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Adaptive backstepping control using combined direct and indirect σ-modification adaptation

Y. Soukkou, S. Labiod  (2017)
Publication

In this paper, by using the dynamic surface control technique, an adaptive backstepping controller using combined direct and indirect σ-modification adaptation is proposed for a class of parametric strict-feedback systems. In this approach, a σ-modification parameter adaptation law that combines direct and indirect update laws is proposed. At first, the x-swapping identifier with a gradient-type update law is presented for a class of parametric strict-feedback nonlinear systems. Next, the main steps of the controller design for a class of nonlinear systems in parametric strict-feedback form are described. The closed-loop error dynamics is shown to be globally stable by using the Lyapunov stability approach. Finally, simulation results for a single-link flexible-joint robot manipulator are given to illustrate the tracking performance of the proposed adaptive control scheme. Voir les détails

Mots clés : Backstepping control, direct and indirect adaptive control, adaptive dynamic surface control, Lyapunov stability, flexible joint manipulators

Composite adaptive dynamic surface control of nonlinear systems in parametric strict-feedback form

Y. Soukkou, S. Labiod, M. Tadjine  (2018)
Publication

In this paper, a composite adaptive dynamic surface control scheme is developed for a class of parametric strict-feedback nonlinear systems. The proposed composite adaptation law uses both the surface error and the estimation error to update the parameters. In addition, by using the dynamic surface control technique, the problem of the explosion of complexity in the adaptive backstepping design is avoided. It is proved that the proposed scheme guarantees uniform ultimate boundedness of all signals in the closed-loop system with arbitrary small surface error by adjusting the design parameters. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed approach for an electrohydraulic actuator system. Voir les détails

Mots clés : Composite adaptation law, direct and indirect adaptive control, dynamic surface control, Lyapunov stability, parametric strict-feedback nonlinear systems

Design of a Voltage Controller for a DC-DC Buck Converter Using Fractional-Order Terminal Sliding Mode Control Strategy

B. Babes, A. Boutaghane, N.Hamouda, M. MEZAACHE  (2019)
Article de conférence

This paper suggests a fractional-order terminal sliding mode control (FO-TSMC) method for the output voltage regulation of a DC-DC buck converter influenced by disturbances, such as the variations of load resistance and input voltage. A this kind of a new fractional-order (FO) dynamic sliding surface is designed to avoid the drawback on integer-order (IO) terminal sliding mode control (IO-TSMC) method and guarantee the converter reach steady-state quickly without chattering even if it undergoes arbitrary random disturbances. The proposed FO-TSMC controller’s performance is compared against to both IO-TSMC and traditional SMC control approaches. Computer simulation results display that the novel FO-TSMC approach results in evenhanded output voltage regulation performance under widely input voltage variations and load changes. Voir les détails

Mots clés : Sliding Mode Control (SMC), terminal sliding mode control (TSMC), fractional-order (FO), DC-DC buck converter

A Robust Adaptive Fuzzy Fast Terminal Synergetic Voltage Control Scheme for DC/DC Buck Converter

B. Babes, A. Boutaghnae, N. Hamouda, M. MEZAACHE, S. Kahla  (2019)
Article de conférence

In this paper, an adaptive fuzzy fast terminal synergetic voltage control scheme for DC/DC buck converter is proposed based on recently developed synergetic theory and a terminal attractor method. The advantages of presented synergetic control include the characteristics of finite time convergence, insensitive to parameters variation and chattering free phenomena. Rendering the design more robust, fuzzy logic systems are used to approximate the unknown parameters in the proposed controller without calling upon usual model linearization and simplifications. Taking the DC/DC buck converter in continuous conduction mode as an example, the algorithm of proposed synergetic control is analyzed in detail. All the simulation results demonstrate the effectiveness and the high dynamic capability of the proposed AF-FTSC control technique over the FTSC strategy. Voir les détails

Mots clés : synergetic control, fuzzy logic system, terminal technique, finite time convergence, DC/DC buck converter

Développement des lois de commande adaptative basées sur les multi-modèles pour la supervision des systèmes complexes

