Contrôle de réacteurs de polymérisation, Observateur et Invariance
139
0
0
Texte intégral
(2) ECOLE DES MINES DE PARIS. N° attribué par la bibliothèque |__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|. THESE pour obtenir le grade de Docteur de l’Ecole des Mines de Paris Spécialité “Mathématiques et Automatique” présentée et soutenue publiquement par Nasradine AGHANNAN le 13 novembre 2003. CONTRÔLE de REACTEURS DE POLYMERISATION, OBSERVATEUR ET INVARIANCE. Directeur de thèse : Pierre ROUCHON. Jury M. Hassan HAMMOURI M. Georges BASTIN M. Witold RESPONDEK M. Emmanuel TRELAT M. Marc WEINBERG. Président Rapporteur Rapporteur Examinateur Examinateur.
(3)
(4) . .
(5)
(6)
(7) .
(8) . .
(9) !" " # $
(10)
(11)
(12) . . % &
(13) '()
(14) *
(15) + , )
(16) ( - .& & .
(17)
(18) .
(19)
(20)
(21) .
(22)
(23)
(24)
(25)
(26) . / )
(27)
(28) ( 0 +
(29) 1/ ) ) &
(30) 2'$, 1 / ) )
(31)
(32) ()
(33)
(34)
(35) . ) & ( ( +
(36) ) 0
(37) ) / & ( ) % 3
(38) ( &4 /() 3 4 )
(39) 5 0 6
(40)
(41) /
(42) ( () ) ) / &
(43) + 7 ( 8 / ) &
(44)
(45) /( ) ) ) ()
(46) )&
(47) .& &
(48)
(49) /9 /: .& & #
(50)
(51) ) /
(52)
(53) & .
(54)
(55)
(56) .
(57) () 2 + &
(58) , ) ) & + , - .& & . 2
(59) + ;
(60) 7
(61)
(62) ;< ' ; ) )
(63) +
(64) = ( & & 2'$,
(65) ' ; ) ;< & +
(66) () + ; 2 & = ;
(67) 7 8 ; & ;< + 2'$, ;<
(68) () &
(69) > 2 2'$,
(70) 5 " 3
(71)
(72)
(73) 4
(74)
(75) + $ 3& 4 1 3
(76) 4
(77)
(78) + ) 2 (5) ( &
(79) ) ; & ( ( +
(80) , ; ) )
(81) ; & (
(82)
(83) )( 8 & ; +
(84)
(85) $ < ; (
(86) ;< & () + ; ) & + < )( & ; ' ( ; 7 ; ; ) & ( +(< = + 2 ;
(87) ( ( ;
(88) & ;< & () ; & ' ( $ & ) ; +
(89) + &
(90) ; ) (
(91) (5) ,.
(92) . . $
(93) 5 ( 8 7 8 ) ;< & $( "?
(94) & ) ( ( + , ) + ;< & )( "@ ,
(95) ;
(96)
(97) ; ) &
(98) ) + " : ,
(99) ; ( () ; ) & A ;< &
(100) 5 ; + & + ; ; ; A ; ( ; & &
(101) + () 2 & & + ;<
(102) ; (
(103) ( BC BC.
(104) > , ; ) . ; ; ) &
(105) () ) ;
(106) BC ; ) < &
(107) ( A ) 8 < ; ) + &
(108) + ; 8 ( +
(109) 2 ; )
(110)
(111)
(112)
(113) )
(114) + +
(115) + 8&
(116) . $ x˙ = f (x) ;
(117) y = h(x) ) ;
(118) + &
(119) G ; 8 )
(120) () + + xˆ˙ = fˆ(ˆx, y) ; y = h(x)
(121) xˆ + x 8 ) ( + ; + &
(122)
(123) &
(124) y + A
(125)
(126) ) & () ) xˆ˙ = fˆ(ˆx, y) 7 ( ) ) 8 + ) (
(127) ) ) & + 2 () )& &
(128)
(129) ( + + ) () )&
(130) ) ( ; & D & + G
(131) + E( # ∂ fˆ/∂ xˆ 8 &) 3 4
(132) . ! ! . A
(133)
(134) ; & +
(135) () + + 7 .& & ; 8& 3
(136) 4 ' .
