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Journal Européen des Systèmes Automatisés

1269-6935
Revues des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 44/4-5 - 2010  - pp.493-507  - doi:10.3166/jesa.44.493-507
TITRE
Observateur par intervalles pour l'estimation du taux spécifique de croissance dans un bioréacteur

TITLE
Interval observer-based estimator of specific growth rate in bioreactors

RÉSUMÉ
Cet article propose un nouvel observateur par intervalles qui estime le taux de croissance des microorganismes dans un bioréacteur. L'observateur est basé sur un observateur à grand gain et à erreur bornée, initialement développé pour estimer des entrées inconnues. Cet observateur est adapté au cas d'un modèle précis sans bruit de mesures. Lorsque le modèle est incertain et les mesures bruitées, un observateur par intervalles peut être déduit de cet observateur à grand gain, garantissant alors les bornes sur les erreurs de prévision. Cet observateur peut être appliqué en considérant que le taux de réaction est une entrée inconnue, dont la dynamique est partiellement connue. Nous utilisons néanmoins les connaissances du taux de croissance (incertain) pour obtenir la dynamique des bornes des intervalles. Nous lançons ensuite divers observateurs en parallèle, et nous intersectons ensuite les prédictions pour obtenir la meilleure estimation. La méthode est appliquée à l'estimation du taux de croissance spécifique d'un modèle simple de bioréacteur.


ABSTRACT
This paper proposes a new interval observer aiming at the estimation of the specific growth rate in a bioreactor. The observer is based on a high gain bounded error observer, which is able to estimate the unknown input. This observer is useful when an accurate model and noise­free measurements are available. An interval observer can be derived from this high gain observer, guarantying bounds on the prediction error. This observer is then applied when reaction rate is considered as an unknown input. We nevertheless use the knowledge of the (uncertain) growth rate to bound the growth rate derivative using the available state interval. Then, we run in parallel various observers and we take the best estimates. The method is applied to the specific growth rate estimation of a simple bioreactor model.


AUTEUR(S)
Francis MAIRET, Marcelo MOISAN, Olivier BERNARD

MOTS-CLÉS
observateur par intervalle, estimation du taux de croissance, bioréacteur, entrées inconnues.

KEYWORDS
interval observer, growth rate estimation, bioreactor, unknown input.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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