Observateur à horizon glissant pour les systèmes non linéaires : application au diagnostic du Radiotélescope de Nançay

Moving horizon observer for non-linear system : application to the diagnostic of the Radiotelescope of Nançay

• Auteur / Autrice : David Delouche
• Direction : Frédéric Kratz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologies industrielles
• Date : Soutenance le 17/12/2009
• Etablissement(s) : Orléans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies (Orléans ; 2009-2012)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Sauter
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Kratz, Dominique Sauter, Gérard Gissinger, Michel Vergé, Jean-Michel Martin, Emmanuel Trelat
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gérard Gissinger, Michel Vergé

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radiotélescopes -- France

Détection de défaut (ingénierie)

Systèmes non linéaires

Mots clés libres

Déplacement longitudinal du chariot mobile du Radiotélescope de Nançay

Observateurs non linéaires à horizon glissant

Displacement of the mobile cart of the Radiotelescope of Nançay

Moving horizon nonlinear

Résumé

L’objectif de ce travail a été de proposer une méthode de détection de défaut pour le déplacement longitudinal du chariot mobile du Radiotélescope de Nançay. L’importance de l’implémentation d’une procédure de détection des défauts a été mise en évidence grâce à la description des besoins du personnel en charge de la maintenance de cet instrument scientifique. Ce mémoire débute par un état de l’art sur différentes méthodes de diagnostic (détection et isolation des défauts), une analyse critique de ces méthodes est réalisée. Nous rappelons ensuite les notions d’observabilité avant de présenter l’observateur de Newton et l’observateur de Ciccarella. L’extension de ce dernier aux systèmes MIMO est réalisée par la suite. Une comparaison de ces différents observateurs termine le chapitre 2. Le chapitre 3 présente le Radiotélescope de Nançay et plus particulièrement la modélisation du déplacement longitudinal du chariot mobile. Une étude des propriétés du modèle est abordée par la suite. Le dernier chapitre traite de la validation partielle du modèle obtenu au chapitre précédent. Ensuite, l’utilisation des relations de redondances analytiques a permis de mettre en évidence la faisabilité du diagnostic sur l’application. L’utilisation de l’extension de l’observateur de Ciccarella pour le diagnostic permet de réaliser la détection de défaut capteur en utilisant un banc d’observateurs. Le suivi de paramètres du modèle permet de suivre l’évolution du système (vieillissement par exemple) et la détection de défaut actionneurs. Dans l’ensemble, les résultats obtenus permettent de conclure sur la bonne détection des défauts capteurs et actionneurs.

The aim of this work was to propose a fault detection method for the longitudinal displacement of the mobile cart of the Radiotelescope of Nançay. The importance of the implementation of a procedure of detection of the defects was highlighted thanks to the description the needs of the personnel in charge of maintenance for this scientific instrument. This memory begin with a state of the art on various methods of diagnosis (detection and isolation of the default), a critical analysis of these methods is carried out. We point out then the concepts of observability before presenting the Newton observer and the Ciccarella observer. The extension of this last to systems MIMO is carried out thereafter. A comparison of these various observers finishes chapter 2. Chapter 3 presents the Radiotelescope of Nançay and more particularly the modelling of the longitudinal displacement of the mobile cart. A study of the properties of the model is approached thereafter. The final chapter covers validation partial of the model obtained in the preceding Chapter. Then, the use of analytical redundancy relations made it possible to highlight the feasibility of the diagnosis on the application. The use of the extension of the Ciccarella observer for the diagnosis makes it possible to carry out the detection of sensor fault by using a bench of observers. The follow-up of parameters of the model makes it possible to follow the evolution of the system (ageing for example) and the detection of defect actuators. As a whole, the results obtained make it possible to conclude on good detection from the sensor and actuator faults.