Contribution aux systèmes tolérants aux défauts : Synthèse<br />d'une méthode de reconfiguration et/ou de restructuration<br />intégrant la fiabilité des composants

Abstract

The work presented in this document deals to fault tolerant control systems, more preciselythe synthesis of a method of reconfiguration and/or restructuration using the reliability of thecomponents. The reconfiguration strategy is a usual way to recover the nominal performancesand preserve stability conditions. Under assumptions that there exist several structures (workingmode) resulting from the disconnection of faulty subsystems, each structure imposes newoperating conditions and consequently a new value of reliability and cost. The reconfigurationstrategy proposed in this document tries to find from all possible structures the optimalstructure that has the "best" control performance with the highest reliability and lowest cost.– The first proposed method treats only the static performances resulting in considering thereliability and the cost of the components. The determination of the optimal structure isbased on an online estimate of the reliability and costs of the components.– A second method using the performances of the controllers is then developed. The Pseudoinverse method PIM is used for designing the controllers. Modifications of method PIMare proposed in order to ensure the stability of the system and to achieve defined dynamicperformances. An index of dynamic performances is integrated in the selection criterion ofthe optimal structure.– The two developed methods are integrated in order to define a fault tolerant strategy. It isapplied to a hydraulic and thermal system of 3 tanks.Le travail présenté dans ce mémoire de thèse porte sur les systèmes tolérants aux défauts, plusprécisément la synthèse d'une méthode de reconfiguration et/ou de restructuration intégrantla fiabilité des composants. La tâche de reconfiguration permet d'amener le système dans unétat de fonctionnement permettant d'assurer des performances désirées tout en préservant lastabilité. Sous l'hypothèse qu'il existe plusieurs structures de fonctionnement résultant de ladéconnexion des sous systèmes défaillants, chaque structure impose des nouvelles conditionsde fonctionnement et par conséquent une nouvelle valeur de la fiabilité et du coût. Parmices structures, une structure optimale doit être choisie. Dans un contexte multicritères, cetravail propose de déterminer la structure optimale en intégrant les performances du système,la fiabilité et le coût.– La première méthode proposée traite uniquement les performances statiques conduisant àconsidérer la fiabilité et le coût des composants. La détermination de la structure optimalese fonde sur une estimation en ligne de la fiabilité et des coûts des composants.– Une seconde méthode utilisant les performances des régulateurs est ensuite développée. Laméthode pseudo inverse PIM est utilisée pour synthétiser les régulateurs. Des modificationsde la méthode PIM sont proposées afin d'assurer la stabilité du système et d'atteindre desobjectifs dynamiques définis. Un indice de performances dynamiques est intégré dans le critèrede choix de la structure optimale.– Les deux méthodes développées sont intégrées afin de définir une stratégie tolérante aux défauts.Elle est appliquée sur un système hydraulique et thermique à 3 cuves