avis de soutenance

UNIVERSITE DE TECHNOLOGIE DE BELFORT-MONTBELIARD
Ecole Doctorale Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques
OPERA
AVIS DE SOUTENANCE
Madame Xinyi LIU
Candidate au DOCTORAT Automatique
à l'UNIVERSITE DE TECHNOLOGIE DE BELFORT-MONTBELIARD
Soutiendra sa thèse
Le vendredi 25 novembre 2016 à 10h00
Amphithéâtre E107 - BELFORT
Sur le sujet suivant :
« Contribution à la commande tolérante aux défauts par modes glissants
adaptatifs : Application au système éolien »
Le jury est composé de :
Monsieur Tarek AHMED-ALI, Professeur Des Universites
Universite Caen Basse Normandie, Rapporteur
Monsieur Mohamed DJEMAI, Professeur Des Universites
Universite Valenciennes Uvhc, Rapporteur
Monsieur Maxime WACK, Maitre De Conferences Des Universites, HDR
Univ Techn Belfort Montbeliard
Monsieur Salah LAGHROUCHE, Maitre De Conferences Des Universites, HDR
Univ Techn Belfort Montbeliard
Monsieur Patrice WIRA, Professeur Des Universites
Iut Mulhouse Universite Mulhouse
Monsieur Mohamed HARMOUCHE, Ingénieur-Docteur
Actility
Monsieur Mickael HILAIRET, Professeur Des Universites
Universite Besancon Franche Comte
Monsieur Yacine CHITOUR, Professeur Des Universites
Universite Paris 11 Paris Sud
Résumé
ASTRACT :
The main challenges for the deployment of wind energy conversion systems (WECS) are to maximize the amount of
good quality electrical power extracted from wind energy over a significantly wide range of weather conditions and
minimize both manufacturing and maintenance costs. Wind turbine's efficiency is highly dependent on environmental
disturbances and varying parameters for operating conditions, such as wind speed, pitch angle, tip-speed ratio,
sensitive resistor and inductance. Uncertainties on the system are hard to model exactly while it affects the stability
of the system. In order to ensure an optimal operating condition, with unknown perturbations, adaptive control can
play an important role. On the other hand, a Fault Tolerant Control (FTC) with control allocation that is able to
maintain the WECS connected after the occurrence of certain faults can avoid major economic losses. The thesis
work concerns the establishment of an adaptive control and fault diagnosis and tolerant control of WECS. After a
literature review, the contributions of the thesis are:
In the first part of the thesis, a nonlinear uncertain model of the wind energy conversion system with a doubly fed
induction generator (DFIG) is proposed. A novel Lyapunov-based adaptive Sliding Mode (HOSM) controller is
designed to optimize the generated power.
In the second part, a new output integral sliding mode methodology for fault tolerant control with control allocation of
linear time varying systems is presented. Then, this methodology has been applied in order to force the wind turbine
speed to its optimal value the presence of faults in the actuator.
Keywords: Adaptive Sliding Mode Control, Wind Energy Conversion System, Double-Fed Induction Generator,
Maximum Power Point Tracking, Lyapunov Analysis, On-line Control Allocation, Fault Tolerant Control, Fault
diagnosis
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RESUME :
Les principaux défis pour le déploiement de systèmes de conversion de l'énergie éolienne est de maximiser la
puissance électrique produite, malgré les variations des conditions météorologiques, tout en minimisant les coûts de
fabrication et de maintenance du système. L'efficacité de la turbine éolienne est fortement dépendante des
perturbations de l'environnement et des paramètres variables du système, tels que la vitesse du vent et l'angle de
tangage. Les incertitudes sur le système sont difficiles à modéliser avec précision alors qu'ils affectent sa stabilité.
Afin d'assurer un état de fonctionnement optimal, malgré les perturbations, le commande adaptative peut jouer un
rôle déterminant. D'autre part, la synthèse de commandes tolérantes aux défauts, capables de maintenir les
éoliennes connectées au réseau après la survenance de certains défauts est indispensable pour le bon
fonctionnement du réseau. Le travail de cette thèse porte sur la mise en place de lois de commande adaptatives et
tolérantes aux défauts appliqués aux systèmes de conversion de l'énergie éolienne. Après un état de l'art, les
contributions de la thèse sont :
Dans la première partie de la thèse, un modèle incertain non linéaire du système de conversion d'énergie éolienne
avec un générateur à induction à double alimentation est proposé. Une nouvelles approches de commande
adaptative par mode glissant est synthétisée et ensuite appliquée pour optimiser l'énergie issue de l'éolienne.
Dans la deuxième partie, une nouvelle commande par modes glissants tolérante aux défauts et basée sur les
modes glissants intégrales est présentée. Puis, cette méthode est appliquée afin de forcer la vitesse de la turbine
éolienne à sa valeur optimale en prenant en compte des défauts qui surviennent sur l'actionneur.
Mots-clés: Commande adaptative par mode glissant, commande tolérante aux défauts, système de conversion de
l'énergie éolienne, robustesse, optimisation de puissance.