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Soutenance de Mohammed AIDOUD

République Algérienne Démocratique Et Populaire

Ministère De L’enseignement Supérieur Et De La Recherche Scientifique

Université 20 août 1955- Skikda

Faculté De Technologie

Département génie civil

 

Thèse présentée par Mohammed AIDOUD en vue de l’obtention du diplôme de Doctorat en sciences En Génie Électrique, spécialité AUTOMATIQUE

Thème: Robustification de la forme polynomiale de la loi de GPC en utilisant les transferts d’ordre entier

Soutenue publiquement le   **/**/****

Devant le jury composé de :

 Mr. Lamine Mehennaoui MCA            Président         Université du 20 Août 1955, Skikda
Mr. Abderrazek Lachouri Professeur    Rapporteur       Université du 20 Août 1955, Skikda
Mr. Moussa Sedraoui Professeur        Co-encadreur    Université 8 Mai 1945, Guelma
Mr. Abdesselam Babouri Professeur    Examinateur      Université 8 Mai 1945, Guelma
Mr. Kidouche Madjid Professeur         Examinateur      Université M'Hamed Bougara, Boumerdès
Mr. Mohamed Nemissi MCA               Examinateur      Université 8 Mai 1945, Guelma
Mr. Abdelaziz Younsi Professeur        Invité               Université 8 Mai 1945, Guelma

 

Résumé en arabe, français & anglais:

Abstract:
This work proposes a robustification method of primary two degree-of-freedom (2-DOF)
controllers, which are used to control some uncertain systems such as: hydraulic actuator,
wind turbine equipped with a doubly-fed induction generator DFIG, and so ones. The
proposed robustification method should follow the following three step-procedures. First, the
primary 2-DOF controller is designed through the initial form of the multivariable generalized
predictive control MGPC law to ensure a good tracking dynamic of reference trajectories.
Second, the robust  controller is independently designed to ensure good robustness
properties of the closed-loop system against: model uncertainties, neglecting dynamics and
sensor noises. Finally, both above controllers are combined to design the robustified 2-DOFMGPC
controller using the Youla parameterization method. Consequently, the robustified
controller should conserve the same good tracking dynamic that is provided by the primary 2-
DOF-MGPC controller. It should also ensure the same good robustness properties that are
provided by the robust  controller. The proposed robustification method is validated from
controlling two previous processes. Their actual behaviors have been modeled by an
unstructured-output multiplicative uncertainty model. The given performances are compared,
in time and frequency domains, with those given through both robust controller and primary
2-DOF one. This comparison confirms the effectiveness of the proposed method in term of
enhancing the trade-off robustness between nominal performances and robust stability of the
closed-loop system.
Key-words: Multivariable Generalized Predictive Control MGPC; Robust control;
Trade-off between nominal performances and robust stability; weighted-mixed sensitivity
problem.

Résumé
Le travail propose dans ce manuscrit se concerne la robustification d’une classe des
contrôleurs prédictifs primaires de deux degrés de libertés. Cette robustifiaction proposée à
pour but de commander plusieurs systèmes incertains, en particulier : un actionneur
hydraulique et la machine asynchrone à doubles alimentation qui simule le fonctionnement
du système éolien. La synthèse du contrôleur robustifié par notre proposition doit passer par
les trois étapes suivantes : Premièrement, un contrôleur prédictif primaire est synthétisé par la
méthode GPC afin d’assurer un bon comportement de poursuite des trajectoires de références.
Cela peut être abouti par le choix adéquat des paramètres de réglage proposés dans la méthode
GPC. Ensuite, un contrôleur robuste est indépendamment synthétisé par la méthode afin
de fournir un bon compromis de robustesse entre la stabilité robuste et les performances
nominales du système bouclé. Ceci est assuré par le choix adéquat des pondérations dans le
critère de sensibilité mixte du problème à résoudre. Ces deux contrôleurs synthétisés sont
finalement hybridés par le transfert de Youla, qui est déterminé par un algorithme
d’optimisation utilisant l’approche de l’identification fréquentielle. Le contrôleur résultant à la
capacité de conserver le meilleur comportement de poursuite du contrôleur prédictif primaire.
Il conserve également la meilleure robustesse du contrôleur robuste qui réalise avec succès le
meilleur compromis de robustesse entre la stabilité robuste et les performances nominales du
système bouclé. La validité de cette nouvelle idée proposée est confirmée via la commande
des deux systèmes précédents dont le comportement réel de chacun a été décrit par un modèle
incertain entaché par des erreurs de modélisation présentées sous forme des incertitudes non
structurées amenant en sortie du modèle de synthèse. Les résultats obtenus par cette
robustification sont comparés, dans les plans fréquentiel et temporel, à ceux fournies par le
contrôleur robuste et le contrôleur prédictif primaire. Cette comparaison confirme l’efficacité
de notre proposition en termes d’assurer le meilleur compromis de robustesse par le
contrôleur robustifié.
Mots-clés : Commande Prédictive Généralisée Multivariable MGPC ; Commande
Robuste ; Compromis de robustesse entre les performances nominales et la stabilité robuste ;
Problème de sensibilité mixte pondéré.

ملخص:
في هذه الأطروحة، اقترحنا نظام تقويم جديد يهدف إلى تحسين نتائج المصحح التنبؤي المعمم في حالة وجود أخطاء مرفقة بالنموذج
الرياضي الخطي الذي يصف دينامكية النظام الفيزيائي الحقيقي المراد التحكم فيه. حيث تبدأ فكرة التحسين بٕادراج و بصفة مستقلة
حيث يقوم هذا الأخير بتحسين و توسيع  مصحح آخر يتم الحصول عليه بتطبيق النظام التحكمي المدعم أين يتم فيه تطبيق طريقة
مجال الأمان لإستقرار النظام المغلق و هذا عن طريق إختيار أمثل لمصفوفتي التقييد، حيث تعمل كل منهما على تقييد تطور الحساسية
المباشرة و المكملة، و هذا في المجال التواتري. حيث تدرج هاتين الأخيرتين في قانون الحساسية المزدوج و المقيد، أين يتم إستنباط
المصحح الأنسب و الذي يضمن تحسين مساوئ المصحح التنبؤي الأولي. كما أن عملية التحسين تتم بٕادراج أبعاد يولا أين تتم عملية
التهجين بين المصححين السابقين وهذا من اجل الحصول على المصحح التنبؤي المعمم و المدعم الذي يضمن الحصول على محاسن كلا
منهما. حيث إن تجسيد هذه الطريقة و إس  تنباط محاسنها قد تم إظهارها وهذا بتطبيقها على نظامين تمت السيطرة عليهما بنظم أخرى و
هذا في عدة مراجع. حيث يتمثل النظام الأول في المحرك الهيدروليكي. أما الثاني فيتمثل في آلة التغذية المزدوجة الغير متزامنة و التي تحاكي
تشغيل نظام الرياح. حيث تم تأكيد صحة هذه الفكرة الجديدة المقترحة من خلال السيطرة على النظامين السابقين، كما تمت مقا ن رة النتائج
وكذا وحدة  المحصل عليها من خلال هذا التحسين، في المجال التواتري وكذالك في المجال الزمني ، مع تلك التي توفرها وحدة تحكم
ا لتحكم التنبؤية الأولية. هذه المقا ن رة تؤكد فعالية اقتراحنا من حيث ضمان أفضل حل موا ن زة بين المتانة و قوة ا لتحكم.
(MADA) الكلمات المفتاحية: التحكم التنبؤي المعمم, التحكم المدعم, المصحح الخطي, المحرك الهيدروليكي, المحرك الغير متزامن

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