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1. One-Dimensional Modeling of Pipeline Transients

Author

Dulhoste, Jean François, Guillén, Marcos, Besançon, Gildas, Santos, Rafael, Haddar, Mohamed, Series editor, Bartelmus, Walter, Series editor, Chaari, Fakher, Series editor, Zimroz, Radoslaw, Series editor, Verde, Cristina, editor, and Torres, Lizeth, editor

Published
2017
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3. Sensitivity analysis of end pressures and flows with respect to a blockage inside a pipeline

Author

Rubio Scola, Ignacio, Besancon, Gildas, Georges, Didier, Guillén, Marcos, Dulhoste, Jean-François, Santos, Rafael, GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dep. Ciencias Térmicas, Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA), and Rubio Scola, Ignacio

Subjects
Pipeline, Blockage, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Modeling, Sensitivity analysis, [INFO.INFO-AU] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering
Abstract

International audience; The present paper is based on the sensitivity analysis of input and output pressures and flows of a pipeline for the detection and location of a blockage in a pipeline. To that end, three ways of modeling a blockage in a pipe have been designed . The first model assumes that the blockage is punctual like an orifice plate placed online in the pipeline. For the second and third model, a longitudinal blockage is assumed along the pipeline. In the second model, it is only considered a reduction of the pipeline cross-section in a particular stretch of the pipeline. In the third model, the blocked segment is modeled by considering two orifice plates and between the plates there is a blocked pipe stretch. These models have four different outputs, pressure and flow rate at the input and pressure and flow rate at the output. The aim of this work is to determine which pair of outputs have the highest sensitivity to the change of blockage position in order to improve the detection and location of the blockage. In this study, the energy for each output and for each position is calculated and the magnitude of the energy variation with respect to blockage position is then obtained. Numerical simulations are presented for the different models.

Published
2014

4. On the design of a nonlinear state observer for the location of a blockage in a pipeline

Author

Rubio Scola, Ignacio, Besancon, Gildas, Georges, Didier, Guillén, Marcos, Dulhoste, Jean-François, Santos, Rafael, GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA), and Rubio Scola, Ignacio

Subjects
Nonlinear Observer, Pipeline, Blockage, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Modeling, [INFO.INFO-AU] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering
Abstract

International audience; This paper presents a design of a nonlinear state observer in order to locate a blockage in a pipeline, by only using measurements at each end. First, a mathematical model of the pipeline is presented, using the water hammer equations and applying the finite difference method for the solution with n sections. Then, based on the experience got from the problem of leak location with nonlinear observers, a second mathematical model is obtained by discretization in only two sections, and a nonlinear state observer is built. In this new model, the blockage is at the beginning of the second section of the pipeline, whose position is to be estimated by the observer. By analysis of the model, it is found that in order to make this location estimation possible, the observer requires specific inputs, called persistent inputs. These persistent inputs are found empirically, and numerical simulations are presented with the proposed state observer and mathematical model, showing a satisfactory blockage location. Simulations where measurements are subject to Gaussian white noise are also included.

Published
2014

5. Modelo dinámico para la detección y localización de obstrucciones parciales en tuberías

Author

Guillén, Marcos, Dulhoste, Jean-François, Santos, Rafael, Rubio Scola, Ignacio, Besancon, Gildas, Georges, Didier, Dep. Ciencias Térmicas, Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA), GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Rubio Scola, Ignacio

Subjects
Tubería, observador de estado, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, obstrucción, detección, localización, [INFO.INFO-AU] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering
Abstract

International audience; Este trabajo presenta el desarrollo de un modelo de tubería para detectar y localizar obstrucciones parciales en una tubería. El modelo está basado en las ecuaciones diferenciales parciales de Golpe de Ariete, las cuales se discretizan utilizando el método de diferencias finitas, este método permite hacer una representación de un flujo incompresible inestable para un número finito de posiciones. El modelado de la obstrucción, se realiza de dos formas. En la primera forma, se supone que la obstrucción se presenta en un punto de la tubería, es decir, una obstrucción puntual y no un tramo obstruido como es el caso de la segunda forma. En la segunda forma, se supone que se presenta una reducción de área en la sección transversal de la tubería; esta reducción, se puede presentar ya sea en un tramo corto o largo de tubería, dependiendo de qué tan grave sea la obstrucción que se quiere simular. Luego, se muestra el diseño de dos observadores de estado, uno que detecta la obstrucción en la tubería y un segundo observador que ubica la posición en la cual se está presentando dicha obstrucción.

Published
2014

6. Modelado de flujo en tuberías para detección y localización de fugas

Author

Dulhoste, Jean-François, Guillén, Marcos, Santos, Rafael, Besancon, Gildas, Besancon, Gildas, Dep. Ciencias Térmicas, Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA), GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Universitaire de France (IUF), and Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.)