(137) . . ( 3
(138) )4 () ) & + 8& 2 () : .& & 2 & - 8 ( < & 8& + 2 )&
(139) ) ( ; & E( + () &) 8 3 4 +
(140) 8
(141) ) + < & () & $
(142)
(143) + ); () (
(144)
(145) # ; 8& ( #
(146) + F )) & - ) 2 ( & ) ( F +
(147)
(148) " + ( ( #
(149) ; ) ; &) ; F) +
(150)
(151) # ;
(152) & + & .
(153)
(154)
(155). E G G
(156) 5 *& A -
(157) <
(158)
(159) : 2 A (& # E 0
(160) -
(161) / /
(162)
(163)
(164) &
(165) ( E $ H
(166) E .)
(167)
(168) .
(169) )
(170) ) / 9 /
(171) 0 ) E & .&
(172) & ) /
(173)
(174)
(175) ( + E (
(176) $ * . ( 2'$, . E
(177) .(
(178)
(179) ( E 1 & - ' * I D:-
(180) $, $ I *(=
(181) $, / )
(182) 8 / /
(183) )
(184)
(185)
(186) & % ) E
(187) /
(188) #
(189) /)
(190) ) ( .
(191)
(192)
(193)
(194). ) $ # %# &'' @ "# . $' # (( ) *# @@ 1
(195)
(196) @" : $' # (+ ) "@ 1
(197)
(198) "" : # ,# ?@ 1 # ?" '() ?? % # -
(199) 5 = 2'$, , ) () ) ( %. ? J @ @ @J " " " "J ? K@ K@ K@. K! # !# KL , KL. ( %% . ' # ' . # % .
(200) .
(201) . K@ *
(202) + ) K" : / ) K? :#
(203) @ 7 M KK :#
(204) " 7 I K! :#
(205) ? 7 . K F / ) # -.# # # - ! ! , !@ .& & - !" M () !? )& /() !K :#
(206) 7 ( ( !! .& & ) + # . !@ !K ! !L @ ? ! L JK JL L" L!. L 0'
(207) # - LL M #
(208) R3 LL . & @@ 1 %' @? + # 2 .# @! , @! @ M ) @ "
(209)
(210) 6
(211) @L @@ 3 3'' @@? + +.# 4 @@! 1!
(212) @@ ( %%%. /.
(213) . / )
(214)
(215) ( 0 +
(216) 1/ ) ) &
(217) 2'$, 1 / ) )
(218)
(219) ()
(220)
(221)
(222) .
(223) 5 = 2'$, " 3
(224)
(225)
(226) 4 0 $ & 1 : 3
(227) 4 0 ) ./(5+ # / &
(228) ) / (
(229) + )
(230) )
(231)
(232) ) &
(233) # %
(234)
(235) )( 8
(236) N /( / (
(237)
(238) + 0
(239) ) (
(240) &
(241) )( ( (
(242)
(243) / ) & 7 (
(244) #
(245) ( & 0
(246)
(247) (
(248) )
(249) O ( + (
(250) ) / & /
(251)
(252) 8 ) (
(253) 0 /(5+ % $
(254) 5
(255) 9 ( 7 ) 8 & +
(256) + ) "? 50 ( )
(257) & +
(258) )( "@ 1
(259)
(260) ( 0
(261) ) / ) # /
(262) 0 / &
(263) # .
(264) . . + / 6# 0 /& )
(265) + /(5
(266) ( BC BC ) F
(267) ) 0 ()
(268)
(269) 0 /& + BC P
(270) ( < & ) ) # /( ) / / &
(271) + ) ( 8
(272) ( 8 / )
(273)
(274) ) / &
(275) /( () &(
(276) & ) )
(277)
(278)
(279)
(280) /) / 0
(281) # /
(282) ) 8& ) ()
(283) )&
(284) 0
(285) (
(286) ) 1 # )& & BC /& #
(287) 7
(288) ) &
(289) 2'$, /()
(290)
(291)
(292)
(293)
(294)
(295)
(296) > 1
(297) @ "
(298)
(299) ) )
(300)
(301)
(302) )
(303) " : 1
(304) ? ) /() % ) (
(305)
(306)
(307)
(308)
(309) > 1
(310) K
(311) ) ) / &
(312) + 1
(313) ! ) ()
(314)
(315) .& & .
(316)
(317)
(318) .
(319) 1
(320)
(321)
(322) ) & ) F
(323)
(324)
(325) 0 2'$, 7
(326)
(327) . (
(328) 5 9 0 + 7 &
(329) %
(330) .
(331) @ " 3
(332)
(333)
(334) 4 $ 3& 4 .
