Optimal control of a dam-river system with intermediate measurement points
Commande optimale d'un système barrage-rivière avec points de mesure intermédiaires
Résumé
The paper deals with the automatic control of a dam-river system used for irrigation purposes. The synthesis of controllers using intermediate measurements by monovariable techniques supposes an a priori choice of architecture, that does not always garantee stability and robustness of the closed loop system. We propose a multivariable approach to this architecture choice, by synthesizing an optimal controller minimising a quadratic criteria (LQG controller) for the SIMO system (Single Input - Multiple Output) described in the state space. The optimal LQG controller consists in an observer and a state feedback controller, the intermediate measurements helping to improve state reconstruction. The proposed controller is evaluated and compared to a controller obtained by classical techniques, in terms of robustness and by simulations on a nonlinear model with realistic scenarios.
L'article traite de la commande automatique d'un système barrage - rivière utilisé pour l'irrigation. La synthèse de régulateurs utilisant les mesures intermédiaires par des méthodes monovariables suppose un choix d'architecture a priori, qui ne garantit pas toujours la stabilité et la robustesse du système bouclé. Nous proposons une approche multivariable à ce choix d'architecture, en synthétisant un contrôleur optimal minimisant un critère quadratique (contrôleur LQG) pour le système SIMO (Single Input - Multiple Output) décrit sous forme temporelle dans l'espace d'état. Le contrôleur optimal LQG est constitué d'un observateur et d'un contrôleur par retour d'état, les mesures intermédiaires servant à améliorer la reconstruction de l'état. Le régulateur proposé est évalué et comparé à un régulateur obtenu par des techniques classiques, en terme de robustesse et par des simulations sur modèle non linéaire avec des scénarios réalistes.