Doctorat
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Item Amélioration des performances d'un variateur de vitesse par moteur asynchrone contrôlé par la méthode à flux orienté(2007) Kheldoun, AissaTrois aspects ont été abordés dans la présenté thèse à savoir: Adaptation de la résistance rotorique, minimisation des pertes et commande sans capteur de vitesse. En effet, la logique flux a été utilisée pour consevoir le mécanisme d'adaptation de la résistance rotorique, vu sa robustesse vis_à_vis la variation des paramètres, a nouveau mécanisme à base du modèle a été proposé pour minimiser les pertes, Ensuite, on a considéré l’application du principe du filtre de Kalman étendu sur le modèle de Park du moteur asynchrone afin d’estimer la vitesse rotorique. Finalement, un mécanisme est développé afin de réduire l’effet des pertes fer sur l’observation de la vitesse sans pour autant modifier l’algorithme du filtre de Kalman étenduItem Amélioration des performances de la commande d'un moteur asynchrone à cage et élaboration d'un estimateur universel de ses paramètres en utilisant les réseaux de neurones artificiels(2007) Kabache, NadirDans le présent travail, nous proposons un schéma de commande adaptative, à base de réseaux de neurones artificiels en vue d’améliorer les performances dynamiques du moteur asynchrone. L’approche proposée vise à trouver des solutions pour les principaux problèmes de la commande de ce moteur, à savoir : ceux relatifs au modèle non linéaire imprécis, aux variations paramétriques, à l’estimation du flux rotorique, etc. Il est à signaler que, durant les dernières décennies, une multitude de solutions ont été proposées pour résoudre ces problèmes. Toutefois, dans leur majorité, souffrent de l’imprécision du modèle, de la complexité des lois de commande générées, du problème de fonctionnement pour les petites vitesses et les faibles charges, etc. Par conséquent, pour compenser les lacunes suscitées, le schéma de commande proposé utilise une association combinant : les réseaux de neurones artificiels, la commande non linéaire par linéarisation entrée-sortie et la théorie de commande non linéaire adaptative. Dans cette association, les capacités d’approximation des réseaux de neurones artificiels sont exploitées pour surmonter la contrainte du modèle précis en reconstituant, en temps réel, les réactions non linéaires nécessaires pour générer les lois de commande par linéarisation entrée-sortie. D’autre part, le problème d’identification des paramètres est résolu en proposant un estimateur neuronal universel permettant d’estimer, simultanément, trois paramètres du moteur asynchrone, à savoir: la constante de temps rotorique, la constante de temps statorique et le couple de charge. Pour l’apprentissage, nous avons fait recours à la puissance de la théorie de commande non linéaire adaptative pour élaborer des règles d’apprentissage puissantes permettant un apprentissage rapide et, en temps réel, des réseaux de neurones utilisés. En combinant les avantages des réseaux utilisés dans la commande et celui utilisé pour l’identification des paramètres, un nouveau schéma de commande, à base de réseaux de neurone artificiels, est obtenu pour la commande du moteur asynchrone. Le nouveau schéma permet d’obtenir de bonnes performances dynamiques dans toutes les conditions de fonctionnement, même, pour les valeurs très petites de la vitesse et les faibles charges. A cet effet, il est à signaler que les performances atteintes sont supérieures à celles des résultats publiés dans plusieurs approches qu’on trouve dans la littératureItem Elaboration d’éléments optimisés de commandes vectorielles d’une machine asynchrone et leur implémentation sur un circuit à architecture reconfigurable de type FPGA(2007) Bradai, RafikDans ce travail nous proposons l’application des techniques de réseaux de neurones et des réseaux adaptatifs non-linéaires pour la conception de régulateurs à structures optimisées imitant le fonctionnement d’un régulateur flou de vitesse de la machine asynchrone. Ces régulateurs doivent assurer un contrôle de vitesse de la machine asynchrone répondant aux exigences technologiques actuelles (rapidité, efficacité et simplicité). En effet, bien que les régulateurs flous à sept fonctions d’appartenances assurent des performances statiques et dynamiques importantes lorsqu’ils sont utilisés dans les circuits de commande de la vitesse d’une machine asynchrone, ils sont complexes et sont caractérisés par une structure en série. D’autre part, l’utilisation des circuits modernes à architectures configurables permet de surmonter les contraintes liées à l’implémentation des éléments des commandes vectorielles des moteurs asynchrones. Ces circuits conviennent parfaitement à une implémentation optimale de la commande électrique, du fait