Subjects
[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract

International audience; Este trabajo presenta diversos aspectos en el modelado del flujo en una tubería para detectar y localizar fugas. En el mismo se hace un compendio de varios trabajos elaborados a lo largo de la investigación en la detección de fugas en base a observadores de estado. Se parte del modelo inicial que son las ecuaciones diferenciales parciales de Golpe de Ariete, las cuales se discretizan utilizando el método de diferencias finitas. Se presentan luego las condiciones de frontera utilizables para dicho modelado. En tercer lugar se muestran posibles mejoras en el modelado incluyendo el cálculo de estas condiciones de frontera utilizando ecuaciones que simulan bombas y restricciones de flujo. Y en tercer lugar se presentan los enfoques que se pueden utilizar para tomar en cuenta la fricción en la tubería, con el fin de mejorar el modelo para fines de detección. Para concluir se muestran algunas simulaciones de la tubería y se presenta un ejemplo de detección basado en un observador no lineal construido a partir de un modelo de un número de secciones reducido del modelo presentado.

Published
2014

7. Detección y Localización de Fugas basado en observadores utilizando un Modelo de Tubería Mejorado

Author

Guillén, Marcos, Dulhoste, Jean-François, Santos, Rafael, Besancon, Gildas, Rubio Scola, Ignacio, Rubio Scola, Ignacio, Dep. Ciencias Térmicas, Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA), GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), and Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Modelo de tubería, fugas, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, detección, localización, Kalman Extendido, [INFO.INFO-AU] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering
Abstract

International audience; En este trabajo se presenta un enfoque para Detectar y Localizar Fugas basado en Observadores de Estado. En trabajos anteriores fue presentado un observador no lineal para detectar y localizar una fuga en una tubería, el objetivo fue, resolver las ecuaciones diferenciales por medio del método de diferencias finitas, utilizando como condiciones de frontera la presión en ambos extremos de la tubería (entrada y salida). En el presente trabajo, se realiza una modificación del modelo de diferencias finitas al usar otras condiciones de frontera, en particular el caudal a la entrada de la tubería y la presión a la salida. Con estas nuevas condiciones se puede incluir fácilmente el cálculo de estas a partir de la presión a la entrada de la bomba y, la presión justo después de una restricción hidráulica que se coloca a la salida de la tubería, incluyendo ecuaciones adicionales para estos dos elementos. Las simulaciones muestran que, al usar estas nuevas condiciones de frontera se mejora el modelo, ya que éste permite simular mejor los fenómenos que se presentan en la tubería cuando ocurre una fuga, en concreto, su comportamiento se acerca más al obtenido en un banco de pruebas para fugas, y a los sistemas reales. Luego, este modelo de tubería mejorado se usa para diseñar un observador del tipo Kalman Extendido, el cual es capaz de estimar simultáneamente el caudal de fuga y la posición en la tubería donde está ocurriendo la misma. Para mostrar la capacidad del observador se presentan algunas simulaciones de diferentes porcentajes de caudal de fuga así como diferentes posiciones de la fuga a lo largo de la tubería, y la respectiva estimación del observador desarrollado.

Published
2013

8. Pipeline partial blockage modeling and identification

Author

Besancon, Gildas, Guillén, Marcos, Dulhoste, Jean-François, Santos, Rafael, Rubio Scola, Ignacio, Besancon, Gildas, GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dep. Ciencias Térmicas, and Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA)

Subjects
Finite-difference model, [SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Fault detection, Pipeline dynamics, Blockage modeling, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract

International audience; This paper proposes an extension of former finite-difference-based models for pipelines dynamics to a case including possible partial blockages in the pipe. Model equations are first established, and a simple application to the detection - and location - of such faults is then presented via an identification-like procedure. Simulation results finally illustrate the proposed methodology.

Published
2013

9. Finite-Difference Modeling Improvement for Fault Detection in Pipelines

Author

Besancon, Gildas, Guillén, Marcos, Dulhoste, Jean-François, Santos, Rafael, Georges, Didier, GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dep. Ciencias Térmicas, Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA), and Besancon, Gildas

Subjects
Finite differences, Observers, [SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Pump model, Pipeline dynamics, Fault detection, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract

International audience; This paper comes in continuation of former studies on finite-difference modeling for pipelines dynamics with a purpose of model-based fault detection. The finite-difference model is here revisited, and enhanced with extremal instrumentation modeling. It is then emphasized how such a model can indeed be useful for fault detection, in particular including instrumentation faults in addition to leaks for instance.

