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Amélioration du modèle mathématique et de la commande robuste de température d’un four de thermoformage

Saci, Moncef Rafik (2012). Amélioration du modèle mathématique et de la commande robuste de température d’un four de thermoformage. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le but de ce projet est l’automatisation du procédé industriel de thermoformage. Les principales difficultés sont : l’établissement d’un modèle mathématique qui se rapproche le plus possible du cas réel et l’adaptation du contrôleur face aux différentes perturbations. Ces perturbations sont dues aux variations des paramètres, de la température ambiante à l’intérieur du four, la température initiale de la feuille de plastique et les erreurs dues aux non-linéarités.

Dans l’industrie de thermoformage, les feuilles de plastiques sont retirées du four pendant le régime transitoire dans le but d’augmenter la productivité. Pour cette raison, la méthode de Krigeage duel a été utilisée pour la linéarisation du modèle mathématique du four de thermoformage. Le modèle mathématique utilisé, pour la conception de contrôleurs et les tests, est celui conçu par (Gauthier, 2008). Les paramètres utilisés sont ceux de l’Acrylonitrile Butadiène Styrène qui ont été estimés par (Yousefi, Bendada et Diraddo, 2002). Ces paramètres font que les parties supérieure et inférieure du four ne sont pas symétriques.

Deux types de contrôleurs robustes TILC ont été conçus. Le premier est un contrôleur TILC basé sur la théorie de H∞ sensibilité mixte, le deuxième est issu de la μ-synthèse. Ces contrôleurs permettent de définir un profil de température désiré du système. Le choix d’une commande TILC est dû au fait que le processus de thermoformage est répétitif et que la température est récoltée uniquement en fin de cycle.

Les résultats obtenus montrent que les contrôleurs sont capables de faire face à des variations extrêmes des paramètres du procédé de thermoformage et aux bruits de mesures, et de maintenir une erreur de ±5°C. Avec un bon choix des consignes initiales des éléments chauffants, la convergence peut être assurée en l’espace de quelques cycles.

Titre traduit

Improvement of the mathematical model and the robust control of temperature of a thermoforming oven

Résumé traduit

The purpose of this project is the automation of the industrial process of thermoforming. The main difficulties are: the establishment of a mathematical model which gets closer as much as possible to the real case and the adaptation of the controller in front of various disturbances. These disturbances are due to the variations of the parameters, the ambient temperature inside the oven, the initial temperature of the sheet of plastic and the errors due to non-linearities.

In the industry of thermoforming, the sheets of plastics are removed from the oven during the transitory regime with the aim of increasing the productivity. For that reason, the method of dual Krigeage was used for the linearization of the mathematical model of the oven of thermoforming. The used mathematical model, for the design of controllers and the tests, is the one designed by (Gauthier, on 2008). The used parameters are the ones of the Acrylonitrile Butadiène Styrène which were estimated by (Yousefi, Bendada and Diraddo, 2002). These parameters make that the oven’s superior and lower sides are not symmetric.

Two types of robust TILC controllers were designed. The first one is a TILC controller based on the theory of mixed H∞ sensibility, the second comes from μ-synthesis. These controllers allow to define a temperature profile for the system wished by the user. The choice of a TILC command is due to the fact that the process of thermoforming is repetitive and that the temperature is only measured at the end of cycle.

The obtained results show that the controllers are able of facing extreme variations of the parameters of the process of thermoforming with noises of measures, and able to keep the measured error between ±5°C. With a good choice of the initial conditions of the heating elements, the convergence is reached in few cycles.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique" Bibliogr. : f. [99]-100.
Mots-clés libres: Chaleur - Transmission. Commande H-infini. Qualité de service. Réseaux maillés (Informatique). Thermoformage. commande robuste, H∞ sensibilité mixte, μ-synthèse, transfert de chaleur, modélisation, thermoformage.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Gauthier, Guy
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 03 janv. 2013 19:00
Dernière modification: 14 août 2014 14:14
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1108

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