THÈSE DE DOCTORAT Ecole Doctorale « Sciences et ...

Chapitre 4. Introduction 71
Ordonnancement
Tout élément de la boucle de commande directement relié au réseau constitue un nœud.
On distinguera les nœuds de capteurs de ceux d’actionneurs ; à noter que plusieurs capteurs et
actionneurs peuvent être regroupés en un même nœud selon leur localisation. Le bus CAN de
fréquence élevée d’une automobile possède ainsi une cinquantaine de nœuds mais seulement
une demi-douzaine sont généralement connectés. Le réseau peut également contenir un nombre
arbitraire de nœuds passifs qui ne sont aptes qu’à recevoir des paquets. Ils peuvent être utilisés
pour recueillir des observateurs distants ou des actionneurs pour les systèmes munis d’entrées.
La procédure de communication est la suivante. A chaque instant de transmission, un
unique nœud est autorisé à envoyer ses données sur le réseau. Cet accès est régi par une loi
appelée protocole. On parle de protocole statique, lorsque l’ordre d’accès est préalablement
fixé, comme c’est le cas pour le protocole round-robin (RR) également nommé token ring ou
token bus pour lequel chaque nœud transmet ses données à une période égale au nombre de
nœuds [78, 84, 113], et de protocole dynamique lorsque le choix du nœud répond à un critère
dépendant de l’état du système, comme le try-once-discard (TOD) [199] pour lequel l’accès
est donné au nœud ayant l’erreur la plus grande entre les valeurs des variables actuelles et
celles dernièrement transmises (les protocoles RR et TOD sont explicitement définis dans
la suite). Ce partage du réseau entre les différents nœuds implique plusieurs difficultés pour
la commande et l’observation du système. Tout d’abord les données sont échantillonnées,
comme dans la Partie I, ainsi, entre deux instants de transmission, aucune information n’est
disponible. De plus, pour le cas des capteurs, seul un nœud (i.e. un sous-groupe de capteurs)
transmet ses données au réseau : le vecteur de sortie du système n’est pas complètement
connu. La disponibilité partielle et périodique des informations du système est à prendre en
considération lors de l’analyse de stabilité. Ces contraintes sont caractérisées par l’intervalle
maximal de transmission admissible (en anglais maximum allowable transmission interval
d’où l’acronyme MATI) et le protocole, tous deux jouant un rôle clef.
Quantification et codage
Les canaux de communication numériques ne peuvent transmettre qu’une quantité finie
d’information par unité de temps. Considérons la Figure 4.1. Les mesures du système
réalisées par les capteurs sont quantifiées au niveau du codeur : aux grandeurs physiques du
système sont associées des valeurs parmi un ensemble fini qui sont ensuite codées sous forme
de bits. Ces données sont alors incluses dans un paquet, également constitué d’informations
caractéristiques du réseau (overhead), qui est envoyé au contrôleur. Ce dernier décode les
bits reçus afin de générer des signaux de commande qui sont ensuite eux-mêmes codés sous
forme de bits afin d’être transmis aux actionneurs. Les données du contrôleur sont finalement
converties en signaux de commande physique au niveau des actionneurs. On parle dans ce
cas de commande avec information limitée puisque le réseau ne permet de transmettre qu’un
nombre donné de paquets de longueurs restreintes par unité de temps. Cette problématique est