Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Un système peut évoluer au cours du temps sous l'effet d'influences externes et internes, on peut définir alors une entrée et une sortie. Lorsque la sortie dépend linéairement de l'entrée, on parle de contrôle linéaire. L'idée de base des méthodes de ce type de contrôle est de déterminer une fonction objectif qui est linéaire et des contraintes qui sont des inégalités matricielles linéaires. Cet article présente les notions de base du contrôle linéaire, puis expose les différentes paramètres entre autres la contrôlabilité, l’observabilité, la représentation canonique, et la réduction de modèle, permettant d'aborder ce concept.
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As a system may evolve over time under the effects of external and internal influences, an entrance and an exit can be defined. When the exit depends linearly on the entrance, it is referred to as linear control. The basic concept for this type of control procedures is to determine an objective function that is linear and constraints that are linear matrix inequalities. This article presents the basic concepts of linear control and outlines the various parameters such as controllability, observability, canonical representation and model reduction, which make it possible to approach this concept.
Auteur(s)
-
Claude BREZINSKI : Professeur à l’université des sciences et technologies de Lille
INTRODUCTION
De nombreux systèmes physiques évoluent au cours du temps sous l’effet d’influences externes et internes. Ils se comportent comme des boîtes noires : ils reçoivent une entrée, elle est ensuite transformée selon certaines lois (en général une équation différentielle) et l’on observe une sortie. Le problème consiste à réguler l’entrée, à la contrôler afin d’obtenir la sortie désirée. Le fait de modifier l’entrée selon la sortie obtenue s’appelle, en anglais, feedback. Ce mot est traduit en français par retour, ou bouclage, ou encore rétroaction. La théorie du contrôle étudie de tels systèmes dynamiques. Lorsque la sortie dépend linéairement de l’entrée, on parle de contrôle linéaire. Dans le cas contraire, il est non linéaire et ne sera pas traité ici.
L’ idée de base des méthodes de contrôle linéaire consiste à exprimer un problème de contrôle comme un problème d’optimisation avec une fonction objectif qui est linéaire et des contraintes qui sont des inégalités matricielles linéaires.
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Présentation
Estimation d’état
En anglais
10. Découplage
Les systèmes MIMO sont difficiles à contrôler directement par tâtonnement car la modification d’une seule entrée peut entraîner celle de plusieurs sorties, sinon toutes. Il serait beaucoup plus simple si chaque entrée (ou bloc d’entrées) n’influençait qu’une seule sortie (ou bloc de sorties). Séparer un système en sous-systèmes indépendants s’appelle découplage. Il existe plusieurs types de découplage selon la forme de la fonction de transfert.
Considérons, pour un système carré ayant le même nombre d’entrées et de sorties (p = m), le cas du découplage diagonal qui consiste à rendre diagonale la matrice G. Dans ce cas, la sortie i ne sera influencée que par l’entrée i. Si G est singulière, les sorties du système ne sont pas linéairement indépendantes et il sera alors impossible de le rendre diagonalement découplé quelle que soit la forme de contrôle.
Pour effectuer un découplage, on considère deux classes principales de bouclage.
-
Retour d’état linéaire de la forme u = –Fx + Lw, où w est une nouvelle entrée externe.
La fonction de transfert est alors :
![]()
Considérons la matrice m x m :
![]()
où ci est la ième ligne de C et où les entiers non négatifs f1, ..., fm sont définis par :
![]()
Nous avons alors le théorème 19 :
Théorème 19 – Un système carré peut être diagonalement découplé par retour d’état linéaire si et seulement si la matrice
![]()
...
...
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Découplage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BAI (Z.), FELDMANN (P.), FREUND (R.W) - Stable and passive reduced-order models based on partial Padé approximation via Lanczos process. - Numerical Analysis Manuscript no 97-3-10, Bell Laboratories, Murray Hill, New Jersey, USA (1997).
-
(2) - BAI (Z.) , FREUND (R.W.) - A partial Padé-via-Lanczos method for reduced-order modeling. - Linear Algebra Appl., 332, p. 139-164 (2001).
-
(3) - BARNETT (S.), CAMERON (R.G.) - Introduction to mathematical control theory. - 2nd édition, Clarendon Press, Oxford (1985).
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(4) - BELL (D.J.) - Mathematics of linear and nonlinear systems. - Clarendon Press, Oxford (1990).
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(5) - BORNE (P.), DAUPHIN-TANGUY (G.), RICHARD (J.P.), ROTELLA (F.) , ZAMBETTAKIS (I.) - Commande et optimisation des processus. - Éditions Technip, Paris (1990).
-
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ANNEXES
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SANDBERG (H.) - Model reduction for linear time-varying systems - . Lund Institute of Technology (Suède) (2004).
YI LIU - On model reduction fo distributed parameter models - . KTH, Stockholm (Suède) (2005).
HAUT DE PAGE
Il existe de nombreux logiciels pour le contrôle. Beaucoup d’entre eux sont spécifiques pour une certaine application, un certain domaine, comme l’industrie aérospatiale. La plupart d’entre eux sont commerciaux et donc payants.
Les logiciels des plus utilisés sont ceux de MATLAB→ avec un grand nombre de boîtes à outils qui couvrent la majorité des méthodes de conception,...
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