Synthèse d'observateurs pour les systèmes non linéaires : application à la commande et au diagnostic des bioréacteurs
Auteur / Autrice : | Mamadou Lamine Fall |
Direction : | Mohammed M'Saad |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Automatique et productique |
Date : | Soutenance en 2015 |
Etablissement(s) : | Caen |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale structures, informations, matière et matériaux (Caen ; 1992-2016) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Groupe de recherche en informatique, image, automatique et instrumentation de Caen (1995-....) |
Jury : | Président / Présidente : Thierry-Marie Guerra |
Examinateurs / Examinatrices : Mohammed M'Saad, Thierry-Marie Guerra, Jean-Pierre Barbot, Driss Boutat, Hassan Hammouri, Eric Pigeon, Olivier Géhan, Ridha Mosrati | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Barbot, Driss Boutat |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Dans cette thèse, nous présentons tout d’abord un procédé pilote d’un bioéacteur où l’on s���intéresse à la régulation du taux d’oxygène dissout consommé par une biomasse. Ce réacteur est utilisé pour la validation des observateurs et des lois de commande qui sont proposés dans la thèse. Dans l’optique de synthèse d’observateurs, nous considérons une classe de systèmes observables pour toute entrée. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés au cas où les mesures sont échantillonnées. Un observateur continu-discret est proposé et il est montré que l’erreur d’observation converge exponentiellement vers zéro tant que le maximum de la période d’échantillonnage reste inférieur à un certain seuil. Ensuite, nous avons traité le cas où la sortie du système est retardée avec un retard arbitrairement grand et nous avons proposé un observateur en cascade permettant l’estimation de l’état actuel du système. La convergence exponentielle de l’erreur est garantie pourvu que le nombre de sous-systèmes dans la cascade soit choisi de sorte à satisfaire une certaine condition. Deux lois de commande non linéaire de type grand gain et backstepping ont été proposées pour la régulation du taux d’oxygène dissout dans le bioréacteur. Comme ces lois de commande requièrent la connaissance de la vitesse de réaction qui est non mesurable, cette variable a été fournie par l’observateur continu-discret. Des résultats de simulation ont montré les bonnes performances de deux lois de commande utilisant l’observateur qui est proposée. Ces lois ont été implémentées sur le procédé pilote permettant ainsi une validation expérimentale des résultats obtenus.