Automatique
Modélisation et Commande d’une Chaine de Conversion d’Energie Renouvelable.
The imminent exhaustion and uncontested from fossil resources has motivated researchers worldwide to find alternatives to such resources in order to ensure equilibrium in energy requirements, which continues to grow. So it is in this context fits the work presented in this thesis. It concerns the modeling and the control of wind energy conversion chain based on a double fed induction machine (DFIG). An indirect control of active and reactive power ensuring optimal functioning is presented. Furthermore, because of inevitable variations of the parameters a fuzzy adaptive control and neural control have been proposed to evaluate the performance and robustness of the control overlooked the parametric variations. Voir les détails
Mots clés : éolienne, MADA, Commande adaptative, réseau de neurone, logique floue, performances.
Fractional PID controller of MIMO Gas Metal Arc Welding process.
Gas metal arc welding (GMAW) plays the great importance in the welding industry on account of high flexibility in the welding of different metals, high welding productivity, and automatic run capabilities. This paper focuses on the development of a fractional PID control of gas metal arc welding system, wherein the current and voltage of welding process are controlled using a fractional PID controller, then the system analyzed and the results compared with conventional PID controller show adequate improvement in the efficiency and performance of the proposed controller. Voir les détails
Mots clés : GMAW, MIMO system, P ID controller, Fractional PID controller
WAVELETS AND PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS METHOD FOR VIBRATION MONITORING OF ROTATING MACHINERY
Fault diagnosis is playing today a crucial role in industrial systems. To improve the reliability, safety and efficiency advanced monitoring methods become increasingly important for many systems. Vibration analysis method is essential in improving condition monitoring and fault diagnosis of rotating machinery. Effective utilization of the vibration signals depends upon the effectiveness of the applied signal processing techniques. In this paper, fault diagnosis is performed using a combination between Wavelet Transform (WT) and Principal Component Analysis (PCA). The WT is employed to decompose the vibration signal of measurements data in different frequency bands. The obtained decomposition levels are used as input to the PCA method for fault identification using respectively, the Q-statistic, it is also called Squared Prediction Error (SPE), and the Q-contribution. Clearly, useful information about the fault can be contained in some levels of wavelet decomposition. For this purpose, Q-contribution is used as an evaluation criterion to select the optimal level, which contains the maximum information. Associated to spectral analysis and envelope analysis, it allows clear visualization of fault frequencies. The objective of this method is to obtain the information contained in the measured data. The monitoring results using real sensor measurements from a pilot scale are presented and discussed. Voir les détails
Mots clés : vibration, Fault Diagnosis, Wavelet Analysis, principal component analysis, squared prediction error
Comparative Study of Wind Energy Conversion SystemDriven by Matrix Converter and AC/DC/AC Converter
In this work we presents comparative study of avariable speed wind energy conversion system (WECS) basedon the doubly fed induction generator (DFIG) driven by twoAC/DC/AC converters and WECS driven by matrix converter(MC). The whole system is presented in d-q-synchronousreference frame. For this purpose, the control of the activeand reactive power using PI controller is verified usingsoftware Matlab/Simulink, studies on a 1.5 MW DFIG windgeneration system. Simulation results obtained are presentedand analyzed. The results show the high performance andimprove the electric energy of the control strategy adopted inthe WECS based on a DFIG driven by a MC. Voir les détails
Mots clés : wind systems, doubly fed induction generator, matrix converter, simulation
Assessment and analysis of wind energy generation and power control ofwind turbine system
This study concerns the evaluation of wind power potential and the choice of a wind turbine to be installed nearRabah Bitat international airport of Annaba. Furthermore, the performances of power control of this turbine aredeveloped. For this, the wind speed data measured by meteorological station of the airport are used. At the firsttime, a statistical analysis of wind characteristics and the extrapolation of weibull parameters are presented.Otherwise, the analysis of the power produced and the capacity factor led to the choice of the wind turbineEnercon E-82/2000 whose characteristics: Rated wind speed (13m / s), the cut-in wind speed (2.5m / s) and arated power of 2000kW. Finally, the control of the active and reactive power, by adaptive fuzzy gain schedulingof proportional integral controller is simulated using software Matlab/Simulink, studies on a 2 MW DFIG windgeneration system. Performance and robustness results obtained are presented and analyzed. Voir les détails
Mots clés : Wind energy, wind speed, weibull distribution, capacity factor, power output.
