Commande adaptive supervisée : aspects méthodologiques et CIAO

Supervised adaptative control : methodological aspects and intelligent CACSD

• Auteur / Autrice : Samuel Sequeira Bueno
• Direction : Gérard Favier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Nice
• Jury : Président / Présidente : Charles André
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luc Pronzato, Claude Samson
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Bertrand, Ioan Doré Landau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes experts (informatique)

Systèmes adaptatifs

Régulateurs PID

Résumé

Ce mémoire de thèse porte sur deux sujets complémentaires. L'un est l'établissement d'une méthodologie pour la synthèse automatique d'un système de commande adaptative. L'autre est le développement du logiciel ACAI de CIAO en automatique. La méthodologie proposée comprend trois étapes : i) obtention d'un ensemble d'informations, qualitatives et quantitatives, décrivant le processus ; ii) en fonction de ces informations, choix des méthodes de commande et d'estimation paramétrique les plus indiquées, et détermination de leurs paramètres de réglage ; iii) déclenchement du correcteur adaptatif, puis supervision du système de commande adaptative, de manière à pouvoir intervenir de façon a : a) modifier la synthèse du correcteur afin d'obtenir le comportement souhaite pour la boucle fermée ; b) assurer un fonctionnement robuste de la partie estimation paramétrique. Dans l'étape (i), nous utilisons un enchainement de différentes méthodes d'identification : identification fréquentielle à partir d'expérimentations avec relais et à partir de l'estimation de modèles discrets d'ordre réduit, identification à partir des réponses impulsionnelle et indicielle, identification structurelle et paramétrique dans le domaine discret. Dans l'étape (ii), différentes méthodes de commande sont considérées : formulation unifiée de la méthode par placement de pôles, méthodes de commande prédictive, et méthodes de commande PID. Une procédure de synthèse de commande PID a été développée afin de satisfaire une valeur maximale fixée pour la fonction de sensibilité du système en boucle fermée. Dans l'étape (iii), une stratégie réalisant la supervision d'une boucle de commande est introduite ; d'autre part, la robustification de l'estimateur paramétrique a été prise en compte en gelant celui-ci en fonction de la capacite d'excitation des signaux utilises, et en insérant un pré-traitement de ces mêmes signaux. Un autre aspect développe concerne l'estimation d'un retard discret variable dans le temps. Cette méthodologie de synthèse d'un système de commande adaptative a été implémentée dans le logiciel ACAI, en utilisant la technique des systèmes experts

This thesis treats two different but complementary subjects. One of them is the establishment of a methodology for the automatic design of adaptive control systems. The other one is the realization of the ACAI ICAD (Intelligent computer Aided Design) software package, which is a Knowledge Based System devoted to adaptive control design procedure : i) to get a set of information, both quantitative and qualitative, describing the process we want to control ; ii) based on this information, to chose the most suitable control and parameter estimation methods, and also the tuning parameter values : iii) to start-up the adaptive controller, after this to supervise the adaptive control system, in order to take some decision concerning : a) the controller design modification, if necessary, so that the desired closed loop behavior is obtained, and ; b) the robustification of the parameter estimation part in the Adaptive Controller. In step (i), we use a schedule of different identification methods : frequency domain identification by way of relay experimentation, and also from reduced order discrete model estimation, impulse and step responses, structure and parameter identification in the discrete domain. In step (ii), different discrete time control methods are considered : a uniformed formulation of design methods based on pole placement strategy, predictive control methods, and PID design methods. For one of theses PED design methods, one procedure is derived to satisfy a maximum value specified for the closed loop system sensitivity function. In step (iii), a strategy performing the on-line supervision of a general control loop, and more specifically of two kinds of PID controllers, is introduced : on the other hand, the robustness of the parameter estimator is taken into account by freezing is depending on a specific signal excitation capability measurement, and by incorporating a signal preprocessing,. Another aspect developed is the estimation of a time varying discrete time delay. This methodology, that automatically designs an adaptive control system, was implemented in the ACAI software package by using Expert System techniques for the supervision level concerning the three mentionned step