Proposition d’une stratégie de contrôle à base de logique floue pour la commande d’un circuit d’air d’un moteur Diesel PDF Download
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Author: Jean-François Arnold
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 163
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Book Description
L’évolution des normes anti-pollution a conduit les constructeurs automobiles à introduire de nouveaux actionneurs dans le système d’air des moteurs Diesel. En complément du papillon motorisé, les moteurs sont maintenant systématiquement équipés d’une vanne de re-circulation des gaz d’échappement et d’une turbine à géométrie variable. Ces actionneurs rendent plus délicate la gestion simultanée de la pression de suralimentation et du débit d’air entrant dans le moteur. Les stratégies actuellement proposées dans la littérature ne semblent pas pouvoir satisfaire les nombreuses contraintes imposées par la production grande série : disparité paramétrique des moteurs, puissance limitée des calculateurs, instrumentation disponible, etc. Dans ce contexte, une nouvelle stratégie basée sur un contrôleur flou est proposée. Son intérêt premier réside dans le fait qu’elle ne nécessite pas de modèle interne. Pour tester cette stratégie, un modèle à valeurs moyennes de moteur Diesel a été développé puis validé expérimentalement. Sur la base de ce modèle, le fonctionnement d’un moteur Diesel donné a été stimulé au cours du cycle standard européen. Les résultats de simulation montrent que l’approche proposée est plus performante que des stratégies actuellement embarquées. Elle est par ailleurs particulièrement robuste en stabilité et facile à régler au regard des paramètres considérés. L’implémentation de ce contrôleur dans une unité de commande électronique a montré que la stratégie proposée pouvait également opérer en temps réel.
Author: Jean-François Arnold
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Languages : fr
Pages : 163
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Book Description
L’évolution des normes anti-pollution a conduit les constructeurs automobiles à introduire de nouveaux actionneurs dans le système d’air des moteurs Diesel. En complément du papillon motorisé, les moteurs sont maintenant systématiquement équipés d’une vanne de re-circulation des gaz d’échappement et d’une turbine à géométrie variable. Ces actionneurs rendent plus délicate la gestion simultanée de la pression de suralimentation et du débit d’air entrant dans le moteur. Les stratégies actuellement proposées dans la littérature ne semblent pas pouvoir satisfaire les nombreuses contraintes imposées par la production grande série : disparité paramétrique des moteurs, puissance limitée des calculateurs, instrumentation disponible, etc. Dans ce contexte, une nouvelle stratégie basée sur un contrôleur flou est proposée. Son intérêt premier réside dans le fait qu’elle ne nécessite pas de modèle interne. Pour tester cette stratégie, un modèle à valeurs moyennes de moteur Diesel a été développé puis validé expérimentalement. Sur la base de ce modèle, le fonctionnement d’un moteur Diesel donné a été stimulé au cours du cycle standard européen. Les résultats de simulation montrent que l’approche proposée est plus performante que des stratégies actuellement embarquées. Elle est par ailleurs particulièrement robuste en stabilité et facile à régler au regard des paramètres considérés. L’implémentation de ce contrôleur dans une unité de commande électronique a montré que la stratégie proposée pouvait également opérer en temps réel.
Author: Khaoula Nagoudi-Layerle
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Languages : fr
Pages : 157
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Book Description
Ce travail concerne l'étude d'une stratégie de commande prédictive dédiée au pilotage des actionneurs (VGT et EGR) de la boucle d'air du moteur Diesel dans le but d'améliorer la consommation et diminuer la pollution. Plusieurs travaux ont déjà été menés sur la régulation des grandeurs physiques de la boucle d'air en utilisant diverses stratégies aussi bien basées sur le modèle du système que sur des règles d'apprentissage. Chaque méthode présente des avantages et des inconvénients qui sont plus ou moins acceptables en fonction des besoins exprimés. Cependant, les travaux appliqués à ce jour en grande série sur véhicule se basent essentiellement sur des commandes utilisant des données mémorisées dans des cartographies. Cette méthode reste limitée si des éléments extérieurs agissent sur la boucle d'air, changeant ainsi les paramètres du système. C'est ainsi que, dans ce travail, un intérêt particulier est porté sur une commande reconfigurable à base de modèle. Nous nous intéressons dans un premier temps aux modèles à valeurs moyennes issus de l'analyse thermodynamique du système pour faire la synthèse de la loi de commande. Nous avons ensuite décliné notre choix de loi de commande prédictive, tout en mettant en avant son caractère adaptatif aux éventuels changements du modèle. Les propriétés du modèle du moteur observées autour d'un point de fonctionnement donné présentent les caractéristiques d'un système à non-minimum de phase. Notre contribution consiste à proposer une méthodologie de découplage qui permet de contourner cette problématique. Nous mettons principalement l'accent sur l'approche matricielle utilisée pour sa résolution. Nous analyserons ensuite l'impact des éventuels changements de modèle sur la commande choisie. Ce qui nous oriente vers une commande prédictive reconfigurable. Cependant, cette loi de commande nécessite une reconstruction d'état. Ce besoin nous a donc amené à élaborer un observateur à correction floue robuste aux bruits de faible amplitude.
