rateurs built in comme transpose skew et symmetric Le type Real est enti rement support Les types Integer et String ne sont support s que pour la d finition de param tres et constantes Les types Boolean et enumeration ne sont pas support s Les fonctions externes support es sont celles e ayant au maximum un seul output de type Real e pour lesquelles tous les inputs sont des tableaux de Real ou des scalaires de type String Integer ou Real e qui sont pures et sans aucune discontinuit L affichage des messages d erreurs est g r et document seulement pour la partie amont du compilateur Les erreurs syntaxiques sur les annotations sont bien support es par le compilateur mais aucune information sur les annotations n est g n r e C est l outil de simulation de les r cup rer et les interpr ter Concernant les aspects discrets les l ments support s sont e les r initialisations d tats continus e les tat
53. ruire des mod les en utilisant le langage Modelica 1 2 2 D veloppements dans AMESim A partir de la version Rev7 d AMESim mai 2007 l utilisateur a la possibilit d importer et simuler dans La version Rev7A d AMESim sortie en mai 2007 inclut un assistant d import Modelica Cet assistant demande l utilisateur d indiquer les chemins vers les sources Modelica compiler le nom de la classe instancier le nom de l instance g n rer le r pertoire qui sera utilis pour stocker le code g n r Suite cette tape de configuration l assistant appelle le compilateur Modelica avec les arguments appropri s et g n re si aucune erreur ne se produit le code C et XML permettant de d crire un sous mod le AMESim L assistant peut g n rer deux types de sous mod les AMESim un sous mod le autonome sans ports un sous mod le connectable des sous mod les issus de la compilation de code Modelica ou de la biblioth que standard AMESim cf figure 2 Concernant le comportement des sous mod les deux options sont possibles le sous mod le expose toutes ses variables internes l utilisateur mode par d faut le sous mod le ne transmet que ses variables de sortie mode bo te noire gt Dans cette premi re version de l import Modelica les variables et quations discr tes ne sont pas support es Pour plus de d tails sur l utilisation de l assistant d import un manuel d utilisateur es
54. s d taill es du produit SimPA2 Fonctionnalit Responsable Produit Sp cification des algorithmes pour le traitement des INRIA LMS Compilateur Modelica syst mes hybrides Imagine Publication d articles sur le nouveau mod le hybride INRIA LMS Compilateur Modelica Imagine Refonte du code de gestion des travers es de surface LMS Imagine Compilateur Modelica Support de l op rateur pre LMS Imagine Compilateur Modelica 5 6 Calcul inverse automatis en cours de simulation 5 6 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de d finir et r soudre les probl mes d inversion dynamique de mod les 5 6 2 R solution du probl me inverse dynamique Non support par AMESim et Scicos 5 6 3 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire pr vu 5 7 Couplage de mod les 1D et 3D 5 7 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos la possibilit de d finir et r soudre les probl mes de couplage 1D et 3D en utilisant Modelica 5 7 2 R solution des probl mes de couplage 1D et 3D en utilisant Modelica Non support par AMESim et Scicos 5 7 3 Liste des travaux Aucun d veloppement suppl mentaire pr vu 6 Outils de diagnostic 6 1 Informations sur la structure des quations effectivement r solues 6 1 1 Besoin fonctionnel Offrir dans AMESim et Scicos un acc s aux informations sur la structure des quations effectivement r solues apr s ma
