Diagnostic et commande floue tolérante aux défauts pour l’amélioration des facteurs d’efficacité d’une turbine à gaz

Abstract

تعتمد المنشآت البترولية ومنشآت الغاز الحديثة أكثر فأكثر على عمليات التحكم المتقدمة للغاية، وذلك من أجل تلبية متطلبات الأداء العالية من حيث الإنتاجية والسلامة والبيئة. يهدف هذا العمل أساسا إلى تطوير نظام قوي للتشخيص والتحكم في الأخطاء لمراقبة وضبط قيم معلمات تشغيل التوربينات الغازية. تم تخصيص هذا العمل الخاص بالأطروحة لتطبيق إستراتيجية التحكم الضبابي المتسامح مع الأخطاء لتحسين عوامل الكفاءة لتوربينات الغاز الصناعية أحادية العمود, ومن ثم يتم استعمال تقنية التشخيص القائمة على النموذج, وتطبيقها على نموذج فضاء الحالة المحدد من بيانات التسجيل العملية الخاصة بالإدخال / الإخراج. يتم استخدام قياس متغيرات التوربين من أجل تنفيذ إستراتيجية التحكم مع إستراتيجية مراقبة الأخطاء والتشخيص، في جانب التحكم في تحمل الأخطاء في هذه الآلة الدوارة. يعتمد هذا الأمر على نهج المنطق الضبابي من النوع الأول والنوع الثاني، بهدف توفير مراقبة وتحكم من نوع اكتشاف وعزل أعطاب التوربينة قيد الدراسة.

Les installations pétrolières modernes s’appuient de plus en plus sur des procédés de contrôle très avancés, afin de réaliser des exigences de performances très élevés en qualité de productivité, sécurité et environnement. Le but de ce travail est le développement d'un système flou de diagnostic et commande robuste tolérante aux défauts pour la surveillance de paramètres de fonctionnement d’une turbine à gaz. Ce travail de thèse est consacré par l’application de la commande floue tolérante aux défauts pour améliorer des facteurs d’efficacité d’une turbine à gaz industrielle mono arbre. D'où, le processus du diagnostic à base de modèle est appliqué sur son modèle d'espace d’état identifié à partir des données opérationnelles d’entrée / sortie. La mesure des variables de turbine sont utilisées afin de mettre en œuvre la stratégie de commande avec une stratégie de surveillance et de diagnostic de défauts, dans un aspect de commande tolérante aux défauts de cette machine tournante. Cette commande est basée sur une approche flous type-1 et type-2, dans le but de réaliser un observateur de type Luenberger pour le processus de détection et l’isolation du défaut de la turbine examinée.

Modern petroleum installations rely more and more on very advanced control processes, in order to meet very high performance requirements in terms of productivity, safety and the environment. The goal of this work is the development of a robust fault tolerant diagnostic and control system for monitoring gas turbine operating parameters. This thesis work is dedicated to the application of fault tolerant fuzzy control to improve efficiency factors of a single shaft industrial gas turbine. Hence, the model-based diagnostic process is applied to its state space model identified from operational input / output data. The measurement of the turbine variables are used in order to implement the control strategy with a fault monitoring and diagnostic strategy, in a fault tolerant control aspect of this rotating machine. This command is based on a type-1 and type-2 fuzzy approach, with the aim of providing a Luenberger-type observer for the process of detecting and isolating the fault of the turbine under examination.