qu’ils ont un coût réduit et qu’ils sont caractérisés par une grande densité d’intégration et une grande flexibilité avec une structure totalement reconfigurable. Par ailleurs, nous avons procédé à l’implémentation de la modulation à largeur d’impulsion vectorielle sur un circuit de type FPGA. L’algorithme d’implémentation proposé est basé sur la sélection des secteurs par les trois équations de base, et sur l’utilisation des dites équations pour le calcul des cycles de conductions. L’implémentation de cet algorithme a été faite à l’aide d’un outil de haut niveau ; a savoir: le System Generator de XilinxItem Identification et surveillance de processus dynamiques complexes par logique floue. Application à un échangeur de chaleur(2007) Habbi, HaceneL’objectif visé dans cette thèse est de présenter et valider une approche d’identification et de surveillance pour les processus dynamiques complexes en se basant sur la logique floue. Par souci d’applications industrielles, l’accent a été exclusivement mis sur des systèmes non linéaires. Les systèmes non linéaires étant beaucoup plus difficiles à analyser que les systèmes linéaires, leur identification et surveillance sont loin d’être aussi développées et complètes. En général, les fonctions de surveillance sont étroitement liées aux méthodes d’identification qui permettent d’obtenir le modèle de référence et la conception des algorithmes de surveillance. De ce fait, le modèle identifié doit être suffisamment représentatif et moins conservatif pour permettre la détection et le diagnostic des défauts considérés, et assez flexible que possible pour ne pas nuire à la conception et l’implémentation de l’algorithme de surveillance. Ainsi, notre contribution s’inscrit au cœur de cette problématique. En fait, nous avons pu développer une procédure complète pour la détection et l’isolation de défauts basée sur les modèles flous et l’appliquer avec succès à un échangeur de chaleur qui constitue l’élément principal d’une installation pilote du laboratoire SAAS de l’Université Libre de Bruxelles. La démarche n’était guère aisée car il a fallu donner une justification pratique à l’approche théorique en commençant tout d’abord par répondre à l’une des principales interrogations, que nous nous sommes posées, et qui concerne la capacité de l’approximation d’un modèle flou, notamment pour le cas de l’échangeur de chaleur qui fait bien partie de la classe des systèmes à paramètres distribués. Pour ce faire, il a fallu valider l’algorithme de surveillance basé sur la manipulation de ces modèles flous afin d’apporter une justification de plus aux succès de la logique floue rencontrés au niveau des applications. Comme le montrent clairement les résultats expérimentaux obtenus, il a été démontré que les modèles flous élaborés peuvent efficacement reproduire le comportement dynamique de n’importe quel processus sur un sous-ensemble compact avec un degré de précision donné. Ces modèles sont ensuite utilisés pour la synthèse d’une procédure complète de détection et d’isolation de défauts avec une concentration particulière sur le problème de fuite d’eau. Les algorithmes développés ont été implémentés et mis en oeuvre avec succès sur l’installation piloteItem Continuous speech recognition(2009) Dahimene, AbdelhakimContinuous speech recognition is one of the greatest challenges in this beginning of the centurie. The impressive advances in hardware allow the use of sophisticated mathematical methods to solve complex problems. In this thesis, we show that methods invented for solving long constraint length convolutional codes can be used in speech recognition. The main contributions of this thesis can be summarized as follows: (1) The applicability of the stack decoding algorithm to continuous speech recognition. (2) The development and the analysis of a path metric based on the Mahalanobis distance. This path metric has been used in the implementation of the stack algorithm in recognition program and also in the Viterbi algorithm in the training program. (3) The development of a novel algorithm for clipped speech restoration based on linear prediction (4) Speech denoising method based on time varying Wiener filters. We obtained remarkable results using a very low order filter. (5) In order to develop a good path metric for our stack algorithm, we have performed a statistical analysis of three parametric representations of speech and we have shown that the MFCC set is nearly Gaussian and provides the best separability between classes as compared with LPC and PARCOR coefficients. (6) In the last chapter of the thesis, we have developed an automatic segmentation algorithm that we use for training the speech recognition programItem Reliability assessment and improvement of the electrical : control and instrumentation systems of