Contribution a la commande adaptative et predictive PDF Download
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Author: Régis Canart
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Author: Régis Canart
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Pages : 132
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Dans ce mémoire sont étudiées des lois de commande basées sur des méthodes adaptatives indirectes et prédictives, pour contrôler des systèmes multivariables, non linéaires, soumis à des perturbations et évoluant dans le temps de manière inconnue a priori. La première partie concerne la définition du modèle à utiliser pour identifier et obtenir une approximation satisfaisante du comportement du precessus. Un bon compromis entre la simplicité et la justesse du modèle est obtenu avec des modèles du type linéaire auto-régressif. Des extentions sont proposées pour tenir compte de discontinuités sur la commande dans le cas particulier des systèmes mécaniques avec des actionneurs comportant une zone inactive. L'adaptation des paramètres du modèle est le second point crucial pour identifier correctement le processus. Les algorithmes d'adaptation développés sont fondés sur le principe des moindres carrés récursifs,auquel des améliorations ont été apportées pour réduire la sensibilité au bruit et pour résoudre les problèmes numériques survenant lorsque la condition d'excitation permanente n'est pas vérifiée. Dans les troisième et quatrième chapitres, des lois de commande sont déterminées pour minimiser les erreurs sur un horizon de prédiction de plusieurs pas. Des critères quadratiques sont établis pour améliorer la robustesse de la loi de commande vis-à-vis des bruits de mesure, pour traiter des systèmes à retars purs, et pour aboutir à des commandes régulières limitant les sollicitations sur les actionneurs et le processus. L'application de ces algorithmes en simulation et expérimentalement valide les résultats obtenus et montre la robustesse et les avantages des lois de commande adaptatives et prédictives proposées.
Author: Pascal Dufour
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Pages : 230
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Author: Tahar Slama
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Languages : fr
Pages : 135
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Ce travail de thèse a permis de développer une approche originale de commande pour les systèmes de télé-opération bilatérale maître-esclave. Cette stratégie de commande bilatérale est basée sur une combinaison judicieuse de l’ingénierie de la commande prédictive et du concept de platitude. Une telle approche est principalement caractérisée par sa capacité de prendre en compte explicitement le retour d’effort pour garantir un meilleur compromis entre la stabilité du système de commande et sa transparence. Deux problèmes de commande ont été traités pour mieux appréhender les performances en poursuite de la commande prédictive bilatérale proposée et sa capacité de recouvrir les bonnes propriétés de robustesse de la régulation prédictive. Le premier problème concerne le cas des systèmes linéaires. Des résultats fondamentaux de robustesse par rapport aux retards de transmission ont été obtenus et une attention particulière est réservée à la spécification des paramètres de synthèse, en l’occurrence les dynamiques de prédiction, et à l’étude du dilemme stabilité-transparence du système de commande global. Le second problème concerne le cas d’un système esclave opérant dans un environnement non linéaire. La conception du système de commande est faite en deux étapes. La première étape est une synthèse d’un système de commande en boucle ouverte effectuée conformément au concept de platitude. Ce système de commande en boucle ouverte permet au système esclave de suivre la trajectoire du système maître en réalisant une compensation adéquate des forces de contact entre le robot esclave et son environnement extérieur. La seconde étape est une synthèse d’un système de commande prédictive bilatérale dans le but de réaliser une stabilisation robuste du système esclave autour de sa trajectoire désirée. Ceci requiert une extension adéquate de la commande prédictive via une sortie plate au cas où la trajectoire de référence n’est pas connue a priori. En effet, la trajectoire de référence est affectée par la présence du retour d’effort. Quant au problème de minimisation, il est résolu par une prise en compte explicite de l’aspect bilatérale dans la loi de commande. Des validations expérimentales de l’approche de commande prédictive bilatérale ont été réalisées sur des plates-formes de télé-opération bilatérale avec un réseau de communication local d’une part, et un réseau de communication entre deux stations maître et esclave respectivement situées à Bourges et Vicenza d’autre part. L’utilisation de l’Internet comme réseau de communication a particulièrement permis de mettre en évidence la problématique des retards variables et aléatoires. Les résultats de robustesse en stabilité, de performances en poursuite et de transparence obtenus en simulation ont été validés en temps réel aussi bien dans le cas linéaire que dans le cas d’un environnement extérieur non linéaire. Plusieurs configurations de facteurs d’échelle ont été considérées pour montrer que les conditions de stabilité dépendent fortement de l’environnement extérieur et que la stabilité du système de commande et sa transparence constituent des propriétés antagonistes. Les résultats d’une méthode commande PID ont été données pour mieux apprécier ses limitations pour la télé-opération bilatérale.
