ME-273: Introduction to control of dynamical systems

Résumé

Cours introductif à la commande des systèmes dynamiques. On part de quatre exemples concrets et on introduit au fur et à mesure un haut niveau d'abstraction permettant de résoudre de manière unifiée les problèmes d'asservissement et de régulation, en particulier les questions de stabilité.

Source officielle

https://edu.epfl.ch/coursebook/fr/introduction-a-la-commande-des-systemes-dynamiques-ME-273

Page Moodle

http://go.epfl.ch/ME-273

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On dit qu'un système de type entrée-sortie est linéaire ou relève du principe de superposition si: à la somme de deux entrées quelconques correspond la somme des deux sorties correspondantes, à un multiple d'une entrée quelconque correspond le même multiple de la sortie correspondante. Dans le domaine des systèmes physiques et mécaniques, on appelle souvent l'entrée excitation et la sortie réponse.

Active disturbance rejection control (or ADRC) is a model-free control technique used for designing controllers for systems with unknown dynamics and external disturbances. This approach only necessitates an estimated representation of the system's behavior to design controllers that effectively counteract disturbances without causing any overshooting. ADRC has been successfully used as an alternative to PID control in many applications, such as the control of permanent magnet synchronous motors, thermal power plants and robotics.

Une stratégie (ou topologie) de régulation est, pour un procédé industriel, l'organisation du système de contrôle-commande en vue de maintenir une grandeur physique dans une plage de tolérance donnée. Le choix de stratégie est très important dans les industries de transformation (par exemple les industries chimiques, papetières, agroalimentaires) en raison de la variabilité d'un nombre élevé de grandeurs physiques incidentes (dites « perturbations ») qui y sont présentes.

En mathématiques et en sciences de l'ingénieur, la théorie du contrôle a comme objet l'étude du comportement de systèmes dynamiques paramétrés en fonction des trajectoires de leurs paramètres. On se place dans un ensemble, l'espace d'état sur lequel on définit une dynamique, c'est-à-dire une loi mathématiques caractérisant l'évolution de variables (dites variables d'état) au sein de cet ensemble. Le déroulement du temps est modélisé par un entier .

La simulation de phénomènes est un outil utilisé dans le domaine de la recherche et du développement. Elle permet d'étudier les réactions d'un système à différentes contraintes pour en déduire les résultats recherchés en se passant d'expérimentation. Les systèmes technologiques (infrastructures, véhicules, réseaux de communication, de transport ou d'énergie) sont soumis à différentes contraintes et actions. Le moyen le plus simple d'étudier leurs réactions serait d'expérimenter, c'est-à-dire d'exercer l'action souhaitée sur l'élément en cause pour observer ou mesurer le résultat.