Author: Bada Ndoye
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Languages : fr
Pages : 170
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Dans cette thèse, nous abordons la synthèse des lois de commande tolérante aux fautes de la boucle d'air d'un moteur Diesel. Dans ce cadre, las approches proposées s'appuient sur les techniques de commande par modes glissants pour les systèmes non linéaires. La première contribution de ce travail consiste à définir pour le système d'air du moteur Diesel des surfaces de glissement permettant la synthèse des lois de commande SMC (Sliding Mode Control) robustes en se basant sur la condition d'attractivité du régiment glissant. Les lois élaborées agrémentées de stratégies de contrôle moteur de la boucle d'air assurent la régulation locale des actionneurs (EGR et VGT) et globale du circuit d'air du moteur Diesel pour atteindre la tolérance aux fautes. Les résultats de cette première approche en comparaison avec la technique de la commande feedback linéarisante sont satisfaisants. Cependant les performances de cette première approche sont parfois dégradées et cela est dû à l'apparition du phénomène du chattering qui limite les algorithmes SMC1 à gains constants. Afin de réduire ce phénomène, la seconde contribution de ce travail consiste à ajouter à la surface de glissement une action intégrale et à définir une loi adaptative des gains pour la commande discontinue. Cette contribution réduit légèrement le phénomène de chattering en assurant la tolérance aux fautes d'actionneurs (amplitudes bornées) avec une convergence asymptotique en zéro des surfaces de glissement. La troisième contribution de ce travail vise à réduire fortement le phénomène du chattering à travers la synthèse, sur la base de l'algorithme du Super Twisting, d'un contrôleur tolérant aux fautes actionneurs (fuite sur les actionneurs EGR et VGT). Dans cette partie, une extension des travaux de [Moreno et al., 2008] au moteur Diesel est proposée. La convergence du contrôleur tolérant aux fautes est prouvée à l'aide d'une fonction de Lyapounov quadratique adaptée au système d'air du moteur Diesel.
Author: Jean-Camille de Barros
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Languages : fr
Pages : 73
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Ce travail porte sur la définition des systèmes flous et la synthèse des régulateur flous. La notation matricielle introduite unifie dans un même formalisme, afin de faciliter son implémentation dans un calculateur, l'ensemble des étapes pour la conception d'un système flou. L'étude systématique et rigoureuse menée sur les PID flous courants, nous a conduit à proposer deux nouvelles architectures de régulateurs flous : un PI-Flou et un PID-Flou présentant un excellent comportement dynamique. La méthodologie de synthèse définie permet, à partir d'une connaissance élémentaire du système à piloter, d'auto régler les régulateurs flous proposés ; on s'affranchit ainsi de la principale difficulté rencontrée lors de la mise en œuvre d'une commande floue. Tous les outils développés, associés à un estimateur flou, sont ensuite appliqués dans la Commande Vectorielle Floue par Orientation Indirecte du Flux Rotorique d'un moteur asynchrone. Les résultats obtenus montrent l'intérêt de notre approche.
Author: Dominique Passaquay
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Languages : fr
Pages : 150
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Face à une réglementation de plus en plus stricte vis à vis des émissions de polluants, les constructeurs automobiles développent une nouvelle génération de moteurs essence : les moteurs 4 temps à injection directe. Dans ce mémoire de thèse, une loi de commande globale pour ce type de moteur est proposée. La gestion des deux modes de combustion propre à ce type de moteur est assurée par une structure de commande hiérarchique incluant un niveau de supervision et plusieurs contrôleurs bas niveau. La démarche de conception des lois de commandes bas niveau repose sur l'identification de modèles linéaires par morceaux de sous parties du moteur. Ces modèles sont définis par des règles floues de type Takagi-Sugeno déterminées à partir d'un jeu de données entrée/sortie suivant un algorithme de modélisation floue. Les modèles flous ainsi obtenus sont alors utilisés pour définir des contrôleurs flous non linéaires en utilisant les techniques de commande classique de l'automatique.