(335) )
(336) 1 0 ) P 2'$,
(337)
(338) 3:4 ) + / ( ) 7 $ *M:-, 2'$, . .:-2 2'$, . 'MG: 2'$, . 1 ,*' 2'$, $ - '-:,. 2'$, $ A:,:-* 2'$, $ ./
(339) /'
(340) " 2'$, $ 1 , I *-:Q: 2'$, ) ./
(341) /'
(342) : 2'$, ) * I D:G':RA:.. / & )
(343)
(344) ) S T )
(345) )
(346) S T
(347)
(348) ,, ) & 6#
(349)
(350) /()
(351) &
(352) " : # ) (
(353) & %
(354) /
(355)
(356) /
(357) 7 )
(358) 0 (5+ % . ) /() 7 ()
(359) ( & ) 5 / F & . )
(360) 9 (
(361) " P ) 8 % +
(362) + ) "? 7
(363) ( /P # %
(364)
(365)
(366)
(367) / / )
(368) & +
(369) )( "@ 1
(370)
(371) ( 0
(372) ) ./
(373) & % ( #
(374) ) )
(375) (5+ &&
(376) & U .
(377) .
(378) /#
(379) #
(380) + % .
(381) $ P ) &
(382) 7 # ( &
(383) 0 95% ,
(384) ) / 9 & ) ? 3 ""4 7 /&
(385) $& @
(386) & ( $
(387) +H ) .
(388) @ "
(389) ) 0
(390)
(391)
(392) " : 1
(393) ? ) /() % ) )
(394)
(395)
(396) #
(397) ( # . >. ) )
(398)
(399) )& ) B5C BC BC S2 /, & T 7 BC B6C B7C B6C B68C / ( /() % ) 7 B5C B5C BC B8C B5C ./() % ) )
(400)
(401)
(402) " : & )
(403)
(404) # / ) 7 %
(405) + 3B6CB5C4 ) / B67C 8 D B6C
(406) / /) 9 V
(407) / "
(408)
(409)
(410) 0
(411)
(412)
(413)
(414)
(415) ) 9
(416) .
(417)
(418) .
(419) . )
(420)
(421) " 2'$, $ 7
(422)
(423) 250 <2
(424)
(425)
(426) 10000 <2 "" . / / ( (
(427)
(428)
(429) 8 / /(5+
(430) 5 3 &
(431) .
(432) . . % 4 )
(433) & (
(434)
(435) )( 8 + 7 &
(436)
(437) 5 / #
(438)
(439)
(440) + 1 @@
(441)
(442) @"
(443)
(444)
(445) )( +
(446) 0 (5+ %
(447) + 7 + ) / & ( /() %
(448) ? P
(449) & ( . 3 # ''.
(450)
(451) . ./ " 0 $
(452)
(453)
(454)
(455) 0
(456)
(457)
(458) ? # )
(459) Q& .
(460) %
(461) & , #
(462) + 7 / 0 ) .
(463)
(464) ) ) 8& " 7 W =
(465)
(466) W # ( ( -@ -" 9#'. .
(467) . . .
(468) ) 0 -" )
(469) &= 3=
(470) 4 ) = /# P +
(471) ) 9 5
(472) (
(473) 8 1 =
(474)
(475)
(476) , )
(477)
(478)
(479)
(480) 8 . &
(481)
(482) S T
(483)
(484)
(485)
(486)
(487) 8& " ) )
(488) (
(489)
(490)
(491) 7 ) & ) ) -@ H &
(492)
(493) & . -@ ) -" H
(494)
(495)
(496)
(497) &
(498) / &
(499) 5
(500) ) S T :
(501) # -@ -"
(502) 5 P /
(503) + . &
(504)
(505)
(506)
(507)
(508)
(509) +
(510)
(511) )
(512)
(513) & +
(514) # ) 0 & & .
(515)
(516) , # + & X
(517) + ./& & X 6 , # ,
(518) & /& : 8 &
(519)
(520) ' : . . # ! ) 7 W x1 x2 7 +
(521)
(522)
(523)
(524) ) -@ -" W y1 y2 7 &
(525) ) -@ -" W P = P1 + P2 7 (
(526) & 0 (
(527)
(528) + P1 P2 -@ -" !
(529) 0 7 W x1 x2 &
(530) )
(531) ( F C31 F C32
(532)
(533)
(534) ) -@ -".