a cement plant baking process using FMECA(2009) Chafai, Mahfoud SaidThe present work is a contribution towards a solution of some important reliability problems as found in some existing Algerian cement plants focusing on the baking system, the heart of the process, with special emphasis on electrical and electronic systems. Any fêlure that leads to shut down of the baking system will inevitably force the process to stop with heavy economical losses; these problems are further compounded by serious maintainability and safety problems which must be faced during the effort of putting the system back into operation. Reliability assessment is developed focusing principally on the electrical and electronic apparatus and devices of the cement baking process. For this, Failure Mode Effects and Criticality Analysis (FMECA) in conjunction with Fault Tree Analysis (FTA), Event Tree Analysis (ETA) and Reliability Bloc Diagram (RBD), are developed in order to determine all possible types of failures and the types of failures that will most negatively affect the operational capability of the system considered. . This is done by gauging the level of failure criticality by working out a Risk Priority Number (RPN). Critical subsystems, circuits and components are identified and classified for its use in a subsequent decision making process in order to take actions in the frame work of a Reliability Centred Maintenance (RCM) with the objective of achieving the required reliability level in a cost effective manner. Are the object of particular attention, the ways and means of reliability enhancement of the Process Control and Instrumentation (PCI) subsystems; the most adequate choice of solutions among several are proposed to improve the reliability of sensor-transmitters, electric drives, controllers and power supply. In the course of this research effort, investigations have been carried out to set up field data base with particular reference to Algerian cement plants with the use of other main sources such as The American Military Handbook Standards series, the MIL- HDBK 217 F, AVCO corporation and Faradip data basesItem Conception optimale des systèmes de production par une approche bésée sur une système colonie de fourmis artificielles(2010) Bendjeghaba, OmarThis work is devoted to the dispatching of the reactive power and the maintain of voltage profile in the electrical network power systems in steward state by a hybrid approach. Combining heuristic and numerical technique has been chosen. The considered approach deals with the security problem, mainly the elimination of voltage constraint voilation disturbances. Firstly, the effect of the reactive power transmission upon the voltage drop and the active power losses has been analysed. Two important proprieties have been extracted; these will be used in the devlopment of the approach…Item Multiple antenna wireless communication systems over MIMO channels(2011) Recioui, AbdelmadjidThe purpose of the present work is to investigate the advantages of utilizing multi-antenna systems on the capacity of wireless communication systems. This is explicitly due to their capabilities to overcome the impairments of wireless communication systems such as multipath fading and interference. The optimization tasks are carried out via the proliferating global evolutionary techniques to demonstrate their robustness in solving different antenna problems. Different approaches to demonstrate the ability of a linear array of antennas to reduce and/or reject interferences are adopted. First, null placement and sidelobe level reduction are challenged through excitation finding based on the Schelkunoff method and with the aid of genetic algorithms. Next, Particle swarm optimization is used for sidelobe level reduction in nonuniformly spaced linear arrays. Third, it is attempted to incorporate null placement flexibility to the Dolph-Chebychev arrays via position perturbation using Taguchi optimization method. Finally, MIMO system capacity maximization is sought. The purpose is to exploit the dependence of the MIMO channel characteristics on the inter-element spacing between the antennas in linear arrays. Existing models that take into account either signal correlation or mutual coupling effects have been used with a new channel model being proposed to account for both effects simultaneouslyItem Multiple input multiple output system identification using matrix fraction description(2011) Akroum, MohamedThis thesis is concerned with parametric system identification for linear multivariable systems using matrix fraction description. The two forms of matrix fraction description (left and right) are investigated to perform system identification. Single-input single-output methods such as ordinary least squares, generalized least squares