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Komi Midzodzi PEKPE. Méthode de détection et isolation de défauts de capteurs à base de données. LAGIS UMR 8146 : Laboratoire d'Automatique, de Génie Informatique et Signal. Université de Lille 1 Polytech’Lille. Plan. position du problème. méthode proposée. fondement de la méthode.
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Komi Midzodzi PEKPE Méthode de détection et isolation de défautsde capteurs à base de données LAGIS UMR 8146 :Laboratoire d'Automatique, de Génie Informatique et Signal Université de Lille 1 Polytech’Lille
Plan position du problème méthode proposée fondement de la méthode - relations matricielles - génération de résidus - sensibilité des résidus - détermination de la taille des matrices exemple d’application conclusion et extension de la méthode K. Midzodzi PEKPE
Position du problème Système Calculateur K. Midzodzi PEKPE
Motivation incertitude liée à l’utilisation des modèles mathématiques les paramètres peuvent évoluer lentement le modèle mathématique n’est pas toujours disponible K. Midzodzi PEKPE
Description de la méthode déterminer i K. Midzodzi PEKPE
Cas système linéaire Objectif Détecter et isoler les défauts de capteurs, connaissant uniquement : - les entrées (uk) - les sorties ( yk) K. Midzodzi PEKPE
Fondements de la méthode : relation matricielle K. Midzodzi PEKPE
Fondements de la méthode : relation matricielle Pour i suffisamment grand : K. Midzodzi PEKPE
Fondements de la méthode : matrice de résidu s’il n’y a pas apparition de défaut : K. Midzodzi PEKPE
Fondements de la méthode : défaut système s’il y a apparition d’un défaut système à l’instant k : K. Midzodzi PEKPE
Fondements de la méthode : défaut d’actionneur s’il y a apparition d’un défaut actionneur : K. Midzodzi PEKPE
Fondements de la méthode : défaut de capteur s’il y a apparition d’un défaut sur le capteur « h » à l’instant k : K. Midzodzi PEKPE
sensibilité aux défauts : Fondements de la méthode : condition de sensibilité span(M) désigne le sous-espace engendré par les lignes de la matrice M K. Midzodzi PEKPE
sensibilité maximale aux défauts : Fondements de la méthode : condition de sensibilité span(M) désigne le sous-espace engendré par les lignes de la matrice M K. Midzodzi PEKPE
Fondements de la méthode : sélection du vecteur résidu K. Midzodzi PEKPE
Fondements de la méthode : détermination de la taille des matrices K. Midzodzi PEKPE
Fondements de la méthode : Détermination de la taille des matrices K. Midzodzi PEKPE
Fondements de la méthode : Détermination de la taille des matrices K. Midzodzi PEKPE
Suppression de l’influence de l’état Choisir i tel que : Suppression de l’influence de Hi Comparaison avec l’espace de parité Espace de parité Méthode proposée Connues Les entrées uk Les sorties yk Connues Le modèle (A, B, C, D) Les entrées uk Les sorties yk Suppression de l’influence de l’état ki( Yk– HdiUk) K. Midzodzi PEKPE
Complémentarité avec l’espace de parité Espace de parité Méthode proposée K. Midzodzi PEKPE
Exemple d’application Wk bruit blanc RSB(yk1,wk1) = 19db, RSB(yk2,wk2) = 19db, RSB(yk3,wk3) = 19db, Vk bruit blanc var(vk) = 10-3 I3 amplitude(fk)=10% y K. Midzodzi PEKPE
Les entrées et les sorties du système Figure 2 : entrées du système Figure 3 : sorties du système K. Midzodzi PEKPE
Détermination de la taille des matrices Figure 1 : évolution du critère J(i) en fonction de la taille de la matrice de Hankel K. Midzodzi PEKPE
Les résidus Figure 4 : les défauts (amplitude(fk)=10%y) Figure 5 : les résidus (obtenus pour i=17, j=68) K. Midzodzi PEKPE
Conclusion et extension de la méthode • basée uniquement sur la connaissance des entrées et des sorties • génère un résidu structuré par construction • s’affranchit des incertitudes paramétriques • - résultat prouvé dans le cadre des systèmes dynamiques linéaires Extension aux systèmes non linéaires (décomposition en série de Taylor) Application au moteur asynchrone dans ses plages de non linéarité Application aux bio-réacteurs : détection des changements d’état K. Midzodzi PEKPE
Extension de la méthode Systèmes non linéaires (décomposition en série de Taylor) la fonction h(u) est indéfiniment dérivable dans un ouvert O de l’espace des ūk K. Midzodzi PEKPE
Extension de la méthode Systèmes non linéaires (décomposition en série de Taylor) K. Midzodzi PEKPE
Application au moteur asynchrone modèle en abc commandé par trois tensions alternatives : va, vb, vc quatre sorties : - trois courants : ia, ib, ic - une vitesse : système non linéaire à vitesse variable linéaire en vitesse constante K. Midzodzi PEKPE
amplitude(fk)=10%y Application au moteur asynchrone Figure 6 : entrées du système Figure 7 : sorties du système K. Midzodzi PEKPE
amplitude(fk)=10%y Application au moteur asynchrone Figure 8 : les instants d’apparition des défauts Figure 9 : résidus obtenus à l’aide d’un polynôme d’ordre 1 (i=12, j=72) K. Midzodzi PEKPE
amplitude(fk)=10%y Application au moteur asynchrone Figure 10 : résidus obtenus à l’aide d’un polynôme d’ordre 1 (i=12, j=72) Figure 8 bis : les instants d’apparition des défauts Figure 11 : résidus obtenus à l’aide d’un polynôme d’ordre 1 K. Midzodzi PEKPE
Application au bioréacteur K. Midzodzi PEKPE
Application au bioréacteur Figure 12 : les entrées in et D K. Midzodzi PEKPE
Application au bioréacteur Figure 13 : les sorties K. Midzodzi PEKPE
Application au bioréacteur Figure 14 : résidu obtenu par approximation polynomiale d’ordre 1 K. Midzodzi PEKPE
Application au bioréacteur Figure 15 : résidu obtenu par approximation polynomiale d’ordre 2 K. Midzodzi PEKPE
Application au bioréacteur Figure 16 : résidu obtenu par approximation polynomiale d’ordre 3 K. Midzodzi PEKPE
Komi Midzodzi PEKPE Méthode de détection et isolation de défautsde capteurs à base de données LAGIS UMR 8146 :Laboratoire d'Automatique, de Génie Informatique et Signal Université de Lille 1 Polytech’Lille
Détection de défauts Figure 3 (bis) : les défauts (amplitude(fk)= 10% y) Figure 5 : détection de défauts (i=17, j=68) par FMA K. Midzodzi PEKPE
amplitude(fk)=10%y Application au moteur asynchrone Figure 8 : les instants d’apparition des défauts Figure 9 : détection de défauts (i=12, j=72) par FMA K. Midzodzi PEKPE
Application au bioréacteur Figure 30 : résidu obtenu par approximation polynomiale d’ordre 7 K. Midzodzi PEKPE