Bayesian optimization is proposed for automatic learning of optimal controller parameters from experimental data. A probabilistic description (a Gaussian process) is used to model the unknown function from controller parameters to a user-defined cost. The probabilistic model is updated with data, which is obtained by testing a set of parameters on the physical system and evaluating the cost. In order to learn fast, the Bayesian optimization algorithm selects the next parameters to evaluate in a systematic way, for example, by maximizing information gain about the optimum. The algorithm thus iteratively finds the globally optimal parameters with only few experiments. Taking throttle valve control as a representative industrial control example, the proposed auto-tuning method is shown to outperform manual calibration: it consistently achieves better performance with a low number of experiments. The proposed auto-tuning framework is flexible and can handle different control structures and objectives.

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The design principle of Internal Model Control (IMC) focuses on developing a feedforward controller which also acts in the feedback loop to attenuate disturbances. This paper uses ideas developed in the theory of flat systems for the design of feedforward controllers and adapts them to IMC control. By extending this idea, a method for output feedback control of nonlinear flat systems is presented. It shows the interesting result that the classical design procedure for IMC controllers and the new flatness-based approach end up with identical results for linear systems.

Résumé -Modèle interne non-linéaire pour le contrôle des systèmes d'air dans les moteurs Diesel -Avec la complexité croissante des groupes de moto propulsion, les méthodes heuristiques de synthèse de systèmes de régulation à calibration expérimentale ne permettent plus d'assurer un niveau de performance satisfaisant. Cet article introduit un nouveau type de régulateur basé sur un modèle et permettant de répondre aux demandes industrielles du domaine automobile. Le problème traité concerne la régulation de pression de suralimentation d'un moteur diesel équipé d'une turbine à géométrie variable. Le système étant essentiellement non linéaire, une approche robuste non linéaire est utilisée. La commande est fondée sur une structure combinant une structure de commande à modèle interne et l'approche par platitude pour le calcul d'une commande en boucle ouverte. L'idée principale de la commande à modèle interne réside dans l'utilisation d'un modèle du procédé dans la boucle de rétroaction. Si le modèle représente parfaitement le procédé et en l'absence de perturbations, la commande à modèle interne génère une commande en boucle ouverte. D'autre part, les systèmes plats sont caractérisés par le fait que leur entrée peut être exprimée explicitement à l'aide de variables d'états internes du système, facilitant la synthèse de commandes en boucle ouverte. Dans cet article, une commande en boucle ouverte par platitude est employée dans une structure de commande à modèle interne. De plus, la méthode proposée permet de prendre en compte explicitement des contraintes sur le signal de commande généré. Il est montré que cette nouvelle approche constitue une méthode e? cace de synthèse de commande pour une classe de systèmes non linéaires et assure des propriétés de robustesse et de suivi de trajectoire à erreur statique nulle. Des résultats de simulation et d'expérimentation en banc d'essai démontrent la faisabilité de cette nouvelle approche affichant des performances très prometteuses. Abstract -Nonlinear Internal Model Control of Diesel Air Systems -As a result of the increased complexity of today's power trains, the traditional ways of designing engine control systems essentially through ad hoc methods and experimental tuning will no longer provide the desired level of performance. In this paper, a novel model-based controller is described which accommodates many of today's demands on controller development of the automotive industry. The control problem treated here is a boost pressure control of a turbocharged diesel engine with a variable nozzle turbine (VNT). Since the system is essentially nonlinear, a robust nonlinear controller is used. The tracking problem is treated by a control method which combines the Internal Model Control (IMC) structure with the flatness-based approach to design feedforward controllers. The main idea of IMC is to include the model of the plant into the feedback controller. If the model perfectly represents the plant and no disturbances occur 502Oil & Gas Science and Technology -Rev. IFP, Vol. 6...