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اﻟﺟﻣﮭورﯾﺔ اﻟﺟزاﺋرﯾﺔ اﻟدﯾﻣﻘراطﯾﺔ اﻟﺷﻌﺑﯾﺔ République Algérienne Démocratique et P

اﻟﺟﻣﮭورﯾﺔ اﻟﺟزاﺋرﯾﺔ اﻟدﯾﻣﻘراطﯾﺔ اﻟﺷﻌﺑﯾﺔ République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة اﻟﺗﻌﻠﯾم اﻟﻌﺎﻟﻲ واﻟﺑﺣ ث اﻟﻌﻠﻣﻲ Ministère de l’enseignement Supérieur et de la Recherche scientifique Université Mohamed Khider Biskra Faculté des Sciences et de la Technologie Département de Génie Electrique Filière : Automatique Option : Automatique avancée Réf:………… Mémoire de Fin d'Etudes En vue de l’obtention du diplôme : MASTER Présenté par : Klaoua Fares Soutenu le : 01 Juin 2014 Devant le jury composé de : Melle H. meghabi MMA Président Mr K. abada MMA Examinateur Melle A. Mihi MMA Encadreur Année universitaire : 2013 / 2014 Commande prédictive généralisée اﻟﺟﻣﮭورﯾﺔ اﻟﺟزاﺋرﯾﺔ اﻟدﯾﻣﻘراطﯾﺔ اﻟﺷﻌﺑﯾﺔ République Algérienne Démocratique ET Populaire وزارة اﻟﺗﻌﻠﯾم اﻟﻌﺎﻟﻲ واﻟﺑﺣ ث اﻟﻌﻠﻣﻲ Ministère de l’enseignement Supérieur et de la recherche scientifique Université Mohamed Khider Biskra Faculté des Sciences et de la Technologie Département de Génie Electrique Filière : Automatique Option : Automatique avancée Mémoire de Fin d'Etudes En vue de l’obtention du diplôme : MASTER Commande prédictive généralisée Présenté par : Avis favorable de Klaoua Fares Mihi Assia Avis favorable du Président du Jury Nom Et Prénom : H. meghabi Signature Cachet et signature اﻟﺟﻣﮭورﯾﺔ اﻟﺟزاﺋرﯾﺔ اﻟدﯾﻣﻘراطﯾﺔ اﻟﺷﻌﺑﯾﺔ République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة اﻟﺗﻌﻠﯾم اﻟﻌﺎﻟﻲ واﻟﺑﺣ ث اﻟﻌﻠﻣﻲ Ministère de l’enseignement Supérieur et de la Recherche scientifique Université Mohamed Khider Biskra Faculté des Sciences et de la Technologie Département de Génie Electrique Filière : Automatique Option : Automatique avancée Commande prédictive généralisée Proposé par : Klaoua Fares Dirigé par : Mihi Assia RESUMES (Français et Arabe) Français Nous abordons, dans ce mémoire, la asymptotique de trajectoire basée sur la commande prédictive généralisée (GPC). La GPC est caractérisée par des paramètres, l’horizon de prédiction, intrinsèque et extrinsèque au système. Sa loi de commande résulte de la minimisation d’un critère quadratique basée sur l’erreur de prédiction entre la sortie choisie et le signal de référence correspondant. Elle garantit la stabilité du système en boucle fermée. Dans ce travail, quelques propretés de la GPC et la garantie de la stabilité pour les systèmes linéaires bouclés résultant sont vérifiées pour un système multi variable (Commande prédictive d'une installation de climatisation). ــــﻋ ﻲ ـــﺮﺑ ) ﻧﻨﺎﻗﺶ ﻓﻲ ھﺪه اﻟﻤﺬﻛﺮة ﻣﻘﺎرﺑﺔ اﻟﻤﺴﺎر اﻟﻤﻌﺘﻤﺪ ﻋﻠﻰ ﺗﻘﻨﯿﺔ اﻟﺘﺤﻜﻢ اﻟﺘﻨﺒﺆي اﻟﻤﻌﻤﻢGPC ( ﺎﺋﺺ ﺘﺨﺪم اﻟﺨﺼ ﻲ ﺗﺴ اﻟﺘ ﺎﻣﻼت واﻟﻤﻌ ،ﺆ ﻖ اﻟﺘﻨﺒ واﻷﻓ ﺔ ﺔ اﻟﺠﻮھﺮﯾ ، أي اﻷﻧﻈﻤ اﻟﺨﺎرﺟﯿﺔ ﻟﻠﻘﺪرة اﻟﺘﺤﻜﻢ ﻓﻲ ﺗﻘﻠﯿﻞ درﺟﺔ اﻟﺨﻄﺄ اﻟﺘﻨﺒﺆ اﻟﺬي ﯾﻌﺘﻤﺪ ﻓﻲ أﺳﺎس ﻋﻠﻰ اﻹﺷﺎرة اﻟﻤﺮﺟﻌﯿﺔ اﻟﻤﺨﺘﺎرة واﻟﺬ ي ﺑﺪ و ره.