KHORCHEF Mohamed (En préparation)
Thèse de doctorat

La tolérance aux défauts et la détection de défauts est considérée comme étant des fonctions particulières utilisées par la supervision dont l’un des rôles est de permettre la conduite d’un procédé industriel aussi bien en mode nominal qu’en mode défectueux. Elle doit pouvoir évaluer à tout moment l’état dans lequel le procédé opère et le cas échéant de pouvoir modifier son mode de conduite en fonction des niveaux de performances observés. Or, la capacité qu’a un système à modifier automatiquement son comportement afin de faire face à une situation imprévue, en l’occurrence, repose sur l’adaptation de la loi de commande en fonction du défaut.     L’objectif principal de cette commande adaptative consiste essentiellement à déterminer une loi de commande qui permet d’éliminer l’effet de toutes les variations paramétriques non voulues du système et d’inhiber les effets défauts affectant les performances du système.      Il faut noter que les stratégies de diagnostic à base de modèles ont des performances directement liées à la qualité des modèles, c’est-à-dire à leur aptitude à décrire correctement le fonctionnement du système à surveiller.Plusieurs méthodes sont basées sur les modèles linéaires invariants dans le temps (LTI) à cause de sa simplicité, mais ils ne sont valables qu’au autour d’un point de fonctionnement et. Une nouvelle approche globale consiste à utiliser plusieurs modèles linéaires qui représentent le système dans des différentes situations dites multi-modèles, elle est valable autour de plusieurs points de fonctionnements. L’intégration de cette approche avec la commande adaptative vise à la mise en œuvre d’un multi-contrôleur.      Afin de valider cette technique, cette thèse traite la combinaison de ces stratégies avec une nouvelle technique d'optimisation connue sous le nom Inégalités Matricielles linéaires (LMI). Dans le but principal de ce travail est de rendre le système stable à chaque instant et quelques soit la perturbation et les défauts. Voir les détails

Mots clés : diagnostic, commande tolérante au défaut, commande adaptative à modèle de référence, multi-modèles

Développement des lois de commande adaptative basées sur les multi-modèles pour la détection et la compensation des capteurs et d’actionneurs

KHORCHEF Mohamed (2012)
Mémoire de magister

Ce travail présente un développement des lois de commande adaptative basées sur l’approche  de multi-modèles de défauts pour la détection  et la  compensation des défaillances des capteurs et des actionneurs des procédés industriels en une période prédéfinie. Pour la détection et isolation des défauts (FDI) deux approches ont été utilisées. une basée sur l’approche multi-modèle de défaut où chaque modèle représente un type de défaut, L’approche de multi-modèle a la mise en œuvre d’un multi-contrôleur, telle que chaque contrôleur est déterminé à partir le modèle de défaut pour compenser le défaut qu’il représente, une couple (modèle de défaut)/contrôleur est déterminée à chaque instant. L'autre approche est basée sur l’observateur à mode glissant, afin d’estimer chaque défaut d’actionneurs et des capteurs pour des sorties mesurables, des tests de décision permet de le détecter et de l’estimer. Pour la compensation des défauts, une commande adaptative à modèle  de référence pour les systèmes incertains a été élaborée. Les lois de commande et de compensation ont été testées en simulation sous l’environnement MATLAB/Simulink, ces essais en simulation ont permis de déterminer les différents paramètres de commande. Le but principal de ce travail est de rendre le système stable à chaque instant et quelques que la perturbation et la défaillance. Voir les détails

Mots clés : diagnostic, commande tolérante au défaut, commande adaptative à modèle de référence, multi-modèles

Improved Sliding Mode Controller for Maximum Power Point Tracking of WECS.