Published
2012

10. Study of a flow model for detection and location of leaks and obstructions in pipes

Author

Guillén, Marcos, Dulhoste, Jean-François, Besancon, Gildas, Santos, Rafael, Dep. Ciencias Térmicas, Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA), GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Zacharewicz, Gregory, and Besancon, Gildas

Subjects
Physics::Fluid Dynamics, Water hammer model, [SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, finite differences, leak, [INFO.INFO-MO] Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, obstruction, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract

International audience; This paper presents the development of a flow model for the final purpose to detect and locate leaks and obstructions in pipes. This model is based on one-dimensional water hammer partial differential equations, discretized with an explicit finite-difference method, to represent the unsteady incompressible flow in pipes, for a finite number of positions. First a study on the selection of boundary conditions for the best structure to represent a pipe system is proposed. This study intends to improve previous works based on some 'simplified' finite-difference scheme and basically using pressure boundary conditions at both sides of the pipe (at the beginning and at the end). In particular all configurations of boundary conditions are reviewed, alternating between pressure and flow at each end. Then substitution of those boundary conditions by pump and flow restriction equations is considered, in order to obtain a more realistic model and consider the possibility to measure less variables. Some simulations are finally presented and compared with real data, illustrating how the pipe behavior is better represented with the new boundary conditions, pumps and restriction equations. Those behaviors are considered in particular in the presence of leaks, making the model of interest for possible use in leak detection and isolation.

Published
2012

11. Estudios de las posibles condiciones de frontera en un modelo de flujo para la deteccion de fugas en tuberias

Author

Guillén, Marcos, Dulhoste, Jean-François, Besancon, Gildas, Santos, Rafael, Besancon, Gildas, Dep. Ciencias Térmicas, Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA), GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), and Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Detección de fugas, [SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Modelo de golpe de ariete, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, diferencias finitas
Abstract

International audience; El presente trabajo consiste en el estudio de la selección de las condiciones de frontera para un modelo unidimensional del flujo incompresible no estacionario en tuberías, a ser utilizado en la Detección y Localización de fugas. Los modelos unidimensionales de flujo incompresible no estacionario, representados por las ecuaciones de golpe de ariete, son utilizados en la modelización del flujo en tuberías para la detección de fugas. Una de las técnicas utilizadas es la construcción de observadores no lineales basados en estos modelos de flujo. En trabajos previos fueron presentados observadores no lineales con capacidad de detección y localización de una fuga en una tubería, para ello se aproximaron las ecuaciones mediante una técnica de diferencias finitas, utilizando como condiciones de frontera la presión en ambos extremos de la tubería. Este modelo presentaba ciertos problemas en la discretización de las ecuaciones de golpe de ariete, principalmente en el hecho que implica la utilización de una ecuación menos en el modelo de diferencias finitas. En este trabajo se modificó el modelo de diferencias finitas utilizando las otras posibilidades de condiciones de frontera existentes, particularmente presión y flujo, en forma alterna en cada extremo. En las simulaciones realizadas observamos cómo según la selección de las condiciones de frontera se obtiene un modelo que representa mejor los fenómenos presentes en la tubería, particularmente su comportamiento se parece más al obtenido por medición en un banco de pruebas.

Published
2012

12. About Friction Modeling For Observer Based Leak Estimation In Pipelines

Author

Dulhoste, Jean-François, Besancon, Gildas, Torres, Lizeth, Begovich, Ofelia, Navarro, Adrian, Dep. Ciencias Térmicas, Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA), GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Stendhal - Grenoble 3-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Stendhal - Grenoble 3-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro de Investigacion y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV), and Besancon, Gildas

Subjects
[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, InformationSystems_MISCELLANEOUS, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract

International audience; A study of the friction model for the leak detection with a nonlinear observer is presented. Classically the friction model in leak detection algorithms only relies on a constant parameter. In the present work, the use of a more elaborate friction model is considered, with a coefficient explicitly depending on the flow, either algebraically, or even differentially. Those friction formulations are implemented within a nonlinear-observer-based algorithm for detection and location of leaks, which is analyzed, and tested with real measurements on some experimental pipeline prototype. Some conclusions and recommendations about this extended friction modeling are finally given.

