Diagnostic des défauts

En général, il existe trois étapes pour le diagnostic des défauts :1) détection, 2) isolation et

1.5.1 Détection des défauts

Cette étape consiste à fournir une information à l'opérateur sur la présence ou non d'un défaut. Cette information qui semble être "booléenne" est en réalité très complexe en raison de la présence de bruits de mesure, d'incertitudes paramétriques et de perturbations etc... . dans cette étape, la robustesse de détection et la distinguabilité entre les perturbation et les vrais défauts sont des verrous scientiques forts. Notre travail de recherche concerne la robustesse vis à vis des incertitudes paramétriques. Les performances de cette étape concernent les fausses alarmes ou non détection pouvant alors introduire des états catastrophiques et/ou non conance de l'opérateur au système de surveillance.

1.5.2 Isolation du défaut

Une fois l'alarme générée, l'étape isolation a pour but d'établir le candidat du défaut pos- sible qui peut expliquer le comportement anormal observé. L'isolation de défauts est basée sur l'analyse d'un ensemble de signatures répertoriées. La non-isolation du défaut peut provoquer un arrêt inutile de l'installation.

1.5.3 Identication du défaut

Cette étape a pour but de déterminer l'amplitude et le type du défaut. Pour les défauts brusques, si un ensemble de défauts multiples demeure après l'isolation de défaut, alors l'identi- cation est nécessaire pour chaque ensemble de défauts qui correspond le mieux aux observations est considéré comme étant le réel.

Pour les défauts naissants, l'étape d'identication est dicile étant donné que le comportement de dégradation dynamique pour ce dernier doit être supposé connu à l'avance et parfois cette connaissance préalable n'est pas facile à l'obtenir.

Si la gravité du défaut identié est acceptable, cette sévérité sera utilisée dans la conception de conguration de la loi de contrôle du système pour atteindre la tolérance aux défauts. D'autre part, si le résultat d'identication de défaut indique que la panne est trop sévère, alors le com- posant défectueux correspondant doit être remplacé.

La nature des situations possibles de défauts peut être classé en trois catégories : 1. Défaut brusque (Abrupt) :

Il est généralement modélisé comme une déviation (une fonction échelon `step') et géné-

ralement persistant comme montré en FIGURE 1.3, où t0 est le point de commencement

du défaut.

Pour le défaut brusque, il est important que le système de diagnostic soit capable de détecter le changement brusque en temps voulu an d'éviter les conséquences catastro- phiques. Dans ce cas, la détection précoce est le principal objectif du diagnostic.

2. Défaut naissant (Incipient) :

Les défauts naissants sont généralement liés à la détérioration des composants du système comme montrée en FIGURE 1.4. Il est relativement dicile de détecter le défaut naissant en raison de son évolution lente et l'eet de compensation de l'asservissement du système. 3. Défaut intermittent (Intermittent) :

Il se manifeste habituellement d'une manière intermittente de façon imprévisible comme le montre la FIGURE 1.5. Les défauts brusques et naissants appartiennent à des défauts

La valeur du

paramètre

t

Temps

Figure 1.3  Prol du défaut brusque

La valeur du

paramètre

t

Temps

Figure 1.4  Prol du défaut naissant

persistants, ce qui signie qu'une fois qu'ils apparaissent ne disparaissent pas, par contre les défauts intermittents disparaissent.

La valeur du paramètre

t

Figure 1.5  Prol du défaut intermittent Diérentes sources de défauts :

 Défaut composant :

Une déviation de la valeur du paramètre par rapport à sa valeur nominale et qui peut provoquer un changement de l'état du système. Par exemple, un défaut de type crevaison dans une voiture va augmenter le coecient de frottement entre la roue et le sol.

 Défaut capteur

Les capteurs fournissent les signaux de mesure d'un système surveillé, et transmettent les informations liées au comportement d'un système et ses états internes. Les défauts de capteurs se produisent quand il y a des écarts entre les signaux de mesure et leurs valeurs réelles.

 Défaut actionneur

Les défauts actionneurs sont des eecteurs de commande d'un système, pour la plupart des systèmes électromécaniques.

Les actionneurs sont nécessaires pour transformer les signaux de contrôle à des signaux de commandes appropriés tels que les couples et les forces pour conduire le système. Les défauts de l'actionneur se produisent quand il ya des écarts entre la sortie de l'actionneur désirée et la sortie réelle de l'actionneur au système pour laquelle il a été conçu.

défaut actionneur défaut composant défaut capteur Sortie Entrée

Contrôleur Actionneurs Système Capteurs

Figure 1.6  Diérents défauts dans un système surveillé  Les incertitudes :

Les incertitudes dans la modélisation peuvent être dues à une mauvaise estimation des dynamiques dans un système, une identication non précise des valeurs numériques des paramètres ou variation de leurs valeurs.

 Les perturbations :

Les perturbations font généralement référence à des bruits de mesure de capteurs qui sont des signaux à haute fréquence. D'autres facteurs comme le frottement non mesuré et entrées inconnues, sont également considérés comme des perturbations.

Un bon système de diagnostic doit être robuste aux diérentes perturbations et incertitudes

mais tout en conservant sa sensibilité aux défauts [47].