extended least squares, maximum likelihood, instrumental variables, four step instrumental variable, simplified refined instrumental variable, linear multistage auto regressive moving average with exogenous input, recursive least squares, recursive extended least squares are first implemented, then extensions are performed to multiple input multiple output systems using left matrix fraction description (LMFD). Moreover Monte Carlo simulations and comparisons are performed on some of these algorithms. For right matrix fraction descriptions (RMFD) identification, nonlinear optimization approaches are proposed such as the constrained prediction error method and the reference model method whereas for diagonal right matrix fraction description models, an iterative least squares is attempted. A frequency domain approach is also investigated for both LMFD and RMFD. Finally identification is performed for control purposes on an industrial process to achieve reference tracking for a four tank hydraulic system.Item Développement de méthodes de segmentation et de suivi d'objets mobiles dans des séquences d'images d’un système multi-caméras(2012) Airouche, MohamedLe travail présenté dans cette thèse contribue essentiellement à résoudre des problèmes de détection et de suivi de piétons dans des scènes encombrées. Deux contributions de ce travail ont été présentées : Dans la première, nous avons développé une technique permettant l’extraction des régions correspondantes aux personnes de l’arrière plan. La technique proposée exploite la complémentarité et la redondance des images thermiques et couleurs. L’utilisation de l’infrarouge thermique permet de séparer les régions correspondantes aux personnes de l’arrière plan puisque les humains ont un profil thermique distinctif par rapport aux objets et à l’environnement. Les résultats obtenus avec l’image thermique sont projetés sur l’image couleur pour identification. La technique proposée est basée sur l’utilisation de l’infrarouge comme informations supplémentaire pour l’extraction des régions correspondantes aux personnes dans les images couleurs. Cette technique permet de séparer les régions correspondantes aux personnes de l’arrière plan d’une manière automatique, et présente un avantage par rapport aux méthodes de segmentation interactives basées sur la couleur qui nécessitent en générale une interaction avec l’utilisateur. Les résultats obtenus montrent que la technique proposée permet d’extraire des régions correspondantes aux personnes de l’arrière plan dans différents scènes. Dans la deuxième, notre travail est orienté vers la recherche de nouvelles techniques de suivi des piétons dans des scènes encombrées. Nous avons abordé le problème de suivi de piétons multiples utilisant des informations hétérogènes. Une approche de suivi des piétons fondé sur une coopération entre le filtrage particulaire et la théorie de Dezert-Smarandache a été proposée. L’approche théorique de Dezert-Smarandache (DSmT) a été utilisée pour combiner la couleur et l’information thermique ainsi que l’information de la position. L'utilisation de la DSmT permet de quantifier les conflits et les paradoxes qui pourraient surgir entre les informations utilisées dus à la présence de fausses alarmes et des niveaux élevés d’occlusions. Enfin, les résultats expérimentaux obtenus, pour suivre des personnes marchant dans des scènes d’intérieures avec des niveaux élevés d’occlusions, montrent l’efficacité des méthodes développées pour le suivi visuel même durant les occlusionsItem Optimized wavelets for classification : application to hyperspectralimage and ECG signal(2012) Daamouche, AbdelhamidThe contribution of the present work is twofold. First, Wavelets are known to be a valuable tool for analyzing hyperspectral images. In this thesis, we propose to improve further their performance by means of a novel classification-driven design scheme which aims at deriving a wavelet that best represents in terms of between-class discrimination capability the spectral signatures conveyed by a given hyperspectral image. This is achieved by adopting a polyphase representation of the wavelet filter bank and formulating the wavelet optimization problem within a particle swarm optimization (PSO) framework. Experimental results show that the proposed wavelet design method outperforms the popular Daubechies wavelets whatever the classifier type adopted in the classification process. Second, Wavelets have proved particularly effective for classifying ECG signals. In this thesis, we show that wavelet performances in terms of classification accuracy can be pushed further by customizing them for the classification task. A novel approach for designing ECG signal classification-driven wavelets is proposed. It makes use of the polyphase representation of the