Sami KAHLA, Moussa Sedraoui, Youcef Soufi, Mohcene Bechouat  (2018)
Publication

Due to the major discrepancy between the exigent demands regarding the electrical energy quality and the irregular characters of the wind, which is characterized by a random and instantaneous speed variation, it is suitable to determine the optimal operating point that maximizes as much as possible the efficiency of the obtained electrical energy in the grid. The present paper deals with the above-mentioned problem by introducing an additional low-frequency component in the standard sliding mode control strategy. The purpose is to maximize the power point tracking of wind energy and to reduce the mechanical loads where the variable wind speed is considered. This idea has the ability to drive the conversion system to the optimal operating point by which the switched component problem, commonly called also the chattering problem of the standard sliding mod control strategy that should be solved. To examine the validity of the proposed idea, the obtained results are compared with those given by the standard sliding mode control strategy wherein our method can ensure a better dynamic behavior of the wind energy conversion system. Voir les détails

Mots clés : Maximum Power Point Tracking MPTT, Standard and Improved Sliding mode controller, Induction Generator IG

Development of photovoltaic cell models using fundamental modeling approaches

Mohammed Aidoud, Chams-Eddine Feraga, Mohcene Bechouat, Moussa Sedraoui, Sami KAHLA  (2019)
Publication

In this paper, three advanced modelling approaches will be performed to well describe the actual behavior of photovoltaic (PV) cells, in which some total solar irradiance changes are considered. The first one uses a specific solar cell provided by the Sim-Electronics tool of the Matlab software. It is used to simulate the actual behavior of PV cells instead of the conventional electrical circuit based on either single or double diodes. The second approach adopts some physical components provided by the Simscape library to reach the same above mentioned goal. The third approach uses the Simulink blocks to build the mathematical equations describing the PV cell behavior, in which some mathematical operators and functions are used. The three proposed models have the ability to predict the actual behavior of PV cells under different weather conditions. This can improve the extraction of the maximum power and contribute even to the synthesis of the appropriate controller. The performances assessment of each proposed model is established in term of the provided output power as well as the generated current and voltage. Voir les détails

Mots clés : PV cell, Simulink, Simscape, Simelectronics, PV mode

Modélisation et commande d’un système éolienne

KAHLA SAMI (2018)
Thèse de doctorat

Ce travail vise principalement à apporter une contribution à la modélisation, le contrôle et l’optimisation d’un système à énergie renouvelable basé sur l’énergie du vent en utilisant les techniques de commande et d’optimisation modernes. Après la modélisation de la chaîne de conversion d’énergie éolienne complète avec exploitation de la commande MPPT, deux types de contrôle ont fait l’objet de l’analyse pour le contrôle de couple électromagnétique: la commande On-Off et la commande par mode glissant. D’après les résultats de simulation obtenus, la commande On- Off présente de meilleures performances pour un système invariant. Dans le cas où le système est soumis à des variations paramétriques, deux stratégies de contrôle sont apparus comme concurrentielles à la technique de contrôle On-Off à savoir la commande On-Off floue et la commande par mode glissant floue. Les résultats obtenus mettent en évidence l’efficacité des stratégies de commande proposées en terme de robustesse. Afin d'extraire la puissance maximale du SCEE, l'objectif de contrôle peut être formulé comme un problème d'optimisation, et il existe une certaine difficulté à trouver les paramètres du contrôleur. Pour atteindre notre objectif, nous avons opté pour les algorithmes d'optimisation multi-objectifs: MOPSO et POGWO. L’amélioration des résultats obtenus en simulation a été validée comparativement aux travaux des articles cités en bibliographie. Voir les détails

Mots clés : MPPT, Commande On-Off, Mode glissant, logique ‡flou, optimisation, Machine électriques triphasés, Les algorithmes de contrôles, Eolienne, GACE

Application of Direct Power Control in Wind EnergyConversion System

K. Bedoud, A. Rhif, T. BAHI, H. MERABET  (2018)
Publication

This paper describes the performance evaluation of thedirect power control for a three-phase pulse with modulationinverter fed by a variable speed wind energy conversion system.This, to ensure a maximum power point tracking of a wind.Proposed direct power control strategy is implemented in the d-qreference frame. The system modeling and control scheme areimplemented on Matlab/Simulink. The simulation results show thatthe use of the direct Power Control provide nearly sinusoidal inputwave form current, constant switching frequency operation,regulation of unity power factor in the connection of the grid sideconverter with the grid and the maintain of the DC-link voltageconstant. Finely, the results verify the validity and effectiveness ofthe proposed control. Voir les détails

Mots clés : Renewable energies, wind energy conversion system, Direct power control, simulation