16/02/2015 - 10H30 - Amphi 7 FST_Université de Lorraine

"Diagnostic de défauts des systèmes dynamiques par optimisation non lisse"

(Thèse Jingwen YANG)

Résumé :
Cette thèse consiste à appliquer des méthodes d'optimisation non lisse pour la résolution de différents problèmes de diagnostic impliquant des indices de performances multi-critères (fréquentiels et temporels).

Dans un premier temps, afin de surmonter les inconvénients des méthodes traditionnelles basées sur la résolution d'inégalités matricielles (LMI), une approche de l'optimisation non lisse est proposée pour résoudre le problème de détection de défauts multi-objectif dans le pire des cas, dans lequel la norme H_infinity est utilisée pour évaluer les effets maximaux que produisent des perturbations sur le résidu, alors que l'indice H_ est utilisé pour évaluer l'influence minimale du défaut sur le résidu. Une contrainte supplémentaire relative à la rapidité de la réponse résiduelle est également ajoutée dans la conception et le problème d'optimisation est résolu grâce à une approche non lisse. Avec comme objectif de concevoir un générateur de résidu présentant un gain et une pondération de la sortie uniques, une démarche est ensuite proposée pour le diagnostic de système à commutation multi-modèles. Dans le cas où le modèle exact est inconnu, une construction d'un filtre robuste de détection de défaut est également étudiée.

Dans la seconde partie de la thèse, une méthode est proposée pour concevoir un observateur intégré de détection de défauts dans le cas général (défauts et perturbations L2 borné et inconnu) et pour un cas particulier (défaut spécifique). Dans le cas général, la synthèse est réalisée dans les domaines temporels et fréquentiels, et la conception est réalisée en considérant des spécifications H_/H_infinity mixtes. Dans le domaine temporel, une enveloppe des bornes inférieure et supérieure du résidu est proposée pour ajuster le transitoire du résidu en réponse à des défauts spécifiques; l'enveloppe inférieure sert à régler la rapidité de la réponse alors que l'enveloppe supérieure permet d'ajuster le taux de fausses alarmes.

Dans certaines situations, les effets de défauts peuvent être dissimulés par les actions du contrôleur, qui réduit la capacité du système de diagnostic à détecter les défauts par un moyen dit passif. Nous proposons dans la dernière partie de la thèse d'étudier une approche active du diagnostic, consistant à injecter des extra-signaux sur les commandes du système de manière à révéler au mieux la présence de défauts. A la différence des spécifications traditionnelles relevées dans la littérature, un critère d'amplitude de crête est proposé pour évaluer les effets du signal auxiliaire sur le système. Les effets du signal auxiliaire sur les sorties et les signaux de contrôle sont introduits dans la conception du signal auxiliaire et du post-filtre. Tout d'abord, la conception est présentée dans le cas de deux modèles caractérisant respectivement le fonctionnement normale et le fonctionnement défaillant du système. En outre, dans le cas où plusieurs défauts peuvent cohabiter, une démarche logique proposée pour l'isolation du défaut.

Les techniques développées dans cette thèse sont bien illustrées par des exemples académiques et les résultats obtenus montrent l'efficacité des techniques proposées.

Jury :
- Rapporteurs :	ZHANG Ping
	KNITTEL Dominique
- Autres membres :	Examinateurs : -M. Pierre APKARIAN : Professeur à l'Université Paul Sabatier -M. Guillaume DUCARD : Maitre de conférences à l'Université de Nice Sophia Antipolis Directeurs de thèse : -M. Dominique SAUTER : Professeur à l'Université de Lorraine -M. Frédéric HAMELIN : Professeur à l'Université de Lorraine