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Dissertations / Theses on the topic 'Détection et diagnostic des défauts'
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Bun, Long. "Détection et localisation de défauts pour un système PV." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00647189.
Full textAbstract:
Comme tout processus industriel, un système photovoltaïque peut être soumis, au cours de son fonctionnement, à différents défauts et anomalies conduisant à une baisse de la performance du système et voire à son indisponibilité. Permettre de diagnostiquer finement et de faire de la détection et de localisation de défauts dans une installation PV réduit les coûts de maintenance et surtout augmente la productivité. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons spécifiquement à la détection et la localisation de défauts côté DC du système PV, c'est-à-dire du côté générateur PV. L'objectif de cette thèse est de proposer, en prenant le moins de mesures possibles pour respecter les contraintes économiques, un algorithme pour détecter et localiser des défauts conduisant à une baisse de production. Pour cela, le choix s'est porté sur l'analyse de la caractéristique I-V du générateur PV pour les différents modes de fonctionnement considérés. Cette analyse a conduit à utiliser la méthode d'inférence pour effectuer le diagnostic de l'installation. Cette démarche a été validée par des expérimentations sur site, des simulations temps-réel et hors temps-réel.
2
Peuget, Raphaël. "Suivi des équipements électriques tournants : analyse et diagnostic des défaillances." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0222.
Full textAbstract:
Cette thèse est une contribution aux études sur la disponibilité des dispositifs électrotechnique. L'étude présentée propose des solutions aux problèmes de detection des défauts dans les entraînements électriques continu et alternatif en utilisant des méthodes de connaissances et de modélisation de signaux. Les défauts considérés sont ceux de l'alimentation, du convertisseur, des capteurs et de la machine. Pour les défauts affectant l'entraînement continu, La méthode retenue se base sur une analyse de la répercution des défauts sur les grandeurs accessibles (relations de causes à effets) et utilisé le symbolisme des arbres de défaillances. Pour l'entraînement alternatif diverses approches utilisant la connaissance du système électrotechnique ont été proposées pour determiner des symptomes temporels (suivi de la trajectoire ou de la fréquence instantanée du vecteur courant, modèles du courant absorbé). Une caractérisation fréquentielle des défauts affectant l'entraînement a été réalisé dans les domaines basses fréquences (les fondamentaux et ses multiples) et hautes fréquences (évolution de la fréquence de modulation). Les diverses approches ont toutes été validés expérimentalement.
3
Bentoumi, Mohamed. "Outils pour la détection et la classification : Application au diagnostic de défauts de surface de rail." Nancy 1, 2004. http://www.theses.fr/2004NAN10159.
Full textAbstract:
Deux approches différentes sont abordées pour résoudre les problématiques de détection et de classification pour le diagnostic de défauts. La première approche est l'approche de détection et classification simultanées où le problème global à K classes est scindé en sous-problèmes. Chaque sous-problème est traité par une cellule de détection et classification. La résolution du problème global s'effectue par un agencement séquentiel ou par une mise en parallèle des cellules. La seconde approche est l'approche de détection et classification successives qui consiste à traiter tout d'abord les signaux issus du capteur de manière simple pour décider présence ou non d'un défaut. Si défaut détecté, des traitements haut niveau sont mis en oeuvre pour identifier le défaut. Des classifieurs linéaires (Ho-Kashyap et SVM) et neuronaux (RBF) sont utilisés. L'ensemble de ces méthodes a été validé sur une application concernant la détection de défauts de surface de rail dans un contexte métroThe works concern with detection and classification problems for fault diagnosis. Two approaches are treated. The first one, where the K-classes global problem is splitted into sub problems, is called simultaneous detection and classification. Each sub problem is solved by a block that links together pre-processing phase, choice of the representation space, detection then decision. The resolution of the global problem is carried out by a sequential arrangement of the blocks or a parallel decision scheme. The second approach is the successive detection and classification approach. It consits of a first basic signal processing for alarm generation that indicates the possible existence of default. Then, high-level processings are activated in order to precisely analyze the default signature. Classification tools - linear classifiers, neural classifiers, SVM - are used. All these methods have been validated on a rail surface defect detection application in subway context
4
Zein, Eddine Abbass. "Algorithmes de détection et diagnostic des défauts pour les convertisseurs statiques de puissance." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMLH28/document.
Full textAbstract:
Les convertisseurs DC-DC suscitent un intérêt considérable en raison de leur puissance élevée et de leurs bonnes performances. Ils sont particulièrement utiles dans les systèmes multisources de production d'énergie électrique. Toutefois, en raison du grand nombre de composants sensibles utilisés dans ces circuits et comprenant des semi-conducteurs de puissance, des bobines et des condensateurs, une probabilité non négligeable de défaillance des composants doit être prise en compte. Cette thèse considère l'un des convertisseurs DC-DC les plus prometteurs - le convertisseur ZVS à pont isolé de type Buck. Une approche en deux étapes est présentée pour détecter et isoler les défauts en circuit ouvert dans les semi-conducteurs de puissance des convertisseurs DC-DC. La première étape concerne la détection et la localisation des défauts dans un convertisseur donne. La seconde étape concerne sur les systèmes munis de plusieurs convertisseurs DC-DC. Les méthodes proposées sont basées sur les réseaux Bayesiens (BBN). Les signaux utilisés dans ces méthodes sont ceux des entrées de mesure du système de commande et aucune mesure supplémentaire n'est requise. Un convertisseur expérimental ZVS à pont isolé de type Buck a été conçu et construit pour valider la détection et la localisation des défauts Sur un seul convertisseur. Ces méthodes peuvent être étendues à d'autres types de convertisseurs DC-DCDC-DC converters have received significant interest recently as a result of their high power capabilities and good power quality. They are of particular interest in systems with multiple sources of energy. However due to the large number of sensitive components including power semiconductor devices, coils, and capacitors used in such circuits there is a high likelihood of component failure. This thesis considers one of the most promising DC-DC converters—the ZVS full bridge isolated Buck converter. An approach with two stages is presented to detect and isolate opencircuit faults in the power semiconductor devices in systems with DC-DC converters. The first stage is the fault detection and isolation for a single DC-DC converter, while the second stage works on a system with multiple DC-DC converters. The proposed methods are based on Bayesian Belief Network (BBN). The signals used in the proposed methods are already available as measurement inputs to control system and no additional measurements are required. An experimental ZVS full bridge isolated Buck converter has been designed and built to validate the fault detection and isolation method on a single converter. The methods can be used with other DC-DC converter typologies employing similar analysis and principals
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Genovesi, Antoine Marcel. "Détection de défaults et diagnostic en ligne de procédés biologiques de dépollution." Perpignan, 1998. http://www.theses.fr/1999PERP0348.
Full textAbstract:
La detection de defauts et le diagnostic de procedes industriels necessitent une approche pluridisciplinaire pour assurer la disponibilite et la fiabilite des procedes tout en garantissant la securite de l'homme et de l'environnement. Pour y parvenir, des techniques propres au traitement du signal, a l'automatique et a l'intelligence artificielle doivent etre mises en uvre de facon complementaire pour utiliser au maximum la diversite des connaissances disponibles sur les procedes. Nous avons developpe une approche basee sur l'analyse structurelle, fonctionnelle et comportementale des procedes biologiques de depollution et nous l'avons appliquee sur des procedes de digestion anaerobie. Cette analyse nous a permis de definir les relations de causalite entre les differents composants des installations et de mettre en uvre une strategie de detection de defauts et de diagnostic en fonction des differents niveaux hierarchiques des sous-systemes analyses. Nous avons par ailleurs developpe des modules de detection et de prise de decision reposant sur le formalisme de la logique floue. Ces modules permettent de manipuler des donnees numeriques et symboliques pour prendre en compte la connaissance experte des operateurs humains. L'enrichissement de cette base de connaissance par apprentissage automatique a egalement ete aborde. Ce travail a ete effectue dans le cadre d'un projet europeen sur la supervision et la commande avancees des procedes de depollution. Nous avons en particulier applique nos travaux sur deux procedes de digestion anaerobie, l'un au stade laboratoire pour le traitement des vinasses de vin et l'autre sur un procede industriel pour le traitement des effluents de fabrication de panneaux de particules de boisFault detection and diagnosis of industrial processes requires à multidisciplinary approach to ensure their availability, reliability and to guarantee human and environmental safety. To do this, techniques from the Signan processing, Control and Artificial Intelligence fields need to combined in order to use the whole knowledge available from the process
6
Petropol, Siana-Elena. "Ondelettes et diagnostic : application aux défauts diélectriques et électriques des machines tournantes." Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG0077.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est le diagnostic des défauts diélectriques et électriques des machines tournantes, plus précisément le diagnostic des changements ou des anomalies dans les signaux mesurés. Par ses propriétés de localisation temps-fréquence, l'Analyse Multirésolution est une méthode adaptable au diagnostic. Les choix de l'ondelette mère et du nombre de niveaux de décomposition sont les degrés de liberté qui lui permettent d'extraire des informations pertinentes des signaux analysés. Son implantation par des filtres numériques réduit le coût des calculs engendrés. La méthode de détection des défauts réalise en-ligne le calcul des coefficients d'ondelettes. Un taux d'alarme graduel est obtenu en fonction du type et de la persistance du défaut. Les méthodes de localisation et d'identification du défaut tiennent compte du contenu spectral des vecteurs de coefficients à chaque niveau de décomposition pour déterminer l'appartenance du défaut à une classe de types de défauts connus et pour estimer ensuite l'amplitude du défaut. Des nouvelles classes de défauts peuvent être constituées. La méthode de détection a été initialement conçue pour détecter le vieillissement rapide des isolants et a été ensuite validée pour la détection des défauts paramétriques de la machine asynchrone. Les méthodes de localisation et d'identification ont été élaborées et vérifiées uniquement pour l'application de la machine asynchrone. Les degrés de liberté de l'Analyse Multirésolution confèrent aux méthodes développées la flexibilité par rapport à différentes applicationsThe purpose of this work is the diagnosis of dielectric and electric faults of electrical drives, more precisely, the diagnosis of changes or anomalies in the measured signals. By its time-frequency localization, the Multiresolution Analysis is adaptable to fault diagnosis. He choices of the mother wavelet and of the number of decomposition levels are the freedom degrees, which allow this method to extract relevant information from the analyzed signals. Its implementation by numerical filters reduces the computations cost. The fault detection method computes on-line the wavelet coefficients. A gradual alarm rate is delivered function of the fault type and persistency. The fault isolation and identification methods take into account the spectral contents of the coefficients vector at each decomposition level to determine the fault membership of a class of known fault types and further to estimate the fault amplitude. New classes of faults may be created. The fault detection method has been initially conceived to detect the insulation quick aging and has been further validated for the asynchronous motor parameter fault detection. The fault isolation and identification methods have been developed and verified only for the asynchronous motor application. The Multiresolution Analysis freedom degrees confer flexibility to the developed methods with regard to different applications
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Benkouider, Ali Mustapha. "Contribution à la détection et au diagnostic des défauts dans les réacteurs discontinus et semi-continus." Rouen, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISAM0003.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la détection et le diagnostic des défauts dans les réacteurs discontinus ou semi-continus à double enveloppe. Une stratégie de détection et de localisation des défauts a été proposée, basée sur l'utilisation d'un modèle de connaissance. La démarche de détection des défauts s'appuie sur l'algorithme du filtre de Kalman étendu adaptatif au sens de l'estimation paramétrique (FKE). Le filtre permet d'estimer à la fois l'état du réacteur et le coefficient d'échange thermique global. A partir de l'algorithme de FKE, une statistique de test global a été calculée dans une fenêtre glissante. Par la suite, une méthode de localisation de défaut a été proposée en utilisant une batterie de FKE où chaque filtre est associé à un modèle de défaut. Afin d'améliorer la robustesse des méthodes développées, un modèle de réseau de neurones permettant l'estimation de la puissance totale dégagée par une réaction chimique a été proposé. Ceci permet également l'application de notre démarche aux cas où la cinétique réactionnelle est difficile à atteindre. L'ensemble de ces travaux a été validé à la fois dans le cas d'un réacteur pilote aussi bien en simulation qu'expérimentalement et dans celui d'un réacteur industriel de 10 000 litres en simulation.
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HARKAT, Mohamed-Faouzi. "Détection et localisation de défauts par analyse en composantes principales." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005283.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce mémoire sont axés sur la détection et la localisation de défauts en utilisant l'analyse en composantes principales (ACP). Dans le premier chapitre les principes fondamentaux de l'analyse en composantes principales linéaire sont présentés. L'ACP est utilisée pour la modélisation des processus en fonctionnement normal. Dans le deuxième chapitre le problème de détection et localisation de défauts par ACP linéaire est abordé. A partir de l'analyse des indices de détection classiques, un nouvel indice de détection de défaut basé sur les dernières composantes principales a été développé. Pour la localisation de défauts, les méthodes classiques, utilisant par exemple le principe de reconstruction ou encore le calcul des contributions à l'indice de détection, ont été adaptées à l'indice de détection proposé. Le troisième chapitre est consacré à l'ACP non-linéaire (ACPNL). Une extension de l'ACP pour des systèmes non-linéaires, combinant l'algorithme des courbes principales et les réseaux RBF, est proposée. Pour la détermination du nombre de composantes à retenir dans le modèle ACPNL, une extension du critère basé sur la variance de l'erreur de reconstruction a été proposée. Une application réalisée dans le cadre d'une collaboration avec le réseau de surveillance de la qualité de l'air en Lorraine AIRLOR fait l'objet du quatrième chapitre. Cette application concerne la détection et la localisation de défauts de capteurs de ce réseau en utilisant la procédure de détection et de localisation développée dans le cas linéaire.
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Hashemi, Nejad Hossein. "Synthèse intégrée du diagnostic de systèmes contrôlés en réseaux avec contraintes de communication." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00634526.
