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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Abou bekr Belkaid – Tlemcen Faculté de Technologie Département de Génie Electrique et Electronique Filière :Automatique Projet de Fin d’Etudes Master : Académique Option : Supervision et Automatisation Intitulé : Modélisation et détection des défauts par bond graph, application à un banc de régulation de niveau Présenté par : Mahdad batoul ikram Belhadj mustapha Jury : Président :Mr Meliani UABB Tlemcen Encadreur :Mmme. benallel UABB Tlemcen Co- Encadreur: Mr.Benyahia UABB Tlemcen Examinateur: Mr Hadj abdekader UABB Tlemcen Examinateur : Mmme .Borsali UABB Tlemcen 09 Octobre 2013 Année Universitaire : 2012/2013 I Remerciements Toute histoire a une fin. Celle de cette thèse ne déroge pas à la règle. Il est de coutume dans un mémoire de thèse de débuter par la fin : voici donc venu le temps des remerciements. Nous tenons tout d’abord à remercierle Bon Dieu le Tout Puissant Pour son aide et Pour la patience et la volonté Qu’il nous a Donnée pour réussir Ce Modeste Travail. Au Terme de ce travail, nous voudrons aussi adresser nos sincères remerciements à Mme M. Benallel pour son encadrement et son encouragement tout au long de ce projet ainsi que MrB.Benyahia. Nous tenons, également à remercier les membres du jury Mr.Meliani, Mr.Hadj Abdelkadder et Mme Borsali. Qui ont accepté d’évaluer ce modeste travail. Belhadj Mustapha ET Mahdad B Ikram. II Dédicace Je dédiée ce travail à : A ma très chère mère Affable, honorable, aimable : Tu représentes pour moi le symbole de la bonté par excellence, la source de tendresse et l’exemple du dévouement qui n’a pas cessé de m’encourager et de prier pour moi. Ta prière et ta bénédiction m’ont été d’un grand secours pour mener à bien mes études. Aucune dédicace ne saurait être assez éloquente pour exprimer ce que tu mérites pour tous les sacrifices que tu n’as cessé de me donner depuis ma naissance, durant mon enfance et même à l’âge adulte. Tu as fait plus qu’une mère puisse faire pour que ses enfants suivent le bon chemin dans leur vie et leurs études. Je te dédie ce travail en témoignage de mon profond amour. Puisse Dieu, le tout puissant, te préserver et t’accorder santé, longue vie et bonheur. A mon cher Père Aucune dédicace ne saurait exprimer l’amour, l’estime, le dévouement et le respect que j’ai toujours eu pour vous. Rien au monde ne vaut les efforts fournis jour et nuit pour mon éducation et mon bien être. Ce travail est le fruit de tes sacrifices que tu as consentis pour mon éducation et ma formation. A ma sœur Soumia Les mots ne suffisent guère pour exprimer l’attachement, l’amour et l’affection que je porte pour vous. A tous les membres de ma famille, petits et grands Veuillez trouver dans ce modeste travail l’expression de mon affection. A mes chers ami (e) s R.H.Salim, mon binome B.Mustapha, D.Amel , D.djazia. A mes chers collègues En témoignage de l’amitié qui nous uni et des souvenirs de tous les moments que nous avons passé ensemble, je vous dédie ce travail et je vous souhaite une vie pleine de santé et de bonheur. ikram III Dédicace Je dédiée ce travail à : A ma très chère mère Affable, honorable, aimable : Tu représentes pour moi le symbole de la bonté par excellence, la source de tendresse et l’exemple du dévouement qui n’a pas cessé de m’encourager et de prier pour moi. Ta prière et ta bénédiction m’ont été d’un grand secours pour mener à bien mes études. Aucune dédicace ne saurait être assez éloquente pour exprimer ce que tu mérites pour tous les sacrifices que tu n’as cessé de me donner depuis ma naissance, durant mon enfance et même à l’âge adulte. Tu as fait plus qu’une mère puisse faire pour que ses enfants suivent le bon chemin dans leur vie et leurs études. Je te dédie ce travail en témoignage de mon profond amour. Puisse Dieu, le tout puissant, te préserver et t’accorder santé, longue vie et bonheur. A mon cher Père Aucune dédicace ne saurait exprimer l’amour, l’estime, le dévouement et le respect que j’ai toujours eu pour vous. Rien au monde ne vaut les efforts fournis jour et nuit pour mon éducation et mon bien être. Ce travail est le fruit de tes sacrifices que tu as consentis pour mon éducation et ma formation. A mes frères Adel, Ishak et ma sœur Amina Les mots ne suffisent guère pour exprimer l’attachement, l’amour et l’affection que je porte pour vous. A mes grands parents et tous les membres de ma famille, petits et grands Veuillez trouver dans ce modeste travail l’expression de mon affection. A mes chers ami (e) s Ikram, Salim, Amine, Ali, Youcef, Soufiane, Fouad, Djamel, Oussama, Anwar, Faudel, Omar, Fahima , Hassiba , Sara, Feyrouz. A mes chers collègues En témoignage de l’amitié qui nous uni et des souvenirs de tous les moments que nous avons passé ensemble, je vous dédie ce travail A tous ceux qui sont proche de moi et dont je n’est pas cité leur nom. Mustapha IV Liste des Notations A la section du fluide dans le réservoir B Gain d’une boucle causale C Capacité e La variable d’effort f La variable de flux g Gravité Gy Gyrateur I Inductance. K Gain statique n Ordre du système P La puissance ࡽࢋ débit d’entrée du réservoir ࡽ࢙ débit de sortie du réservoir R Resistance ࢘ Retard TF Transformateur ࣎ Constante du temps V Liste des abréviations BG Bond Graph. De Détecteur d’effort. Df Détecteur de flux. Se Source d’éffort. Sf source de flux. R Résistance. C Capacité. I Inertie. GY Gyrateur. TF Transformateur. MSe Sources modulées d’effort. MSf Sources modulées de flux. MGY Gyrateur modulé. MTF Transformateur modulé. SSe Source de signal. RRA Relation de redondance analytique. VI FDI Fault Detection and Isolation. FTC Fault Tolerant Control. BGI Bond graph en causalité intégrale. BGD Bond graph en causalité dérivée. e effort. f flux. B Gain d’une boucle causale. C Capacité. g Gravité. I Inductance. K Gain. P La puissance. T Constante du temps. ࣎ Retard. MSF Matrice de Signature de Fautes VII Liste des Figures Liste des figures Figure I.1 : Le sens de transmission de la puissance. ................................................................. 