55. s discrets ind pendants de type Real ind pendants signifie qu on ne g re pas les cascades d v nements provoqu es par des when d pendants Page 35 of 38 VA SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 2 Tableau r capitulatif des fournitures du projet Certains des projets li s l int gration de Modelica dans les logiciels AMESim et Scicos sont livr s en trois tapes version prototype qui est une premi re version destin e aux tests en interne version projet qui est r serv deux ou trois clients pour tester le produit et avoir les premiers retours des utilisateurs e version industrielle qui est la version finale destin e tous les clients Les versions du compilateur Modelica sont num rot es comme suit XXX YYY avec XXX la version de la partie amont et YYY la version de la partie avale Date de Titre Version Responsable Description livraison Eu EVE D Premi re version du 1 0 1 10 0 LMS Imagine Support de l attribut fixed compilateur Support des paquetages Support de l h ritage Am lioration du support des connecteurs 06 2007 Support des conversions implicites Gestion des messages d erreurs Assistant d import Modelica AMESim LMS Imagine Importation de code Modelica dans pour AMESim Rev7A l environnement AMESim Simulation directe des mod les Mise disposition de la docu
56. sera utilis e comme point de d part pour l impl mentation du compilateur Modelica de SimPA2 Ce document est la sp cification d taill e du projet SimPA2 requise dans le cadre du lot 0 du sous projet 1 cf l annexe technique du projet 2 Il est divis en trois parties La premi re partie donne une description du point de vue fonctionnel et architecture logicielle du compilateur Modelica La seconde partie est une r ponse la liste des exigences fonctionnelles 3 tablie par les partenaires industriels cf l annexe technique du projet 2 La derni re partie est un r capitulatif des principales limitations du compilateur ainsi que le planning des livrables du projet Dans ce qui suit nous appellerons compilateur de SimPA l ancienne version du compilateur d velopp e au cours du projet SimPA appel e aussi Modelicac La nouvelle version celle du projet SimPA2 dont ce document est la sp cification d taill e sera d nomm e compilateur Modelica Page 10 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Chapitre I Compilateur Modelica 1 D veloppement du compilateur Choix techniques Le projet SimPA2 s appuie sur les r sultats du projet SimPA qui a permis de mettre au point une premi re version de compilateur Modelica Celle ci couvre un ensemble tr s restreint du langage Modelica et ne permet pas de traiter la complexit des cas in
57. ssssesssnsneneneneeneeseneeeeeeeeeseneseeeeeeeseseeeseseeeeennnnne 22 1 7 4 Liste des travaux sisi iiiiiiicscecccennnnncsecccceeneneneseececnennneeseeeeceeneneseeeeeee 22 1 8 Acc s aux informations sur la structure des quations sur leur orientation et sur les conditions d inversibilit du mod le sous l ensemble des formalismes 0011000011nn0011annaana 22 1 8 1 Besoin fonctionnel issssssiiisssssscecceeneeseecccenennneseeeeeeeeennnseeeeeee 22 1 8 2 Acc s aux informations structurelles des mod les 22 E ore Me letehe h PEA E A E A EEE E A dun 22 2 V rification statique avant simulation eeeerrrrrrrrrrrrrrrrrrrttttttttttttttttttttttEEEEEEEEEEEEEEEn 22 2 1 V rification de l inversibilit du mod le par analyse structurelle et fourniture des c nditions A INV rsiDill isisisi dreii are ei a a arer aa 22 2 1 1 Besoin fonctionnel iiisssissseeseeesseccccennneesesccceceennesceeceeeeeeeneseeeeeee 22 2 12 Choix teChnIQUeS 15e Rd RE ide ra ea ri does entiere 23 2 1 3 Analyse structurelle pour l inversion de mod les physiques 23 2 1 4 Liste des travaux iii iiississecccecennencseeecceennnnneseeecceenennneseeeceneneneseeeeeeee 23 2 2 D tection des probl mes mal pos s 23 2 2 1 Besoin fonctionnel sisi aai ane a a epia dia adesea iienaa iaidd riendas 23 2 2 2 Gestion des messages d erreurs dans le compilateur 24 2 2 3 Analyse structurelle de la solvabilit dans le compilateur 24 2 2 4 Lis