Full textAbstract:
Les systèmes contrôlés en réseau (SCR) ont fait l'objet de nombreux travaux de recherche au cours des dernières années, principalement pour ce qui concerne la synthèse de lois de commande. Les systèmes contrôlés en réseau présentent de nombreux avantages, notamment en terme de flexibilité, mais différent problèmes se posent quand une boucle de contrôle est fermée par un réseau de communication. (ex. retards et des pertes, contraintes de communication). Diagnostic et tolérance aux défauts sont des enjeux importants pour les systèmes de contrôle, particulièrement dans les systèmes de sécurité fondamentaux. La théorie et l'application des approches classiques de diagnostic et tolérance aux défauts doivent être re-visités lorsqu'il s'agit de SCR. L'objectif de cette thèse est de proposer de nouvelles approches de diagnostic pour les systèmes contrôlés en réseau en considérant la perte de paquets et la contrainte de communication. De plus, les algorithmes de l'ordonnancement et de diagnostic proposés sont implémentés dans un mini hélicoptère. Nous considérons d'abord les problèmes de perte de paquets et de contrainte de communication pour ensuite adapter un modèle où la détection des défauts et l'allocation des ressources de communication sont fortement liés. En interprétant ce modèle comme un modèle périodique, nous formalisons et résolvons le problème de détection et localisation de défauts avec un ordonnancement périodique et hors-ligne. L'approche proposée garantit la robustesse des résidus aux perturbations ainsi que perte de paquets sur la commande du système. Il est parfois nécessaire de fournir une séquence de communication prédéfinie avant de concevoir le système de détection de défauts. IL spécifie l'ordre de l'accès des capteurs et des actionneurs au réseau. Cependant, le choix d'une séquence de communication dépend forcément à la structure du système. Un algorithme graphique proposé dans cette thèse garantit la génération de séquences de communication permettant de préserver certaines propriétés structurelles du système. En outre, cet algorithme peut être utilisé sur les systèmes incertains et assez grands. Traditionnellement, allocation des ressources et l'ordonnancement sont basés sur les stratégies hors ligne. Mais la performance du système de diagnostic ne peut pas être garantie sous l'ordonnancement hors-ligne, si le système est objet à des perturbations imprévisibles. En plus, L'ordonnancement en ligne nécessite une grande charge de calcul qui ne peut être toujours possible en cas de système embarqué. Par conséquent, un ordonnancement semi-en ligne qui permet de préserver les avantages de l'ordonnancement en ligne et évite certaines limitations d'ordonnancement hors ligne peut être considéré comme une solution de compromis. Les drones ou UAVs pour Unmanned Aerial Vehicules font actuellement l'objet de beaucoup de recherches en raison de leurs utilités dans des situations qui nécessitent des opérations autonomes ou autopiloté. Ils peuvent être classés comme des systèmes dynamiques rapides. Par conséquent, ils peuvent être banc d'essai idéal pour étudier les effets du réseau sur les performances de contrôle/diagnostique en boucle fermée. Le dernier chapitre de cette thèse est dédié à implémentation d'une stratégie de commande tolérante aux défauts et les approches de détection et localisation des défauts proposées dans les chapitres précédents sur le drone.
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Bentoumi, Mohamed. "Outils pour la détection et la classificationApplication au diagnostic de défauts de surface de rail." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00122046.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire aborde les problématiques de détection et de classification pour le diagnostic de défauts. Deux approches différentes sont abordées. La première approche est l'approche de détection et classification simultanées où le problème global à K classes est scindé en sous-problèmes. Chaque sous-problème a en charge la détection d'une ou plusieurs classes de défauts et il est traité par une cellule qui enchaîne les phases de prétraitement des signaux, de choix de l'espace de représentation, de détection, puis de décision. La résolution complète du problème à K classes s'effectue par un agencement séquentiel des cellules selon un arbre de décision hiérarchique ou par une mise en parallèle des cellules avec règles de décision associées.La seconde approche est l'approche de détection et classification successives. Elle consiste à traiter tout
d'abord les signaux issus du capteur de manière simple pour la délivrance d'un signal d'alarme indiquant la
présence possible d'un défaut. Dans ce cas, et dans ce cas seulement, des traitements haut niveau sont mis en
oeuvre dans le but d'analyser plus finement les signatures de ces défauts. Les outils pour la classification - les différents classifieurs linéaires, les classifieurs neuronaux et les machines à vecteurs de support - sont détaillés. L'accent est mis sur le réglage des marges des classifieurs linéaires, sur leurs capacités de généralisation et sur les estimateurs de cette capacité de généralisation.
L'ensemble de ces méthodes a été validé sur une application concernant la détection de défauts de surface de rail dans un contexte métro. Un démonstrateur temps réel et opérant en condition d'exploitation a permis de tester les solutions de l'approche détection et classification simultanées, en considérant les taux de bonne détection et de
fausse alarme sur 4 classes de défauts de rail. La transformée en ondelettes, le filtrage inverse et la séparation de sources par analyse en composantes indépendantes sont les outils de prétraitement qui ont été particulièrement détaillés dans ce contexte applicatif.
Une base de données, constituée à partir de mesures sur site labellisées, a permis de qualifier statistiquement les solutions de l'approche détection et classification successives. Une hiérarchisation des méthodes est proposée en fonction de leur capacité de généralisation, mais aussi de leur complexité et de leur aptitude à traiter le problème avec ou sans optimisation des espaces de représentation.
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Salles, Gaël. "Surveillance et diagnostic des défauts de la charge d'un entraînement par machine asynchrone." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10017.
Full textAbstract:
Parfois soumise a des contraintes severes, la charge d'un moteur electrique peut presenter des defaillances entrainant un dysfonctionnement, voire l'arret du systeme. Afin de minimiser les risques lies a l'apparition de defauts, nous proposons de surveiller et de diagnostiquer les anomalies eventuelles cette charge. Dans cette etude nous considerons la charge entrainee par une machine asynchrone triphasee. En vue de nous affranchir des problemes d'accessibilite de l'ensemble machine-charge, le systeme est observe grace a l'analyse des courants d'alimentation en prenant en compte l'influence du moteur lorsqu'il est utilise comme capteur. Les actionneurs etant de plus en plus pilotes electroniquement, ce travail s'interesse aussi a la surveillance et au diagnostic de la charge des ensembles moteur asynchrone-charge alimentes par onduleur, en fonctionnement dynamique, pour etudier l'influence des harmoniques de temps generes par la source sur la detection des defauts. Les differentes methodes d'analyse du signal proposees sont d'abord utilisees en simulation, puis des essais sur un banc de tests sont effectues pour validation.
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Ladevèze, David. "Détections d'erreurs, diagnostic de défauts et accommodation de la commande." Toulouse, INPT, 2003. http://www.theses.fr/2003INPT038H.
Full textAbstract:
La surveillance, le diagnostic et la commande des sytèmes complexes doivent tenir compte de l'évolution des architectures des systèmes de conduite. Nous proposons une démarche de conception d'une conduite réactive pour des systèmes complexes. Nous montrons comment intégrer des décisions relatives à des changements d'objectifs à la conduite temps-réel de ces systèmes. Pour atteindre des objectifs en présence d'un défaut, la commande est accommodée de façon active par basculement du régulateur si le défaut est diagnostiqué, et de façon passive, autrement. Les outils pour la représentation et le suivi des modes de fonctionnement du processus sont basés sur un formalisme d'automate hybride. La représentation par blocs de fonction est utilisée pour la spécification et l'intégration des stratégies. Les fonctions de détection d'erreurs, de diagnostic de défauts et d'accommodation de la commande constituent une stratégie de conduite réactive. La détection opère sur une erreur de modélisation entre un indicateur issu des mesures et un estimateur issu du modèle du processus. Pour évaluer les changements sur la distribution de l'erreur de modélisation, des indicateurs pertinents sont définis. [. . . ]
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Methnani, Salowa. "Diagnostic, reconstruction et identification des défauts capteurs et actionneurs : application aux station d’épurations des eaux usées." Thesis, Toulon, 2012. http://www.theses.fr/2012TOUL0016/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse propose une méthode générale de reconstruction de défauts. Cette méthode donne un aperçu sur le problème d’observabilité des entrées inconnues. Par la suite, une méthodologie de détection et d’isolation de défauts capteurs et actionneurs est proposée. Le schéma de FDI est basé sur une banque d’observateurs. L’implémentation de cette méthode pour un modèle ASM1 réduit conduit à une table de signature fortement localisante.La deuxième partie porte sur la problématique de « l’observation des systèmes non linéaires ». Le filtre de Kalman étendu (FKE) est l’un des observateurs les plus largement utilisé à cette fin. Cependant, la convergence de cet observateur n’est pas prouvée. Lorsque le FKE est appliqué à un système mis sous une forme canonique d’observabilité, il acquiert, des propriétés de convergence exponentielle globales. Cependant, ce dernier entraine une amplification de bruit. Afin de combiner l’efficacité d’un FKE en termes de lissage de bruit, et la réactivité d’un OKE grand gain face aux larges variations, [Boizot et al., 2010] ont proposé un observateur adaptatif. Ainsi, cet observateur est appliqué au système non-linéaire MIMO d’une station d’épuration biologique. Une étude comparative entre ces trois observateurs est menée afin de mettre en évidence la pertinence de l’observateur adaptatifThis thesis proposes a general methodology for identifying and reconstructing sensor faults on dynamical processes. This identification theory provides a general framework for the problem of "observability with unknown inputs". Next, a framework for fault detection and isolation of sensors and actuators is proposed. The FDI sheme is based on bank of high-gain observers. A simulation study of a waste water treatment plant shows the effectiveness of the proposed approach.The second point evoked in the thesis is the observability of nonlinear dynamic systems and state estimation. The Extended Kalman Filter (EKF) is a widely used observer for such nonlinear systems. However, it suffers from the lack of theoretical justifications. The EKF, when applied to a system put in a normal form of observability, it acquires the property of global exponential convergence. Unfortunately, this latter observer (HG-EKF) is very sensitive to measurement noise. In order to combine the behaviors of the EKF (efficiency with respect to noise smoothing) and of the HG-EKF (reactivity to large estimation errors), (Boizot et al, 2010) proposed an adaptive high gain observer. This observer is applied to a MIMO nonlinear system of an Activated Sludge Process. A comparison study of the performances of the three observers under consideration is carried out. Results show a clearly better state estimation for the adaptive observer
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Li, Xiaoming. "Développement d'une méthode connexionniste pour la détection et le diagnostic de défauts de systèmes de chauffage." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529470.
Full textAbstract:
L'accroissement des performances des systèmes de génie climatique de ces dernières années s'est accompagné d'une complexité accrue de ceux-ci. La compréhension de leur fonctionnement ainsi que !a détection et le diagnostic de leurs défauts deviennent de plus en plus difficiles pour les équipes de maintenance. Ces dernières souhaitent donc disposer d'outil performant d'aide à la détection des défauts ou dérives de fonctionnement et, éventuellement, d'aide au diagnostic des causes de ceux-ci. Cette thèse s'intéresse au développement d'un tel outil adapté aux systèmes de chauffage collectif à eau chaude. Les défauts pour lesquels il paraissait le plus utile de développer un outil de détection et de diagnostic ont d'abord été recensés. La modélisation-simulation du fonctionnement des cinq systèmes de chauffage avec et sans défauts a permis ensuite d'obtenir une base de données destinée au développement d'un outil de détection et de diagnostic. Un prototype de détection et de diagnostic basé sur la reconnaissance des formes a été développé en utilisant, comme outil de classification, un modèle connexionniste (réseaux de neurones multi-couches). Ce prototype a été testé sur les cinq systèmes simulés. Le résultat est satisfaisant avec un taux de réussite supérieur à 90% et un risque de fausse alarme inférieur à 2% pour l'ensemble des défauts des cinq systèmes simulés. Ceci bien que seules les données provenant d'un des systèmes aient été utilisées pour la phase d'apprentissage du prototype. Cette étude permet de penser que la généralisation du prototype vers des systèmes réels devrait donner des résultats intéressants. A l'issue de ce travail les principales perspectives consistent à : - valider l'outil de détection et de diagnostic ainsi développé sur des systèmes réels, - implanter celui-ci dans des systèmes de gestion technique des bâtiments en collaborant avec des industriels, - appliquer l'approche développée dans cette thèse à d'autres systèmes de génie climatique.
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Nguyen, Thi Thanh Quynh. "Diagnostic distribué et commande tolérante aux défauts pour les systèmes multi-agents." Thesis, Reims, 2020. http://www.theses.fr/2020REIMS006.
