Systèmes et régulateurs flous - Définition et cognition

Depuis sa définition par L.A. Zadeh [30] et l’introduction des principes du contrôleur flou par E.H. Mamdani [15], la logique floue est en passe de devenir un outil standard pour l’ingénieur.

Les objectifs de cet article et du suivant sont multiples. En l’associant aux articles [A 120] ou de A. Kaufmann [20] et [R 7 428] de J.-P. Barrat, M. Barrat et Y. Lécluse [28], il doit permettre au non-spécialiste, au technicien et à l’ingénieur de se familiariser avec les systèmes flous et plus particulièrement avec les régulateurs flous, dans une description qui se voudra volontairement « pédagogique ». Il étendra donc certaines définitions théoriques proposées par A. Kaufmann et les notions pratiques introduites par J.-P. Barrat, M. Barrat et Y. Lécluse. Ainsi, par les extensions multiples que nous y proposons, cet article apporte à l’automaticien des arguments scientifiques et/ou empiriques permettant de bien se poser la problématique quant au choix de la logique floue, et de l’orienter ensuite dans le choix de la solution technique la plus pertinente.

Ce sujet fait l’objet de deux articles, chacun divisé en deux parties.

1. La première partie de [S 7 440] sera consacrée au rappel des principes et définitions des systèmes et régulateurs flous multivariables : multientrées et multisorties (MEMS ou MIMO en anglais, pour Multi-inputs – Multi-Outputs). Un algorithme détaillé destiné à l’implantation logicielle et matérielle sera ensuite présenté.

2. Dans la deuxième partie de [S 7 440], nous traiterons tout d’abord de la synthèse de régulateurs flous en présentant un ensemble de règles empiriques et les structures les plus courantes pour les régulateurs flous de type PID ; puis nous intéresserons au réglage des régulateurs flous par : soit une méthode de réglage qualitative, soit une méthode d’autoréglage calquée sur l’approche de Ziegler-Nichols définie pour les régulateurs conventionnels.

3. La première partie de décrira une application expérimentale concrète sur un hacheur-dévolteur.

4. Finalement, nous terminerons en par une synthèse des idées principales développées ici, par quelques pistes de solutions industrielles pour la réalisation pratique d’un système ou contrôleur flou, et par un aperçu des recherches actuelles menées dans ce domaine.