Estimation et Commande à Structure Variable des Systèmes de Dimension Infinie - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2000

Variable Structure Observer and Control of Distributed Parameter Systems

Estimation et Commande à Structure Variable des Systèmes de Dimension Infinie

Résumé

This thesis contributes to the theory of nonlinear distributed parameter systems. State and parameter observers-based multivariable controllers are designed using the theory of variable structure systems and sliding modes . The effectiveness of the proposed algorithms are shown on bio-processes including a water denitrification biofilter installed at the INSA of Toulouse. The systems considered are very complex. Not only they are of infinite dimensional dimension but they are also characterized by time varying parameters and hard nonlinear terms. They have not measurable states and parameters and perturbed by internal and external disturbances. Two control strategies have been considered. The first method propose transforming systems with distributed parameters represented by partial differential equations into finite-dimensional systems represented by ordinary differential equations which are necessary to design control laws based on observers. The second control strategy propose designing regulators while preserving the distributed nature of the system. This later approach has the advantage of formulating the control laws using the original model without dimension reduction. The discretization is only made at the level of the controller during the implementation.
Cette thèse apporte une contribution à la classe des systèmes de dimension infinie en proposant des techniques d’estimation paramétriques, d’observation d’état et de commandes multivariables robustes toutes conçues sur la base de la théorie des systèmes à structure variable et des modes glissants. L’applicabilité des algorithmes proposés est montrée sur des bio-procédés à gradient spatial de concentration dont un biofiltre de dénitrification des eaux potables installé à l’INSA de Toulouse. Les systèmes considérés sont très complexes. Non seulement ils sont à paramètres répartis mais ils sont aussi caractérisés par des non stationnarités et de fortes non linéarités. Ils possèdent des états et des paramètres non mesurables et peuvent être le siège de variations aléatoires et de perturbations extérieures imprévues et très brusques. Deux stratégies de contrôle ont été envisagées. La première méthode consiste à transformer les systèmes à paramètres répartis représentés par des équations aux dérivées partielles en des systèmes à paramètres localisés représentés par des équations différentielles ordinaires nécessaires pour la synthèse des lois de commande basées sur des observateurs. La seconde stratégie de contrôle nous permet de réaliser la synthèse de régulateurs à structure variable de dimension infinie en conservant la nature distribuée du système. Cette approche a l'avantage de formuler la loi de commande en fonction des éléments du modèle d'origine et de conserver ses propriétés dynamiques. La description ne se fait plus qu'au niveau du contrôleur lors de la mise en œuvre de la loi de commande.
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Identifiants

  • HAL Id : tel-02863772 , version 1

Citer

Olfa Khélia Boubaker. Estimation et Commande à Structure Variable des Systèmes de Dimension Infinie. Automatique / Robotique. Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tunis (ENIT), 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02863772⟩

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