Full textAbstract:
Un système multi-agents (MAS) peut-être défini par un groupe d'agents qui communiquent entre eux. Au cours de la dernière décennie, les MAS se sont révélés être une solution efficace et économique à de nombreux problèmes d'ingénierie complexes, difficiles voire impossibles à résoudre par un seul agent.Malgré l’abondance de résultats dans la littérature concernant sur le contrôle coopératif des MAS, il y a encore des points d’amélioration, en particulier en termes de fiabilité et de performance de fonctionnement du contrôle coopératif en cas de panne. Cette thèse vise une contribuer à la résolution des problèmes de diagnostic de défaut distribué et de FTC pour les MAS non homogènes/hétérogènes à topologies commutées. Dans un premier temps, une approche basée sur un observateur de détection de défaut distribué (FD) pour un réseau d'agents non homogènes ayant des topologies de commutation est proposé. Nous avons commencé par la formalisation d'un modèle virtuel correspondant à chaque agent. Ce modèle prend en compte toutes les informations locales disponibles pour l'agent, à savoir le modèle virtuel, ainsi que la fonction de commutation de topologie. Cette représentation se présente sous la forme d'un système commuté impulsif continu. Par la suite, nous présentons une approche basée sur l'IMT pour concevoir un filtre FD distribué. Dans cette approche proposée, nous utilisons des indices H_ /Hinf pour garantir la sensibilité du résidu aux défauts ainsi que sa robustesse à la perturbation. Nous utilisons également plusieurs fonctions de Lyapunov qui satisfont à la contrainte de commutation lente pour assurer la convergence des observateurs synthétisés.Par la suite, notre étude porte sur l’estimation distribuée des défauts (FE) pour un réseau d'agents non homogènes avec des défauts actionneurs et des topologies de commutation. Dans ce travail, nous continuons à utiliser le modèle virtuel commuté résultant de nos travaux sur FD pour représenter le modèle de chaque agent. Nous proposons une nouvelle méthode de décomposition qui permet de décomposer l'état de l'agent et de ses voisins en deux sous-états, l'un est affecté par les défauts actionneur et l'autre n'est pas affecté par les défauts. Un observateur distribué pour chaque agent est également proposé pour estimer les sous-ensembles d'état. Enfin, les estimations de défaut sont obtenues en utilisant simultanément l'estimation d'état et un différenciateur exact robuste. Il convient de noter que cette approche proposée est distribuée à la fois dans la conception et la mise en œuvre. En effet, elle n'a pas besoin des informations de l'ensemble des systèmes et elle permet également à chaque agent d'estimer ses défauts et ceux de ses voisins. Par conséquent, nous pouvons ainsi réduire les temps de calcul et de communication lors d’une mise en œuvre dans des applications pratiques.Enfin, le développement de FE et FTC pour un réseau d'agents hétérogènes soumis à des défauts actionneurs et à un consensus de sortie est abordé. L'objectif est d'améliorer par FTC la fiabilité et les performances lors d’un fonctionnement coopératif des MAS hétérogènes avec présence de défauts. Cette approche est basée sur des modèles de référence internes et un observateur d'estimation des défauts. Les agents s'appuient sur les informations fournies par les modules FE et ne nécessitent aucune connaissance a priori sur le défaut. Un FE décentralisé basé sur l'observateur est synthétisé pour estimer les états et les défauts de l'actionneur. La conception des observateurs est donnée après des décompositions d'état en utilisant des matrices de transformation. Ensuite, un contrôleur à consensus tolérant aux défauts est proposé. Il utilise l'état estimé et les défauts estimés résultant de l'observateur d'estimation des défauts. L’accord entre les agents est obtenu en résolvant le problème du consensus des références internesA multi-agent system (MAS) can be defined by a group of agents that communicate with each other. Over the past decade, MAS have proven to be an effective and economical solution to many complex engineering problems that are difficult or even impossible to solve by a single agent.Despite the abundance of results in the literature on cooperative control of SAM, there are still areas for improvement, in particular in terms of reliability and operational performance of cooperative control in the event of a failure. This thesis aims to contribute to the resolution of the problems of distributed fault diagnosis and FTC for non-homogeneous / heterogeneous MAS with switched topologies. First, an approach based on a distributed fault detection (FD) observer for a network of non-homogeneous agents with switching topologies is proposed. We started with the formalization of a virtual model corresponding to each agent. This model takes into account all the local information available to the agent, namely the virtual model, as well as the topology switching function. This representation is presented in the form of a switched continuous impulsive system. Next, we present an IMT-based approach to design a distributed FD filter. In this proposed approach, we use H_ / Hinf indices to guarantee the sensitivity of the residue to defects as well as its robustness to disturbance. We also use several Lyapunov functions which satisfy the slow switching constraint to ensure the convergence of the synthesized observers.Subsequently, our study focuses on distributed fault estimation (FE) for a network of non-homogeneous agents with actuator faults and switching topologies. In this work, we continue to use the switched virtual model resulting from our work on FD to represent the model of each agent. We propose a new method of decomposition which makes it possible to decompose the state of the agent and its neighbors in two sub-states, one is affected by the actuator faults and the other is not affected by the faults. A distributed observer for each agent is also proposed to estimate the state subsets. Finally, default estimates are obtained by simultaneously using state estimation and a robust exact differentiator. It should be noted that this proposed approach is distributed both in design and implementation. Indeed, it does not need information from all the systems and it also allows each agent to estimate its faults and those of its neighbors. As a result, we can reduce computation and communication times when implemented in practical applications.Finally, the development of FE and FTC for a network of heterogeneous agents subject to actuator faults and an exit consensus is discussed. The objective is to improve reliability and performance by FTC during cooperative operation of heterogeneous MAS with the presence of faults. This approach is based on internal reference models and an observer for estimating faults. The agents rely on the information provided by the FE modules and do not require any prior knowledge of the fault. A decentralized FE based on the observer is synthesized to estimate the states and faults of the actuator. The design of the observers is given after state decompositions using transformation matrices. Next, a fault-tolerant consensus controller is proposed. It uses the estimated state and the estimated faults resulting from the defect estimation observer. The agreement between the agents is obtained by solving the problem of consensus of internal references
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Touati, Youcef. "Diagnostic robuste et estimation de défauts à base de modèle Bond Graph." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10100/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse concerne la conception d’un système de diagnostic robuste à base de modèle bond graph et a pour objectif principal de générer des seuils robustes aux incertitudes de mesures mais aussi la génération systématiques des équations d’estimation de défauts. Une procédure de génération des seuils basée sur une représentation graphiques des incertitudes de mesure a été développée et implémentée sur un système réel. La représentation bond graph sous forme LFT (transformation linéaire fractionnelle) a été exploitée pour la génération des équations d’estimation de défauts qui sont utilisées pour l’amélioration de la décision concernant l’isolabilité de défauts ayant la même signature de pannes ainsi à l’analyse de la sensibilité des résidus aux défauts capteurs, actionneurs et aux défauts liés aux paramètres. Les algorithmes développés dans ce travail de thèse ont été validés par une implémentation sur un système mécatronique représentant un robot mobile, appelé : RobotinoThis work deals with robust bond graph model-based fault diagnosis. The main objectives of this work are related to the generation of robust thresholds with respect to measurement uncertainties, and the creation of a systematic procedure for the generation of fault estimation equations. A procedure of thresholds generation based on a graphical representation of the measurement uncertainty has been developed and implemented on a real system. The Bond graph under LFT (linear fractional transformation) form has been used for the generation of fault estimation equations. These equations are used to improve the decision step concerning the isolation of the faults having the same signature and for analyzing the sensitivity of the residuals to faults affecting sensors, actuators and parameters. The algorithms developed in this work have been on a mechatronic system representing a mobile robot, called: Robotino
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Sidibé, Yaya Yannick. "Aide à la décision pour la détection et l’analyse des défauts de surface dans les structures immergées." Thesis, Le Havre, 2015. http://www.theses.fr/2015LEHA0006/document.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne le développement de méthodes de détection et de diagnostic des défauts de surface dans les structures immergées. Les structures étudiées sont formées de plaques métalliques. Les méthodes proposées sont basées sur une analyse de mesures acoustiques ultrasonores issues d’échographie sous-marine. Cette analyse combine des outils usuels du traitement du signal et des méthodes de classification à base de réseaux de neurones gaussiens. Des variantes avec et sans modèle de référence sont proposées. Les techniques usuelles d’évaluation par contact montrent leurs limites pour le diagnostic des structures telles que les hydroliennes. Le présent travail de recherche consiste à utiliser un seul et unique transducteur sans contact sous différents angles contrairement à d’autres techniques qui nécessitent un grand nombre de capteurs et une connaissance précise de leur positionnement. Notre étude utilise les ondes de Lamb car elles sont très sensibles aux anomalies structurelles. Les principales étapes et outils utilisés sont les suivants : - 1. Utilisation d’un dispositif de génération et d’acquisition d’ondes de Lamb. - 2. Étude de la propagation d’ondes de Lamb dans les structures en immersion, en particulier dans les plaques métalliques immergées dans l’eau. - 3. Caractérisation des signaux pour différents types de défauts. - 4. Estimation de l’angle d’acquisition et de la distance du transducteur par rapport au centre de la plaqueThis study concerns the damages detection and diagnosis for immersed structure. The structures are metallic plates. The proposed method focuses on the analysis of ultrasonic acoustic measurements obtained by submarine echography. It combines signal processing tools and Gaussian neural networks for classification purpose. Methods with and without reference models are proposed. The usual detection technics with contact are not applicable for the considered systems like stream turbines. This research consists to use a single and a single transducer under different incidence angles opposed to others technics using numerous sensors and their accurate location. The present research use Lamb wave according to their sensibility to the structural damages. The different stages are the following : - 1. Experimental setup for Lamb wave generation and acquisition. - 2. Study of the Lamb wave processing on immersed structures, in particular in metallic plate immersed in water. - 3 .Signal characterization for different types of damages. - 4. Estimation of the angle and lift-off distance
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Hocine, Abdelfettah. "Estimation d'état et diagnostic de systèmes à commutation par filtrage multi-modèle." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00135049.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la détection de défauts sur les systèmes sujets à des changements de mode de fonctionnement. Le système réel est modélisé par un système à commutation markovienne qui est représenté par un ensemble de modèles de fonctionnement (fonctionnements normaux et anormaux) et par une matrice de probabilité de transition de Markov qui contient les probabilités de passage d'un modèle de fonctionnement à un autre. Cette représentation offre un cadre idéal à l'application des méthodes d'estimation multi-modèle. L'intérêt d'utiliser ce type d'estimateurs réside dans le fait qu'en plus de l'estimation de l'état du système, les estimateurs multi-modèles procurent la probabilité d'occurrence ou d'activation de chaque modèle de fonctionnement. Ces probabilités peuvent alors être utilisées pour la détection de défaut. Dans ce travail, nous avons utilisé les spécificités de l'estimation multi-modèle afin de procéder à la détection et l'isolation des défauts qui peuvent affecter un système linéaire. Plusieurs améliorations et aménagements ont été apportés à ce type d'estimateurs dans le but d'augmenter les performances du diagnostic.
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Batteux, Michel. "Diagnosticabilité et diagnostic de systèmes technologiques pilotés." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00643460.
Full textAbstract:
Un système technologique piloté est constitué d'une variété de composants interagissant ensemble et combinant de multiples phénomènes physiques. Le stress subit par ces composants finit par engendrer des défauts (casse, usure, perforation, blocage) pouvant avoir de graves conséquences pour l'intégrité du système lui-même ou pour son environnement. Une solution, pour réduire les conséquences de tels défauts, est de mettre en place un outil embarqué de diagnostic qui permette de les détecter et les identifier rapidement et précisément pour, par exemple, placer le système dans un mode de fonctionnement approprié (mode dégradé, arrêt complet, etc.). À cette fin il apparaît alors comme impératif, lors de la phase de conception d'un tel outil de diagnostic, d'étudier la diagnosticabilité des défauts, étude qui consiste à s'assurer que l'outil sera toujours capable de diagnostiquer sans ambiguïté un défaut préalablement répertorié. Cette thèse présente une chaîne de conception outillée d'un tel outil de diagnostic appliquée à ce type de systèmes. Nous l'avons élaborée de manière complète en incluant l'ensemble des étapes nécessaires et suffisantes à la conception : les étapes préalables de représentation du système et des défauts potentiels, puis l'étude de la diagnosticabilité des défauts ainsi que la génération de l'outil associé à cette étude. L'élaboration d'un cadre théorique unifié, utilisé durant toutes les étapes de la chaîne, nous a par ailleurs permis de la garantir cohérente. Cette cohérence est de plus renforcée par le lien rigoureusement établi entre une étude de diagnosticabilité et la génération du diagnostiqueur associé. Cette thèse est le résultat d'un projet commun entre l'entreprise Sherpa Engineering ainsi que les laboratoires LRI de l'université Paris-Sud et du CNRS et LISE du CEA/LIST de Saclay.
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Menighed, Kamel. "Commandes coopératives embarquées et tolérantes aux défauts." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00545412.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire de thèse porte sur la tolérance aux défauts dans le cas des systèmes linéaires. Les moyens de communication numériques sont utilisés dans le cadre de la mise en oeuvre d'une architecture de commande tolérante aux défauts pour des systèmes complexes. Une coopération entre les modules de commande/diagnostic assure la tolérance à certains types de défauts qui affectent le système. La commande des systèmes est traditionnellement réalisée à partir d'un calculateur central qui collecte l'ensemble des informations relevées sur le procédé, puis les traite pour élaborer un ensemble de commande qui est appliqué au procédé. Avec le développement des systèmes commandés en réseaux (Networked Control System) et des systèmes embarqués, l'architecture des systèmes s'oriente vers une distribution des algorithmes de commande et de diagnostic. On se propose d'aborder le problème de la conception des stratégies de distribution de diagnostic/commande et de coopération des tâches de commande entre les sous-contrôleurs associés à chaque sous-système qui composent le système complexe et de prendre en compte les défauts des actionneurs et de capteurs affectant les sous-systèmes. Il s'agit alors d'élaborer une stratégie de commande coopérative visant à compenser les effets des défauts affectant le système. Les commandes locales sont des commandes prédictives à base de modèle (MPC : Model Predictive Control). Une analyse de stabilité a été faite en prenant en considération la défaillance du réseau de communication.
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Noura, Hassan. "Contribution à la commande des systèmes : diagnostic et commande des systèmes soumis à des défauts." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10208.
Full textAbstract:
Le bon fonctionnement d'un processeur industriel peut être altéré par la présence d'un ou plusieurs défauts. Dans ce cas, une commande classique peut s'avérer insuffisante pour préserver la sécurité et la fiabilité du système. Il est donc indispensable de déterminer une stratégie de commande capable de tolérer le défaut lorsqu'il apparait ou bien de s'y accommoder. Différentes méthodes d'accommodation aux défauts, existant dans la littérature, ont été présentées dans le premier chapitre de ce mémoire. Dans le deuxième chapitre, deux approches basées sur la stabilisation simultanée de systèmes ont été proposées. L'importance du diagnostic pour résoudre le problème de l'accommodation aux défauts a été présentée au troisième chapitre. Le quatrième chapitre comporte la comparaison entre deux approches d'accommodation qualifiées d'indirectes. Une de ces méthodes a été testée sur un pendule inversé. Dans la cinquième partie, une méthode qualifiée de directe a été proposée. Le sixième chapitre comprend l'étude d'une approche globale applicable aux systèmes de grande dimension qui a été appliquée à un processus thermique
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Combastel, Christophe. "Méthodes d'aide à la décision pour la détection et la localisation de défauts dans les entraînements électriques." Phd thesis, Grenoble INPG, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00198501.
