Règles floues de la logique floue

Les gles floues so t âties à pa ti des deg s d appa tenance des variables d e t e et de so tie, et à pa ti aussi des elatio s e t e les a ia les d e t e et les variables de sortie. Le principe pour définir des règles floues est complexe elle dépend de la situation et de la condition. Pour les modules FLC 1 et FLC 2, ces règles floues ont été prédéfinies arbitrairement selon les données expérimentales à savoir en exploitant les informations affichées dans le tableau 2.2 (utilisé comme référence). La méthode a consisté à donner priorité au débit de gaz total par rapport à l i te sit pou odifie la itesse des pa ti ules e ol et à joue de p f e e sur le rapport H2 / Ar pour intervenir sur la température des particules. La relation réelle est bien sûr plus complexe et non linéaire, mais cette méthode permet de simplifier la mise en forme des règles floues. Les valeurs dans le tableau sont produites selon les relations réelles entre les paramètres opératoires et les caractéristiques des particules en vol ; les hiff es so t al ul s pa l uatio comme : la hauteur du changement de température et de vitesse / la hauteur du changement des paramètres opératoires (I, H2, r . Ces aleu s e so t u u e référence approximative, la méthode de calcul sera mentionnée par la suite (chapitre 2.6.3).

Tab. 2.2 Relations entre modifications des paramètres opératoires et conséquences sur les caractéristiques des particules

I = 1 (A) (Ar + H2 ) = 1 (L/min)  (H2 / Ar) = 1 (-) T (K) +0,350 -1,000 +778,788 V (m/s) +0,023 +2,800 0

Pour bien comprendre le p i ipe de d fi itio des gles floues, l e e ple sui a t a été choisi pour expliquer le cours d'inférence :

On suppose les paramètres opératoires suivants I = 500 A, H2 + Ar = 50 L/min, H2 / Ar = 0,25 (H2 : 10 L/min, Argon : 40 L/min), les caractéristiques des particules en vol sous ces conditions sont 2373 K pour la température et 300 m s^-1 pour la vitesse. On o state ue la te p atu e est pas suffisa te ais ue la itesse o ie t. O doit donc chercher à augmenter la température et maintenir la valeur de vitesse. Dans ce cas, trois solutions sont envisageables (calculées à partir du tableau 2.2) :

1 - aug e te l i te sit de ou a t de A et dui e le d it de gaz total de 6 L/min, ce qui donnerait I = 768 A, H2 + Ar = 44 L/min

2 - augmenter le rapport H2 / Ar de 0,12, ce qui donnerait I = 500 A, H2 / Ar = 0,37

3 - croiser les augmentations obtenues précédemment et on obtient :

1% de la solution (1) + 99% de la solution de (2)

...

……

99% de solution (1) + 1% de solution de (2)

De nombreux autres critères doivent être considérés comme tous ceux qui touchent aux limitations mécaniques et à la stabilisation du procédé notamment. Dans tous les as, la e he he d u e oi d e odifi atio s a o pag e d u e gle floue plus courte. Pour le e ple t ait , il est atte du de ai te i la itesse à .s-1, si bien que le débit total de gaz ne doit pas être modifié. Ce sera donc la solution (2) qui sera choisie comme l'inférence de sortie. En conséquence, le débit d'argon est modifié à 36,5 L/min, et le débit d'hydrogène passe à 13,5 L/min.

Le o e de gles floues est d te i pa le o e de a ia les d e t e et pa le nombre de niveaux affectés à chaque variable. Il y a 5² (niveau ^nombre) de règles floues dans le module FLC 1 (deux va ia les d e t e ui so t la diff e e de

température et la différence de vitesse; cinq niveaux pour chaque variable). En utilisa t les g aphes des su fa es des gles floues, o peut alo s ifie l e se le de ces règles et noter les éventuelles erreurs. Cette surface des règles floues est âtie à pa ti de l e se le des gles floues appli u es à deu a ia les d e t e et une variable de sortie. Pour le module FLC 1, la surface se compose du plan DTP ×

DV_P (DTP différence entre la température des particules en vol mesurée et la température prédite; DV_P différence entre la vitesse des particules en vol mesurée et la vitesse prédite, une valeur positive dans ce graphe indique que la valeur réelle est plus g a de ue elle do e pa la p di tio . L a e vertical correspond au paramètre opératoire soit l'intensité du courant, soit le rapport de l'hydrogène soit enfin le débit de gaz total, figure 2.10.

Figure 2.10 Graphe des surfaces des règles floues du module FLC 1 pour la vitesse et température des particules en vol en fonction des paramètres opératoires

Ainsi le module FLC 1 peut donner rapidement une inférence. Si on suppose par exemple DV_P = DT_P= , u poi t oi situ su la su fa e e ouleu ep se te l tat d e t e, la aleu de so tie des trois paramètres de fonctionnement (I, H2 / Ar, H2 + Ar) est indiquée sur chaque courbe (a) (b) et (c) de la figure 2.10. Dans ce cas-là, on

lit I = - 0,2, H2 / Ar = - 0,2, H2 + Ar = - 0,2, cela signifie que chaque valeur doit être réduite de 20%. Ces valeurs sont alors transmises au module FLC 2 où de nouvelles opérations sont effectuées.

Da s le FLC ai te a t, t ois a ia les d e t e i te sit de ou a t, d it du gaz total et rapport hydrogène/argon) et cinq niveaux pour chacune des variables sont intégrées. Les règles floues de FLC 2 sont plus simples (3 × 5¹) car il y a en fait trois sous- odules du o t ôle de la logi ue floue e o pa a t l usage d u seul odule du contrôle qui a un ensemble de 5³ règles floues. Chaque sous-module correspond à u e a ia le d e t e, do il a i gles floues pa sous-module. La figure 2.11 illust e le p ofil des gles floues du odule FLC . L a e ho izo tal est d fi i pa l e t e; l a e e ti al o espo d à la odifi atio du pa a t e o t ôl i te sité de courant, débit du gaz total et rapport hydrogène/Argon).

L e t e de FLC est la diff e e alu e e t e la aleu esu e e lig e et la valeur de référence donnée par RNA 2 et FLC 1 pour les paramètres opératoires choisis. Une entrée négative indique que la valeur mesurée en ligne est trop importante, donc il faut la baisser. Au contraire, une entrée positive indique que la aleu esu e e lig e est pas assez i po ta te, et u il faut aug e te les paramètres (I, H2 + Ar ou H2 / Ar).

Le module FLC 2 est donc le pivot de ce système : il contrôle les paramètres opératoires et commande les opérations des actionneurs. Il est en liaison directe a e les deu odules FLC et de ‘NA . C est pou uoi t ois sous-modules sont employés dans ce module FLC 2.

Figure 2.11 Profil des règles floues du module FLC 2