wavelet filter bank and formulates the design problem within a particle swarm optimization (PSO) framework. Experimental results conducted on the benchmark MIT/BIH arrhythmia database with the state-of-the-art support vector machine (SVM) classifier confirm the superiority in terms of classification accuracy and stability of the proposed method over standard wavelets (i.e., Daubechies and Symlet wavelets)Item Study and design of rf front-end(2012) Challal, MouloudThis thesis deals with the study, design and implementation of three fundamental parts of an RF/Microwave front-end receiver. The first is the synthesis and design of conventional microstrip low-pass and band-pass filters. Also, compact high performances low-pass and band-stop filters based on defected ground structure (DGS) are proposed. The second deals with 24 GHz microstrip low noise amplifiers (LNAs) design and implementation. The last part concerns design and implementation of compact down-conversion mixers (DCM) for K-Band applications. Afterward, new topology of double balanced DCM is presented. An experimental validation of the designed structures is performed successfullyItem Contribution au diagnostic des systèmes automatiques complexes basée sur une approche neuronale en composantes principales non linéaires : application sur un système hydraulique à trois cuves(2012) Kouadri, AbdelmalekDans cette thèse, nous avons présenté une extension de l’ACP dans le cas non linéaire par l’utilisation de deux types de réseaux de neurones. Le premier réseau, représenté par la carte d’auto-organisation de Kohonen, sert à extraire les composantes principales, tandis que le deuxième de fonction à base radiale est utilisé pour la reconstruction des données initiales. La connaissance des poids référents de la carte de Kohonen détermine une quantification vectorielle de la projection dans l’espace de dimension réduit. La transformation inverse permettant de calculer l’estimation des données initiales à partir des composantes principales obtenues par la carte de Kohonen se fait par un réseau de neurones de fonction à base radiale. Ce réseau de neurones est utilisé comme outil de modélisation par apprentissage. L’apprentissage est réalisé par des algorithmes d’optimisation dans le but est de minimiser la fonction de coût qui défini l’écart entre les sorties du réseau et les sorties réelles, en modifiant les paramètres d’une manière itérative. Nous avons présenté un algorithme d’optimisation direct et globale, appelé ‘DIRECT’ dans sa forme standard. Cet algorithme est basé sur la division continuelle de l’espace de recherche de la fonction coût. Cette approche neuronale proposée a été utilisée au diagnostic de défauts dans un système à trois réservoirs DTS-200Item Etude de la fiabilité des dispositifs MOS soumis à des rayonnements ionisants(2012) Tahi, HakimLes études de la fiabilité et de la qualification des dispositifs MOS, soumis à des irradiations ionisantes, dépendent fortement des techniques et des méthodes utilisées pour l'estimation des pièges induits par irradiation dans ces dispositifs. Jusqu'à aujourd'hui, il n'existe pas de méthodes pour l'estimation distincte des pièges induits par irradiation dans chacune des différentes régions du transistor, notamment la région de l'oxyde du champ (LOCOS : LOCal Oxidation Silicon) et le STI : Shallow Trench Isolation). Cette région est la plus sensible à l'irradiation dans les transistors modernes. En plus, l'estimation des pièges induits par l'irradiation en utilisant les méthodes basées sur le Pompage de Charge (PC) est entachée d'erreurs, dues d'une part, à la contribution des différentes régions du canal au courant maximal du PC utilisé pour cette estimation, et d'autre part, au courant géométrique qui augmente avec l'irradiation. Ces problèmes sont traités et résolus dans ce travail. Dans la première partie de ce travail, nous avons validé expérimentalement la méthode OTCP (Oxide Trap based on Charge Pumping) qui a été développée dans notre laboratoire. Nous avons montré que cette méthode est plus adaptée à l'estimation des pièges induits par l'irradiation dans les transistors à canal long par rapport aux méthodes classiques, telles que : C(VG), STS, MG, DTCP et DTBT. Par la suite, nous avons développé une méthodologie pour adapter la méthode OTCP à l'extraction des pièges induits par irradiation dans les transistors à canal court. Dans la deuxième partie, nous avons montré que le courant maximal du PC dans les transistors est la contribution des courants pompés dans les régions constituant le canal et le courant géométrique. Enfin, nous avons développé une nouvelle méthode pour éliminer la composante géométrique dans les mesures du PC des transistors vierges et irradiés et une autre méthode pour l'estimation des pièges induits par