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MELENDEZ Raul

Active noise control in the presence of uncertain and time-varying disturbances

 

Directeur de thèse :     Luc DUGARD

Co-directeur de thèse :     Ioan-Doré LANDAU

École doctorale : Electronique, electrotechnique, automatique, traitement du signal (EEATS)

Spécialité : Automatique et productique

Structure de rattachement : Autre

Établissement d'origine : Instituto Politecnico Nacional - Mexique

Financement(s) : bourse attribuée par un gouvernement étranger ; Sans financement

 

Date d'entrée en thèse : 01/10/2015

Date de soutenance : 23/05/2019

 

Composition du jury :
Thomas HÉLIE, Directeur de Recherche, IRCAM, Rapporteur
Rogelio LOZANO LEAL, Directeur de Recherche, Université de Technologie de Compiègne, Rapporteur
Kouider Nacer M''SIRDI, Professeur, Aix-Marseille Université, Examinateur
Luc DUGARD, Directeur de Recherche, Communauté Université Grenoble Alpes, Directeur de thèse
Ioan Doré LANDAU, Directeur de Recherche Emérite, Communauté Université Grenoble Alpes, Co-directeur de thèse
Tudor Bogdan AIRIMIŢOAIE, Maître de Conférences, Université de Bordeaux, Co-directeur de thèse

 

Résumé : The aim of this thesis is the development and application of different control methods for Active Noise Control in the presence of uncertain and time-varying disturbances. A model-based controller design is applied and a full methodology for model identification is introduced. In this context, a reconfigurable test bench based on a noise silencer for ducts has been designed and built. A feedback scheme is established for the case where narrow-band disturbances are present. Based on the Internal Model Principle, fixed linear and robust controllers are designed and compared with the proposed adaptive feedback controller using a Youla-Kucera parametrization. For the case where disturbances have broadband characteristics, a feedforward scheme is proposed. This approach requires the introduction of an additional sensor which creates an internal positive coupling, requiring a specific design in order to avoid possible instabilities. Infinite and Finite Impulse Responses adaptive feedforward compensators, as well as Youla-Kucera parametrized adaptive feedforward compensators are compared. The estimated models' quality for control design as well as the control capabilities themselves are illustrated by the experimental performance of the controllers implemented on the test bench for various tests setup conditions.
Le but de cette thèse est le développement et l'application de différentes méthodes de contrôle pour le contrôle actif du bruit en présence de perturbations incertaines et variables dans le temps. Une conception de contrôleur basée sur un modèle est appliquée et une méthodologie complète pour l'identification du modèle est introduite. Dans ce contexte, un banc d'essai reconfigurable basé sur un silencieux de bruit pour gaines a été conçu et construit. Il est entièrement équipé de capteurs et d'actionneurs afin de tester les algorithmes développés dans diverses configurations. Un schéma contre-réaction feedback est établi pour les cas où des perturbations en bande étroite sont présentes. Sur la base du Principe du Modèle Interne, des contrôleurs linéaires fixes et robustes sont conçus et comparés avec le contrôleur par contre-réaction adaptatif proposé en utilisant un paramétrage Youla-Kucera. Dans le cas où les perturbations présentent des caractéristiques à large bande, un système de rétroaction feedforward est proposé. Cette approche nécessite l'introduction d'un capteur supplémentaire qui crée un couplage positif interne, nécessitant une conception spécifique afin d'éviter d'éventuelles instabilités. Dans ce cadre, les compensateurs adaptatifs IIR et FIR, ainsi que les compensateurs adaptatifs avec paramétrage Youla-Kucera sont comparés. La qualité des modèles estimés pour la conception des contrôles ainsi que les capacités de contrôle elles-mêmes sont illustrées par les performances expérimentales des contrôleurs mis en oeuvre sur le banc d'essai pour diverses conditions de configuration des tests.


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