58. t globale et ne permet pas d identifier la partie du syst me qui est l origine du probl me 2 2 4 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Gestion des messages d erreurs LMS Imagine Compilateur Modelica 2 3 D tection des index lev s 2 3 1 Besoin fonctionnel Les probl mes tats li s et en particulier ceux index lev sont tr s difficile r soudre et dans certains cas ce sont les sympt mes d erreurs de mod lisation il est donc important d avertir l utilisateur lorsque de telles situations se produisent 2 3 2 D tection et r solution des syst mes tats li s Les syst mes d index lev font partie de l ensemble plus g n ral des syst mes tats li s i e tout syst me d index lev est un syst me tats li s mais pas l inverse Les syst mes tats li s sont difficiles initialiser puisqu ils contiennent des relations alg briques cach es entre variables d tat Un d veloppement a t r alis pour d tecter si un syst me est tat li et tenter de r duire le nombre d tat si possible Seuls les syst mes avec des relations lin aires entre variables d tat sont trait s Le compilateur peut effectuer plusieurs tentative pour r duire le nombre d tat d un tel syst me Voici un exemple de messages affich s par le compilateur pour un syst me avec deux variables d tat li Trying to reduce state Failed Trying
59. t mis disposition avec l aide en ligne d AMESim E AMESim E MyWork Projets Modelica_training Exemples_Franck_Sellier Modelica Examples_Modelica tes DER EX File Edt View Modeling Settings Simulation Analysis Tools Windows Help nealalls selala aaaal 08 9al8s8lnac IN2G3 06 Signal Control ar MAI Sources Sin y Maths Continuous Tables Func he Sketch mode Figure 2 Sous mod le AMESim constitu d un composant Modelica connect des composants AMESim classiques Page 16 of 38 VA SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 La version Rev8A d AMESim mai 2008 apportera plusieurs am liorations __ Conversion des unit s Modelica en unit s AMESim Affichage des unit s pour les variables et les param tres Plusieurs am liorations dans l interface graphique de l assistant d import Modelica Possibilit de Modifier et recompiler un mod le Modelica directement partir du mode sketch d AMESim 1 2 3 D veloppements dans Scicos Pour pouvoir utiliser les mod les Modelica dans Scicos chaque Mod le est associ un fichier interface de Scicos sci Ce fichier d finit les entr es sorties implicites explicites et la forme graphique du bloc dans Scicos La figure 3 montre le mod le d un syst me de contr le de moteur d velopp par l IFP dans Scicos Dans les diagrammes Scicos
60. taines informations accessibles uniquement l int rieur d un m me package La propri t encapsulated a aussi t introduite pour rendre un paquetage compl tement ind pendant des autres et faciliter ainsi le d placement et l utilisation des informations qu il contient L utilisation des paquetages offre aussi d autres facilit s comme l limination des conflits de noms et la r duction de la complexit du code 11 3 3 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit Support des paquetages LMS Imagine Compilateur Modelica Page 34 of 38 D g SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS MS Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Chapitre III Limitations et r capitulatif des r alisations 1 Principales limitations du compilateur Modelica Case vide non support L support avec des limitations X compl tement support Fonctionnalit Compilateur Compilateur Version commerciale SimPA SimPA2 mai 2008 Fonctions et op rateurs pr d finis L L L Types pr d finis L L L Utilisation de packages records blocks et X X connecteurs H ritage X X Tableaux statiques X X Tableaux dynamiques Equations conditionnelles X X Composants rempla ables Equations initiales X Fonctions externes L L L Algorithmes Gestion des messages d erreurs L L Annotations L L Support des aspects discrets L L P
