Contribution to the analysis and the structured control design of large-scale systems
Contribution à l'analyse et la commande structurée des grands systèmes
Résumé
Nowadays, the control designer has to deal with more and more complex systems, with a high number of dynamics, but also of actuators and captors, or even spatial structural constraints on the controller. This comes from the increasing complexity of industrial processes, the use of more and more efficient communication systems, and increasing performances requirements (optimization as global as possible).
Even if decentralized control theory has benefit from numerous studies since the 70's, many problems are still opened. At the same time, efficient tools for analysis and synthesis have been developed, especially in the H2 and the H¥ context. However, application of such tools in the case of large-scale systems (composed most of the time of interconnected subsystems) may be difficult, even more if structural constraints are applied to the controller.
Methodology is essential when the control problem of complex system is considered. To this end, this document focuses on the analysis of the interconnections of subsystems in order to choose the most appropriated structure for the controller. The choice of the criterion, and the global optimization of a H2 controller in a sequential manner are also considered. These methodological considerations are applied on an experimental web transport system.
Even if decentralized control theory has benefit from numerous studies since the 70's, many problems are still opened. At the same time, efficient tools for analysis and synthesis have been developed, especially in the H2 and the H¥ context. However, application of such tools in the case of large-scale systems (composed most of the time of interconnected subsystems) may be difficult, even more if structural constraints are applied to the controller.
Methodology is essential when the control problem of complex system is considered. To this end, this document focuses on the analysis of the interconnections of subsystems in order to choose the most appropriated structure for the controller. The choice of the criterion, and the global optimization of a H2 controller in a sequential manner are also considered. These methodological considerations are applied on an experimental web transport system.
Davantage que par le passé, le concepteur de lois de commande se trouve confronté à des systèmes complexes : nombre élevé de dynamiques mais aussi d'actionneurs et de capteurs, voire contraintes spatiales sur la structure du régulateur. Ceci résulte de la complexification croissante des processus industriels, de l'avènement de systèmes de communication performants ainsi que de la recherche de performances accrues (recherche d'une optimisation plus globale).
Si la commande décentralisée a mobilisé de nombreux efforts de recherche dés les années 70, de nombreux problèmes restent ouverts. Dans le même temps, des outils d'analyse et de synthèse performants ont été développés, dans le cadre H2 et H¥ notamment. Leur mise en œuvre pour de très grands systèmes (composés le plus souvent de sous-systèmes interconnectés) peut cependant poser problème, et ce d'autant que des contraintes de structure sont appliquées au correcteur.
L'élaboration de commandes pour les systèmes complexes requiert à l'évidence de la méthodologie. A cette fin, ce document s'intéresse à l'analyse des interconnexions internes au système pour choisir la structure du régulateur la mieux appropriée. Il considère également la problématique du choix du critère et la possibilité d'aborder séquentiellement l'optimisation globale d'un correcteur H2. Ces réflexions à caractère méthodologique sont mises en œuvre sur un système expérimental (multi-moteurs) d'entraînement de bande flexible.
Si la commande décentralisée a mobilisé de nombreux efforts de recherche dés les années 70, de nombreux problèmes restent ouverts. Dans le même temps, des outils d'analyse et de synthèse performants ont été développés, dans le cadre H2 et H¥ notamment. Leur mise en œuvre pour de très grands systèmes (composés le plus souvent de sous-systèmes interconnectés) peut cependant poser problème, et ce d'autant que des contraintes de structure sont appliquées au correcteur.
L'élaboration de commandes pour les systèmes complexes requiert à l'évidence de la méthodologie. A cette fin, ce document s'intéresse à l'analyse des interconnexions internes au système pour choisir la structure du régulateur la mieux appropriée. Il considère également la problématique du choix du critère et la possibilité d'aborder séquentiellement l'optimisation globale d'un correcteur H2. Ces réflexions à caractère méthodologique sont mises en œuvre sur un système expérimental (multi-moteurs) d'entraînement de bande flexible.
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