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Theses Year : 2015

Combining Discrete and Continuous Domains for SysML-Based Simulation and Test Generation

Unification des ensembles discrets et continus pour la simulation et la génération de tests à partir de modèles sysML

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Abstract

The research conducted during this thesis fall within the scope of modeling, verification and validation of critical and complex systems. This work aims to bridge the gap between the abstract high-level models, starting point of the MBSE process (Model-Based Systems Engineering), and real-time simulation keystone of In-the-Loop processes. In this context, we propose to unify, within a SysML model, continuous aspects of a system, to automatically generate an executable Modelica model (simulation), and discrete aspects allowing animation and test generation by constraint solvers. The work done during this thesis allowed the study and the realization of an original tooled approach to simulate and test such systems from SysML models within a In-the-Loop context. This approach has been validated by two concrete case studies from research partners. The first, from the ANR Smart Blocks project, allowed us to assess the relevance of the proposed SysML modeling methodology in order to perform contact less conveyor simulations. The second case study, from the GEOSEFA Regional project has allowed us to validate the overall approach (simulation and testing) in a In-the-Loop context. It covers the design and the validation of a new energy hybrid system embedded in a helicopter.
Les travaux de recherche menés au cours de cette thèse s'inscrivent dans le cadre de la modélisation, de la vérification et de la validation de systèmes complexes, critiques et multi-physiques. Ces travaux visent à combler l'écart d'abstraction entre les modèles haut-niveau, point de départ des processus MBSE (Model-Based Systems Engineering), et la simulation temps réel, clef de voûte des approches In-the-Loop. Dans ce contexte, nous proposons d'unifier, au sein d'un même modèle SysML, les aspects continus d'un système, permettant de générer de manière automatique un modèle Modelica de plus bas niveau directement exécutable (simulation), et les aspects discrets, permettant l'animation et la génération de tests par des solveurs de contraintes. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont permis l'étude et la réalisation d'une chaîne outillée originale permettant de simuler et de tester ce type de systèmes à partir de modèles SysML en contexte In-the-Loop. Cette démarche a été validée par deux cas d'étude concrets issus de la recherche. Le premier, issu du projet ANR Smart Blocks, nous a permis de mettre à l'épreuve la méthodologie de modélisation SysML dans le but d'effectuer des simulations de convoyeur sans contact (jets d'air). Le second cas d'étude, issu du projet Région GEOSEFA, nous a permis de valider l'approche complète (simulation et test) en contexte In-the-Loop. Celui-ci porte sur la conception et la validation d'un nouveau système énergétique hybride embarqué dans un hélicoptère.
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Dates and versions

tel-01248018 , version 1 (23-12-2015)
tel-01248018 , version 2 (10-01-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01248018 , version 2

Cite

Jean-Marie Gauthier. Combining Discrete and Continuous Domains for SysML-Based Simulation and Test Generation. Performance [cs.PF]. Université de Franche-Comté, 2015. English. ⟨NNT : 2015BESA2053⟩. ⟨tel-01248018v2⟩
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