Détection active de pannes dans les systèmes dynamiques en boucle fermée

Active fault detection in closed-loop dynamic systems

• Auteur / Autrice : Alireza Esna Ashari Esfahani
• Direction : Yves Candau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance le 08/06/2010
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'enseignement et de recherches Techniques et sociétés (Paris)
• Jury : Président / Présidente : François Delebecque
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yves Candau, Pierre-Alexandre Bliman, Ramine Nikoukhah
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stephen L. Campbell, Laurent Mevel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rétroaction (électronique)

Optimisation convexe

Riccati, Équation de

Programmation dynamique

Pannes

Mots clés libres

Détection de pannes

Programmation dynamique

Équation de Riccati

Optimisation convexe

Feedback

Signal auxiliaire

Fault Detection

Dynamic Programming

Riccati Equation

Convex Optimization

Feedback

Auxiliary Signal

Résumé

L'objectif de cette thèse est de développer une nouvelle méthodologie pour la détection active de défaillances, basée sur approche multimodèle et robuste des fautes. Ce travail prolonge des recherches effectuées dans le projet Metalau de l'Inria. L'apport essentiel de cette thèse est la prise en compte de modèles évoluant en boucle fermée. On utilise une approche multi-modèle pour modéliser le modèle en fonctionnement normal et le modèle défaillant. Les avantages potentiels de l'utilisation d'un feedback dynamique linéaire et ses propriétés de robustesse sont analysés dans la construction de signaux de détection auxiliaires. On compare les résultats obtenus avec ceux du cas boucle ouverte. La formulation du problème de détection active dans le cas d'un modèle en boucle fermée est nouvelle et repose sur la prise en considération de la norme du signal de détection auxiliaire comme critère d'optimisation. On considère aussi des fonctions coût plus générales, telles celles qui sont utilisées pour mesurer la performance de feedbacks dans des problèmes de la théorie de la commande linéaire robuste. La solution complète repose sur la résolution de plusieurs problèmes d'optimisation non standards

The aim is to develop a novel theory of robust active failure detection based on multi-model formulation of faults. The original method was already proposed by the Metalau group of INRIA. We have continued to work on the extension of this approach to more general cases. The focus is on the effects of feedback on the previous approach. The multi-model approach is still used to model the normal and the failed systems; however the possible advantages of using linear dynamic feedback in the construction of the auxiliary signal for robust fault detection is considered and the results are compared to the previously developed open-loop setup. An original formulation of the active fault detection problem using feedback is developed. The norm of the auxiliary signal is considered as a possible cost criterion. Also, we have considered a more general cost function that has already been used for measuring the performance of feedback configurations in Linear Control Theory. We have given a complete solution to this problem. In order to find a complete solution, several mathematical problems are solved