Filtrage, estimation et commande adaptative d'un procédé de traitement des eaux usées

Filtering, estimation and adaptive control of wastewater treatment process

• Auteur / Autrice : Chérif Ben Youssef
• Direction : Boutaib Dahhou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Exposants de Liapounov

Commande non linéaire

Commande automatique

Systèmes adaptatifs

Eaux usées -- Épuration

Filtrage de Kalman

Estimation de paramètres

Résumé

La finalite de cette these est de contribuer a l'amelioration du fonctionnement d'un procede continu de traitement des eaux usees grace a l'approche adaptative non-lineaire des techniques de filtrage, d'estimation et de commande. La mise en uvre d'un systeme de conduite automatique pour ce type de procede se heurte, d'une part, au probleme du manque de capteurs en-ligne fiables et peu couteux et, d'autre part, au caractere fortement non-lineaire et non-stationnaire des dynamiques du procede. Une difficulte supplementaire est introduite par des variations parametriques dues a des changements physiologiques ou genetiques inobservables. Ces specificites ont motive le choix d'elaborer des techniques adaptatives de filtrage et de commande exploitant la structure non-lineaire inherente au modele du processus de depollution. Le premier objectif de ce manuscrit a consiste a synthetiser des procedures adaptatives d'observation non-lineaire d'etat et d'estimation parametrique pour l'identification des variables biologiques non-mesurables. Les observateurs et estimateurs developpes ont ete evalues suivant des criteres de vitesse de convergence, de caracteristiques de stabilite et de robustesse. Dans la seconde partie des travaux, plusieurs algorithmes de commande adaptative mono-variable et multi-variable ont ete developpes ainsi que les conditions necessaires de stabilite correspondantes. L'estimation des grandeurs physiques inaccessibles devant etre controlees ou servant a la synthese des regulateurs, etape indispensable pour une meilleure evaluation en temps reel de l'avancement de la reaction biologique, a permis en outre l'elaboration de schemas de commande directe et indirecte. Lors de l'etude en simulation, les differents regulateurs adaptatifs proposes ont ete evalues suivant leurs performances en regulation, en poursuite de trajectoire, en robustesse vis a vis de perturbations parametriques abruptes et selon leurs difficultes de reglage. Les conditions de stabilite des algorithmes de filtrage et de commande ainsi que les expressions des gains adaptatifs ont ete etablies, la plupart du temps, a travers l'analyse du systeme d'erreur associe a la procedure via la methode de lyapunov