l'irradiation dans les différentes régions constituant le canal du transistorItem Conception d'un nouveau système de régulation anti pompage des compresseurs centrifuges(2013) Zamoum, RazikaLe pompage est un problème d'instabilité aérodynamique rencontré dans les compresseurs centrifuges, il peut conduire à un phénomène destructeur qui peut entraîner des dommages mécaniques du compresseur. Les utilisateurs de ces compresseurs s'appuient sur les systèmes de contrôle pour empêcher le fonctionnement de ces derniers dans la région instable. Il n'est pas efficace d'appliquer les contrôleurs classiques, tels que PID lorsque les paramètres du système de compression de recyclage changent fréquemment. La seule façon de configurer correctement un système de contrôle est de localiser la limite de la région instable par un essai de pompage qui consiste à amener le fonctionnement du compresseur à proximité de cette région, ce processus met le compresseur et la production à risque (test de la limite de pompage). Par conséquent, pour éviter l'apparition d'un tel phénomène, certaines techniques ont été mises en place. Jusqu'à présent, la plupart des installations utilisent seulement la solution classique basée sur le régulateur PID. Les définitions élémentaires des compresseurs ainsi que le phénomène de pompage ont été introduits dans ce travail. Le modèle mathématique de Greitzer a été utilisé pour la modélisation de notre système de compression. Puis, une solution classique (l'utilisation du régulateur PID) a été explorée, en plus un nouveau contrôleur PI flou a été proposé. Enfin, trois méthodes d'identification ont été étudiées a fin de permettre au système de suivre une référence souhaitée. Ces méthodes d'identification concernent l'utilisation de l'ANFIS, NLARX et le modèle de Hammerstein &Weiner. L'utilisation du régulateur PID dans notre système de compression a montré quelques inconvénients en comparant ses résultats à ceux obtenus par le contrôleur PI logique floue. Donc notre régulateur PI logique flou a surmonté les inconvénients du PID classique en termes de performance et de robustesse, Permettant ainsi d'atteindre les objectifs fixés. Finalement, une partie de la simulation est clairement présentée, avec les avantages du contrôleur intelligentItem Développement d'un superviseur flou appliqué à la commande d'un actionnaire électrique(2013) Laroussi, KouiderLa simplicité de la structure descontrôleurs classiquelui permet de posséder un champ d'application dans le milieu l'industrie moderne. Toutefois, ces contrôleursont des limitationset ne peuvent réagir d'une façon optimale face à la dynamique non linéaire et de la variation des paramètres du système. Dans la littérature, plusieurs stratégies d'adaptation ont été développées pour éliminer ces limitations.Dans cette thèse, nous décrivons une architecture générale des superviseurs des paramètres des contrôle sclassique l'adaptation de paramètre PI. Nous appliquons cette structure obtenue à la commande de la vitesse de la machine à inductionItem Surveillance automatisée de processus industriels complexes(2014) Baiche, KarimLes processus industriels complexes nécessitent une méthodologie de détection rapide et précoce des défaillances dans leurs systèmes et machines à cause de l'utilisation fréquente de ces derniers dans diverses applications et domaines ainsi que leur impact socio-économique. Le travail présenté dans cette thèse évoque plusieurs approches de traitement et d'analyse appliquées au diagnostic des défauts à savoir certains défauts de machines tournantes (roulement) et défauts de capteurs (système à trois réservoirs -three tank system). Pour mettre en œuvre ce travail de recherche, nous avons établi une feuille de route selon les démarches suivantes : Etablir un état de l'art sur le principe du FDI et les différents défauts pouvant être enregistrés et identifiés. Etablir un prétraitement basé sur l'analyse spectrale avec modèle et sans modèle en utilisant les statistiques d'ordre deux et d'ordre supérieur. le premier type d'approche consiste à utiliser des modèles analytiques du processus, ceux-ci fournissent une estimation en ligne des grandeurs non mesurables. la seconde catégorie d'approche consiste à analyser les signaux mesurés sur la machine en cours de fonctionnement. Les analyses sont réalisées pour la plupart, dans le domaine fréquentiel et en régime permanent. Les informations issues de ces analyses permettent souvent une identification efficace de défaillances présentes au niveau des différents organes du processus. Toutefois ces approches fréquentielles trouvent leurs limites en présence d'importants bruits de mesure qui noient l'information pertinente. Etablir un test statistique basé sur la SPE en utilisant la MSPCA, Identifier les sources de défaillances en utilisant l'ACI