Contribution à la Commande et au Diagnostic des Systèmes Algébro-Différentiels Linéaires - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2003

Contribution to the Control and Diagnosis of Linear Descriptor Systems

Contribution à la Commande et au Diagnostic des Systèmes Algébro-Différentiels Linéaires

Benoit Marx

Résumé

After an introduction to the analysis and control of linear singular systems, optimal sensor/actuator location, robust diagnosis, and control of singular systems are studied. The optimal sensor/actuator location for descriptor systems is based on an energetical approach. The sensors and/or actuators are selected in order to maximize the energetical transfers between the system and its environment. It is achieved by maximizing the generalized gramians. Four distinct methods of robust diagnosis are proposed. A first approach, dedicated to interconnected systems, authorizes a decentralized residual generation in order to detect and isolate faulty measures. A second method consists in applying the Hinfinity-filtering to estimate the faults. Thirdly, the residual generation, based on coprime factorization -whose major interest is to allow to synthesize residual generators with proper filters- is extended to the singular systems. Lastly, the synthesis, and the use for robust diagnosis, of the proportional-integral observers are studied. Two strategies of control of singular systems are proposed. Multicriterion control enables to determine static or dynamic correctors ensuring pole clustering, H2- and Hinfinity-norm bounds of the loop system closed. Fault tolerant control architecture integrates a filter dedicated to diagnosis in the corrector, in order to locate the faults, and to modify the command to minimize the output deviation due to faults and disturbances. The controllers are causal systems, determined by LMI-based optimization.
Après une introduction à l'analyse et au contrôle des systèmes singuliers linéaires, on étudie le placement optimal de capteurs et d'actionneurs, le diagnostic robuste et le contrôle de systèmes singuliers. Le placement optimal de capteurs et d'actionneurs pour les systèmes singuliers s'appuie sur une approche énergétique. Les capteurs et/ou actionneurs sont sélectionnés pour obtenir les plus grands transferts d'énergie entre le système et son environnement. Pour cela on cherche à maximiser les grammiens généralisés. Différentes méthodes de diagnostic robuste sont proposées. Une première approche dédiée aux systèmes maillés autorise une génération de résidus décentralisée afin de détecter et de localiser les défauts de mesures. Une deuxième méthode consiste à étendre le filtrage Hinfini à l'estimation des défaillances. Troisièmement, la génération de résidus fondée sur la factorisation copremière -dont l'intérêt majeur est de pouvoir synthétiser des générateurs de résidus au moyen de filtres propres- est généralisée aux systèmes singuliers. Enfin, la synthèse, et l'utilisation pour le diagnostic robuste, des observateurs de type proportionnel-intégral sont étudiées. Deux stratégies de contrôle de systèmes singuliers sont proposées. Le contrôle multicritère permet de déterminer des correcteurs statiques ou dynamiques assurant le placement de pôles, ainsi que des contraintes de normes H2 et Hinfini sur le système en boucle fermée. Le contrôle tolérant aux fautes intègre un module de diagnostic dans le correcteur afin de localiser les fautes, et de modifier la loi de commande pour minimiser la déviation des sorties dues aux fautes et aux perturbations. Les correcteurs sont des systèmes propres, déterminés par optimisation convexe sous contraintes LMI.
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  • HAL Id : tel-00007745 , version 1

Citer

Benoit Marx. Contribution à la Commande et au Diagnostic des Systèmes Algébro-Différentiels Linéaires. Automatique / Robotique. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00007745⟩
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