(535) . . W. y2 &
(536) )
(537) ( F H21 F H22 /& -@ -" W P &
(538) ( F Cata -@
(539) ) ) =
(540)
(541) y1. . +.# .#. (
(542)
(543)
(544)
(545) &
(546)
(547) Y
(548)
(549)
(550)
(551) 3 S T4 /
(552)
(553) + & / ) (
(554) 0 7 (
(555) 8 & 9
(556) . /
(557)
(558) ( & , /
(559)
(560) /
(561) ) 7
(562) ( 0
(563) F # F
(564)
(565)
(566)
(567) /)
(568)
(569)
(570) . ( O
(571)
(572)
(573)
(574)
(575)
(576)
(577)
(578) +
(579)
(580)
(581) 0
(582) ) &
(583) ) . ;
(584) - ' . . ) ( @
(585) & . < . . ) 0 X &
(586) ( / & (
(587) . ( / . 1 . .
(588) . MP i MPP i MH2Ri MCatai Mtoti F C3i F H2i Fi,sortie F Cata F H20i xi yi Pi P Ai qi Ji Q˙ i Ti Te ∆Ti V ρP ρPP ∆H CpP CpPP CpH20 hP hPP. .
(589)
(590) Ri
(591)
(592)
(593) Ri /& Ri Ri Ri 1 (
(594)
(595) Ri 1 ( /& Ri 1 ( 0 Ri 1 (
(596) 1 ( / 5 Ri $
(597)
(598)
(599) Ri $ /& Ri 2
(600) Ri 2
(601) ) Ri 0 /& Ri
(602)
(603) Ri & ) 5 Ri 2
(604) Ri 2
(605) /
(606)
(607) 1F
(608) / + / 5 I 1
(609)
(610) 1
(611)
(612)
(613) :
(614)
(615)
(616) 8
(617)
(618)
(619) 8
(620)
(621)
(622)
(623) 8 / :
(624)
(625)
(626) :
(627)
(628)
(629)
(630) .
(631)
(632). .
(633) . . W
(634)
(635)
(636)
(637)
(638)
(639) 7 d MPP 1 dt d MP 1 dt d MPP 2 dt d MP 2 dt. = P1 − F1,sortie x1. 3@4. = F C31 − F1,sortie (1 − x1 ) − P1. 3"4. = P2 + x1 F1,sortie − F2,sortie x2. 3?4. = F C32 + (1 − x1 )F1,sortie − F2,sortie (1 − x2 ) − P2. 3K4. W
(640) 7 d MCata1 MCata1 = F Cata − F1,sortie dt Mtot1 d MCata1 MCata2 MCata2 = F1,sortie − F2,sortie dt Mtot1 Mtot2. 3!4 34. W
(641) /& 7 d MH2R1 = F H21 − dt d MH2R2 = F H22 + dt. MH2R1 F1,sortie Mtot1 MH2R1 MH2R2 F1,sortie − F2,sortie Mtot1 Mtot2. 34 3J4. /
(642) ( 0 # 0 /
(643) ( F C31 F C32 ( F1,sortie F2,sortie #
(644) + ) # #
(645) (
(646)
(647) 7 V =. MP 1 MPP 1 + ρP ρPP. 3L4. ) &&
(648)
(649) /& : ) 3L4 ( ( 7 V˙ = 0 ˙ M˙P 1 MPP 1 + ρP ρPP F C31 − F1,sortie (1 − x1 ) − P1 P1 − F1,sortie x1 = + ρP ρPP. =.
(650) . . , O & & 7 . F1,sortie =. F C31 + P1 ρP. . 1 ρPP. 1 − ρP. . 1 . 1 ρP. + x1. 1. ρPP. −. 1 ρP. .. ) 9 ( ( 7 . F2,sortie. F C32 + F1,sortie = + (P2 + x1 F1,sortie ) ρP. . 1 ρPP. 1 − ρP. . 1 ρP. 1 + x2. 1. ρPP. −. 1 ρP. .. #
(651)
(652) P1 P2 ( ( &
(653)
(654)
(655) 5 /)
(656) )
(657)
(658) . ( / & /
(659)
(660) 7. . 1 9'!. . d (MP 1 hP (T1 ) + MPP 1 hPP (T1 )) = F C31 hP (T e) dt − F1,sortie (1 − x1 )hP (T1 ) − F1,sortie x1 hPP (T1 ) + J1 − Q˙ 1 .. && / & / &
(661)
(662)
(663)
(664)
(665)
(666) d d d (MP 1 hP (T1 ) + MPP 1 hPP (T1 )) = hP (T1 ) MP 1 + hPP (T1 ) MPP 1 . dt dt dt. ' ( 3@4 3"4. (F C31 − P1 − (1 − x1 )F1,sortie )hP (T1 ) + (P1 − x1 F1,sortie )hPP (T1 ) = F C31 hP (T e) − F1,sortie (1 − x1 )hP (T1 ) − F1,sortie x1 hPP (T1 ) + J1 − Q˙ 1 ..