ﯾﻀﻤﻦ اﺳﺘﻘﺮار اﻟﻨﻈﺎم ﻟﻠﺤﻠﻘﺔ اﻟﻤﻐﻠﻘﺔ ﻓﻲ ھﺪا اﻟﻌﻤﻞ ﻖ ﻰ ﺗﺤﻘﯿ ﺆ ﻋﻠ ﺘﺤﻜﻢ اﻟﺘﻨﺒ ﺔ اﻟ ﻞ ﺗﻘﻨﯿ ﺗﻌﻤ ﺔ ﺘﻘﺮار اﻷﻧﻈﻤ ﻤﺎن واﺳ وﺿ ﺪدة ﺔ ﻣﺘﻌ اﻟﺨﻄﯿ ﻣ ﺘﻐﯿﺮات )اﻟﺴﯿﻄﺮة(ﻋﻠﻰ اﻟﺘﻨﺒﺆﯾﺔ ﺗﻜﯿﯿﻒ اﻟﮭﻮاء Avant tout je tiens à remercier le bon dieu est l’unique qui m’offre le courage Et la volonté nécessaire pour affronter la difficulté de la vie Je dédié ce modeste travail à A ma mère A mon père A mes frères A tout ma famille A mes amis et mes collègues de la promotion 2014 (Machines électrique et électrique de puissance). A mes féaux amis (chaque un à son nom). Fares Klaoua Tout d’abord, je tiens à remercier mon DIEU LE TOUT PUISSANT, qui a rendu cet ouvrage possible Je tunes à exprimer ma profonde gratitude à mon directeur de thèse Madame Mihi Assia. Professeur à l’Université de Biskra, pour la proposition du sujet de cette thèse et pour ses conseils et son soutient tout au long de ce travail. Je remercié, tout organe Département de Génie électrique à L’université de Biskra Nos remerciements à tous les membres du jury qui ont accepté de juger notre travail Mes remerciement aussi à :  Mes parents :  Mon frère : mes sœur et à toutes ma famille.  Mes amies intimes : (K. Anouar – G. Nasser) Un remerciement spécial aux étudiants de la 2eme année Master de la spécialité de génie électrique spécifiquement Automatique avancée Fares Klaoua Liste de Tableau Tableau II.1. Les principaux types de capteurs solaires disponibles sur le marché. 24 Liste de figure Fig I.1. Principe de l’horizon fuyant. 05 Fig I.2. Principe de fonctionnement de l'algorithme prédictif. 06 Fig I.3 Structure du régulateur polynomial équivalent. 11 Fig II.1 Schéma de principe d’une machine à absorption. 21 Fig.II.2 Schéma de principe d’une machine à adsorption. 22 Fig II.3 Schéma de principe d’un système à dessiccation (dessicant cooling) 23 Fig III. 1. Description du system. 28 Liste d’abréviations GPC Nc Np IMC EPSAC PFC CARIMA CNA CAN PID Generalized Prédictive Control Horizon de commande Horizon de prédiction Infernal Model Contrôler Extended Prédiction Self Adaptive Control Prédictive Fonctionna Control Controlled Auto Régressive Intégrâtes Moving Average Convecteur Numérique Analogique Convecteur Analogique Numérique Proposionelle intégral Dérive Résumé ﻣﻠﺨ ــــ ﺺ Nous abordons, dans ce mémoire, la asymptotique de trajectoire basée sur la commande prédictive généralisée (GPC). La GPC est caractérisée par des paramètres, l’horizon de prédiction, intrinsèque et extrinsèque au système. Sa loi de commande résulte de la