Contribution à la synthèse des lois de commande à retour fractionnaire pour les systèmes multivariables.

Abstract

Les systèmes multivariables présente un degré de complexité plus élevé qu'un système monovariables en raison du fort couplage entre les variables d'entrée et de sortie, ce qui rend l'application des techniques de la théorie de commande des systèmes multivariables difficile ou impossible. D'autre part, le concept de calcul fractionnaire a été appliqué avec succès pour la commande des systèmes monovariable. Ce qui encourage les chercheurs à penser d'introduire ce concept aux larges systèmes de plusieurs entrées et de sortie. Cependant, la recherche dans ce domaine est encore à un stade très précoce. Dans ce contexte, les principales propositions de la thèse s'articulent autour des éléments suivants : - Nous proposons une technique de synthèse des contrôleurs d'ordre fractionnaire basée sur les algorithmes d'optimisation, en particulier l'algorithme d'optimisation d'essaim de particules (PSO) pour les systèmes multivariables carrés avec découplage simplifiée dans le but d'éliminer les interactions afin que les entrées et les sorties soient contrôlées indépendamment. -Nous proposons deux méthodes de synthèse analytique des contrôleurs d'ordre fractionnaire: la première méthode est basée sur la commande à modèle interne (IMC). La deuxième méthode basée sur la structure de prédicteur de Smith (SP). -Afin d'imposer un comportement fractionnaire à ces systèmes, nous utilisons la fonction idéale de Bode comme modèle de transfert de référence en boucle fermée pour chaque boucle indépendante. La structure de commande est équivalente à celle de SP. Elle est également égale à la fonction de transfert de filtre de causalité dans le cas d'une commande basée sur IMC. Pour les systèmes découplés d'ordre élevé, ils sont approximé aux modèles d'ordre fractionnaires de type (NIOPTD-I et NIOPTD-II). Nous utilisons la technique de synthèse directe pour déterminer les paramètres des contrôleurs fractionnaires. Les résultats obtenus montrent la capacité des techniques de commande proposées à renforcer le système de commande, à éliminer l’effet de retard. Ils assurent une meilleure robustesse au bruit et aux perturbations en comparaison par les autres méthodes classique.