(667)
(668) 8 0 P1 (hPP (T1 ) − hP (T1 )) = F C31 (hP (T e) − hP (T 1)) + J1 − Q˙ 1 .. ( /#
(669)
(670) P1
(671) 7 P1 =. F C31 CpP (T1 − Te ) + Q˙ 1 − J1 ∆H. 3@4.
(672) . . M &
(673) 0 P2 =. F C32 CpP (T2 − Te ) + F1,sortie (x1 CpPP + (1 − x1 )CpP )(T2 − T1 ) + Q˙ 2 − J2 ∆H. 3@@4.
(674) ( x1! x2! y1 y2 > .
(675) x1 x2 y1 y2 & ( # x1
(676) O ) 0 8 7 . 3 .# . . ). MPP 1 = x1 Mtot1. Mtot1 = MP 1 + MPP 1. . /&
(677) &&( ) ( 7 d d MPP 1 = x1 Mtot1 + Mtot1 x˙ 1 dt dt. . P1 − F1,sortie x1 = x1 (F C31 − F1,sortie ) + Mtot1 x˙ 1. /P 1 x˙ 1 = V. . 1 + x1 ρP. . 1 ρPP. 1 − ρP. . − F C31 x1 + P1.
(678) Mtot1 =. P >. 1 ρP. V + x1. 1. ρPP. −. 1 ρP. .. (
(679)
(680) )
(681) 8 ) 7 P1 = A1 MCata1. . P2 = A2 MCata2. P
(682) /) A1 A2
(683) 0
(684)
(685) ( / 0 7 P1 P A1 = A2 = 2 . MCata1. MCata2.
(686) . . ( P = P1 +P2 ) &&
(687) /)
(688) )
(689) 3!4 34 7. d d P˙ = A1 MCata1 + A2 MCata2 dt dt MCata1 MCata2 MCata1 = A1 F Cata − F1,sortie + A2 F1,sortie − F2,sortie . Mtot1 Mtot1 Mtot2. " >. x˙ 1 x˙ 2 y˙1 y˙2 d MCata1 dt d MCata2 dt P˙. $ ) 7. 1 = 3@"4 − F C31 x1 + P1 Mtot1 1 = 3@?4 − (F C32 + F1,sortie )x2 + P2 + x1 F1,sortie Mtot2 1 = 3@K4 F H21 − F C31 y1 Mtot1 1 = 3@!4 F H22 − F C32 y2 + F1,sortie (y1 − y2 ) Mtot2 MCata1 = F Cata − F1,sortie 3@4 Mtot1 MCata1 MCata2 = F1,sortie − F2,sortie 3@ 4 Mtot1 Mtot2 MCata1 MCata2 MCata1 = A1 F Cata − F1,sortie + A2 F1,sortie − F2,sortie . Mtot1 Mtot1 Mtot2. 3@J4.
(690) . . . )( 8
(691) 7 Mtot1 = Mtot2 =. F1,sortie =. 1 ρP. 1 ρP. + x1. ρPP. V + x2. 1. 1. ρPP. −. 1 ρP. −. 1 ρP. . 1 + P1 ρPP − ρ1P 1 1 + x1 ρPP − ρP. F C31 ρP 1 ρP. . F2,sortie. V . F C32 + F1,sortie = + (P2 + x1 F1,sortie ) ρP. . 1 ρPP. 1 − ρP. 1 ρP. 1 + x2. 1. ρPP. −. 1 ρP. ..
(692)
(693). ! " #$ % &'. )
(694)
(695) : G1 2'$, / ) 7
(696)
(697) ! <2
(698)
(699)
(700) K <2 "@ . /
(701) ( ( 3 14 P
(702) /
(703) .
(704)
(705) F )
(706) " ) 7.
(707) . . W
(708) / W . + ) 7 /( W , /& /
(709) 8 / /(5+
(710) 5 3 &
(711) % 4 ) )
(712)
(713) () %
(714) (
(715)
(716) )( 8 + 7 #
(717) E /0 5 /
(718) &
(719) 9 7 (
(720)
(721) )
(722)
(723) &
Documents relatifs