Full textAbstract:
LE DIAGNOSTIC DES ENTRAINEMENTS ELECTRIQUES PERMET D'ENVISAGER UNE AMELIORATION DE LA DISPONIBILITE ET DE LA POLITIQUE DE MAINTENANCE DANS LES SYSTEMES DE PRODUCTION. L'OBJECTIF DE LA THESE EST DE DETECTER ET DE LOCALISER EN LIGNE DES DEFAUTS SURVENANT DANS UN ENTRAINEMENT ELECTRIQUE. UNE ANALYSE CAUSALE SERT TOUT D'ABORD A DECOMPOSER SYSTEMATIQUEMENT UN MODELE GLOBAL EN MODELES LOCAUX, INDEPENDAMMENT DE LA NATURE DU MODELE. UN PREMIER JEU DE RESIDUS (INDICATEURS DE DEFAUT) EST AINSI OBTENU. DES METHODES CLASSIQUES DE GENERATION DE RESIDUS, FONDEES SUR DES MODELES NUMERIQUES, SONT EGALEMENT UTILISEES : OBSERVATEURS, EQUATIONS DE PARITE. DANS CE CADRE, DES TECHNIQUES DE DECOUPLAGE PARFAIT ET APPROXIMATIF SONT APPLIQUEES. UNE ETUDE DE SENSIBILITE DES RESIDUS EST MENEE. CERTAINES DE CES METHODES SONT APPLIQUEES A UNE MACHINE A COURANT CONTINU ET D'AUTRES LE SONT A UNE MACHINE ASYNCHRONE. DES OBSERVATEURS ADAPTATIFS REALISANT DES TESTS DE MODELES SONT UTILISES POUR LE DIAGNOSTIC D'UNE MACHINE ASYNCHRONE. L'ETAPE DE DECISION (CLASSIFICATION) REPOSE SUR UN ENSEMBLE DE CRITERES LIES AUX RESIDUS. LA DECISION INDIQUE QUELLES CLASSES DE DEFAUTS SONT LES PLUS COHERENTES AVEC LES OBSERVATIONS DISPONIBLES. LES SENSIBILITES DES RESIDUS PEUVENT SERVIR A SELECTIONNER LES PLUS PERTINENTS (AU SENS D'UN CRITERE DE PERFORMANCE) SOIT PAR L'APPLICATION DE REGLES ELEMENTAIRES, SOIT PAR UNE OPTIMISATION (ALGORITHME GENETIQUE). LES ORDRES DE GRANDEUR RELATIFS DES RESIDUS FOURNISSENT EGALEMENT UNE INFORMATION PLUS RICHE QUE CELLE D'UNE TABLE DE SIGNATURE BOOLEENNE ET PERMETTENT D'AMELIORER AINSI LES PERFORMANCES DE LA LOCALISATION.
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Fournier, Etienne. "Protocole de diagnostic des entraînements asynchrones par références : application à la détection des déséquilibres mécaniques et des défauts de courroies." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2015. http://oatao.univ-toulouse.fr/15546/1/E_Fournier.pdf.
Full textAbstract:
Les applications entrainées par des moteurs asynchrones consomment à elles seules la majorité de l’énergie électrique utilisée dans le secteur industriel. Des défauts, majoritairement d’origine mécanique, sont susceptibles de se développer au cours du fonctionnement de ces systèmes et rendent nécessaires la mise en place d’une maintenance souvent onéreuse. Afin de réduire ces coûts et d’optimiser la disponibilité des matériels, des méthodes de diagnostic peuvent être développées afin de détecter au plus tôt l’apparition d’un défaut. Cependant, la fiabilité de ces algorithmes et l’automatisation du diagnostic sont complexifiées par la diversité des systèmes alimentés par les variateurs de vitesse industriels ainsi que par le changement de leur point de fonctionnement. Afin de répondre à ces problématiques, un protocole de diagnostic permettant de réaliser une détection sensible et robuste des défaillances mécaniques est développé dans ce travail. Cette méthode consiste à segmenter le plan couple-vitesse du moteur surveillé et à réaliser des références statistiques caractérisant son fonctionnement sain sur chacune des zones de fonctionnement. Des indicateurs de défaut peuvent ensuite être définis statistiquement afin de quantifier l’écart du système vis-à-vis de son comportement sain. Ces indicateurs sont ainsi indépendants du système surveillé et de son point de fonctionnement. Les principales applications ciblées par ce protocole sont les systèmes de compression, de pompage et de ventilation qui représentent une part importante de l’énergie électrique consommée dans le secteur industriel. Le protocole de diagnostic développé dans cette étude est validé expérimentalement dans le cadre de la détection de différentes niveaux de déséquilibre mécanique mais également pour la surveillance d’un système de transmission de type poulies-courroies. De plus, les campagnes expérimentales sont effectuées sur plusieurs systèmes électromécaniques dont les propriétés sont foncièrement différentes afin de valider les performances de normalisation de ce protocole.
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Sauter, Dominique. "Contribution à l'étude des méthodes de détection de rupture de modèle : application à la détection d'événements dans les signaux et au diagnostic de défauts de systèmes." Nancy 1, 1991. http://www.theses.fr/1991NAN10320.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire représente une contribution à l'étude des méthodes de détection de rupture de modèle et a leurs applications à la détection d'événements dans les signaux et au diagnostic de systèmes. Pour mettre en évidence les variations qui existent entre les deux applications le mémoire est volontairement organisé en deux parties. La première partie est consacrée à la détection de rupture de modèle dans les signaux. Le problème est traduit en terme de test d'hypothèses applique aux résidus issus de la comparaison modèle-signal. Après une analyse des travaux dans ce domaine, un modèle de comportement simplifié est tout d'abord considéré pour la détection et la reconnaissance d'événements. Celui-ci est ensuite appliqué à l'amélioration des performances d'un capteur à courants de Foucault. Ce modèle ne permet cependant pas de détecter des changements de caractéristiques spectrales et nous proposons de recourir à un modèle plus complet, celui de processus autorégressifs, qui est appliqué à la résolution de problèmes biomédicaux. La deuxième partie du mémoire traite de défauts de systèmes. Le principe des méthodes de détection qui sont présentées est basé sur une analyse de l'écart modèle-fonctionnement courant et privilégie la notion de redondance analytique. On distingue deux classes de méthodes qui font appel respectivement à l'estimation d'état et à l'estimation paramétrique. La première retient notre attention et est appliquée au diagnostic d'un processus thermique. On s'intéresse ensuite au problème de robustesse des méthodes de diagnostic vis-à-vis des incertitudes ou variations de paramètres du système étudié. Après une présentation des techniques existantes on propose, pour résoudre ce problème, une nouvelle méthodologie consistant à engendrer des résidus qui s'adaptent aux variations de paramètres
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Jamouli, Hicham. "Génération de résidus directionnels pour le diagnostic des systèmes linéaires stochastiques et la commande." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005813.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur le diagnostic et la commande tolérante aux défauts des systèmes linéaires stochastiques. Il se décompose en deux parties: - la première phase du travail présenté porte sur la conception d'un filtre de détection robuste. Il a été défini afin que le résidu directionnel qui en résulte soit le plus insensible possible aux incertitudes de modèle et aux incertitudes stochastiques. L'approche développée diffère des approches classiques existant dans la littérature car le filtre de détection est synthétisé sur la base d'une inversion du système. Une fois paramétrées toutes les inverses à gauche du système (pour remonter à la source des défauts) grâce à l'étude de la structure des zéros infinis du système, les degrés de liberté restant à disposition sont utilisés pour minimiser la sensibilité du résidu généré aux différentes perturbations stochastiques. Cette approche a permis de définir le filtrage d'état optimal d'une partie réduite du vecteur d'état du système de dimension maximale. En d'autres termes, l'effet des défauts sur l'erreur d'estimation d'état du filtre a été réduite à son maximum sous la contrainte que suffisamment d'informations restent disponibles pour les détecter et les localiser dans l'espace de sortie. - la deuxième partie concerne l'intégration du filtre de détection dans une commande tolérante aux défauts. La structure deadbeat de l'espace de détection du filtre est à la base de la conception de deux lois de commande tolérantes aux défauts à réactivité maximale. La première est basée sur le filtre de détection à état augmenté et sur le principe de séparation bien connu dans le cadre LQG. La loi de commande a été obtenue par un rejet des modes non contrôlables. Cette approche a débouché sur une commande de type LTR (Left Transfer Recovery) obtenue par le calcul explicite de l'inverse à gauche du système. Tout comme la première approche, la deuxième loi de commande se fonde sur le filtre de détection mais se caractérise par la définition optimale d'une loi de commande additive. Son application à un benchmark défini dans le cadre du projet IFATIS (Intelligent Fault Tolerant Control in Integrated Systems) a permis de mettre en avant la forte réactivité de la commande face à l'apparition brutale d'un ou de plusieurs défauts sur le système. Il s'avère en effet que la commande mise en oeuvre permet d'annuler plus rapidement les effets néfastes engendrés par les défauts en comparaison d'une commande de type PI standard toujours plus lente à réagir.
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Raison, Bertrand. "Détection et localisation de défaillances sur un entraînement électrique." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0079.
Full textAbstract:
L'étude présentée propose des solutions pour la détection et localisation de défauts dans les entraînements électriques et en particulier pour ceux à base de machine asynchrone. Les défauts considérés peuvent affecter la machine, le convertisseur, la mécanique et les capteurs. Ces ensembles fonctionnent à vitesse variable et possèdent une structure de contrôle vectoriel à flux orienté ainsi qu'un contrôle de vitesse. A partir des résultats de caractérisation des défauts, issus des simulations ou des mesures, deux approches sont proposées. La première repose sur l'utilisation d'outils de traitement du signal. Des solutions sont proposées pour s'affranchir du contexte de la vitesse variable via l'enregistrement à écart de position constant (position mécanique ou du champ statorique). La deuxième approche repose sur l'utilisation de la redondance analytique pour effectuer la détection et localisation de défauts. Des observateurs d'état étendus (filtre de Kalman étendu, modèle de référence adaptatif) sont étudiés et testés expérimentalement. Afin de réaliser la localisation des défauts, des observateurs à entrées inconnues sont également proposés. A partir des outils développés, des approches pour constituer un outil de surveillance globale sont proposées. Certaines reposent sur des combinaisons logiques, d'autres sur les réseaux de neuronesThe purpose of this thesis is to provide solutions for the fault détection and isolation in electrical drives and especialîy induction drives. The considered faults may affect the machine, the converter, the mechanical part and the sensors. The variable speed drive is controlled by a rotor flux vector control loop and a speed loop. Using the results of the fault characterisation, obtained from simulations or experiments, two approaches are proposed. The first one is based on signal processing tools. The variable speed problem is overcome : measures are sampled synchronously with the mechanical position or the rotating field position. The second approach is based on analytical redundancy tools for fault détection and localisation purpose. Extended state observers (extended Kalman filter, model référence adaptive system) are studied and tested experimentally. In order to carry out the fault isolation, unknown input observers are proposed. Approaches are introduced to constitute a global monitoring System combining the developed tools. Some are based on logicat combinations and others on neural networks
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Moussa, Ali Abdouramane. "Diagnostic sans modèle a priori." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00604090.
Full textAbstract:
Ce travail contribue à développer une nouvelle approche algébrique et déterministe de diagnostic qui ne nécessite pas la connaissance a priori d'un modèle explicite du système. Il présente un nouveau point de vue basé sur la théorie des distributions et l'analyse du pseudospectre de faisceaux de matrices. Notre démarche s'inspire de certains outils et développements de la théorie de l'estimation algébrique courants en automatique et traitement du signal. Le principal atout de cette approche est qu'il est possible, sous certaines hypothèses, de détecter, localiser et identifier les défauts à l'aide des seules mesures de la commande et de la sortie sans avoir à estimer les paramètres du modèle. Nous considérons que les défauts actionneur et capteur sont modélisés par des signaux structurés. La méthode exploite le fait qu'un signal structuré satisfait une équation différentielle. La prise de décision est entièrement fondée sur l'évolution temporelle des estimations de certaines caractéristiques constantes des défauts. L'efficacité de l'approche présentée est illustrée au travers d'exemples académiques.
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Oumaamar, Mohamed El Kamel. "Surveillance et diagnostic des défauts rotoriques et mécaniques de la machine asynchrone avec alimentation équilibrée ou déséquilibrée." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0022/document.
Full textAbstract:
Le travail de recherche présenté dans cette thèse concerne le diagnostic des défauts rotoriques et mécaniques de la machine asynchrone. En premier lieu, est proposée une synthèse des méthodes de diagnostic appuyées par des expérimentations avec des défauts créés au rotor et au stator de la machine asynchrone alimentée à partir du réseau. Et dans le même sillage, une étude expérimentale sur la comparaison en amplitude et en phase des signatures de défauts de barres dans les spectres du courant statorique et de la tension entre neutres a été abordée. Dans un deuxième temps, la machine asynchrone est alimentée par un convertisseur faisant corps avec celle-ci. On a introduit une nouvelle technique de diagnostic, basée sur l'analyse spectrale des courants du réseau (en amont de l'ensemble convertisseur-machine). Finalement, et afin de simuler le comportement de la machine, il était nécessaire de développer un modèle précis prenant en compte les harmoniques d'espace, et la tension entre neutres, pour corroborer les fréquences induites par les défauts rotoriques dans la tension entre neutres, une étude théorique a été présentée qui a donné des résultats intéressantsThe research presented in this thesis concerns the diagnosis of rotor and mechanical defaults of the induction machine. First, there is provided a summary of the diagnostic methods supported by experiments with defects created in the rotor and stator of the asynchronous machine fed from the network. And in the same vein, an experimental study on the comparison in amplitude and phase signatures of defects in bar in the spectra between the stator current and neutral voltage was discussed. In a second step, the induction motor is fed by a converter mounted directly onto the motor. We introduced a new diagnostic technique based on spectral analysis of the currents of the network (upstream of the converter-machine). Finally, in order to simulate the behavior of the machine, it was necessary to develop an accurate model taking into account the space harmonics, and neutral voltage. To corroborate the frequency induced by rotor defects in the neutral voltage, a theoretical study was presented which gave interesting results
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Ngo, Quoc Dung. "Diagnostic de systèmes hybrides incertains par génération automatique de relations de redondance analytique symboliques évaluées par approche ensembliste." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00830791.
