Academic literature on the topic 'Commande thermique'

Le thème principal de ce travail concerne la commande du circuit d'air et du circuit<br />d'essence des moteurs thermiques à allumage commandé avec ou sans suralimentation en air.<br />La présentation se décompose en cinq chapitres.<br />Le premier chapitre donne un état de l'art concernant la modélisation orientée<br />«contrôle» et la commande du circuit d'admission d'air-essence. La problématique de<br />l'estimation et de la commande du couple moteur est également traitée.<br />Dans le deuxième chapitre, les modèles mis en oeuvre dans la suite du mémoire, et<br />l'identification de leurs paramètres sont présentés. Les modèles moyens qui sont décrits<br />permettent de faire un compromis entre complexité du modèle et adéquation aux synthèses des<br />lois de commande proposées. Le couple moteur n'étant pas mesuré sur un véhicule de série, son<br />estimation fait l'objet de la fin de ce chapitre.<br />Le troisième chapitre propose l'utilisation des modèles flous de type Takagi-Sugeno<br />(TS) pour réaliser le contrôle de différentes variables. Après un rapide rappel de ce type de<br />modèle, son application à la commande en couple, puis au problème de la richesse (rapport<br />air/essence à la stoechiométrie près) sont abordés.<br />Le quatrième chapitre correspond à un certains nombres d'essais réels qui ont été<br />réalisés sur le banc moteur. En particulier, ces essais ont permis de valider des lois de<br />commande présentées dans le chapitre précédent sur la commande du circuit d'air et du couple<br />moteur. Le dernier chapitre présente quelques perspectives à ce travail.

Etude de problemes de commande d'un systeme thermique, le modele considere etant un systeme non lineaire a parametres repartis. La non-linearite peut etre due a la variation des caracteristiques thermophysiques du systeme en fonction de la temperature ou a un phenomene de changement de phase entrainant un saut dans l'enthalpie du systeme

Durant ces deux dernieres decennies, la prise de conscience croissante de la contribution de l'automobile a la degradation de notre environnement a amene les differents acteurs du monde des transports a soumettre le fonctionnement des automobiles a des contraintes de plus en plus severes. La logique floue est une technique qui permet la prise en compte de connaissances expertes ; les travaux de recherche les plus recents ont par ailleurs montre tout l'interet de l'association des techniques floues avec des techniques de commande algorithmiques (commande adaptative, commande robuste). Notre travail de recherche peut se decomposer en trois parties distinctes : - une approche theorique concernant les methodes de modelisation floue permettant d'obtenir des modeles de type takagi-sugeno et de les utiliser pour faire la synthese de commandes. - un travail de modelisation physique du moteur essence quatre temps a injection directe en collaboration avec les equipes de developpements de siemens automotive sa. - l'application en simulation des techniques de modelisation et de commande floues developpees sur un plan theorique, au moteur essence quatre temps a injection directe.

Cette thèse s'inscrit dans la mouvance des nombreux travaux actuels sur la commande floue avec un souci d'application à la conception des systèmes automobiles embarqués, notamment pour le contrôle-moteur. La commande floue consiste à utiliser la connaissance de l'opérateur humain et à la synthétiser sous la forme de règles d'expertise ; cette technique permet donc de s'affranchir de l'utilisation de modèles mathématiques et d'intégrer des critères qualitatifs ou subjectifs dans la synthèse d'un système de commande. Dans une première étape, des généralités sur la commande floue et sur la conception des contrôleurs flous sont exposées. Puis, quelques points particuliers sont développées, notamment la commande des processus à dynamiques complexes. La justification et les performances de ces approches sont validées sur un «benchmark» issu du domaine de la commande adaptative. La faisabilité économique de ces structures de commande est ensuite illustrée expérimentalement sur deux applications bien différentes mais relatives au contrôle-moteur. La première application, qui est entièrement basée sur un jeu de règles d'expertise, consiste à supprimer le cliquetis. Les corrections apportées à la commande du système sont adaptées aux caractéristiques du phénomène, ce qui permet de limiter au mieux les dégradations des performances du moteur. La deuxième application concerne la régulation du ralenti. Après une première étude en simulation, un contrôleur flou est spécifié. Des essais sur véhicule permettent ensuite d'améliorer cette première solution et de proposer une nouvelle structure de commande floue. La configuration retenue autorise un réglage du confort acoustique et de conduite dans les différentes phases de fonctionnement. Et grâce à une diminution du régime de ralenti, elle devrait permettre une réduction de la consommation de carburant et de la pollution, surtout en cycle urbain où la régulation du ralenti est fortement sollicitée.

