Robust continuous-time and discrete-time flow control of a dam-river system. (II) Controller design
Commande robuste en débit d'un système barrage-rivière, temps continu et temps discret. (II) conception du contrôleur
Résumé
The paper presents robust design methods for the automatic control of a dam-river system, where the action variable is the upstream flow rate and the controlled variable the downstream flow rate. The system is modeled with a linear model derived analytically from simplified partial derivative equations describing open-channel flow dynamics. Two control methods (pole placement and Smith predictor) are compared in terms of performance and robustness. The pole placement is done on the sampled model, whereas the Smith predictor is based on the continuous model. Robustness is estimated with the use of margins, and also with the use of a bound on multiplicative uncertainty taking into account the model errors, due to the nonlinear dynamics of the system. Simulations are carried out on a nonlinear model of the river, and performance and robustness of both controllers are compared to the ones of a continuous-time PID controller.
L'article présente des méthodes de conception robustes pour le contrôle automatique d'un système barrage-rivière où la variable de commande est le débit amont et la variable contrôlée le débit aval. Le système est modélisé par un modèle linéaire dérivé analytiquement d'équations aux dérivées partielles simplifiées qui décrivent la dynamique du système à surface libre. Deux méthodes de contrôle (placement de pôles et prédicteur de Smith) sont comparées en performance et robustesse. Le placement de pôles est fait sur le modèle échantillonné, alors que le prédicteur de Smith est basé sur le modèle continu. La robustesse est estimée par des marges ainsi qu'à l'aide d'une borne sur les incertitudes multiplicatives prenant en compte les erreurs de modèle dues à la dynamique non linéaire du système. Les simulations sont effectuées sur un modèle non linéaire de la rivière et la performance des deux contrôleurs est comparée à celle d'un contrôleur PID continu.