Analyse des commandes de type L/A et évaluation comparée en controle de bioprocédés

par Eric Ferret

Thèse de doctorat en Automatique et Productique

Sous la direction de Arlette Chéruy.

Soutenue en 1995

à Grenoble INPG , dans le cadre de École doctorale en sciences de l'ingénieur (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire d'automatique de Grenoble (laboratoire) .


  • Résumé

    La recherche présentée dans ce mémoire, est principalement consacrée et à l'étude critique d'une méthode particulière de commande qui prend en compte de manière simple le respect des contraintes de positivité sur les variables d'un procédé. Cette méthode originale a été introduite en 1989 par Maqo Lakrori et est appelée commande L/A. Une évaluation théorique et pratique de cette méthode pour laquelle on propose une nouvelle présentation, est proposée ici afin de bien cerner ses propriétés et son domaine d'application. Sur le plan théorique, il est montré que les transformations logarithmiques et exponentielles qui sont utilisées pour relâcher les contraintes de positivité du procédé, n'ont une influence que sur le gain du système ; elles ne modifient pas la dynamique et n'aident pas à une meilleure linéarisation. Les performances de cette commande en terme de stabilité et précision sont analysées en relation avec le réglage utilisés. Des propriétés caractéristiques sont mises en évidence et expliquées comme la dépendance des performances en fonction des valeurs de la consigne et de ses variations, l'existence d'un phénomène de saturation de l'intégrale. . . Sur le plan pratique, la simplicité de mise en œuvre de ce type de commande est vérifiée sur divers types de procédés, en simulation et sur installations pilotes industrielles ou de laboratoire. Enfin dans une dernière partie, cette commande est évaluée en contrôle de bioprocédé en comparaison avec d'autres méthodes (commandes P, PI ; nonlinéaire linéarisante ; prédictive linéaire contrainte; floue). Cette évaluation porte sur le suivi consigne et la régulation en présence de bruit de mesure et d'erreurs de modélisation ainsi que sur la mise en œuvre et l'implantation. Elle a été réalisée sur un bioprocédé générique et validée expérimentalement sur procédé pilote. Elle a montré que la commande L/A est un bon compromis aux propriétés particulières entre simplicité et performances


  • Résumé

    This thesis mainly deals with the study of a special control method dedicated to constraint processes. This original method which simply takes into account the positivity constraints on the process variables has been developed in 1989 by Maqo Lakrori and called L/A control. A theoretical and practical evaluation of this method is proposed here, in order to know and understand its properties and application field. On a theoretical point of view, it is showed that the logarithmic and exponential transformations used to release the positivity constraints on the process variable, are only influent on the process gain but don't modify its dynamical properties nor its linearisability. Performances in term of stability, accuracy are analysed, related to controller tuning. Properties are exhibited and explained, such as the influence on performances of the setpoint values and variations, windup behaviour. . . On a practical point of view, simplicity of use is proved on various processes, through simulations and experiments on industrial or laboratory pilot-plants. Then this control method is evaluated for bioprocess control comparatively to other ones. Hence through simulations and experiments on a generic biopilot-plant, several control methods are tested : P, PI control ; linearising nonlinear control ; constrained linear predictive control ; fuzzy control ; and various L/A ones. This study carried out on setpoint tracking, and disturbance rejection, regarding noise level, modelling errors, implantation. . . Proved that L/A control is a worthy compromise between simplicity and performances

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  • Détails : 1 vol. (229 p.)
  • Annexes : Bibliographie p. 219-225

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  • Cote : TS 95/INPG/0088

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  • Cote : IMAG-1995-FER
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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TEXT 1995 FER
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