5 Figure I.2 : Représentation graphique de l’élément « R ». ......................................................... 7 Figure I.3 : Représentation graphique de l’élément « C ». ......................................................... 8 Figure I.4 : Représentation graphique de l’élément « I ». .......................................................... 9 Figure I.5 : Éléments actifs.(a): Sources d’effort et de flux. (b): Sources modulées d’effort et de flux. ..................................................................................................................... 10 Figure I.6 : Jonction « 0 ».(a): Système mécanique.(b): Système électrique.(c): Système hydraulique ................................................................................................................. 11 Figure I.7 : Jonction « 1 ».(a): Système mécanique.(b): Système électrique.(c): Système hydraulique. ................................................................................................................ 12 Figure I.9 :(a): Gyrateur.(b): Gyrateur modulé. ........................................................................ 14 Figure I.13 : Causalités en bond graph ..................................................................................... 17 Figure I.14 : Chemin causal simple en suivant l’information effort e ou l’information flux f .......................................................................................................................................... 19 Figure I.15 : Chemin causal simple en suivant l’information effort e ou l’information flux f .......................................................................................................................................... 19 Figure I.16 : Chemin causal mixte indirect. .............................................................................. 19 Figure I.17 : Chaine d’action .................................................................................................... 20 Figure I.18 : Boucle causal en suivant l’effort ou le flux ......................................................... 20 Figure I.20 : Boucle causale...................................................................................................... 21 Figure II.2 : Schéma de principe d’un processus régulé ........................................................... 27 Figure II.3 : Exemple d’illustration pour la génération des RRAs .......................................... 32 Figure III.1 : Les éléments de SYMBOLS ............................................................................... 38 VIII Figure III.2 : Fenêtre du module ( BondPad). ........................................................................... 39 Figure III.3 : Interface graphique de la partie BondPad du logiciel SYMBOLS. .................... 40 Figure III.4 : Fenêtre du simulateur. ......................................................................................... 40 Figure III.5 : Fenêtre de compilation. ....................................................................................... 41 Figure III.6 : Fenêtre des courbes. ............................................................................................ 42 FigureIII.7 : Fenêtre de commande "Controls". ........................................................................ 42 Figure III.8 : Fenêtre du FDIPad............................................................................................... 43 Figure III.9 : Utilisation de logiciel dédié FDIpad ................................................................... 43 Figure III.10 : Modèle bond graph. ........................................................................................... 45 Figure III.11 : Vérification du modèle. ..................................................................................... 45 Figure III.12 : Sauvegarde de capsule....................................................................................... 46 Figure III.13 : Placement de la capsule. .................................................................................... 46 Figure III.14 : Résultats de la création de capsule. ................................................................... 47 Figure IV.1 : Le système étudié « CE105 » (Banc de régulation ». ......................................... 49 Figure IV.2 : Le Contrôleur « CE120 ».. .................................................................................. 50 Figure IV.3 : Le système réel étudié. ........................................................................................ 51 Figure IV.4 : Le modèle bond graph par logiciel Symbols shakti. ........................................... 55 Figure IV.5 : Fenêtre de compilation. ....................................................................................... 55 Figure IV.6 : Fenêtre d’expressions. ......................................................................................... 56 Figure IV.7 : Fenêtre d’équations ............................................................................................. 56 Figure IV.8 : Réponse du modèle de Strejc pour K=1, r=1.. .................................................... 58 Figure IV.9 : Méthode pour obtenir T1 et T2.. ........................................................................ 59 Figure IV.10 : Courbe réelle approchée par un modèle de Broida. .......................................... 60 Figure IV.11 : méthode de Broida.. .......................................................................................... 61 Figure IV.12 : Le système étudié.. ............................................................................................ 63 Figure IV.13 : Entrée et sortie réelles du système.. .................................................................. 64 Figure IV.14 : uploads/Geographie/ pfe-belhadj-mahdad.pdf