Published
2011

13. Comparacion de controladores de nivel para canales abiertos basados en un modelo por colocacion

Author

Dulhoste, Jean-François, Georges, Didier, Besancon, Gildas, Jerez, Carlos, Dep. Ciencias Térmicas, Universidad de Los Andes [Venezuela] (ULA), GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), and Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
canales abiertos, collocation method, control no lineal, Saint-Venant equations, nonlinear control, ecuaciones Saint-Venant, modelo de colocación, open channel, input-output linearization, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract

International audience; This paper proposed a comparative study between different nonlinear control techniques for level regulation in an open channel. Flow dynamics in a canal can be modeled by Saint-Venant equations. In this paper three control laws derived from a collocation model are presented. These laws are: input output linearization, dynamic input output linearization, and backstepping. A one-dimensional simulator that solves Saint-Venant’s equations was implemented, allowing to study the controlled system. The results showed that the dynamic input output linearization control technique was the best among the studied control techniques, and that these techniques are reliable in the cases studied.; El propósito del presente estudio es comparar el funcionamiento de controladores no lineales de nivel para canales abiertos. La dinámica del flujo en canales abiertos normalmente se representa mediante las ecuaciones de Saint-Venant. En este trabajo se presentan tres leyes de control no lineal que se desarrollaron a partir de un modelo de colocación. Las leyes incluidas son: linealización entrada salida, linealización entrada salida dinámica y linealización por realimentación escalonada (backstepping). Se implementó un simulador unidimensional para resolver las ecuaciones de Saint-Venant, lo que permitió estudiar el comportamiento del sistema controlado. Los resultados de funcionamiento mostraron que la técnica de linealización entrada-salida dinámica parece ser la mejor de las tres estudiadas y que éstas técnicas muestran ser bastante precisas en los casos estudiados.

Published
2007

14. Contribution à la commande non linéaire de systeèmes d'irrigation

Author

Dulhoste, Jean-François, Laboratoire d'automatique de Grenoble (LAG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, and Didier Georges / Gildas Besançon(didier.georges@inpg.fr / gildas.besancon@inpg.fr)

Subjects
backstepping, collocation method, commande non linéaire, linéarisation entrée sortie, Hydraulique de canaux ouverts, méthodes de collocation, Open channel flow hydraulics, observateurs non linéaires, non linear control, feedback linearisation, non linear observers, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract

Ce rapport de thèse a pour but de résumer le travail de recherche sur la commande non linéaire de canaux à surface libre, basé sur un modèle de dimension finie, obtenu par une méthode de collocation orthogonale. Il est divisé en trois grandes parties. Une première partie présente les systèmes de distribution d'eau en général, ainsi que quelques notions d'automatisation et un état de l'art sur le sujet. La deuxième partie présente le modélisation de biefs de canaux ouverts par les équations de Saint-Venant, ainsi que trois méthodes d'intégration numérique de ces équations. Les méthodes présentées sont deux méthodes de différences finies, une explicite et une autre implicite dite de Preissmann, et une troisième est la méthode de collation orthogonale, utilisée par la suite pour la commande. La troisième partie est dédiée au développement de lois de commande non linéaires pour le modèle de canal à surface libre obtenu par la méthode de collation orthogonale. Trois méthodes sont utilisées ici pour la commande : linéarisation entrée-sortie, linéarisation entrée-sortie dynamique et backstepping. De plus afin de s'affranchir de la nécessité de mesurer tous les états, un observateur de débit et infiltration a été développé. Enfin, quelques avavcées sur la commande de briefs interconnectés sont présentés.; non disponible

Published
2001

15. Contribution on non linear control of irrigation systems

Author

Dulhoste, Jean-François, Reynier, Patricia, Laboratoire d'automatique de Grenoble (LAG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, and Didier Georges / Gildas Besançon(didier.georges@inpg.fr / gildas.besancon@inpg.fr)

Subjects
backstepping, collocation method, commande non linéaire, linéarisation entrée sortie, [SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Hydraulique de canaux ouverts, méthodes de collocation, Open channel flow hydraulics, observateurs non linéaires, non linear control, feedback linearisation, non linear observers, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract

Ce rapport de thèse a pour but de résumer le travail de recherche sur la commande non linéaire de canaux à surface libre, basé sur un modèle de dimension finie, obtenu par une méthode de collocation orthogonale. Il est divisé en trois grandes parties. Une première partie présente les systèmes de distribution d'eau en général, ainsi que quelques notions d'automatisation et un état de l'art sur le sujet. La deuxième partie présente le modélisation de biefs de canaux ouverts par les équations de Saint-Venant, ainsi que trois méthodes d'intégration numérique de ces équations. Les méthodes présentées sont deux méthodes de différences finies, une explicite et une autre implicite dite de Preissmann, et une troisième est la méthode de collation orthogonale, utilisée par la suite pour la commande. La troisième partie est dédiée au développement de lois de commande non linéaires pour le modèle de canal à surface libre obtenu par la méthode de collation orthogonale. Trois méthodes sont utilisées ici pour la commande : linéarisation entrée-sortie, linéarisation entrée-sortie dynamique et backstepping. De plus afin de s'affranchir de la nécessité de mesurer tous les états, un observateur de débit et infiltration a été développé. Enfin, quelques avavcées sur la commande de briefs interconnectés sont présentés., non disponible

Published
2001

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