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Conception d'un contrôleur adaptatif et implantation sur un système de climatisation à débit d'air variable

Messier, David (2005). Conception d'un contrôleur adaptatif et implantation sur un système de climatisation à débit d'air variable. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans la plupart des cas, les systèmes de climatisation sont équipés de contrôleur proportionnel et intégral (PI). Leur fonction est de maintenir le paramètre contrôlé sur la valeur de référence ou point de consigne. Pourtant, plusieurs cas d'oscillation de température d'air d'alimentation ont été observés sur les systèmes à volume d'air variable (VAV).

Les cas d'instabilité observés sont occasionnés par une politique d'ajustement des contrôleurs PI élaboré selon des paramètres PI prédéfinis. Pour éviter ce problème, un contrôleur adaptif est proposé. Ce contrôleur adaptatif identifie la dynamique du système en ligne avec un algorithme récursif dans le but d'ajuster adéquatement les paramètres PI du contrôleur.

Pour traiter le problème ci haut mentionné, nous avons cherché des concepts de contrôle existants pour ensuite choisir les meilleurs et constituer le contrôleur adaptatif. Enfin nous avons programmé les algorithmes du contrôleur adaptatif sur un microcontrôleur ATmega16 et l'avons installé sur un des systèmes VAV étudié pour effectuer le test final.

Les résultats obtenus permettent de conclure que le contrôleur adaptatif proposé permet une plus grande stabilité que le contrôleur PI de référence caractérisé par des paramètres PI prédéfinis.

Titre traduit

Design and installation of an adaptative controller for a VAV air conditionning system

Résumé traduit

Air conditioning systems are, in most cases, equipped with traditional proportional and integral (PI) controllers. Their function is to keep each controlled parameter on its reference or set-point. However, many oscillations in air supply temperature were noted on investigated variable air volume (VAV) systems equipped with PI controllers.

The oscillations were due to a PI control policy based on predefined control parameters. To avoid this problem, an adaptive controller is proposed. This adaptive controller identifies the system dynamics on-line with a recursive algorithm in order to adjust the PI controller parameters.

To address the aforementioned problem, we first analysed the behaviour of the VAV systems in which air supply temperature oscillations were noted. Next, we looked for other existing control concepts such as identification methods and PI adjustment rules, and chose the best one to constitute the adaptive controller. We then proceeded with the validation of the adaptive controller by simulating the control of a non-linear dynamic model. Finally, we programmed the adaptive controller's algorithm in a ATmegal6
microcontroller and installed it on the investigated VAV system in order to perform the final on-line tests, which were based on mobile part displacement measurement and set point error summation.

From the results, we conclude that the proposed adaptive controller allow higher stability than the reference PI controller, which was characterized by predefined PI parameters.

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 mécanique". Bibliogr.: f. [140]-143.
Mots-clés libres: Adaptatif, Air, Ajustement, Algorithme, Climatisation, Conception, Controleur, Debit, Dynamique, Implantation, Materiel, Modelisation, Support, Systeme, Variable.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Kajl, Stanislaw
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Kenné, Jean-Pierre
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 15 févr. 2011 21:11
Dernière modification: 02 nov. 2016 00:44
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/327

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