1. cours 01

Id entif ic at ion d e m od èles de proc éd és

1

GEL-4100 : Commande industrielle

Plan2

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

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

B. Représentation d’un procédé

Ajout de matériel

Ajout d’eau manuel

Mesure de niveau


Vitesse

matériel niveau

ProcédéVitesse Niveau

Ajout de matérielAjout d’eau manuel

Ensablement Usure de la pompe

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B. Représentation d’un procédéNotations utilisées


Consigne r(t)Variable de procédé y(t)Variable manipulée u(t)Erreur e(t)Procédé Gp(s)Contrôleur Gc(s)

Modèle de procédé6

� 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

Modèle de procédé7

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

Processus d’Identification8

� 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


Caractéristiques d’un procédé

� Type de procédé� Autorégulant (stable asymptotiquement)� Intégrateur

� Signe du gain� Signe du gain� Positif� Négatif

� Dynamique� Présence d’un zéro� Ordre de grandeur du retard� Ordre de grandeur des constantes de temps


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’essai� Réalisation 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


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)


Mise à l’échelle des signaux

0 – 100 %+Régulateur CNA Système

r(t) u(t)

-

Régulateur CNA Système

CapteurCAN0 – 100 %

y(t)

Procédé / Modèle


Points d’opération

Pulpe u(t) : Ajout d’eau (% d’ouverture)

y(t) : Densité (% solide) Procédé

uop = 30 % yop = 50 %

∆u = 10 % ∆y = -5 %


Points d’opération

+

-Gp(s)

+

+

30 % 50 %Yrp

-

50 %

+

30 %

Urp30 %

50 %

OUTILS POUR L’IDENTIFICATION

15

� Méthode simplifiée

� Identification graphique

� Ident

� Utilitaire Matlab� Utilitaire Matlab

� Cours Identification des systèmes

� GEL-4251 / GEL-7017


16

Modèles considérés

� Procédés autorégulants

� Procédés intégrateurs :


17

� Exemple : Circuit de broyage

u(t) : Ajout d’eau (% d’ouverture)

Pulpe Ajout d’eau fixe

y(t) : Densité (% solide)

Minerai


18

� Exemple : Circuit de broyage54

52

50

48

46y(t)

[%

]

0 50 100 150 200 250Temps [s]

300 350 400 450 500

44

42

0 50 300 350 400 450 500

70

65

60

u(t)

[%

]


19


Deuxième ordre avec zéro instable et retard


20


Outils pour l’identification21

Autres Méthodes:

� Méthode de BROÎDA

� Méthode de STREJC

� Etc…

1. cours 01

Engineering