61. te 1 7 April 2 2008 E D TALBI Update 1 8 July 28 2008 E D TALBI Update 1 9 February 20th 2009 E D TALBI Update Checked Development Project Manager Dec 4th 2007 S Furic LMS limegine pp Aug 25 2008 S Furic LMS Imagine Approved D Fargeton LMS Imagine Product Director Dec 4th 2007 D Fargeton LB MES A0 Product Director Sep 1 2008 Page 3 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Table of contents Document FENISIONS 62220 eee 3 Table of CONEBNTS 080 cer snenssnn nie nine enc ess s seems saiua 4 LE le ICS RE 9 IMFOOUCHDN 2 sn 2nne2nienessnn nent een tnnnnsensennissiipanuess semis 10 Chapitre Compilateur Modelica nnnnsnnnnes 11 1 D veloppement du compilateur Choix techniques ssssesssssenrrnersserennrrnnrrssrrrrrrrnnnesee 11 2 Vue d ensemble du COoMpilAleUr ss nirrntnnnenetimesininniieininiisesant 12 2 1 Partie amont du COPA I Q See nee eu nee 12 2 1 1 Analyse lexicale et grammaticale sise 12 2 1 2 Analyse s mantique iii 13 2 1 3 Mise plat d MOd lR siscmrenassnissssrnnnsissnn ses gpeaara tie naatenpe sand oh en SaL a i necessite 13 2 2 Partie avale O compilateur nant ERE Ne nan 13 2 2 1 Analyse structurelle de la solvabilit du syst me d quation ssesesseesieeneeieeteettreitttnstreetnnineeneennne 13 2 2 2 Manipulations formelles eee 14 2
62. te des travaux iii icceenicscecccecennencseeecceennnnneseeecceeennnneseeeceeennneneeeeeeee 24 D tection des index lev s in nrrrrrnnnnesrecneeneseeeeenesseenenee 24 2 3 1 Besoin fonctionnel RTE 24 23 2 liste des travaux aec EE r E a EEA EG 24 2 4 V rification du r seau coh rence des ports connexions 24 2 4 1 Besoin fonctionnel iiiisisisseeeceeeessscccecennncseecccecennnecceeceeeeenennsseeeesee 24 2 4 2 D veloppements dans le compilateur Modelica sseeseeeseeeeeeeeeeeteeeresrtstneinntnnttenttntsttatinntenntnnetnnen nenene 24 2 4 3 Liste des travaux iii iieesisseccecceneencseeecceenennnesececceennnnneeeecenennneneeeseee 25 2 5 D tection des Boucles Alg brigques snirinmeoomonaetodiiannen 25 2 5 1 Besoin fonctionnel iisssissseeiseeesssceccccennessesccceceenneeseeceeeeenenneeeeeseee 25 2 5 2 D tection des boucles alg briques dans AMESim sesseessessresisssessressrtsrstirtinsttnstttsttatinntnnntnnetnnenneeennt 25 2 5 3 D tection des boucles alg briques dans Scicos ne ennt 25 2 3 4 Liste des travaux iii cceesicscecccecennencseeccceeneneneseeecceennnnnseeeeceeneneseeeesees 25 3 G n ration de Mod le ii enissecennsssceccnnnseeccnnceeeceensseeeennseeses 25 3 1 Informations sur le SVSIOMNE sr snrrcnanmerche eencessennest ten rennes teens lente ere et 25 3 1 1 Besoin fonctionnel erias tnt niet ete e dns starte Ras lens seat AN SEEEN 25
63. tenaires industriels du projet 2 1 Partie amont du compilateur Cette partie effectue les traitements suivants sur le code Modelica re u en entr e Analyse lexicale et grammaticale Analyse s mantique Mise plat du mod le Ces trois tapes sont d crites dans ce qui suit 2 1 1 Analyse lexicale et grammaticale Au cours de l analyse lexicale le flux de caract res provenant du code source Modelica est transform en une suite de lex mes Chaque lex me repr sente une entit l mentaire du langage Modelica mot cl op rateur identifiant commentaire Si des caract res non autoris s sont d tect s une erreur lexicale est affich e l La partie avale du compilateur est une version am lior e du compilateur de SimPA Page 12 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS DAME Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Les lex mes sont ensuite regroup s en phrases par l analyseur grammatical qui d tecte les phrases mal form es et renvoi des messages d erreurs de syntaxes ventuels Si cette phase est pass e avec succ s un arbre de syntaxe abstraite est produit Si une erreur se produit au cours de cette tape d analyse une erreur de syntaxe est affich e 2 1 2 Analyse s mantique Au cours de cette tape le compilateur tente de donner des sens aux phrases grammaticalement correctes obtenues suite l tape pr c dente analyse lexicale et grammaticale Si une phr