Full textAbstract:
Les activités industrielles peuvent induire des risques de nature diverse, voire conduire à des événements catastrophiques. De façon à réduire ces risques à des niveaux acceptables, à en limiter les coûts aussi bien humains, matériels que financiers et à respecter la réglementation, il est crucial d'en prévenir la survenue (prévention) et à identifier des situations anormales en fonction d'informations récupérées sur le terrain. Ceci nécessite de résoudre deux points essentiels : détecter l'anomalie et faire un diagnostic, d'où l'importance des modèles de bon comportement qui modélisent des systèmes physique réels et les méthodes associées permettant d'effectuer la surveillance en continu. L'approche la plus utilisée dans la communauté FDI est l'approche structurelle qui consiste à construire des relations de redondance analytique (RRA). Le principe de l'approche structurelle est de prendre en compte seulement l'existence des relations entre les variables induites par les équations du modèle. En basant sur cette approche, ma thèse consiste à trouver une réponse qui satisfait un triple objectif :1. Extraire les relations valides à partir du modèle de bon comportement d'un système afin de prendre en compte l'évolution du système en éliminant les relations et des mesures invalides ayant pour but d'effectuer le diagnostic en ligne2. Construire, en utilisant une analyse symbolique couplée avec la théorie des graphes, les relations de redondance analytique symboliques (RRAS) pour la détection des défauts dans le système.3. Evaluer ces RRAS en utilisant le calcul par intervalle, an de prendre en compte les incertitudes présents dans les mesures, lors des tests de cohérence.
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Roth, Sandrine. "Diagnostic d'une installation sidérurgique complexe : analyse de la ligne et proposition d'une architecture pour un système de diagnostic-supervision dédié." Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10430.
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L'étude présentée concerne l'analyse d'une ligne de galvanisation en continu de tôle laminée. L'objectif général de ce travail est la conception d'un système de détection précoce des défauts, de diagnostic et d'aide aux opérateurs dans la conduite et la maintenance de cette installation complexe, ceci dans le but d'améliorer la qualité du produit fabriqué tout en augmentant la productivité et la disponibilité du processus de fabrication. La première phase de l'étude a été la prise de connaissance du procédé et des différents processus impliqués dans la fabrication de tôle galvanisée. Ensuite nous avons procédé à l'analyse bibliographique de diverses stratégies de diagnostic, dans laquelle nous avons privilégié la présentation des méthodes à base de connaissances (réseaux de neurones, systèmes experts, logique floue, physique qualitative), car la compréhension que nous avons pu avoir du fonctionnement de la ligne nous a conforté dans l'idée que les approches à base de modèles risquaient d'être peu applicables sur l'installation considérée. Cette phase de l'analyse a été suivie par la réalisation d'un ensemble de campagnes de mesures destinées à élaborer une base de connaissance sur les défauts, leurs causes et leurs effets. L'architecture informatique du système de supervision a alors été définie. Une structure de type multi-agent associée a un langage de programmation orienté objet a été proposé pour la réalisation du produit finalThe subject of this study is about a continuous galvanising line. The general objective of this work is the realisation of a default detection, diagnosis and operators assistance system. That kind of system is intended to the control and to the maintenance of the Sollac complex plant, in order to improve the production and the product quality and the productivity. At first, we have searched any interesting information about the galvanising line, to understand the functioning of each processes which are involved in the production of galvanised iron sheet. Then, the bibliographical analysis of knowledged based diagnosis methods (neural networks, expert systems, fuzzy logic, qualitative physics) is writen to find a strategy to supervise such a non linear multi-variable system. The model based methods are useless because of the lack of available models. The next stage concerned the mesurements collections. The measurements analysis results allow us to build a knowledge base with some defaults trees (defaults, causes and effects) and treatment rules. Then the supervision system architecture is defined. A multi-agent system is described to realise the whole monitoring system and a structure based on an object model is proposed to implement that system
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Raison, Bertrand. "Détection et localisation de défaillances sur un entraînement électrique." Phd thesis, Grenoble INPG, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00689856.
Full textAbstract:
L'étude présentée propose des solutions pour la détection et localisation de défauts dans les entraînements électriques et en particulier pour ceux à base de machine asynchrone. Les défauts considérés peuvent affecter la machine, le convertisseur, la mécanique et les capteurs. Ces ensembles fonctionnent à vitesse variable et possèdent une structure de contrôle vectoriel à flux orienté ainsi qu'un contrôle de vitesse. A partir des résultats de caractérisation des défauts, issus des simulations ou des mesures, deux approches sont proposées. La première repose sur l'utilisation d'outils de traitement du signal. Des solutions sont proposées pour s'affranchir du contexte de la vitesse variable via l'enregistrement à écart de position constant (position mécanique ou du champ statorique). La deuxième approche repose sur l'utilisation de la redondance analytique pour effectuer la détection et localisation de défauts. Des observateurs d'état étendus (filtre de Kalman étendu, modèle de référence adaptatif) sont étudiés et testés expérimentalement. Afin de réaliser la localisation des défauts, des observateurs à entrées inconnues sont également proposés. A partir des outils développés, des approches pour constituer un outil de surveillance globale sont proposées. Certaines reposent sur des combinaisons logiques, d'autres sur les réseaux de neurones.
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Faure, Gaëlle. "Etude de défauts critiques des installations solaires thermiques de grande dimension : définition, modélisation et diagnostic." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT100/document.
Full textAbstract:
Les centrales solaires thermiques de grande dimension basse et moyenne température (80-120°C) peuvent fournir une chaleur renouvelable et compétitive aux réseaux de chaleurs et aux industries. Ces installations, intensives en capital et avec des faibles coûts de fonctionnement, ont un retour sur investissement sur le long terme. Le suivi de performance et la détection et le diagnostic de défauts automatisés sont donc des axes essentiels permettant de garantir des performances optimales sur toute la durée de vie de l’installation.Cette thèse a pour but l’analyse des défauts les plus importants, dans un but de détection et de diagnostic. Dans un premier temps, une étude exhaustive des défauts pouvant affecter les installations solaires thermiques a été réalisée. Cette étude a permis d’identifier les défauts les plus fréquents et les plus graves, autrement appelés défauts critiques. Parmi ces défauts, six ont été sélectionnés pour être étudiés plus en détails.Afin d’analyser le comportement du système lorsqu’il est soumis aux différents défauts étudiés, un modèle numérique a été mis en place. En particulier, un nouveau modèle de capteur solaire thermique plan a été développé, les modèles existants ne détaillant pas suffisamment certaines caractéristiques physiques nécessaires à la reproduction des défauts. Une validation expérimentale de ce modèle en fonctionnement normal et défaillant a montré qu’il permet une modélisation simple des défauts et que son comportement est réaliste.Une méthodologie pour analyser de façon numérique l’impact des défauts sur le comportement du système est ensuite proposée. Un ensemble de grandeurs permettant de caractériser ce comportement sont notamment définies. Cette méthodologie est ensuite appliquée, d’abord à l’échelle du composant directement impacté par le défaut, puis à l’échelle du système complet. Les résultats permettent d’identifier les défauts détectables ainsi que ceux qui sont identifiables et de proposer un ensemble réduit de grandeurs suffisant pour les détecter et les identifier.Ces travaux offrent une base méthodologique et des premiers résultats qui pourront permettre de développer un algorithme automatisé pour détecter et diagnostiquer les défauts critiques d’une installation solaire thermique de grande dimensionLarge scale solar systems at low and medium temperature (80-120 °C) can provide renewable and competititve energy to district heating and industrial processes. These systems, which are capital-intensive and have low operating costs, present a long-term return on investment. Automated monitoring and fault detection and diagnosis are key elements to guarantee optimal performances during all the lifespan of the plant.This dissertation aims to analyze of the main faults, in a detection and diagnosis purpose. First, an exhaustive study of the dysfunctions that can affect the large scale solar systems enabled to identify the more frequent and serious faults, also called critical faults. Among these critical faults, six were selected for a more detailed study.To analyze the behavior of the system subjected to the studied faults, a numerical model was implemented. A new flat plate thermal solar collector model was particularly developed as existing ones do not detail enough several physical characteristics required for the reproduction of faults. An experimental validation of this model in normal and faulty operation showed that it enables a simple fault modelling and presents a realistic behavior.A methodology to numerically analyze the impact of the faults on the system behavior is then proposed. A set of features enabling the characterizing of this behavior are particularly defined. This approach is applied first at the scale of directly affected component then at system scale. The results enable to identify detectable and isolable faults, but also to propose a reduced set of features sufficient to properly detect and diagnose them.This work presents a methodologic base and first results to develop an automated algorithm for detection and diagnosis of critical faults of a large scale thermal solar system
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Diez, Lledo Eduard. "Diagnostic et pronostic de défaillances dans des composants d'un moteur d'avion." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/305/.
Full textAbstract:
Dans l'avion les moteurs et ses équipements, régulateurs, périphériques,. . . Sont les systèmes les plus importants. Une étude préliminaire montre deux systèmes critiques : les vérins du système hydraulique et le système d'huile. Le système hydraulique (turbines CFM56-7 Hispano-Suiza, Groupe Safran) est composé d'un certain nombre de vérins inclus dans le circuit du carburant, qui est le fluide qui les actionne. Le vérin VSV (Variable stator Valve), avec sa boucle de régulation est l'actionneur qui modifie la géométrie de la turbine haute pression. La lubrification correcte des parties mécaniques mobiles du moteur de l'avion devient critique à cause des vitesses de rotation des éléments mobiles du moteur. Le diagnostic est le but premier. En complément, le pronostic de défaillances et la surveillance du vieillissement est de plus importants dans les moteurs aéronautiques dont la maintenance périodique est fondamentale pour la sûreté de fonctionnement. Le deuxième objectif de cette étude est de coordonner la détection des défaillances avec le pronostic pour réaliser une maintenance adaptative des moteurs. Les applications ont été développées en grandeur réelle dans le cadre du projet européen TATEMIn Aeronautics engines and complementary equipments as regulators, actuators, sensors,. . . Are the most important. A preliminary study has shown that hydraulic actuators and lubrication system are among the most critical components. In the hydraulic system (turbines CFM56-7 Hispano-Suiza, Groupe Safran), the VSV actuator (Variable Stator Valve) and its regulation loop adapts the geometry of the engine to the particular situation with respect to the power demand during each flight phase. Another point of interest is the oil circuit for lubrication, this subsystem is critical. Diagnosis of the system is the main objective of our work, nevertheless prognostic is also proposed whenever periodic maintenance takes an important place for the full life of the system. The second objective of our study is to coordinate fault detection with prognostic, in order to propose an adaptive maintenance schedule for aircraft engines. The application of the tools developed, are applied on real size, in the framework of TATEM project
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Philippe, Denis. "Contribution au développement de stratégies de diagnostic application a un train de laminage à chaud." Nancy 1, 1992. http://www.theses.fr/1992NAN10350.
