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Reconfiguration des lois de commande en présence de défauts critiques

Mechti, Mokhtar (2005). Reconfiguration des lois de commande en présence de défauts critiques. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L'utilisation des systèmes hydrauliques (ou à fluide sous pression) a été et reste encore le meilleur choix dans de nombreuses applications industrielles qui requièrent une grande puissance et surtout une bonne précision. La commande classique a toujours eu pour but la stabilité du système en boucle fermée et l'atteinte des performances pré-définies (point de consignes, temps de réponse, dépassement, etc.).

Notre étude, examine le comportement du système en cas de défauts critiques et veut apporter une solution qui a pour objectif la reconfiguration d'une loi de commande tolérante aux fautes, qui fera en sorte d'assurer la conduite du système sous défauts tant que la sécurité n'est pas en jeu; mais aussi de permettre une prédiction du comportement à travers un diagnostic révélateur de déviations dans le système (ou écarts).

La reconfiguration des lois de commande reste un domaine vaste et l'objectif ainsi que les performances souhaitées conditionneront les approches que nous voulons appliquer à tous les systèmes automatisés.

Titre traduit

System controls reconfiguration in presence of critical failures

Résumé traduit

Electro-hydraulic systems are developed and widely used in industry essentially due to their large variety of implementation. These systems remain the best choice in use for many industrial applications which require great power and especially high precision. However, systems safety problem and the installation to which they belong was always driven by independent safety structure (emergency shutdown system).

There are several types of faults, which can occur in a hydraulic system such as: incorrect supply pressure, change in hydraulic compliance (viscous friction for example) and external (across the cylinder seal and lines) and internal (the wear of the piston) leakages in the cylinder. Since, it is of great importance to have an efficient operation of systems, it is necessary to have a condition monitoring and fault detection and diagnosis scherne to detect a fault as it occurs.

Many researchers have introduced supervision and diagnosis techniques with an aim of guaranteeing safety and maintaining the system under operation even in the presence of defects. They make it possible through adaptive algorithms which, on line, readjust the controller parameters in order to correct defects of low amplitudes or of additive noises on the system. Unfortunately, adaptive methods cannot guarantee systems stability nor their safety for critical defects cases. Now, there is time for more innovative approach to come over these weaknesses.

Our study examines the behavior of the system in the event of critical defects and brings solutions which aim at the control law reconfiguration that takes into account systems faults-tolerance capabilities. This is to guarantee a correct behavior (even in presence of given amount of hardware faults and software errors) as long as safety is not affected. A non-linear state observer and a sequential test of Wald are conceived to generate and evaluate residuals in order to make a decision for the control law reconfiguration. Simulation of the developed techniques, where parameters of the PID controller have been modified, proved to be satisfactory. However, for some severe defaults, system inputs were modified to provide gracefully degradable performances (operation in degraded mode).

Suggestions and solutions to design a fault-tolerant control system based on control law reconfiguration for specific application can be derived from the developed approach and the presented results in this study. Further research should improve the efficiency of other approaches in the operating system for dynamic reallocation.

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 de la production automatisée". Bibliogr.: f. [110]-113. Chap. 1. Introduction au système hydraulique -- Chap. 2. Observateurs d'états -- Chap. 3. Détection et diagnostic de défauts -- Chap. 4. Accomodation aux défauts et reconfiguration des lois de commande.
Mots-clés libres: Commande, Critique, Defaut, Hydraulique, Loi, econfiguration, Systeme.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Seraphin-Chally, Abou
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de thèse
Dao, Thien-My
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la production automatisée
Date de dépôt: 15 févr. 2011 21:13
Dernière modification: 02 nov. 2016 00:42
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/333

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