Identification de modèles de procédés
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GEL-4100 : Commande industrielle
Plan
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1.1 Définition et représentation d’un procédé
1.2 Modèle d’un procédé
1.3 Processus d’identification
1.4 Outils pou...
Définition et représentation d’un procédé
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A. Définitions
Variables de procédé
Variables à contrôler
Exemples : débit, te...
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B. Représentation d’un procédé
Ajout de
matériel
Ajout d’eau manuel
Mesure de
niveau
Définition et représentation d’un p...
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B. Représentation d’un procédé
Notations utilisées
Définition et représentation d’un procédé
Consigne r(t)
Variable de p...
Modèle de procédé
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Objectifs
Regrouper les informations à propos d’un procédé
Caractériser le comportement d’un procédé
E...
Modèle de procédé
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Types de modèles
Modèle de connaissances
Opérateurs
Experts procédé
Modèle basé sur les principes fond...
Processus d’Identification
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Relever les caractéristiques de base du procédé
Faire réagir le procédé
Exemple: un échelon e...
Processus d’Identification
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Caractéristiques d’un procédé
Type de procédé
Autorégulant (stable asymptotiquement)
Intégrat...
Processus d’Identification
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Processus d’identification
Préparation
Détermination des caractéristiques de base
Évaluation...
Processus d’Identification
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Éléments importants
Amplitude de l’échelon
Niveau de bruit
Respect des contraintes d'opérati...
Processus d’Identification
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Mise à l’échelle des signaux
0 – 100 %+
Régulateur CNA Système
r(t) u(t)
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Régulateur CNA Sy...
Processus d’Identification
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Points d’opération
Pulpe u(t) : Ajout d’eau (% d’ouverture)
y(t) : Densité (% solide)
Procéd...
Processus d’Identification
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Points d’opération
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Gp(s)
+
+
30 % 50 %
Yrp
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Urp30 %
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OUTILS POUR L’IDENTIFICATION
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Méthode simplifiée
Identification graphique
Ident
Utilitaire MatlabUtilitaire Matlab
Cours...
OUTILS POUR L’IDENTIFICATION
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Modèles considérés
Procédés autorégulants
Procédés intégrateurs :
OUTILS POUR L’IDENTIFICATION
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Exemple : Circuit de broyage
u(t) : Ajout d’eau (% d’ouverture)
Pulpe Ajout d’eau fixe
y(t...
OUTILS POUR L’IDENTIFICATION
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Exemple : Circuit de broyage
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52
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y(t)[%]
0 50 100 150 200 250
Temps [s]
300 350...
OUTILS POUR L’IDENTIFICATION
19
Exemple : Circuit de broyage
Deuxième ordre avec zéro instable et retard
OUTILS POUR L’IDENTIFICATION
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Exemple : Circuit de broyage
Outils pour l’identification
21
Autres Méthodes:
Méthode de BROÎDA
Méthode de STREJC
Etc…
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1. cours 01

  1. 1. Identification de modèles de procédés 1 GEL-4100 : Commande industrielle
  2. 2. Plan 2 1.1 Définition et représentation d’un procédé 1.2 Modèle d’un procédé 1.3 Processus d’identification 1.4 Outils pour l’identification