Full textAbstract:
Dans le cadre d'une collaboration entre la société Sollac et le cran, un prototype logiciel pour un système de diagnostic en temps réel d'un train de laminage a chaud a été réalisé. Le but de ce travail consistait à accroitre la qualité de la production et la disponibilité de l'installation en détectant et diagnostiquant de façon précoce les dysfonctionnements, tant au niveau du procédé que des capteurs. Dans la première partie, plusieurs méthodes pour la détection et le diagnostic de défauts sont exposées. Ces méthodes sont divisées en deux catégories: celles qui analysent séparément les différents signaux à surveiller (analyse monosignal) et celles qui sont basées sur les relations analytiques qui existent entre ces signaux (analyse multisignaux). Dans ce dernier cas, les aspects relatifs à l'isolabilité des défauts et à la robustesse des méthodes vis-à-vis des perturbations sont particulièrement développés. La deuxième partie décrit essentiellement l'application industrielle: l'usine de laminage à chaud est présentée, ainsi que le système d'acquisition de mesures qui a été implante sur le site. Les défauts à détecter (défauts de produit et défauts de capteurs), ainsi que les causes associées sont décrits et caractérisés. Les méthodes effectivement utilisées pour la détection, la localisation et l'identification des défauts sont présentées. Finalement, le prototype logiciel qui est actuellement implante sur site est décrit
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Osorio, Gordillo Gloria Lilia. "Observateurs des systèmes singuliers incertains : application au contrôle et au diagnostic." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0103/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, la conception d’observateurs pour les systèmes singuliers linéaires incertains et leurs applications au contrôle et au diagnostic. En effet, nous avons développé des méthodes de reconstruction d’état et d’estimation de défauts est étudié. Les systèmes algèbro-différentiels ou systèmes singuliers peuvent être considérés comme une généralisation des systèmes dynamiques. Ils constituent un puissant outil de modélisation dans la mesure où ils peuvent décrire des processus régis à la fois par des équations différentielles (dynamiques) et des équations algébriques (statiques). La nouvelle structure d’observateurs utilisée dans cette thèse est nommée l’Observateur Dynamique Généralisé (ODG), elle est plus générale que celle d’Observateurs Proportionnels (OP) et d’Observateurs Proportionnels Intégrals (OPI). Cette structure présente une estimation d’état alternative qui peut être considérée comme plus générale que les OP et les OPI, ceux-ci pouvant être considérés comme des cas particuliers de cette structure. L’approche proposée repose sur la paramétrisation des solutions des équations de Sylvester pour éliminer le biais entre l’erreur d’observation et la paire (entrée état). La thèse est organisée comme suit : Dans l’introduction générale, nous présentons la problématique et les objectifs de la thèse ainsi que les principales contributions. Dans le premier chapitre, nous présentons la classe des systèmes singuliers considérée. Nous faisons des rappels sur l’analyse de stabilité et l’utilisation des outils numériques LMI avec lesquels nous vérifions l’existence de conditions de stabilité. Ensuite, nous présentons les méthodes de reconstruction d’état des systèmes singuliers linéaires à savoir l’ODG, l’OP et l’OPI. Dans le deuxième chapitre, nous présentons en détail la procédure de synthèse d’ODG pour les systèmes singuliers continus avec et sans perturbations. Ensuite, nous faisons une extension aux systèmes singuliers en temps discret avec et sans perturbations. Dans le chapitre 3, nous donnons les conditions d’existence et de stabilité robuste de l’ODG pour les systèmes singuliers à paramètres incertains, où l’incertitude est bornée. Dans le chapitre 4, nous présentons une méthode de synthèse de commande stabilisante par retour d’état basée observateur pour une classe de systèmes singuliers linéaires avec et sans perturbations. Le chapitre 5, est consacré au diagnostic. L’étude que nous avons menée est traitée en deux étapes : La première étape est consacrée à la détection et l’isolation des défauts en utilisant un ODG. Cet observateur génère des résidus qui sont en mesure de représenter seulement la présence d’un défaut, de sorte que nous pouvons localiser des défauts multiples. Enfin, la deuxième étape est consacrée à l’estimation des défauts en utilisant un ODG avec une structure modifiée. Ces approches sont développées pour les systèmes singuliers et pour les systèmes singuliers incertains avec ou sans perturbations. Nous terminerons ce mémoire de thèse par une conclusion générale et quelques perspectivesIn this thesis the observer design for uncertain linear descriptor systems and their applications to control and fault diagnosis is studied. Descriptor systems can be considered as a generalization of dynamical systems. This class of systems include algebraic and differential equations. The observer used in this work has a new structure more general than those presented in the literature. The observer structure proposed has additional degrees of freedom, which provides it robustness in face to variations not considered in the model. The new observer structure used in this thesis, named as generalized dynamic observer (GDO), is designed for different classes of descriptor systems. The asymptotic stability of the observer is proved by Lyapunov analysis through a set of linear matrix inequalities (LMIs). In all cases, the LMI obtained from the Lyapunov analysis is treated by the elimination lemma. The use of the elimination lemma is essential in the development of the stability analysis of the observers, since it allows to obtain the GDO structure. Proportional observers (PO) and proportional-integral observers (PIO) can be considered as particular cases of our observer. The thesis is organized as follows: In the general introduction, the problem formulation is presented, the objectives of the thesis are pointed out, the scope of the investigation and the main contributions are also presented. Chapter 1 introduces descriptor systems as the class of systems considered in this work and presents a review of the state of the art focused on the observers design for these systems. Also we introduce the GDO as an observer with structure more general than that of the PO and the PIO. Chapter 2 develops the GDO for descriptor systems with or without disturbances. Extension of these approaches for discrete-time descriptor systems with or without disturbances are also presented. In Chapter 3, the robust approach of the GDO is treated for parametric uncertain descriptor systems, where the uncertainty is bounded, and for linear parameter varying (LPV) descriptor systems, where the parameters vary inside a polytope. Chapter 4 presents the GDO application to observer-based control with the objective to stabilize descriptor systems that normally are unstable. An extension of this approach to disturbed descriptor systems is also developed. Chapter 5 presents the GDO application to fault diagnosis, which is divided in two parts. The first one is to detect and isolate faults by using a GDO that provides residuals that are able to represent only the presence of one fault, so that we can isolate multiple faults. And the second part is to estimate the faults by using a GDO with a modified structure. These approaches are developed for descriptor systems and for uncertain descriptor systems. The last part is dedicated to general conclusions and some perspectives
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Al-Ahmar, Elie. "Comparaison de différentes méthodes avancées de traitement de signal pour la détection et le diagnostic de défauts dans les machines asynchrones : application aux éoliennes." Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2054.
Full textAbstract:
La détection de défauts et leur diagnostic jouent un rôle industriel primordial. En effet, ils contribuent, par une détection rapide et précoce, à faire gagner des points de disponibilité et de production aux capitaux investis dans l’outil de production. Le regain d’intérêt manifesté par les différents secteurs industriels et par le monde de la recherche démontre que le domaine de la détection de défauts et leur diagnostic est un créneau très porteur. Durant ces dernières années, de nombreuses techniques ont été développées pour la détection de défauts dans les actionneurs électriques ; entre autres les techniques de traitement du signal appliquées au courant statorique dans le cas particulier des machines asynchrones. Ceci nous amène donc à l’objectif de celle thèse où il sera question de comparer et analyser les méthodes avancées de traitement de signal pour la détection et le diagnostic de défauts dans les machines asynchrones spécifiques aux éoliennes. Dans un premier temps, un état de l’art présente les différents types d’énergies fossiles et renouvelables et met en relief l’importance de l’énergie éolienne. Il est ensuite présenté un bref aperçu des principales défaillances affectant la machine asynchrone d’une éolienne. Ceci permet alors d’introduire différentes techniques de traitement de signal spécifiques à l’application éolienne et de mettre en évidence les principales limitations des techniques spécifiques à l’application moteur. Partant du caractère non stationnaire du courant statorique (en fonctionnement éolien et à l’apparition d’un défaut), il a alors été procédé au test de techniques spécifiques ; entre autres le temps-fréquence et les ondelettes. Ces techniques ont été ensuite mises à profit pour la réalisation d’un outil de type Matlab-Simulink® dédié à la surveillance de l’état de la génératrice asynchrone d’une éolienneFault detection and diagnosis play a vital role in industry. In fact, they help invested capitals to earn production and availability points in the production process. The increasing interest of different industrial sectors and the research domain clearly show that fault detection and diagnosis is a very promising niche. In recent years, many techniques have been developed for detecting faults in electric machines; among them stator current-based signal processing techniques mainly for induction motors. This PhD thesis have been therefore focused on an analysis and then a comparison study of advanced signal processing techniques for fault detection and diagnosis in induction machines used in wind turbines. First a state of the art presenting different type of energies (fossils and renewable) allowed to highlight wind energy importance. Then, a brief presentation is given on main faults in induction machine-based wind turbines. This has allowed the introduction of different advanced signal processing techniques for a wind turbine application and therefore has highlighted the main limitations of the already used techniques for the motor application. Knowing the stator current nonstationary nature (wind turbine operation and fault occurrence), it has then be proceeded to test specific techniques such as time-frequency and wavelets, These techniques were then used to build-up a Matlab-Simulink®-based tool devoted to the condition monitoring of a wind turbine induction generator
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Belard, Nuno. "Raisonnement sur les modèles : détection et isolation d'anomalies dans les systèmes de diagnostic." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1697/.
Full textAbstract:
Dans le cadre du diagnostic à base de Modèle, un ensemble de règles d'inférence est typiquement exploité pour calculer des diagnostics, ceci en utilisant une théorie scientifique et mathématique sur le système à diagnostiquer, ainsi qu'un ensemble d'observations. Contrairement aux hypothèses classiques, les Modèles sont souvent anormaux vis-à-vis d'un ensemble de propriétés requises. Naturellement, cela affecte la qualité des diagnostics [à Airbus]. Une théorie sur la réalité, l'information et la cognition est créé pour redéfinir, dans une perspective basée sur la théorie des modèles, le cadre classique de diagnostic à base de Modèle. Ceci rend possible la formalisation des anomalies et de leur relation avec des propriétés des diagnostics. Avec ce travail et avec l'idée qu'un système de diagnostic implémenté peut être vu comme un objet à diagnostiquer, une théorie de méta-diagnostic est développée, permettant la détection et isolation d'anomalies dans les Modèles des systèmes de diagnostic. Cette théorie est mise en pratique à travers d'un outil, MEDITO; et est testée avec succès à travers un ensemble de problèmes industriels, à Airbus. Comme des différents systèmes de diagnostic Airbus, souffrant d'anomalies variées, peuvent calculer des diagnostics différents, un ensemble de méthodes et outils et développé pour: 1) déterminer la cohérence entre diagnostics et 2) valider et comparer la performance de ces systèmes de diagnostic. Ce travail dépend d'un pont original entre le cadre de diagnostic Airbus et son équivalent académique. Finalement, la théorie de méta-diagnostic est généralisée pour prendre en compte des méta-systèmes autres que des systèmes de diagnostic implémentésIn Model-Based Diagnosis, a set of inference rules is typically used to compute diagnoses using a scientific and mathematical theory about a system under study and some observations. Contrary to the classical hypothesis, it is often the case that these Models are abnormal with respect to a series of required properties, hence affecting the quality of the computed diagnoses with possibly huge economical consequences, in particular at Airbus. A thesis on reality and cognition is firstly used to redefine the classic framework of model-based diagnosis from a formal model-theoretic perspective. This, in turn, enables the formalisation of abnormalities and of their relation with the properties diagnoses. With such material and the idea that an implemented diagnostic system can be seen a real-world artefact to be diagnosed, a theory of meta-diagnosis is developed, enabling the detection and isolation of abnormalities in Models of diagnostic systems and explanation in general. Such theory is then encoded in a tool, called MEDITO, and successfuly tested against Airbus real-world industrial problems. Moreover, as different heterogeneous implemented Airbus diagnostic systems, suffering from distinct abnormalities, may compute different diagnoses, methods and tools are developed for: 1) checking the consistency between subsystem-level diagnoses and 2) validating and comparing the performance of these diagnostic systems. Such work relies on an original bridge between the Airbus framework of diagnosis and its academic counterpart. Finally, meta-diagnosis is generalised to handle meta-systems other than implemented diagnostic systems
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Simon, Pascal. "Détection robuste et précoce des pannes oscillatoires dans les systèmes de commandes de vol." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14377/document.
Full textAbstract:
Le travail de recherche effectué dans cette thèse a été réalisé dans le cadre d'une convention CIFRE entre le laboratoire IMS de l'université Bordeaux 1 et la société Airbus Operations S.A.S. Cette thèse traite de la détection robuste et précoce des pannes oscillatoires de faible amplitude dans les systèmes de commandes de vol électriques. Une panne oscillatoire est une oscillation anormale d'une surface de contrôle due à un dysfonctionnement dans la chaîne d'asservissement de la servocommande d'une gouverne. Les pannes oscillatoires ont une influence sur la structure, l'aéroélasticité et la pilotabilité de l'avion, lorsqu'ils sont situés dans la bande passante de l'actionneur. La capacité à détecter ces pannes est très importante car elles ont un impact sur la conception structurale de l'avion. Au plan méthodologique, nous nous sommes focalisés sur l'estimation adaptative des paramètres et de l'état à base d'une technique de filtrage non linéaire local. Le mécanisme de filtrage opère sur un modèle non linaire de la chaine de contrôle-commande de l’actionneur hydraulique en amont des surfaces de contrôle. L'algorithme d'estimation est basé sur une interpolation polynomiale d'opérateurs linéaire, et offre l'avantage d'une implémentation relativement aisée. Un problème crucial et sous-jacent est la détermination des hyper-paramètres de réglage de cet algorithme. Nous avons proposé une démarche hors-ligne dédiée, en intégrant un critère de sensibilité vis-à-vis des pannes que nous devons détecter. La technique proposée a été implémentée et testée: les résultats expérimentaux obtenus sur banc essai et sur un simulateur A380 ont clairement mis en évidence l'apport de la nouvelle approche en termes de performances, tout en gardant le même niveau de robustesseThe research work done in this PhD has been caried out in the frame of an industrial convention (CIFRE) between the IMS laboratory and Airbus Operations S.A.S. The thesis deals with robust and early detection of oscillatory failures (OFC: Oscillatory Failure Case) in the Electrical Flight Control System. An oscillatory failure is an abnormal oscillation of a control surface due to component malfunction in control surface servoloops. OFCs have an influence on structural loads, aeroelasticity and controllability when located within the actuator bandwidth. The ability to detect these failures is very important because they have an impact on the structural design of the aircraft. Usual monitoring techniques cannot always guarantee to remain within an envelope with acceptable robustness. In this work, we develop a model based strategy to detect such failures with small amplitude at a very early stage. The monitoring strategy is based on dedicated non linear local filtering for on-line joint parameter/state estimation, allowing for model parameter variations during A/C flight. This strategy is associated with the same decision making rules as currently used for in-service Airbus A380. We propose a method for adjusting the tuning parameters so that various design goals and trades-off can be easily formulated and managed. The performance of the proposed fault detection scheme is measured by its detection delay, its propensity to issue false alarms and whether it permits a failure to go undetected. The proposed technique has been implemented and tested with success on Airbus test facilities including an A380 flight simulator
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Tharrault, Yvon. "Diagnostic de fonctionnement par analyse en composantes principales : application à une station de traitement des eaux usées." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00364698.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse était de valider l'ensemble des informations délivrées par les capteurs utiles à la commande d'une station de traitement des eaux usées. Pour cela, nous avons utilisé l'analyse en composantes principales (ACP) pour effectuer la détection et localisation de défauts de capteurs de la station de traitement des eaux usées. Afin de construire un modèle ACP, nous avons eu recours à une matrice de données constituée de l'ensemble des mesures disponibles (obtenues lors du fonctionnement normal de la station de traitement des eaux usées) dans l'installation. Cependant, afin d'appliquer l'ACP, nous avons rencontré plusieurs difficultés :1. Présence dans les données de valeurs aberrantes (valeurs obtenues durant des périodes de démarrage, d'arrêt, de fonctionnement dégradé, erreurs de mesure, ...) perturbant la construction d'un modèle ACP.
2. Présence de défauts multiples, ce qui entraîne une explosion combinatoire des scénarii de défauts à considérer.
Afin de résoudre le premier point, nous nous sommes intéressé aux variantes robustes de l'ACP. L'estimateur robuste MCD (Minimum Covariance Determinant), méthode de référence pour ses performances, nécessite un temps de calcul important, et une connaissance a priori de la quantité de valeurs aberrantes présente dans les données (inconnue). C'est la raison pour laquelle nous avons proposé une nouvelle méthode robuste, basée sur l'utilisation de MM-estimateur, nommée MMRPCA (MM-estimator Robust Principal Component Analysis). Concernant le point 2, une méthode d'analyse du modèle en terme de capacité de détection et de localisation a été appliquée afin de réduire le nombre de défauts à considérer. Les différentes méthodes développées ont été menées avec succès afin de valider les mesures issues des différents capteurs de la station d'épuration des eaux usées.
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Homssi, Louay. "Outils de modélisation, identification et traitement du signal pour le diagnostic des défauts dans les systèmes continus." Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0017.
