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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
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B. Représentation d’un procédé
Ajout de matériel
Ajout d’eau manuel
Mesure de niveau
Définition et représentation d’un procédé
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
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)
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
Processus d’Identification9
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’Identification10
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
Processus d’Identification11
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)
Processus d’Identification12
Mise à l’échelle des signaux
0 – 100 %+Régulateur CNA Système
r(t) u(t)
-
Régulateur CNA Système
CapteurCAN0 – 100 %
y(t)
Procédé / Modèle
Processus d’Identification13
Points d’opération
Pulpe u(t) : Ajout d’eau (% d’ouverture)
y(t) : Densité (% solide) Procédé
uop = 30 % yop = 50 %
∆u = 10 % ∆y = -5 %
Processus d’Identification14
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
OUTILS POUR L’IDENTIFICATION
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Modèles considérés
� Procédés autorégulants
� Procédés intégrateurs :
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
OUTILS POUR L’IDENTIFICATION
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)
[%
]
OUTILS POUR L’IDENTIFICATION
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� Exemple : Circuit de broyage
Deuxième ordre avec zéro instable et retard