minimisation d’un critère quadratique basée sur l’erreur de prédiction entre la sortie choisie et le signal de référence correspondant. Elle garantit la stabilité du système en boucle fermée. Dans ce travail, quelques propretés de la GPC et la garantie de la stabilité pour les systèmes linéaires bouclés résultant sont vérifiées pour un système multi variable (Commande prédictive d'une installation de climatisation) ) ﻧﻨﺎﻗﺶ ﻓﻲ ھﺪه اﻟﻤﺬﻛﺮة ﻣﻘﺎرﺑﺔ اﻟﻤﺴﺎر اﻟﻤﻌﺘﻤﺪ ﻋﻠﻰ ﺗﻘﻨﯿﺔ اﻟﺘﺤﻜﻢ اﻟﺘﻨﺒﺆي اﻟﻤﻌﻤﻢGPC ( ﺔ ﺔ اﻟﺨﺎرﺟﯿ ﺔ اﻟﺠﻮھﺮﯾ ﺆ، أي اﻷﻧﻈﻤ ﻖ اﻟﺘﻨﺒ ﺎﻣﻼت، واﻷﻓ ﺎﺋﺺ واﻟﻤﻌ ﺘﺨﺪم اﻟﺨﺼ ﻲ ﺗﺴ اﻟﺘ ﻟﻠﻘﺪرة اﻟﺘﺤﻜﻢ ﻓﻲ ﺗﻘﻠﯿﻞ درﺟﺔ اﻟﺨﻄﺄ اﻟﺘﻨﺒﺆ اﻟﺬي ﯾﻌﺘﻤﺪ ﻓﻲ أﺳﺎس ﻋﻠﻰ اﻹﺷﺎرة اﻟﻤﺮﺟﻌﯿﺔ اﻟﻤﺨﺘﺎرة .واﻟﺬي ﺑﺪوره ﯾﻀﻤﻦ اﺳﺘﻘﺮار اﻟﻨﻈﺎم ﻟﻠﺤﻠﻘﺔ اﻟﻤﻐﻠﻘﺔ ﻓﻲ ھﺪا اﻟﻌﻤﻞ ﺗﻌﻤﻞ ﺗﻘﻨﯿﺔ اﻟﺘﺤﻜﻢ اﻟﺘﻨﺒﺆ ﻋﻠﻰ ﺗﺤﻘﯿﻖ وﺿﻤﺎن واﺳﺘﻘﺮار اﻷﻧﻈﻤﺔ اﻟﺨﻄﯿﺔ ﻣﺘﻌﺪدة ﻣﺘﻐﯿﺮات ()اﻟﺴﯿﻄﺮة ﻋﻠﻰ اﻟﺘﻨﺒﺆﯾﺔ ﺗﻜﯿﯿﻒ اﻟﮭﻮاء SOMMAIRE Dédicace Remerciements Liste de Tableau Liste de figure Liste d'abréviations Résumés Sommaire Introduction générale Chapitre I Commande prédictive I.1. Introduction…………………………………………………………………….. 04 I.2. Commande prédictive………………………………………………. 04 I.2.1. Généralités………………………………………………………... 04 I.2.2. Principe…………………………………………………………… 05 I.3. Différents types d’horizon………………………………………….. 08 I.4. Commande prédictive généralisée………………………………….. 07 I.4.1 Modèle numérique de prédiction ………………………………… 07 I.4.2 Structure du prédicteur optimal …………………………………. 07 I.4.3 Fonction de coût………………………………………………….. 09 I.4.4 Structure du régulateur polynomial ……………………………… 10 I.5 Régulateur polynomial équivalent………………………………….. 11 I.5.1 Choix des paramètres de réglage………………………………….. 13 I.5.2 Réglage des quatre paramètres du critère ………………………… 13 I.5.2 Prise en compte du polynôme de perturbation ………………….. 13 I.6 Conclusion…………………………………………………………. 15 Chapitre II Conditionnement d’air par énergie solaire II.1 Introduction …………………………………………………………………… 17 II.2. Climatisation solaire …………………………………………………………. 18 II.2.1. Présentation …………………………………………………………………. 18 II.2.2. Principe de fonctionnement ………………………………………………….. 18 II.2.3. Avantages de la climatisation solaire ………………………………………. 19 II.3. Dimensionnement du système et champ des possibles en la matière ……… 19 A. Quel type de climatisation solaire existe-t-il ……………………………. 20 B. Comment fonctionne une climatisation solaire ………………………… 20 C. Qu’est ce qu’une machine à absorption ………………………………… 20 D. Qu’est ce qu’une machine à adsorption ……………………………….. 21 E. Qu’est ce qu’une machine à dessiccation ……………………………… 22 F. Quelle est son impact sur l’environnement …………………………….. 