  3. 3. Définition et représentation d’un procédé 3 A. Définitions Variables de procédé Variables à contrôler Exemples : débit, température, niveau Variables manipulées Variables permettant d’agir sur le procédé et d’influencer les variables à contrôler Exemples : ouverture de valve, vitesse, position de volet Perturbations Variables qui ne sont pas manipulées directement mais qui influencent le procédé Exemples : composition du matériel, température extérieure Paramétriques Modifient le comportement du procédé Affectent la performance de la boucle de contrôle Extérieures Ne modifient pas le comportement du procédé N'affectent pas la performance de la boucle de contrôle
  4. 4. 4 B. Représentation d’un procédé Ajout de matériel Ajout d’eau manuel Mesure de niveau Définition et représentation d’un procédé Vitesse matériel niveau Procédé Vitesse Niveau Ajout de matériel Ajout d’eau manuel Ensablement Usure de la pompe
  5. 5. 5 B. Représentation d’un procédé Notations utilisées Définition et représentation d’un procédé Consigne r(t) Variable de procédé y(t) Variable manipulée u(t) Erreur e(t) Procédé Gp(s) Contrôleur Gc(s)
  6. 6. Modèle de procédé 6 Objectifs Regrouper les informations à propos d’un procédé Caractériser le comportement d’un procédé Exprimer les propriétés d’un procédé sous forme quantitative Utilisations possibles Prédire le comportement du procédé Calculer les paramètres du contrôleur Simuler les performances Superviser l’évolution du procédé
  7. 7. Modèle de procédé 7 Types de modèles Modèle de connaissances Opérateurs Experts procédé Modèle basé sur les principes fondamentaux Équations basées sur les lois de la physique, etc. Modèle empirique Fonction de transfert Réponse en fréquence Réseau de neurones
  8. 8. Processus d’Identification 8 Relever les caractéristiques de base du procédé Faire réagir le procédé Exemple: un échelon en manuel appliqué au niveau de la variable manipulée Reproduire le comportement observé avec un modèle simple
  9. 9. Processus d’Identification 9 Caractéristiques d’un procédé Type de procédé Autorégulant (stable asymptotiquement) Intégrateur Signe du gainSigne du gain Positif Négatif Dynamique Présence d’un zéro Ordre de grandeur du retard Ordre de grandeur des constantes de temps
  10. 10. Processus d’Identification 10 Processus d’identification Préparation Détermination des caractéristiques de base Évaluation de l’amplitude de l'échelon Estimation de la durée de l'essai Réalisation de l’essaiRéalisation de l’essai Vérification des équipements Vérification des conditions d'opération Stabilisation du procédé en manuel Application de l’échelon Calcul du modèle Analyse des données Sélection d'une structure de modèle Évaluation des paramètres
  11. 11. Processus d’Identification 11 Éléments importants Amplitude de l’échelon Niveau de bruit Respect des contraintes d'opération Respect des plages d'opération normales Linéarité du procédé Symétrie du procédé Échantillonnage Suffisamment de points pour voir la dynamique Mise à l’échelle Données en pourcentage (en général) Points d’opération Modèle identifié autour d’un point d’opération (variations)
  12. 12. Processus d’Identification 12 Mise à l’échelle des signaux 0 – 100 %+ Régulateur CNA Système r(t) u(t) - Régulateur CNA Système CapteurCAN 0 – 100 % y(t) Procédé / Modèle
  13. 13. Processus d’Identification 13 Points d’opération Pulpe u(t) : Ajout d’eau (% d’ouverture) y(t) : Densité (% solide) Procédé uop = 30 % yop = 50 % ∆u = 10 % ∆y = -5 %
  14. 14. Processus d’Identification 14 Points d’opération + - Gp(s) + + 30 % 50 % Yrp - 50 % + 30 % Urp30 % 50 %
  15. 15. OUTILS POUR L’IDENTIFICATION 15 Méthode simplifiée Identification graphique Ident Utilitaire MatlabUtilitaire Matlab Cours Identification des systèmes GEL-4251 / GEL-7017
  16. 16. OUTILS POUR L’IDENTIFICATION 16 Modèles considérés Procédés autorégulants Procédés intégrateurs :
  17. 17. OUTILS POUR L’IDENTIFICATION 17 Exemple : Circuit de broyage u(t) : Ajout d’eau (% d’ouverture) Pulpe Ajout d’eau fixe y(t) : Densité (% solide) Minerai
  18. 18. OUTILS POUR L’IDENTIFICATION 18 Exemple : Circuit de broyage 54 52 50 48 46 y(t)[%] 0 50 100 150 200 250 Temps [s] 300 350 400 450 500 44 42 0 50 300 350 400 450 500 70 65 60 u(t)[%]
  19. 19. OUTILS POUR L’IDENTIFICATION 19 Exemple : Circuit de broyage Deuxième ordre avec zéro instable et retard
  20. 20. OUTILS POUR L’IDENTIFICATION 20 Exemple : Circuit de broyage
  21. 21. Outils pour l’identification 21 Autres Méthodes: Méthode de BROÎDA Méthode de STREJC Etc…

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