Diagnostic et commande à tolérance de fautes 2

Ce chapitre présente un tutoriel sur les principes de base de la détection et de l’isolation de défauts (FDI), avec application aux systèmes dynamiques et aux processus techniques. Le problème FDI est formalisé dans un cadre unifié, plaçant la génération de résidus comme une question centrale. Différentes structures de générateur de résidus et les principales stratégies d’isolation de défauts sont rappelées.

Ce chapitre étudie une nouvelle méthodologie de commande active tolérante aux défauts (AFTC) pour les systèmes descripteurs quasi-LPV, en présence à la fois de défauts d’actionneurs et de perturbations. Basée sur un observateur, cette stratégie AFTC est capable d’estimer à la fois les états du système et l’amplitude des défauts d’actionneurs, et ce malgré la présence de perturbations. Les performances sont mises en avant au travers un exemple utilisant un bio-réacteur anaérobique.

Ce chapitre présente le concept général de conception de modèles TS et neuromimétiques, combiné à la théorie des observateurs, pour la détection de défauts et l’estimation de capteurs et actionneurs. En vue d’une méthode de FTC prédictive, on propose un observateur robuste obtenu par une approche H∞ et QB. L’efficience de ces méthodes est testée dans le cas d’une commande tolérante aux défauts d’un système bi-rotor.

Ce chapitre discute la robustesse de modèles prédictifs de commande. On présente deux solutions, l’une basée sur une approche non linéaire robuste, qui offre une bonne qualité de prédiction au prix d’une certaine difficulté de mise en œuvre, l’autre basée sur une linéarisation du modèle à chaque échantillon temporel, plus simple mais moins précise. Ces schémas sont appliqués à un exemple de servo pneumatique.

Ce chapitre introduit des schémas de commande à tolérance de défauts pour les systèmes non-linéaires. On décrit la synthèse d’estimateurs de défauts, en vue de la conception du module de diagnostic et du système d’adaptation et de reconfiguration de la commande. On décrit de possibles implémentations de schémas de commande à tolérance de défauts, dont les plus efficients sont basés sur l’estimation et la compensation en ligne de défauts.

Ce chapitre présente une approche FTC basée sur le masquage de défauts, en introduisant deux schémas classiques à base de capteurs et d’actionneurs virtuels. Le principe consiste à cacher au contrôleur les défauts au moyen d’un bloc de masquage, ce qui présente l’avantage d’éviter la reconception dynamique du contrôleur et de proposer une approche plug and play. Une extension aux systèmes non linéaires est possible par LPV et LMI.

Ce chapitre résume les principaux résultats de l’ouvrage en éclairant les éléments-clé des solutions proposées de diagnostic et de tolérance aux défauts. On y trouve des remarques conclusives et des pistes ouvertes de recherche sont mentionnées.

Ce chapitre analyse quelques perspectives dans le champ du diagnostic et du contrôle tolérant aux défauts. Des problèmes ouverts sont explorés, mentionnant les questions qui peuvent faire l’objet d’investigations. Enfin, des directions de recherche future sont exposées.