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Étude de la commande adaptive d'un système électrohydraulique

Lenga, Alphonse Marie (2010). Étude de la commande adaptive d'un système électrohydraulique. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les utilisations des systèmes hydrauliques sont tellement variées qu’elles concernent presque tous les secteurs du monde industrialisé. Ils sont le plus souvent utilisés dans les applications exigeant des forces ou des couples élevés. Malgré leur simplicité au point de vue mécanique, les systèmes hydrauliques comportent des termes non-linéaires, plus précisément un terme en racine carré entre la pression différentielle qui entraine l’écoulement du fluide et son débit. Ce terme est la base de la conception du contrôleur non-linéaire.

La plupart des contrôleurs industriels que nous trouvons sur le marché à nos jours utilisent des commandes de types PID pour le contrôle de force, de vitesse, de déplacement ou de pression dans les systèmes hydrauliques. Cependant, la limitation de leur performance peut être due à cette non-linéarité qui est la racine carrée apparaissant lors de la modélisation. En outre nous remarquons que certains paramètres du système hydraulique peuvent varier dans le temps soit à cause de l’élévation de la température du liquide hydraulique, soit à cause du vieillissement de certains composants.

Dans ce mémoire nous présentons une étude générale effectuée sur un système hydraulique. Le travail concerne la modélisation et la commande adaptative indirecte d'un système hydraulique. Pour atteindre les objectifs mentionnés ci-dessus nous avons procédé comme suit:

Nous avons dans un premier temps développé un modèle mathématique permettant la représentation de la dynamique du système hydraulique étudié. Nous avons par la suite linéarisé le système autour d'un point de fonctionnement.

Nous avons avec le modèle linéarisé, développé le contrôleur PID par les techniques de placement de pôles et de Ziegler Nichols.

Nous avons développé finalement un contrôleur adaptatif par placement de pôles en nous concentrant exclusivement sur la méthode des moindres carrés récursifs avec l'approche indirecte.

Nous avons par la suite validé les performances de ces contrôleurs grâce à des essais en simulation.

Résumé traduit

The control of electro-hydraulic servo-systems has received considerable attention in recent years. This is because electro-hydraulic systems are able to generate high loads with very fast response times using servo-valves to provide accurate control. In addition, they are able to maintain their load capacity indefinitely, in contrast to electrical systems which are prone to excessive heat generation. Electro-hydraulic systems are widely used in many industries such as industrial automation, robotics, manufacturing and mining, as well as other special purpose applications.

While typical hydraulic systems have relatively simple mechanical components, they are characterized by non-linear dynamics, in particular, a square-root relationship between the differential pressure that drives the flow of the hydraulic fluid and the flow rate. Most commercial controllers for industrial electro-hydraulic systems are based on PID control and use gains obtained by linearizing the system dynamics around a fixed operating point. Thus, they have performance limitations due to the presence of nonlinearities and also due to imprecise knowledge of the system parameters.

In this study, we use adaptive pole-placement control to improve the controller performance for electro-hydraulic systems. The approach is as follows:

- The recursive least-squares algorithm (RLS) is used to identify the plant parameters.

- These estimated parameters are used to design a linear pole-placement controller.

The performance of the proposed control algorithm is evaluated by simulation using Matlab/Simulink®.

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. [128]-130.
Mots-clés libres: Systèmes adaptatifs. Régulateurs PID. commande, électrohydraulique, indirect, non-linéaire, placement, pÔle, système
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Kenné, Jean-Pierre
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Venugopal, Ravinder
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 24 août 2010 14:35
Dernière modification: 07 févr. 2017 22:24
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/276

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