Boundary PDE Observers Design for Fault diagnosis of pressurized pipes
Synthese d'observateurs à dérivees partielles pour le diagnostic de défauts des sytèmes de distribution de flux
Résumé
Distribution flow networks are modeled by linear or nonlinear systems of balance laws. The performance
of the observers and the diagnostic approach is demonstrated on real flow data collected from
the water distribution system of Polytech’Lille (Cité scientifique, University of Lille 1 Sciences and Technologies).
Monitoring of these networks (Faults detection and isolation) requires knowledge of certain
state variables. However, in most cases it is not possible to measure all the state variables and observers
based on partial differential equations modelling the network dynamic can be used. In this dissertation,
the observability of the hyperbolic systems is studied first and then classical and robust PDE observers
with injection of the state estimation error at boundaries or in the system dynamics are proposed. These
observers provide on-line estimation of signals that are not measured. The estimation is used for the
diagnosis of distribution flow systems. The performance of the observers and the diagnosis approach are
validated on real flow data collected from the water distribution system (WDS)of Polytech’Lille (Cité
scientifique, University of Lille 1 Sciences and Technologies), within the framework of the project SUNRISE
SMART CITY. Data are taken from the WDS in the absence and in the presence of leaks are
used.
Les réseaux de distribution de flux sont modélisés par des systèmes hyperboliques linéaires ou non
linéaires de lois de conservation avec terme source. La surveillance de ces réseaux (diagnostic de défauts)
nécessite la connaissance de certaines variables d’état. Or dans la plupart des cas, il n’est pas possible
de mesurer toutes les variables d’états et des observateurs basés sur le système d’équations aux dérivées
partielles représentant le réseau peuvent alors être utilisés. Dans cette thèse, l’observabilités des systèmes
hyperboliques est tout d’abord étudiée puis les observateurs classiques et robustes à dérivées partielles,
avec injection de l’erreur d’estimation aux frontières ou dans la dynamique du système sont proposés. Ces
observateurs fournissent des estimations en ligne des signaux qui ne sont pas mesurés. Ces estimations
seront utilisées pour le diagnostic des systèmes de distribution de flux. Les performances des observateurs
et l’approche de diagnostic sont validées sur le système de distribution d’eau d’un bâtiment de l’Université
de Lille 1 Sciences et Technologies, dans le cadre du projet SUNRISE SMART CITY. Des données
réelles, prélevées sur le site en absence et en présence de fuites sont utilisées.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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