Full textAbstract:
Le travail presente dans ce memoire porte sur les outils de traitement analytique pour le diagnostic des defauts lentement variables dans les systemes continus. Une methodologie de diagnostic est presentee basee sur la modelisation et l'identification parametrique du systeme a superviser. Plusieurs avantages la caracterisent: etape d'analyse de la richesse du signal d'entree afin de selectionner des intervalles avec une entree riche en frequences, pour une bonne qualite d'identification, detection et localisation des defauts internes en observant les parametres estimes du systeme, possibilite de localisation de defauts de capteurs. Une grande partie du travail est consacree a l'identification des modeles parametriques continus: classification des methodes d'identification, presentation et comparaison numerique et qualitative de huit methodes d'identification. Divers problemes lies a l'identification ont ete discutes (modeles continus stochastiques, retard, conditions initiales et biais de mesure, richesse d'entree). Nous avons etabli des algorithmes recursifs pour le calcul des coefficients de fourier, dft et coefficients de legendre sur fenetre glissante. Un logiciel de simulation et d'identification des modeles continus (id4) a ete implemente en parallele a notre travail
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Lahyani, Amine. "Surveillance et diagnostic d'état des condensateurs électrolytiques dans les convertisseurs statiques." Lyon 1, 1998. https://n2t.net/ark:/47881/m61835qd.
Full textAbstract:
Les condensateurs electrolytiques de filtrage sont responsables de la plupart des pannes des convertisseurs statiques. Pour predire leur defaillance, une nouvelle methode de maintenance predictive a ete developpee. Elle permet de surveiller les condensateurs de filtrage en entree et en sortie pour deux types d'alimentations a decoupage. Dans un premier temps, nous avons mene des vieillissements acceleres sur les condensateurs afin de trouver un indicateur de vieillissement. La resistance equivalente serie esr evoluant en fonction du temps et de la temperature selon une loi bien determinee, nous utilisons cet accroissement pour predire la panne des condensateurs. La valeur de cette resistance est deduite de la mesure de l'ondulation de tension aux bornes des condensateurs. Comme les convertisseurs fonctionnent souvent en regime de charge variable, des fortes valeurs transitoires de l'ondulation sont engendrees lors de la variation du courant de sortie. Afin de s'affranchir de ces transitoires, nous suggerons de surveiller le fondamental de l'ondulation de tension. Cette derniere grandeur constitue une veritable signature de l'etat des condensateurs utilises dans les convertisseurs. Une interpretation correcte de cette grandeur en fonction des divers parametres de fonctionnement du convertisseur (tension d'entree, courant de sortie, temperature ambiante) nous donne le temps restant avant la panne. Des modules informatique et electroniques ont ete realises et permettent de surveiller en permanence les condensateurs et de predire leurs defaillances en affichant le temps restant avant la panne.
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Yahoui, Hamed. "Contribution à la surveillance et au diagnostic des machines électriques." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10179.
Full textAbstract:
Les arrets de productions dus aux defauts dans les machines coutent cher et representent une part importante de l'investissement initial. Pour les machines asynchrones, 20% des defauts sont imputables au rotor. Il a ete decide de surveiller les defauts rotoriques par des mesures thermiques au rotor et par analyse spectrale du couple electromagnetique. Une analyse spectrale du couple electromagnetique est obtenue par mesure des courants statoriques et mesure des flux par spires de flux dans l'entrefer. Afin d'eviter les spires de flux, un observateur non lineaire sans capteur des flux rotoriques ni de la vitesse a ete developpe. Un modele multi-enroulements nous a permis d'obtenir l'expression du couple et la distribution des courants de barres en presence de defauts au rotor. Un modele thermique par schema electrique equivalent avec prise en compte d'une barre cassee est presente. En outre une methode originale de mesure des temperatures rotoriques par fibre optique est utilisee. Nous avons montre que des evolutions significatives des harmoniques de couple apparaissent avec un rotor defectueux et que des gradients thermiques sont plus importants pour un regime transitoire que pour un regime permanent
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Cuevas, Salvatierra Mauricio Andrés. "Méthodes non-invasives de diagnostic de défauts et d'analyse thermique des machines synchrones à pôles saillants." Thesis, Artois, 2017. http://www.theses.fr/2017ARTO0209/document.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif de développer des techniques de surveillance non-invasives sur des machines électriques tournantes de sorte que leurs mises en place soient aisées en environnement industriel. A cet effet, deux méthodes indépendantes sont décrites dans ce mémoire : un diagnostic de défaillances électriques dans des alternateurs connectés au réseau et une étude exploratoire afin d'évaluer la température interne de machines électriques industrielles.La première méthode repose sur l'analyse de deux grandeurs physiques : le champ magnétique rayonné à l'extérieur de la carcasse et les vibrations de la machine tournante. Des modèles mathématiques ont été développés afin de corréler des phénomènes magnétiques et mécaniques qui interviennent dans trois états de la machine : sain et en deux défauts de courts-circuits au stator et au rotor. Ces résultats ont ensuite été validés expérimentalement en laboratoire ainsi que sur des machines de grande puissance en environnement industriel. Un prototype de diagnostic capable de réaliser un examen de défaillance de courts-circuits sur des machines à fort courant a été proposé.Dans un deuxième temps, la méthode d'estimation de la température s'appuie sur des constats relatifs à la variation des caractéristiques des matériaux qui composent un enroulement lorsque la température augmente. Ainsi, la localisation des fréquences de résonances de l'impédance sont impactées. Ce dernier constat a été vérifié expérimentalement.Ce travail de thèse a permis de vérifier la faisabilité des méthodes de diagnostic et de surveillance en ligne dans des machines tournantes avec un minimum d'intrusivité, ceci dans un environnement industrielThis work aims to develop non-invasive monitoring techniques on AC rotating machines so that their implementation is easy in an industrial environment. For this purpose, two independent methods are described: a fault diagnosis in alternators connected to the local power gird and an exploratory study to evaluate the internal temperature of AC rotating machines.The first method relies on the analysis of two physical magnitudes: the stray magnetic field radiated outside from the external frame and the vibrations content of machine structure. Mathematical models have been developed in order to correlate magnetic and mechanical phenomena which occur in three different machine states: healthy and in two winding short-circuit faults both in the stator and in the rotor. These results were then validated experimentally in laboratory as well as on large machines in industrial environment. A first diagnostic prototype is presented capable to be implemented in industrial environment in order to detect short-circuit faults in larges alternators.In a second time, a temperature estimation method is proposed based on observations concerning variations in material characteristics of windings as temperature increases. Thus, the localizations of impedance resonant frequencies are impacted, which was verified experimentally as well.This thesis work allowed to verify diagnostic feasibility and on-line monitoring methods in rotating machines in a non-invasive way in industrial environments
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Vela, Valdes Luis Gerardo. "Etude et élaboration d'une approche fonctionnelle pour la localisation de défauts en diagnostic : application à la simulation d'un moteur à courant continu." Nancy 1, 1998. http://www.theses.fr/1998NAN10221.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire concerne le développement d'une approche fonctionnelle dans le domaine du diagnostic de défauts. Cette approche repose sur une classification des connaissances issues du système afin de détecter et localiser les défauts vis-à-vis des caractéristiques les plus représentatives de son comportement. L'objectif de ce travail de recherche est d'aboutir à une meilleure structuration de la connaissance, des moyens et des outils dont on dispose face à un problème de diagnostic afin d'augmenter le nombre de défauts à localiser. L'approche fonctionnelle du diagnostic repose sur la notion de fonction. Celle-ci est utilisée afin de localiser les défauts qui possèdent des signatures identiques. Les caractéristiques les plus représentatives de l'espace de parité, des observateurs et de l'estimation paramétrique sont classifiées à l'aide d'un modèle ontologique. La fonction, au sein du modèle ontologique, permet d'interpréter autrement la connaissance contenue dans les résidus et les signatures. Cette interprétation repose sur la définition et la spécification d'un cadre générique basé sur une analyse structurelle, comportementale et fonctionnelle des étapes de génération de résidus, d'évaluation de résidus et de décision. L'application de l'approche proposée porte sur la simulation d'un moteur à courant continu en boucle ouverte et en boucle fermée en vue de détecter et de localiser des défauts capteurs, actionneurs et composants en présence de signatures identiques. L'apport de l'étude développée dans ce travail de recherche, se situe à l'intersection de deux domaines : l'intelligence artificielle et l'automatiqueThe work presented in this thesis deals with the development of a functional approach in the fault diagnostic field. This approach is based on the classIfication of knowledge about the system in order to detect and isolate faults with respect to the principal characteristics in the behavior of the system. The objective of this work is to end at a best knowledge specification and utilization of abilities and tools in order to increase the quantity of isolated faults. The functional approach in diagnostic is based on the function. This approach is used in order to isolate the faults that have same signatures. The principal characteristics of parity space, observers and parameter estimation are classified using an ontological model. The function, in the ontological model frame, let to interpret otherwise the knowledge contents in residuals and signatures. This interpretation is based on the definition and. Specification of a generic frame using a structural, behavioral and functional analysis of residual generation, residual evaluation and decision tasks. The proposed approach is used on a simulated application concerning a D. C. Motor in open and closed loop, in order to detect and isolate sensor, actuator and component faults which have the same signatures. The contribution of this work is placed on the intersection of two fields: artificial intelligence and automatic control
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Rammal, Rim. "Caractérisation des sorties plates pour le diagnostic de systèmes entiers ou non entiers : application pour le diagnostic d’un système hydraulique et d’un système thermique." Thesis, Bordeaux, 2021. http://www.theses.fr/2021BORD0021.
Full textAbstract:
La platitude différentielle est une propriété des systèmes dynamiques qui permet la transformation d'un système très complexe en un système plus simple appelé système plat.On dit qu'un système dynamique est plat si, et seulement si, il existe un vecteur, appelé vecteur de sortie plate et formé par les variables d'état et d'entrée du système, tel que tous les états, entrées et sorties du système peuvent être exprimés en fonction de ce nouveau vecteur et de ses dérivées temporelles successives. La platitude différentielle a de nombreuses applications dans la théorie du contrôle automatique, telles que la planification des trajectoires, le suivi des trajectoires et la conception de contrôleurs robustes. De plus, la propriété de platitude est récemment entrée dans le domaine de la détection et de l'isolation des défauts. En bref, la détection et l'isolation des défauts sont un sous-domaine de l'ingénierie de contrôle automatique qui traite de la surveillance d'un système, de l'identification du moment où un défaut s'est produit, et de la détermination du type de défaut et de sa localisation. La détection des défauts est effectuée en analysant la différence entre les mesures des capteurs et des actionneurs et les valeurs attendues, dérivées de n'importe quel modèle et appelées valeurs redondantes. Il est courant de dire qu'une erreur est détectée si l'écart ou le résidu dépasse un certain seuil prédéfini. L'isolation des défauts, à son tour, doit permettre de localiser le défaut dans la machine. La méthode la plus récente de détection et d'isolation des défauts, basée sur la propriété de la platitude, calcule des variables redondantes à partir de la mesure de la sortie plate du système et de ses dérivées temporelles successives. Ensuite, des résidus sont déduits de la différence entre les variables mesurées et les variables redondantes. La détection des défauts par cette méthode est garantie. Cependant, l'utilisation d'une seule sortie plate ne permet pas, dans certains cas, d'isoler certains défauts. L'idée proposée par les développeurs de la méthode était d'utiliser plusieurs sorties plates pour augmenter le nombre de résidus, ce qui augmenterait les chances d'isoler davantage de défauts. Cependant, il a également été remarqué que le choix de ces sorties plates n'est pas arbitraire. En d'autres termes, il existe des sorties plates qui, lorsqu'elles sont utilisées ensemble, augmentent l'isolabilité des défauts et d'autres qui ne le font pas. Un des objectifs de ce manuscrit est de caractériser les sorties plates afin d'obtenir une meilleure isolabilité des défauts. Cette caractérisation est ensuite vérifiée par des simulations et des expériences sur un système hydraulique, le système des trois cuves.Au cours de la dernière décennie, de nombreuses études ont montré qu'il existe des systèmes tels que les systèmes thermiques, les systèmes viscoélastiques et les systèmes chimiques qui peuvent être modélisés par des équations différentielles fractionnaires. Par conséquent, les méthodes classiques de détection et d'isolation des défauts, développées à l'origine pour traiter les systèmes d'ordre entier, ne convenaient pas aux systèmes d'ordre fractionnaire, et des méthodes de détection et d'isolation des défauts spécifiques aux systèmes d'ordre fractionnaire ont dû être développées. Un deuxième objectif de ce manuscrit est d'étendre la caractérisation des sorties plates, proposée pour la classe des systèmes plats d'ordre entier à la classe des systèmes plats linéaires d'ordre fractionnaire, puis d'appliquer cette caractérisation à la détection et à l'isolation des défauts qui peuvent apparaitre sur les capteurs et les actionneurs de ces systèmes. L'efficacité de cette caractérisation est également vérifiée par des simulations sur un système thermique bi-dimensionnelThe differential flatness is a property of dynamic systems that allows the transformation of a very complex system into a simpler one called flat system. Roughly speaking, a dynamic system is said to be flat if, and only if, there exists a vector, called flat output vector and formed by the state and input variables, such that all the system states, inputs and outputs can be expressed in function of this new vector and its successive time derivatives. The differential flatness property has many applications in automatic control theory, such as trajectory planning, trajectory tracking and the designing of robust controllers. Moreover, the flatness property has recently entered the field of fault detection and isolation. In short, fault detection and isolation is a sub-domain of automatic control engineering that deals with monitoring a system, identifying when a fault has occurred, and determining the type of fault and its location. Fault detection is performed by analyzing the difference between sensor and actuator measurements and their expected values, derived from any model and called redundant values. It is common to say that an error is detected if the deviation or residue exceeds a certain predefined threshold. Fault isolation, in turn, must make it possible to locate the fault in the machine. The most recent method of fault detection and isolation, based on the flatness property, calculates redundant variables from the measurement of the flat output of the system and its successive time derivatives. Then, the residues are deduced from the difference between the measured variables and the redundant variables. Fault detection by this method is guaranteed. However, the use of a single flat output does not allow, in some cases, to isolate some faults. The idea proposed by the developers of the method was to use several flat outputs to increase the number of the residual signals, which would increase the chances of isolating more faults. However, it was also noticed that the choice of these flat outputs is not arbitrary. That is, there are flat outputs that, when used together, increase the isolability of faults and others that do not. One of the objectives of this manuscript is to characterize the flat outputs in order to obtain a better fault isolability. This characterization is then verified by simulations and experiments on a hydraulic system, the three-tank system.Over the last decade, numerous studies have shown that there are systems such as thermal systems, viscoelastic systems and chemical systems that can be modeled by fractional differential equations. Therefore, classical methods of fault detection and isolation, originally developed to deal with integer order systems, were not suitable for fractional order systems, and fault detection and isolation methods specific to fractional order systems had to be developed. A second objective of this manuscript is to extend the characterization of flat outputs, proposed for the class of integer order flat systems to the class of fractional order linear flat systems, and then to apply this characterization to the detection and isolation of faults that may appear on the sensors and actuators of these systems. The effectiveness of this characterization is also verified by simulations on a bi-dimensional thermal system
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Nicolini, Claire. "Apprentissage et raisonnement à partir de cas pour l'aide au diagnostic de pannes dans une installation nucléaire." Dijon, 1998. http://www.theses.fr/1998DIJOS030.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de concevoir un système d'aide au diagnostic de pannes dans une installation nucléaire du commissariat à l’énergie atomique (CEA). Le système de supervision existant permet d'optimiser les procédés de fabrication en fonctionnement normal. Lors de dysfonctionnements, les alarmes, gérées par seuillage, n'apportent pas d'information pertinente. Pour augmenter la fiabilité, la sûreté et la sécurité des installations, l’opérateur humain a besoin d’être assisté par un système de diagnostic de pannes. Le système que nous avons développé, secapi, combine des techniques de résolution de problèmes et des techniques d'apprentissage automatique qui lui permettent de diagnostiquer et de modéliser les différents types de pannes pouvant survenir sur l'installation. Secapi traite des connaissances exprimées en logique des prédicats du premier ordre. Son principe de raisonnement est base sur des techniques de raisonnement à partir de règles (rapr) et de raisonnement à partir de cas (rapc). Le rapr, basé sur la sld-resolution permet de déduire de nouvelles connaissances a partir d'un ensemble de règles. Le rapc traite des connaissances expérimentales, il s'appuie sur un problème passé pour résoudre un nouveau problème. Secapi est doté d'un module d'apprentissage qui permet d'extraire des connaissances relatives aux pannes, et ainsi de modéliser les différents types de dysfonctionnements. Pour cela, il utilise la programmation logique inductive (PLI) qui permet d'induire un modèle général d'un concept à partir d'un ensemble d'exemples et de contre-exemples de ce concept. Secapi a été appliqué en milieu industriel, sur une chaîne de traitement de tritium radioactif au CEA. Secapi a été confronté à des simulations de pannes décrites par un volume de données très important. Il a permis de diagnostiquer des dysfonctionnements similaires à certains déjà rencontrés, et d'apprendre des modèles de pannes, réutilisables pour de futurs diagnostics.