Author: Marwa Taleb
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Languages : fr
Pages : 165
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Cette thèse concerne l'élaboration de stratégies de commande prédictive pour certaines classes de systèmes dynamiques continus, discrets et hybrides modélisés par des extensions de réseaux de Petri ad hoc. Pour les systèmes continus et en vue de limiter la complexité de calcul inhérente à la forme standard de la commande prédictive, plusieurs améliorations sont proposées. Celles-ci permettent de surmonter le problème de "hill climbing" caractéristique des trajectoires obtenues avec certains réseaux de Petri. Elles assurent également la possibilité d'implémenter la commande en temps réel en adaptant l'horizon de prédiction pour réduire la complexité algorithmique. Enfin, elles permettent de limiter la sollicitation des actionneurs tout en garantissant la stabilité asymptotique du système commandé. Pour les systèmes discrets temporisés et pour éviter l'exploration exhaustive du graphe d'atteignabilité, une méthode de commande est proposée, basée sur la commande prédictive appliquée à une approximation continue du système discret. Enfin pour les systèmes hybrides, une commande prédictive hybride est développée, inspirée de la commande prédictive continue. Les performances de ces différentes stratégies de commande sont évaluées et comparées avec différentes simulations numériques
Author: K. Najim
Publisher: Elsevier
ISBN: 1483298973
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 313
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This volume contains 40 papers which describe the recent developments in advanced control of chemical processes and related industries. The topics of adaptive control, model-based control and neural networks are covered by 3 survey papers. New adaptive, statistical, model-based control and artificial intelligence techniques and their applications are detailed in several papers. The problem of implementation of control algorithms on a digital computer is also considered.
Author: EROL.. ACUNDEGER
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Languages : fr
Pages : 199
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CE MEMOIRE DE THESE EST CONSACRE D'UNE PART A L'ETUDE ET A LA SUPERVISION DES ALGORITHMES DE COMMANDE PREDICTIVE ET D'AUTRE PART A LA PRESENTATION DU LOGICIEL DE CIAO (CONCEPTION INTELLIGENTE ASSISTEE PAR ORDINATEUR), ACAI (AUTOMATIC CONTROL & ARTIFICIAL INTELLIGENCE), POUR LA MISE AU POINT DE SYSTEMES DE COMMANDE ADAPTATIVE SUPERVISEE. DE NOUVELLES FORMULES EXPLICITES SONT INTRODUITES POUR LE CALCUL DES PREDICTEURS A RECURSIVITE SIMPLE ET A RECURSIVITE MULTIPLE QUI CONSTITUENT LA BASE DES ALGORITHMES DE COMMANDE PREDICTIVE. UN NOUVEAU PREDICTEUR, APPELE PREDICTEUR NON-STATIONNAIRE, QUI TIENT COMPTE DE LA VARIATION DES PARAMETRES DU MODELE, EST PROPOSE. LA SECONDE PARTIE EST DEDIEE A L'ETUDE DES ALGORITHMES DE COMMANDE PREDICTIVE. A PARTIR D'UNE NOUVELLE FORMULATION DU POLYNOME CARACTERISTIQUE EN BOUCLE FERMEE, DIFFERENTES PROPRIETES SONT ETABLIES. A LA LUMIERE DE CES RESULTATS, UNE BASE DE REGLES PRENANT EN COMPTE LES CARACTERISTIQUES DU PROCESSUS A COMMANDER ET LE CAHIER DES CHARGES DE L'UTILISATEUR, EST ELABOREE EN VUE DE LA SUPERVISION DES METHODES DE COMMANDE PREDICTIVE, TANT AU NIVEAU DU CHOIX INITIAL DES PARAMETRES DE REGLAGE QUE DE LA MODIFICATION EN LIGNE DES REGLAGES. LA DERNIERE PARTIE CONCERNE LA REALISATION D'UN SYSTEME EXPERT EN AUTOMATIQUE POUR LA COMMANDE DE PROCESSUS. L'ARCHITECTURE INFORMATIQUE ET LES PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT DU LOGICIEL ACAI SONT TOUT D'ABORD DECRITS. PUIS L'UTILISATION DE CE LOGICIEL EST ILLUSTRE A L'AIDE DE DIFFERENTS EXEMPLES SIMULES
Author: Cristian Trelea
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Languages : fr