Optimal control based RST controller for maximum power point tracking of wind energy conversion system
This paper presents an LQ optimal control based RST controller for maximum power tracking in a wind energy conversion system (WECS) connected to the electrical grid through a back-to-back converter. Input-output discrete WECS model has been used to implement the input-output optimal control approach. The performance criterion has two terms: the first one is involved for maximum power tracking and the other one for the mechanical fatigue loading (control input) minimization. The obtained simulation results with the considered control and a variable wind profile show an adequate dynamic of the considered conversion system. Voir les détails
Mots clés : wind energy conversion system, Induction generator (IG), LQ optimal control, RST controller
Fuzzy controller design using particle swarm optimization for photovoltaic maximum power point tracking
Recently, researchers have strongly promoted the use of solar energy as a viable source of energy due to its advantages and which it can be integrated into local and regional power supplies. The P-V curve of photovoltaic system exhibits multiple peaks under various conditions of functioning and changes in meteorological conditions which reduce the effectiveness of conventional maximum power point tracking (MPPT) methods and the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm is considered to be highly efficient for the solution of complicated problems. In this paper, the application of this approach based MPPT algorithm for Photovoltaic power generation system operating under variable conditions is proposed to optimize and to design an intelligent controller comparing to conventional one. Voir les détails
Mots clés : PV systems, Boost, PWM, MPPT, FLC, PSO
ANALYSE DE L’INTERACTION HOMME - ROBOT DANS LES SYSTEMES SUPERVISES MULTIMODAUX
Le contrôle et la commande des systèmes supervisés locaux ou distants et destinés a la conduite des missions et des taches complexes requièrent différents niveaux et modes d'interaction avec l'operateur humain compte tenu des différentes situations rencontrées. Des exemples de tels systèmes se retrouvent dans de nombreux domaines d'applications y compris des domaines critiques comme l'art militaire, le démantèlement de centrales nucléaires, l'exploration spatiale, la télé-chirurgie, etc.Le sujet est donc relatif à un domaine très complexe de la technologie du futur. Il a pour objectif d'effectuer l'analyse, le développement, l'implémentation ainsi que l'évaluation des performances d'une interface multimodale destinée a assurer une interaction Homme-Robot flexible et adaptable. Cette interface multimodale sera le pivot du système global Homme-Robot et s'inspire de l'interaction naturelle Homme-Homme qui exploite et combine des modes de commande de haut-niveau (paroles, gestes, localisation d'objets par la vision, manipulation manuelle). L’objectif principal de ce sujet de thèse consiste à effectuer une analyse de l’interaction homme robot dans les systèmes supervisés multimodaux. Il est question d'étudier l'influence de la nature et du nombre de modes disponibles, des facteurs humains, des performances du système opérationnel à conduire, du degré de complexité de la tache ou de la mission à accomplir. Bien entendu, de part sa propre complexité du à la multiplicité des modes et aux possibilités de leurs combinaisons; le degré de complexité structurelle du système devrait augmenter et mobiliser les multiples compétences sensorielles de l'operateur. Mais de part la conception adoptée qui est centrée utilisateur et de niveau d'abstraction élevé, la complexité fonctionnelle et opérationnelle du système global sera masquée permettant une flexibilité et une adaptabilité d'utilisation pour assurer de meilleures performances.Les contributions majeures de cette thèse sont :• Le développement d’une interface multimodale combinant différents modes de commande de haut niveau: la commande vocale, la commande gestuelle, la commande par pointage sur image (click-and-Point) et la commande manuelle par joystick. • La conception et la réalisation d’un nouveau système robotisé qui est le robot parallèle à câbles. Du fait de leurs caractéristiques particulières, ces robots ouvrent des axes de recherche pour des applications originales, en particulier dans le domaines de la réhabilitation.• Le développement d’une application originale qui est l'utilisation d'un robot à 4 câbles dans une classe spéciale pour un centre de réhabilitation et d'apprentissage exploitant la multimodalité.• Proposition d'une méthode d'évaluation des performances pour les systèmes supervisés multimodaux tenant compte de certains facteurs humains par adaptation d’une méthode d’évaluation appelée Analytical Hierarchy Process (AHP) qui permet de fusionner des critères qualitatifs et quantitatifs. Voir les détails
Mots clés : : Interaction homme-robot, systèmes multimodaux supervisés, contrôle haut niveau
COMMANDE PREDICTIVE PAR LA THEORIE DES INTERVALLES FLOUS ET METAHEURISTIQUES
Dans ce travail, un contrôleur prédictif robuste basé sur la théorie des intervalles flous est introduit. Les paramètres variables du modèle du système sont représentés par des intervalles flous. En se basant sur les alpha-coupes et la sortie mesurée, à chaque période d’échantillonnage, un nouveau modèle de prédiction est construit et employé par la MPC pour définir le signal de commande. Cette méthode est cependant coûteuse en termes de temps de calcul. Par ailleurs, dans la deuxième partie de cette thèse, nous analysons l’application des métaheuristiques pour la détermination de la solution optimale en ligne de la commande prédictive. Pour cela, une comparaison entre trois métaheuristiques a été effectuée: algorithme de colonie de fourmis, optimisation par essaim de particules et l’algorithme de recherche gravitationnel. Les résultats montrent que l’algorithme d’essaim de particules converge plus rapidement. Celui-ci a été appliqué (par une étude expérimentale) pour la commande d’un robot mobile à deux roues. Après, une étude par simulation a été réalisée sur l’applicabilité des métaheuristiques multi objective pour la solution de la commande prédictive multi objective. Les résultats obtenus montrent que l’algorithme d’optimisation par essaim de particules multi objectif est encourageant pour les applications temps réel et peut être une alternative aux autres méthodes qui sont généralement plus difficiles à mettre en œuvre. Voir les détails
Mots clés : commande prédictive, intervalle flou, métaheuristiques, optimisation multi- objectifs
Conception of fractional PIλ controllerthrough classical PI controller
Fractional order PIλDμ controllers are gaining more interests from the control community. They have been introduced in the control loops in a continuous effort to ameliorate the system control performances. In this work, the design of the fractional order PIλ controller derived through the regular PI controller used for the first order lag plus time delay control system is proposed. The main idea of this article is the tuning of the parameter λ of the fractional order PIλ controller to ameliorate the overshoot, the integral squared error and the settling time performances of the step response of the feedback control system compared to the ones of the feedback control system with the corresponding classical PI controller. The control quality enhancement of the proposed PIλ controller scheme compared to the corresponding classical PI controller has been presented through the simulation results of illustrative examples. Voir les détails
Mots clés : component; fractional order controllers; fractional order PI controllers; PI tuning, time delay.