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Trajin, Baptiste. "Analyse et traitement de grandeurs électriques pour la détection et le diagnostic de défauts mécaniques dans les entraînements asynchrones. Application à la surveillance des roulements à billes." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00554240.
Full textAbstract:
Les entraînements électriques à base de machine asynchrone sont largement utilisés dans les applications industrielles en raison de leur faible coût, de leurs performances et de leur robustesse. Cependant, des modes de fonctionnement dégradés peuvent apparaître durant la vie de la machine. L'une des raisons principales de ces défaillances reste les défauts de roulements à billes. Afin d'améliorer la sûreté de fonctionnement des entraînements, des schémas de surveillance peuvent être mis en place afin d'assurer une maintenance préventive. Ce travail de thèse traite de la détection et du diagnostic des défauts mécaniques et plus particulièrement des défauts de roulements dans une machine asynchrone. Généralement, une surveillance vibratoire peut être mise en place. Cette méthode de surveillance est cependant souvent chère du fait de la chaîne de mesure. Une approche, basée sur l'analyse et le traitement des courants statoriques, est alors proposée, afin de suppléer à l'analyse vibratoire. L'étude est basée sur l'existence et la caractérisation des effets des oscillations du couple de charge sur les courants d'alimentation. Un schéma de détection est alors introduit pour détecter différents types de défauts de roulements. De plus, des variables mécaniques, telles que la vitesse ou le couple, sont également reconstruites afin de fournir une indication sur la présence de défauts de roulements. Par ailleurs, un diagnostic des modulations des courants statoriques est proposé, en régime permanent et en régime transitoire, quel que soit le rapport entre les fréquences porteuse et modulante. Les méthodes étudiées sont la transformée de Hilbert, la transformée de Concordia, l'amplitude et la fréquence instantanées ainsi que la distribution de Wigner-Ville.
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Sene, Moustapha. "Contribution à la mise au point de techniques de détection et de diagnostic de défauts de roulements basées sur la tranformée en ondelettes et les réseaux de neurones artificiels." Paris 12, 2007. http://www.theses.fr/2007PA120075.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne le diagnostic de défauts basé sur l'analyse des vibrations mécaniques. Elle se focalise sur les aspects de la détaction et du diagnostic de pannes associant deux techniques de calcul : la transformée en ondelettes pour le diagnostic. L'application de ces concepts permet de détecter de façon précoce des défauts de type balourd et de type écaillage de la bague intérieure du roulement. Dans ce cadre, des approches de classification par estimation des probabilités et par techniques neuronales (RBF, LVQ) ont été mises en oeuvre. La validation de ces approches est réalisée à l'aide d'indicateurs (kurtosis, facteur de crête, valeur efficace, etc. ) extraits des mêmes signatures vibratoiresThis thesis concerns faults diagnosis based on analysis of mechanical vibrations. Detection and faults diagnosis are focused. Two computational techniques are used : wavelet transform for defect's detection and artificial neural networks for classification and diagnosis. Application of the studies concepts leads to early detection of unbalanced force defects and flaking paths defects of the outer ring of bearing. In this frame, classification approaches based on probability estimation and neural techniques (RBF, LVQ) have been implemented. Validation of these approaches is achieved using indicators (kurtosis, crest factor, root mean square, etc. ) extracted from the same vibratory signatures
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Sapountzoglou, Nikolaos. "Détection et localisation des défauts dans les résaux de distribution basse ténsion en présence de production décentralisée." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT083.
Full textAbstract:
Pour profiter des nouveaux réseaux électriques intelligents, il faut les surveiller et les protéger. La capacité de self-healing est donc importante dans les réseaux intelligents afin d’assurer un comportement correct en cas de défaillance et de réduire les temps de pannes de courant. À cette fin, cette thèse propose trois méthodes différentes de diagnostic des défauts pour les réseaux de distribution basse tension (BT) et deux méthodes de localisation des défauts pour les systèmes photovoltaïques raccordés au réseau (SPVRR).Compte tenu du fait que: a) dans les réseaux de distribution les défauts sont responsables de 80% des interruptions des clients, b) la majorité des méthodes dans la littérature se concentre sur les réseaux de moyenne tension et les valeurs de faible résistance de défauts qui dépassent rarement les 100 Ohms et c) l’effet que les opérateurs du réseau comptent habituellement sur les appels téléphoniques pour détecter et localiser les défauts dans les réseaux de BT, la nécessité de techniques de détection et de localisation des défauts couvrant ces cas est évidente.Les trois méthodes proposées dans cette thèse sont:1. Une méthode classique de détection des défauts basée sur la surveillance des courants en combinaison avec une méthode qui utilise des mesures de tension pour construire le profil de tension à travers la branche en défaut pour la localisation des défauts.2. Gradient boosting trees (GBT), une méthode qui a fait ses preuves dans de nombreuses applications au cours des dernières années.3. Réseaux neuronaux profonds (DNN), une méthode qui améliore l’architecture traditionnelle des réseaux neuronaux en tirant parti d’un nombre accru de couches cachées.Un réseau de distribution BT réel du Portugal est utilisé pour comparer les trois méthodes. Les paramètres considérées sont : a) une grande variété de valeurs de résistance de défauts (63,772 valeurs entre 1 et 1000 Ohms;), b) neuf emplacements de défauts dans chaque secteur, c) deux types de défauts (monophasés et triphasés), d) un facteur de simultanéité de 0.5, e) une large gamme de scénarios de production photovoltaïque et de demande de charge avec 70,334 combinaisons étudiées et f) une erreur de sous-estimation de 2% dans les mesures.En general, DNN est la solution la plus fiable démontrant 100% de précision dans la détection des défauts et 12% d’erreur moyenne dans l’estimation de la distance. En outre, avec les mesures au début et en fin du feeder, leur précision est réduite de seulement 4.5%.Dans le même temps, les défauts dans les photovoltaïques, présentent un intérêt accru ainsi. Une grande variété de défauts peut se produire. En fonction de leur emplacement, les défauts peuvent apparaître: a) dans le PV, b) dans les convertisseurs, c) sur le bus dc et d) au côté du réseau. Le développement de méthodes rapides, efficaces et fiables de détection et localisation des défauts pour les SPVRR, capables de traiter les différents types de défauts, est une nécessité reconnue de la communauté scientifique et une condition préalable à leur intégration dans les réseaux intelligents.Jusqu’à présent, à la connaissance de l’auteur, aucune recherche n’a été trouvée pour surveiller le SPVRR comme un système complet. Pour cette raison, deux algorithmes basés sur une approche signal sont proposés comme stratégie de localisation. Ils utilisent des mesures de courant et de tension à la sortie de l’onduleur, en examinant les défauts survenant sur les quatre emplacements possibles susmentionnés. Le choix de la sortie de l’onduleur (point de couplage commun) étant donné que la source de surveillance de l’état du système SPVRR est conforme à l’emplacement des capteurs de tension utilisés dans le cas précédent (localisation des défauts dans le réseau BT).Enfin, les algorithmes proposés permettent la localisation de 15 sur 19 cas de défauts étudiés en moins de 100 msNew smart meters, distributed generation, renewable energy sources and the concern about the environment are redefining the way to conceive and operate electrical grids. To take full advantage of the new electrical smart grids we need to monitor and protect them. The capability of self-healing is thus important in smart grids in order to ensure a proper behavior under faults and reduce power outage times. For this purpose, this thesis proposes three different methods of fault diagnosis for low voltage (LV) distribution grids and two methods of fault isolation for grid-connected photovoltaic systems (GCPVs).In electrical power distribution systems, faults are responsible for 80% of customer interruptions. While several fault location methods for distribution grids exist in the literature, the majority of them focuses on medium voltage grids and low fault resistance values that rarely surpass the 100 Ohms. Taking into account that distribution system operators usually rely on phone calls to detect and locate faults in LV grids, the need for fault detection and location techniques that cover these cases, i.e. large fault resistances and LV distribution grids, is evident.The three fault detection and location methods proposed in this thesis are:1.A conventional fault detection method based on overcurrent monitoring in combination with a method that uses sparse voltage measurements to build the voltage profile across the faulty branch for fault location.2.Gradient boosting trees(GBT), a method that has been proven to excel in many applications the last few years.3.Deep neural networks(DNN), a method that improve the traditional neural network architecture by taking advantage of an increased number of hidden layers.Simulations on a real semi-rural LV distribution grid of Portugal are performed to validate the results. A common case study is used to compare the three methods. The influencing parameters are: a) a big variety of fault resistance values (63,772 values between 1 and 1000 Ohms), b) nine different fault locations within each sector, c) two fault types (single phase to ground and three phase faults), d) a simultaneity factor of 0.5, e) a big spectrum of PV generation and load demand scenarios with 70,334 studied combinations and f) a 2% underestimation error in measurements.Overall, DNN are the most reliable solution demonstrating a 100% accuracy in fault detection and an average of 12% of error in distance estimation. Moreover, under the minimum available measurements (on at the beginning of the feeder and one at each terminal node) case their accuracy is decreased by only 4.5%.At the same time, faults in PV generators, present an increased interest as well. A big variety of faults can occur in a PV power plant. Based on their location faults can appear: a) in the PV array, b) in the power converters, c) on the dc bus and d) in the grid side. The development of fast, efficient and reliable fault detection and isolation methods for GCPVs, capable of dealing with the different types of faults, is a recognized necessity from the scientific community and a prerequisite for their integration in the smart grids.So far, to the author’s knowledge, no research has been found to monitor the GCPV as a complete system, i.e. isolating faults in every part of the plant with a single method. For this reason, two algorithms based on a signal approach are proposed as a fault isolation strategy. They use current and voltage measurements at the output of the inverter, examining faults occurring on all four of the aforementioned possible locations. The choice of the output of the inverter, i.e. the point of common coupling, as the monitoring source of the status of the GCPV system is in accordance with the location of voltage sensors used in the previous case of fault location methods in the LV distribution grid. Finally, the proposed algorithms achieve an isolation of 15 out of the 19 studied faults cases in less than 100 ms
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Heim, Bruno. "Approche ensembliste et par logique floue pour le diagnostic causal de procédés de raffinage : application à un pilote de FCC." Phd thesis, Grenoble INPG, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00197531.
Full textAbstract:
La thèse traite du diagnostic de procédés et se divise en trois parties. La première partie présente une méthode de modélisation causale pour le diagnostic. La seconde partie présente les différentes méthodes mises en ouvre pour la détection, la localisation et l'identification de défauts. Pour effectuer la détection, nous comparons les variables du modèle causal aux mesures. Nous évaluons les apports d'une approche ensembliste et d'une approche par logique floue pour la prise en compte des incertitudes. La localisation est réalisée grâce à un algorithme de hitting-sets afin de déterminer l'ensemble des composants suspects. Ceci permet de focaliser l'identification de défauts sur un nombre réduit de composants. Cette identification utilise l'expertise sur les modes de défaillance, exprimée sous forme de bases de règles, chacune relative à un composant, et permettant d'aiguiller l'opérateur sur des actions et des vérifications à effectuer. La troisième partie présente l'application.