Commandes non linéaires robustes mono et multidimensionnelles de dispositifs électropneumatiques

A robust mono and multidimensional nonlinear control of electropneumatic drives : control synthesis and its implementation

• Auteur / Autrice : Mohamed Smaoui
• Direction : Daniel Thomasset, Xavier Brun
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique industrielle
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LAI - Laboratoire d'Automatique Industrielle (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commande robuste

Commande non linéaire

Résumé

Ces dernières années, les problèmes des performances robustes ont été considérés par de nombreux auteurs. L'objectif est de trouver des conditions pour garantir l'obtention de performances souhaitées en présence d'incertitudes dans le modèle. D'autre part, les systèmes électropneumatiques sont largement utilisés dans le milieu industriel et répandus dans un domaine d'application assez vaste. Sciemment avertis de cette place privilégiée et conscients aussi des progrès réalisés en commande ainsi que des grands besoins du marché, nous avons décidé d'orienter nos travaux dans le domaine de l'asservissement d'actionneur électropneumatique. Notre travail s'inscrit dans ce contexte, traite de la synthèse de commandes non linéaires robustes pour un système électropneumatique et fait le point sur l'utilisation de ces techniques. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la technique du backstepping. Dans cette famille de commandes, la recherche de fonctions de Lyapunov joue un rôle très important pour la stabilisation des systèmes non linéaires et la robustesse de la stabilité obtenue. Différentes lois de commandes basées sur cette technique ont été synthétisées. Nous nous sommes également intéressés à une autre famille de commande : la commande par modes glissants d'ordre supérieur. Notre objectif était non seulement de prouver la robustesse de cette technique de commande mais aussi d'éviter le problème de réticence. Différentes lois de commandes ont été élaborées. Pour juger de l'intérêt de ces lois de commande non linéaires, tous les résultats expérimentaux obtenus ont été comparés à une loi de commande linéaire classique.

These last years, many authors have studied the problems of the robust performances. The main goal consists in finding conditions to guarantee the desired performances to be obtained in presence of model uncertainties. As the electropneumatic systems are largely use in industrial environment and in wide range of application contexts, and aware of the progress realized in control theory and also of the market needs, we have decided to focus our work on the control of electropneumatic actuator. Our research developed in this context focuses on the synthesis of robust nonlinear control for an electropneumatic system and analyses the use of these procedures for the control of electropneumatic actuators. Initially we have considered the back stepping technique. In this type of controllers, looking for Lyapunov functions plays a very crucial role in the stabilization of the nonlinear systems and the robustness of the obtained stability. The synthesis of several control laws based on this technique is presented in our work. Other interesting in another type of controllers is also been studied: the high order sliding mode control (HOSM). Our objective was here not only to prove the robustness of this control technique, but also to avoid the chattering phenomena. Several control laws were elaborated using this approach. To evaluated how relevant these nonlinear control law are, all the experimental results obtained using the different approaches have been compared to traditional linear control law.