Synthese d'observateurs à dérivees partielles pour le diagnostic de défauts des sytèmes de distribution de flux - Archive ouverte HAL
Theses Year : 2017

Boundary PDE Observers Design for Fault diagnosis of pressurized pipes

Synthese d'observateurs à dérivees partielles pour le diagnostic de défauts des sytèmes de distribution de flux

Abstract

Distribution flow networks are modeled by linear or nonlinear systems of balance laws. The performance of the observers and the diagnostic approach is demonstrated on real flow data collected from the water distribution system of Polytech’Lille (Cité scientifique, University of Lille 1 Sciences and Technologies). Monitoring of these networks (Faults detection and isolation) requires knowledge of certain state variables. However, in most cases it is not possible to measure all the state variables and observers based on partial differential equations modelling the network dynamic can be used. In this dissertation, the observability of the hyperbolic systems is studied first and then classical and robust PDE observers with injection of the state estimation error at boundaries or in the system dynamics are proposed. These observers provide on-line estimation of signals that are not measured. The estimation is used for the diagnosis of distribution flow systems. The performance of the observers and the diagnosis approach are validated on real flow data collected from the water distribution system (WDS)of Polytech’Lille (Cité scientifique, University of Lille 1 Sciences and Technologies), within the framework of the project SUNRISE SMART CITY. Data are taken from the WDS in the absence and in the presence of leaks are used.
Les réseaux de distribution de flux sont modélisés par des systèmes hyperboliques linéaires ou non linéaires de lois de conservation avec terme source. La surveillance de ces réseaux (diagnostic de défauts) nécessite la connaissance de certaines variables d’état. Or dans la plupart des cas, il n’est pas possible de mesurer toutes les variables d’états et des observateurs basés sur le système d’équations aux dérivées partielles représentant le réseau peuvent alors être utilisés. Dans cette thèse, l’observabilités des systèmes hyperboliques est tout d’abord étudiée puis les observateurs classiques et robustes à dérivées partielles, avec injection de l’erreur d’estimation aux frontières ou dans la dynamique du système sont proposés. Ces observateurs fournissent des estimations en ligne des signaux qui ne sont pas mesurés. Ces estimations seront utilisées pour le diagnostic des systèmes de distribution de flux. Les performances des observateurs et l’approche de diagnostic sont validées sur le système de distribution d’eau d’un bâtiment de l’Université de Lille 1 Sciences et Technologies, dans le cadre du projet SUNRISE SMART CITY. Des données réelles, prélevées sur le site en absence et en présence de fuites sont utilisées.
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tel-01754053 , version 1 (30-03-2018)

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  • HAL Id : tel-01754053 , version 1

Cite

Idellette Judith Hermine Som. Synthese d'observateurs à dérivees partielles pour le diagnostic de défauts des sytèmes de distribution de flux. Automatique / Robotique. Lille1, 2017. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01754053⟩
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