Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

ÉCOLE CENTRALE DE NANTES ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE L’INFORMAT

ÉCOLE CENTRALE DE NANTES ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE L’INFORMATION ET DE MATHEMATIQUES Année : 2010 No B.U. : Thèse de Doctorat Spécialité : Automatique et Informatique Appliquée Présentée et soutenue publiquement par : Ayan MAHAMOUD MOHAMED le 21 juillet 2010 à l’École Centrale de Nantes TITRE OBSERVATION ET DIAGNOSTIC DE PROCESSUS INDUSTRIELS A MODELE NON LINEAIRE APPLICATIONS AUX MACHINES ÉLECTRIQUES Jury Président F. PLESTAN Professeur des Universités, IRCCyN, École Centrale de Nantes Rapporteurs G. BESANCON Maître de Conférences, HDR, GIPSA-LAB, INP Grenoble V. COCQUEMPOT Professeur des Universités, LAGIS, Université de Lille Examinateurs J. De LEON Professeur des Universités, FIME, UANL, Monterrey, Mexique A. GLUMINEAU Professeur des Universités, IRCCyN, École Centrale de Nantes I. SOULEIMAN Maître de Conférences, CRUD, Université de Djibouti Invités E. SCHAEFFER Maître de Conférences, IREENA, Université de Nantes Directeur de thèse : Alain GLUMINEAU Laboratoire : IRCCyN, Ecole Centrale de Nantes Co-Encadrant : Ibrahim SOULEIMAN Laboratoire : CRUD, Université de Djibouti No ED : 503-092 tel-00676588, version 1 - 5 Mar 2012 Waxbarashadu waa dhaxal u hadha aadmiga. Wuxuu ka dhashaa laba shay : hadaf shakhsi iyo hadaf siyaasa’deed oo waxbarasho. Kagungaadh kiisu u curiyay fursado. L’éducation est un héritage pour l’Humanité. Son résultat est la conjugaison de deux choses : un objectif personnel et une politique d’éducation qui créent des opportunités. N. BOULHAN. tel-00676588, version 1 - 5 Mar 2012 3 ... À mes grands-parents Mohamed Barreh, Boulhan Houssein, Hawa Elmi et Fatouma Cheick Egueh. ...À mon père, ma mère, mon frère et ma soeur. tel-00676588, version 1 - 5 Mar 2012 4 tel-00676588, version 1 - 5 Mar 2012 Table des matières Avant-propos v Notations vii 1 Introduction Générale 1 1.1 Contexte et Objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Organisation du rapport de thèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Partie I – Épistémologie et État de l’art : Diagnostic et Obser- vation de systèmes 5 2 Diagnostic de Systèmes 7 2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2 Quelques Déﬁnitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.1 Caractérisation de défauts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.3 Principe du diagnostic : Détection et Isolation des défauts . . . . . . . . . 11 2.3.1 Détection de défauts - Problème Fondamental de la Génération de Résidus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.2 Isolation de défauts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.3 Procédures Post-Diagnostic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.4 Méthodes basées sur le modèle pour la génération de résidus . . . . 16 2.4 Robustesse et Performance d’un algorithme FDI . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3 Observation et Observabilité des Systèmes 19 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.2 Observabilité des systèmes linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.3 Observateurs pour systèmes linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.3.1 Observateur de Luenberger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.3.2 Observateur de Kalman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.4 Observabilité des systèmes non linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.5 Observation de systèmes non linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.5.1 Observateurs étendus/généralisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.5.2 Observateur à grand gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 tel-00676588, version 1 - 5 Mar 2012 ii TABLE DES MATIÈRES Partie II – Diagnostic Par Observateurs : Applications aux ma- chines électriques 28 4 Méthodologie du diagnostic par des observateurs non linéaires 31 4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.2 Problématique et modèle d’état non linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.2.1 Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.2.2 Modèle d’état non linéaire avec défaut . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.3 Diagnostic à base d’observateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.3.1 Observateur de type Kalman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.3.2 Observateur Grand Gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 5 Diagnostic de machines électriques avec capteur mécanique 47 5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.2 Diagnostic de défauts d’une machine à courant continu série . . . . . . . . 48 5.2.1 Modèle de la machine à courant continu série . . . . . . . . . . . . 48 5.2.2 Commande PI de la machine à courant continu série . . . . . . . . 50 5.2.3 Synthèse de l’observateur de type Kalman . . . . . . . . . . . . . . 52 5.2.4 Analyse de la stabilité en boucle fermée . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.2.5 Diagnostic de défauts d’une machine à courant continu série . . . . 55 5.2.6 Résultats de simulation "observateur+commande" pour le diagnostic 58 5.3 Observation et Diagnostic de défauts d’une machine asynchrone avec capteur 64 5.3.1 Modèle d’état dans le repère tournant dq . . . . . . . . . . . . . . . 65 5.3.2 Modèle de la machine asynchrone avec défaut . . . . . . . . . . . . 66 5.3.3 Observateur Grand Gain . . . . . . . . . . . . . . uploads/Litterature/ these-vf-ayan-mahamoud-diagnostic-pdf.pdf