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REMERCIEMENTS
Je tiens à remercier dans un premier temps notre
encadrant M.ESSADKI, pour l'aide et les conseils concernant
les missions évoquées dans ce rapport, qu'il nous a
apporté lors des différents suivis.
Je remercie
également toute l'équipe pédagogique de l'EMSI et les
intervenants professionnels responsables de la formation pour le soutien qu'ils
nous ont apporté durant ses années de formation.
Je tien a remercier l'équipe de MOHAMED
MESSIKI et MAHMOUD CHIFA pour leurs esprit de
collaboration durant toutes les phases d'études et de conception pour
faire sortir ce travail collectif.
DEDICACES
A nos parents, en signe d'amour et de gratitude pour votre
soutien, encouragement et réconfort.
A tous nos amis et professeurs de l'Ecole Marocaine des
Sciences de l'Ingénieur.
A tous ceux qui s'investissent pour que la science soit
développée.
INTRODUCTION GENERALE
Les méthodes classiques de l'automatique ont
été largement appliquées dans de nombreux problèmes
de régulation industrielle. Cependant, la plupart des systèmes
physiques présentent des non linéarités et leurs
paramètres sont souvent mal connus et/ou variables dans le temps. Pour
la commande de telles classes de systèmes les méthodes
conventionnelles de l'automatique ont montré leurs limites en termes de
stabilisation et performances.
Avec le développement des calculateurs numériques,
les automaticiens commencent à s'intéresser aux nouvelles
approches de commande telles que la commande adaptative, la commande
prédictive, la commande robuste, ainsi que les techniques basées
sur l'intelligence artificielle.
Parmi ces dernières ; la commande par logique floue. Cette
commande est à l'heure actuelle une des préoccupation des
chercheurs dans le monde [Zhao et al., 03], [Li et al., 03], [Onat et al., 04],
[Yang et al., 04], [Baturone et al., 04], [Flores et al., 05], [Jordan et al.,
05], [Bai et al., 05].
Durant ces dernières décennies, l'utilisation de la
théorie des ensembles flous dans
la modélisation et la commande des systèmes
complexes a connue une évolution considérable.
En effet, le principe de la commande floue a été
expérimenté pour la première fois en 1974 par
l'équipe du professeur E.H. Mamdani [Mamdani, 74]. Les résultats
obtenus, ont été repris et développés par plusieurs
équipes en Europe de l'Ouest [Willaeys & Malvache, 78]. Puis ensuite
par l'Institut de Technologie de Tokyo [Sugeno, 85] et dans quelques autres
universités japonaises [Bellon et al., 89]. Depuis 1987, date à
laquelle la première application `' grand public'' a vue le jour.
Utilisant la logique floue, le métro de Sendai, a été mis
sur le marché [Miyamoto et al., 87]. Depuis cette époque,
l'utilisation des techniques de commande floue n'a cessé
d'évoluer. Aujourd'hui, les différents travaux et publications
récentes dans ce domaine semblent indiquer que les deux domaines
d'application de la logique floue les plus importants sont :
· La conception de régulateurs pour des processus
difficilement modélisables,
· La conception de régulateurs linéaires
pour des processus modélisables
.
La commande floue se différencie d'une commande classique
par le fait que l'approche par logique floue synthétise une loi de
commande à partir de l'expertise de l'opérateur humain. Dans le
premier cas, la commande est synthétisée en évitant la
phase modélisation. Par contre dans le second cas, la structure non
linéaire du régulateur flou permet d'améliorer les
performances en termes de précision et de robustesse du système
non linéaire vis-à-vis des incertitudes structurées et non
structurées.
Les avancées récentes en informatique et en
électronique de puissance permettent
la fabrication des systèmes prototypes, qui jouent le
rôle de simulateurs réels miniatures. Ces derniers permettent de
tester de nouvelles techniques de commande. Les systèmes comme le simple
et le double pendule [Messner, 97], [Passino & Yurkovich, 98], [Mudry, 01],
[Shi & Singh, 92], ainsi que le simulateur de vol
d'hélicoptère (Twin Rotor Mimo system) [F, Instruments
Ltd,IV,97], sont de très bons exemples de ces prototypes réels.
Ces derniers, sont caractérisé par des comportements physiques
non-linéaires difficilement modélisables. Cette
Caractéristique a motivé les chercheurs pour les utiliser afin de
valider et tester les lois de Commande développées
théoriquement. Le travail présenté dans ce mémoire,
s'intègre dans cet objectif
Historique
Lotfi Zadeh
C'est à l'université de Berkeley Californie,
USA en 1963, qu'est née la logique floue ou "Fuzzy logic". Son
père créateur c'est Monsieur Lotfi A. Zadeh, né en ex-URSS
de parents iraniens, professeur d'informatique au département
ingénierie électrique et informatique de l'université. Mr
Zadeh fait une comparaison entre les ordinateurs de l'époque et le
raisonnement humain (comparaison toujours valable d'ailleurs) :
si
l'ordinateur calcule beaucoup plus vite de façon rigoureuse, ses
capacités de réflexion et d'apprentissage sont limitées.
De plus sa rigidité en tant que machine et son fonctionnement binaire,
rend l'ordinateur peu adapté à certaines tâches, qui pour
un humain semble si simple. Mr Zadeh prend l'exemple du créneau
réalisé par un automobiliste pour garer sa voiture ; si le
conducteur réalise cette opération en une minute environ, la
simulation de la même action sur un ordinateur demandait à
l'époque plusieurs heures de calculs complexes. Le pire dans l'histoire,
c'est que l'humain fait tout ceci de façon approximative que ce soit
pour la conduite dans le cas présent, comme bon nombres d'actions de la
vie quotidienne? Cela marche donc avec l'approximation et une expérience
des fonctions à réaliser. Naissance de la logique floue, dont le
concept sera complètement ignoré aux USA, comme en Europe. Il
faut attendre 25 ans pour voir apparaître les premières
applications au Japon ; à noter que l'exemple de la voiture à
garer de Mr Zadeh est repris, et mis en application avec une voiture
truffée de capteurs, d'un calculateur flou et qui parvient à se
garer toute seule.
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