Author: Catherine Chabbert
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Languages : fr
Pages : 115
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Author: Patrice Cerf
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Languages : fr
Pages : 126
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Author: Athmane Kebairi
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les actionneurs électromécaniques sont de plus en plus utilisés dans le domaine de la motorisation. Particulièrement, ils sont employés pour contrôler la boucle d'air du moteur Diesel. De tels actionneurs ont généralement une structure interne très complexe dont les caractéristiques sont protégées par des conventions de confidentialité. Notre travail dans cette thèse vise, en premier, à élaborer des procédures de modélisation et d'identification en prenant en compte une seule source de non linéarité, à savoir les frottements. Deux classes d'actionneurs sont ainsi étudiées et quatre procédures d'identification sont introduites permettant l'estimation des paramètres des systèmes et les coefficients des forces de frottement. Les résultats obtenus sont ensuite utilisés pour développer des simulateurs sous Simulink-MATLAB et AMESim dont la dynamique est expérimentalement validée via LabVIEW. Afin d'évaluer la dégradation des performances due au processus de vieillissement, la seconde partie du travail consiste en la réalisation des études de sensibilité quantifiant l'impact des variations paramétriques sur la réponse des actionneurs. Les techniques d'ANOVA (analyse des variances) et des plans d'expériences sont appliquées, en boucle ouverte et en boucle fermée, aux actionneurs étudiés. Les résultats issus des deux techniques sont cohérents permettant ainsi de valider les études réalisées.La dernière partie du travail a pour objectif l'élaboration de lois de commande robuste vis-à-vis des perturbations et des incertitudes de modélisation. Ainsi, trois stratégies de contrôle sont utilisées : PI-Flou (PI-Fuzzy controller), l'IDA-PBC (Interconnection and Damping Assignment - Passivity Based Control) et le backstepping. Les trois contrôleurs sont testés en présence et en absence d'incertitudes. Leur performance est démontrée en simulation en utilisant Simulink-MATLAB, et expérimentalement via LabVIEW.
Author: Charbel Saad
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Languages : fr
Pages : 362
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Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire visent à modéliser la boucle d'air d'un moteur Diesel en calcul temps réel sur un banc HiL. Un modèle de combustion (0D) basé sur la loi de Wiebe à double équations a été utilisé. Ce modèle a été connecté en amont à un modèle de délai d'auto-inflammation et en aval à un modèle de calcul des émissions des NOx dues à la combustion. Le modèle de délai d'auto-inflammation est basé sur deux différentes approches: pour les injections pilote et post, seule la loi d'Arrhenius a été adoptée ; tandis que pour l'injection principale, la loi d'Arrhenius et une simple corrélation déterminant le délai d'auto-inflammation ont été testées. La modélisation des émissions des polluants comme le NOx, lors de la phase de combustion a été réalisée à l'aide du mécanisme de Zeldovich prolongé. Un modèle de combustion à deux zones a été élaboré afin de déterminer la température des gaz brûlés nécessaire au modèle des NOx. Ensuite, la réduction de ces émissions des NOx dans le système SCR a été étudiée en se basant sur un modèle de réactions chimiques capable de simuler leur évolution au sein du catalyseur. Finalement, le modèle de combustion a été implémenté dans le modèle de véhicule global et testé en mode statique (offline) uniquement pour des points de fonctionnement bien précis. Les résultats montrent un bon comportement du modèle face aux relevés de pression mesurés, aussi bien en termes de prédiction de délais d'inflammation, qu'en termes d'évolution de la pression cylindre. Ceci signifie qu'une bonne estimation du couple moteur généré a été établie.
Author: Inès Abidi
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Languages : fr
Pages : 182
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Cette thèse est préparée au Laboratoire MIS-Modélisation, Information et systèmes (MIS EA 4290) de l'Université de Picardie Jules Verne. Elle s'inscrit dans le cadre du projet Européen INTERREG IVA 2 seas PN 05-025-FR SCODECE. Le thème principal de cette thèse concerne la synthèse des stratégies de commande des vannes EGR (Exhaust Gas Recirculation) et VGT (Variable Geometry Turbine) présentes dans le circuit d'air du moteur en vue de minimiser la consommation du carburant et les émissions des polluants. Dans ce contexte, nos contributions concernent la représentation du moteur Diesel par des modèles flous de type Takagi-Sugeno (TS), la synthèse des lois de commande robustes basées sur des observateurs TS pour la poursuite des signaux de références et enfin la validation et l'évaluation de ces stratégies sur le simulateur professionnel du moteur thermique AMEsim. L'ensemble de nos résultats ont été valorisés par des communications dans des conférences nationales et internationales labélisées.