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L'objectif principal de cette thèse est la mise au point et la validation expérimentale d'une méthode bien adaptée à la commande automatique des procédés discontinus (batch) non linéaires, lents et stables en boucle ouverte, largement utilisés dans l'industrie alimentaire. Les procédés discontinus se caractérisent par un fonctionnement en régime transitoire et par l'absence des consignes pour les principales variables. Notre méthode permet de calculer en temps réel les trajectoires des variables de commande qui optimisent le coût économique global du batch, compte tenu de la dynamique du procédé et des contraintes technologiques et de qualité. Un estimateur d'état et de paramètres permet d'intégrer l'information obtenue à partir des mesures effectuées en ligne, introduisant un retour de sortie. La stratégie de commande future est adaptée en temps réel, sur la base des prédictions du modèle interne. Les prédictions se font à long terme, typiquement jusqu'à la fin du batch. La méthode n'impose pas de forme particulière à la fonction de coût, aux contraintes, au modèle interne ou à l'estimateur. Toutes les composantes peuvent être non linéaires et conçues séparément. La validation expérimentale est réalisée sur deux procédés pilote. L'application au procédé de séchage montre qu'avec un choix convenable du modèle interne et de l'algorithme d'optimisation de la commande, la complexité des calculs en ligne peut être très réduite L'application au procédé de réfrigération utilise un modèle interne à base d'équations différentielles et algébriques, ainsi qu'un algorithme d'optimisation relativement complexe, nécessitant la puissance de calcul d'un ordinateur de bureau standard. Les deux applications mettent en évidence la capacité de l'algorithme à assurer les objectifs de la commande (réduction des coûts, respect des contraintes), y compris face à des fortes perturbations, externes et paramétriques, mesurées et non mesurées
Author: André Murilo de Almeida Pinto
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Languages : en
Pages : 192
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This thesis addresses the challenging problem of applying nonlinear model predictive control (NMPC) to fast dynamical systems. For these systems, the available computational time may be insufficient to solve the underlying non convex optimization problems. In this context, the parameterized approach may be a potential candidate solution to deal with fast systems. Two practical applications are shown to emphasize the advantages of the parameterized approach: the diesel engine air path and the twin-pendulum system. Experimental validation results are proposed for the two processes in order to show the efficiency of the proposed framework.
Author: Mohammed Chadli
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118578953
Category : Science
Languages : en
Pages : 279
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A real-time system is a complex system which is an integral part of an industrial or experimental system, a vehicle or a construction machine. The peculiarity of these systems is that they are driven by real-time targets in distributed environments. Command-control for Real-time Systems presents the calculation of correction for industrial systems of different physical natures, their implementation on real-time target industrial systems (PLC-SCADA, embedded systems with distributed networks, Networked Control Systems) and their validation by simulation. It optimizes industrial processes by the use of automatic tools, industrial computing and communications networks and aims to successively integrate new control laws (linear, nonlinear and fuzzy controllers) so that users can leverage the power of engineering science as an automatic service process optimization while maintaining their high maintainability facilities. Contents 1. Introduction. 2. Modeling Tools, Sébastien Cabaret and Mohammed Chadli. 3. Control Tools, Mohammed Chadli and Hervé Coppier. 4. Application to Cryogenic Systems, Marco Pezzetti, Hervé Coppier and Mohammed Chadli. 5. Applications to a Thermal System and to Gas Systems, Sébastien Cabaret and Hervé Coppier. 6. Application to Vehicles, Elie Kafrouni and Mohammed Chadli. 7. Real-time Implementation, Marco Pezzetti and Hervé Coppier. About the Authors Mohamed Chadli is a senior lecturer and research supervisor at the University of Picardie Jules Verne (UPJV) in France. His main research interests lie in robust control, the diagnosis and fault tolerant control of polytopic systems and applications for automobiles. He is a senior member of the IEEE, and Vice President of the AAI Club as part of SEE-France. He is the author/co-author of 3 books, book chapters and more than 100 articles published in international journals and conferences. Hervé Coppier is a lecturing researcher at ESIEE-Amiens in France. He has collaborated with industrialists in the field of automation and industrial computing, particularly with CERN, and has spearheaded various international European projects.
