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Surveillance de systèmes non-linéaires dynamiques

Participants : Michèle Basseville, Albert Benveniste, Qinghua Zhang, Claire Cussenot À l'occasion du traitement d'une application automobile (surveillance du pot catalytique et des sondes à oxygène - voir § 4 ), nous avons été amenés à réfléchir, dans le cas des systèmes non-linéaires dynamiques, à l'application de nos méthodes statistiques de surveillance et à l'extension de l'articulation, évoquée plus haut, des points de vue de l'automatique et du traitement statistique du signal pour la détection et le diagnostic de pannes.

Les outils statistiques généraux basés sur l'approche locale ont un caractère décevant en ceci qu'ils ne tiennent pas compte de la structure des modèles d'état, et fournissent des détecteurs qui présentent l'inconvénient de nécessiter un observateur complet de l'état. On peut contourner partiellement cette difficulté en utilisant des modèles (très) réduits. C'est ce qui a été fait pour l'application automobile, dans laquelle les organes à surveiller, à savoir le moteur, le pot catalytique et les sondes, comportent des phénomènes chimiques, mécaniques et électroniques, dont la modélisation est très complexe, mais pour lesquels plusieurs modèles réduits ont été développés au cours d'études entre l'Inria et Renault. Ces modèles sont fortement non linéaires et de forts couplages existent entre les effets des dysfonctionnements des organes à surveiller. Deux méthodes de surveillance du pot catalytique et des sondes à oxygène ont été développées, reposant toutes deux sur la démarche générale de surveillance élaborée par le projet et sur ces modèles simplifiés (thèse de C. Cussenot) [33, 73, 4]. Ce travail est effectué en collaboration avec M. Sorine (projet Sosso de l'Inria Rocquencourt).

Cependant, il est également possible d'imiter, dans le cas non-linéaire, la construction de détecteurs que nous avons proposée pour la surveillance des systèmes dynamiques linéaires (surveillance des vibrations), où nous avons utilisé une relation entrées-sorties équivalente au modèle d'état. L'idée est alors de combiner l'existence, effective aussi en non-linéaire, de relations entrées-sorties (Ljung-Glad) et une méthode locale de détection [55, 67]. Cette élimination de l'état permet donc de se passer complètement d'un observateur au prix, néanmoins, de dérivations successives des entrées et des sorties.

Il est alors tentant de rechercher des solutions intermédiaires entre ces deux extrêmes, de reconstruction de l'état complet et d'élimination de l'état, en s'appuyant sur des observateurs réduits sans perdre néanmoins d'information sur les pannes. Une réflexion va continuer dans cette voie.

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