Ce mémoire porte sur la modélisation et la commande prédictive fonctionnelle d'un échangeur thermique à contre courant. Deux approches partielle et globale ont été proposées. La première approche est semi-analytique et consiste à caractériser la dynamique des températures le long de l'échangeur à partir d'une modélisation partielle. L'évolution des températures est approchée par une réponse de type premier ordre. La deuxième approche est globale, fondée sur le théorème de convexité. Elle est basée sur un bilan global de l'échangeur thermique. Seules les températures d'entrée et de sortie sont prises en compte. Les équations représentant les échanges thermiques en régime stationnaire ont été mises sous une forme convexe. Ensuite, les deux approches ont été couplées à la commande prédictive fonctionnelle pour contrôler l'échangeur thermique à contre courant d'une part en configuration de réchauffeur et d'autre part en configuration de refroidisseur. Dans la première configuration, le modèle renouvelle ses paramètres à chaque instant en fonction de la variable de contrôle. Dans la deuxième configuration, la propriété de convexité des échanges thermiques a permis de distinguer les effets linéaires des températures d'entrée des effets non linéaires des débits. Une loi de commande générique permet le contrôle du procédé soit par la température d'entrée soit par le débit. La commande aété testée en prenant le débit comme variable de contrôle. Dans la loi de commande, ce n'est pas l'entrée principale qui est calculée mais plutôt le paramètre qui est évalué. La robustesse de cete technique couplée aux modèles développés a été testée.

Les exigences croissantes sur l'efficacité énergétique des bâtiments, l'évolution du {marché} énergétique, le développement technique récent ainsi que les particularités du poste de chauffage ont fait du MPC le meilleur candidat pour la régulation thermique des bâtiments à occupation intermittente. Cette thèse présente une méthodologie basée sur la commande prédictive distribuée visant un compromis entre l'optimalité, la simplicité et la flexibilité de l'implantation de la solution proposée. Le développement de l'approche est progressif : à partir du cas d'une seule zone, la démarche est ensuite étendue au cas multizone et / ou multisource, avec la prise en compte des couplages thermiques entre les zones adjacentes. Après une formulation quadratique du critère MPC pour mieux satisfaire les objectifs économiques du contrôle, la formulation linéaire est retenue. Pour répartir la charge de calcul, des méthodes de décomposition linéaire (comme Dantzig-Wolfe et Benders) sont employées. L'efficacité des algorithmes distribués proposés est illustrée par diverses simulations.

Dans cette thèse nous développons des structures de supervision permettant de définir des consignes optimales pour des actionneurs thermiques, ainsi que des stratégies de commande appropriées pour le pilotage d'une pompe à chaleur (PAC). Pour répondre à ces objectifs, plusieurs étapes ont été réalisées :- Modélisation orientée commande d'une PAC réversible, des thermistances, et de l'environnement permettant de les lier à l'intérieur de l'habitacle. Des modèles physiques ont été définis et intégrés dans une plateforme du type Model-in-the-Loop pour permettre a posteriori la validation des stratégies de commande et d'optimisation. - Commande d'une PAC. La linéarisation du modèle de PAC autour de certains points de fonctionnement a permis le développement de la commande de l'actionneur principal. La structure de commande proposée permet de prendre en compte, en boucle fermée, des contraintes d'état et d'entrée du système. Les performances de cette structure ont été analysées en considérant successivement des régulateurs principaux de type PI et Hinf. Enfin, des algorithmes réalisant le pilotage d'un actionneur secondaire du système ont été également proposés. - Optimisation des actionneurs thermiques. L'utilisation combinée de thermistances et de la PAC présente des avantages en termes de réduction de la consommation énergétique et/ou du maintien de la puissance thermique demandée dans des conditions aux limites de fonctionnement. Le problème d'optimisation a été résolu en deux temps : des solutions hors-ligne ont été obtenues par résolution d'un problème mixte en nombre entier avec modèle prédictif, puis utilisées pour déduire des stratégies embarquables sur le véhicule.