23 II.3.1. Capteurs solaires……………………………………………………………… 23 4. Conclusion ……………………………………………………………………… 26 Chapitre III Simulation et résultats III.1 Introduction…………………………………………………………………… 28 III.2 Description du système ………………………………………………………... 28 III.3.Stratégie de contrôl…………………………………………………………...... 30 III.3.1. Systèmes de premier ordre…………………………………………………... 30 III.4. Simulation …………………………………………………………………….. 31 Les paramètres de réglage du régulateur sont ……………………………………….. 31 III.3 Conclusions…………………………………………………………………….. 33 Conclusions générale………………..……………………………………………… 35 Bibliographie ……………………….………………………………………………. 37 Annexe……………………………………………………………………………..... 40 Introduction Générale Introduction générale 1 Introduction générale La commande prédictive est une technique de commande avancée de l’automatique. Elle a pour objectif de commander des systèmes industriels complexes. Le principe de cette technique est d'utiliser un modèle dynamique du processus à l'intérieur du contrôleur en temps réel afin d'anticiper le futur comportement du procédé. La commande prédictive fait partie des techniques de contrôle à modèle interne (IMC : Infernal Model Controler). La commande prédictive peut être utilisée pour commander des systèmes complexes comportant plusieurs entrées et sorties où le simple régulateur PID est insuffisant. Cette technique est particulièrement intéressante lorsque les systèmes possèdent des retards importants, des réponses inverses et de nombreuses perturbations. Les principaux utilisateurs de la commande prédictive sont les raffineries de pétroles, l'industrie chimique et agro- alimentaire, la métallurgie, l'aérospatiale... Le concept de commande prédictive est apparu dès la fin des années 1970 introduit simultanément par J .Richalet, D.W.Clarke et C.R.Cutler et B.L.Ramaker. Il a atteint désormais un niveau de maturité qu’atteste le nombre important d’applications industrielles recensées dans de nombreux domaines d’activité. De fait, les multiples stratégies prédictives (DMC pour Dynamic Matrix Control, EPSAC pour Extended Prediction Self-Adaptive Control, GPC pour Generalized Predictive Control, PFC pour Predictive Functional Control …) ont prouvé leur capacité à garantir des performances accrues tout on s’avérant simple d’implantation. La commande prédictive généralisée est souvent utilisée avec en plus une adaptation en ligne du modèle utilisé pour réaliser les predictions. Le but essentiel de ce travail de mémoire est de vérifier la poursuite de trajectoire basée sur la commande prédictive avec garantie de stabilité tout en minimisant une fonction coût. La commande prédictive cherche à définir des lois de commande optimales pour un système donné. Ce travail de uploads/Science et Technologie/ klaoua-fares-memoire-de-fin-d-x27-eudes.pdf