64. transmis la partie avale du compilateur modelicac pour simplification et g n ration de code C Un solveur alg brique est ensuite appliqu e au code C g n r pour calculer les valeurs initiales des variables variables d riv es et param tres Ces r sultats donn es d initialisation dans le sch ma de la figure 4 ainsi que la description du probl me dynamique sont utilis s conjointement par modelicac pour g n rer le code final pour la simulation dynamique 1 7 3 Aide l initialisation dans AMESim Aucun d veloppement pr vu dans le cadre de SimPA2 1 7 4 Liste des travaux Fonctionnalit Responsable Produit G n ration de la description du probl me d initialisation LMS Imagine Compilateur Modelica G n ration de la description des relations de d pendances LMS Imagine Compilateur Modelica variables quations avant simplification Module de conversion de XML vers Modelica LMS Imagine Compilateur Modelica Analyse structurelle pour l aide l initialisation INRIA Scicos IHM d initialisation INRIA Scicos Publication d articles sur l initialisation INRIA Scicos Compilateur Modelica 1 8 Acc s aux informations sur la structure des quations sur leur orientation et sur les conditions d inversibilit du mod le sous l ensemble des formalismes 1 8 1 Besoin fonctionnel Offrir la possibilit de visualiser pour un mod le physique donn
65. tulatif des r alisations ssssannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 35 1 Principales limitations du compilateur Modelica sssssneneeesseeesnernnereserrnrrrnnresserrrrnrnnnesne 35 2 Tableau r capitulatif des fournitures du projet 36 R f rences isnin dessein an nee eee et nee 38 Page 8 of 38 s SOFTWARE REQUIREMENT SPECIFICATIONS Imagine Sp cifications d taill es du produit SimPA2 Glossaire Cami ou Ocaml langage de programmation d velopp et distribu par l INRIA depuis 1985 consulter le site http caml inria fr pour plus de d tails Classe fait r f rence au concept de classe du langage Modelica Une classe fournit la description des objets qui lui appartiennent cf 7 Equation fait r f rence au concept d quation dans le langage Modelica cf 5 Chapter 8 Expression fait r f rence la notion d expression telle que d crite dans la grammaire du langage Modelica cf 5 Appendix B Graphe est un ensemble de sommets appel s aussi n uds reli s par des arcs cas d un graphe orient ou des ar tes cas d un graphe non orient IHM Interface Homme Machine d note l ensemble des moyens mis en place pour assurer la communication entre l homme et la machine Instance un objet particulier en tant qu l ment d une classe donn e Instanciation proc dure permettant d obtenir un objet avec un param trage donn partir d une classe du lan
66. ve une forme dite proc durale La forme d clarative est celle du code Modelica de d part elle permet d exprimer les probl mes avec un tr s haut niveau d abstraction on ne d crit pas comment r soudre mais seulement les contraintes devant tre v rifi es par le r sultat Cette forme se pr te bien aux sp cifications d un probl me mais n est pas exploitable directement par les codes de calcul La forme proc durale d crit les s quences de calcul menant l obtention d un r sultat num rique l int rieur d une boucle de recherche de point fixe appel d un solveur num rique Cette forme est relativement loign e des sp cifications de d part et ne retient que ce qui est n cessaire au code de calcul Les traitements effectu s par la partie avale du compilateur sont principalement Analyse structurelle de la solvabilit du syst me d quation Manipulations formelles G n ration de code cibl pour un simulateur donn 2 2 1 Analyse structurelle de la solvabilit du syst me d quation Dans cette tape le compilateur analyse la structure du syst me d quations pour d tecter certains cas de probl mes insolubles i e syst mes n admettant pas de solutions L analyse effectu e consiste V rifier si le nombre de variables inconnues est gal au nombre d quations Analyser le graphe de d pendances entre quations et variables en utilisant un algorithme de couplage dans u

Spécifications détaillées du produit SimPA2 - GForge

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

Sp&eacute;cifications d&eacute;taill&eacute;es du produit SimPA2 - GForge

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

Spécifications détaillées du produit SimPA2 - GForge