Dissertations / Theses: 'Commande des systèmes de direction'

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Marouf, Alaa. "Contribution à la Commande du Système de Direction Assistée Electrique." Thesis, Valenciennes, 2013. http://www.theses.fr/2013VALE0012.

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Abstract:

La commande du système de Direction Assistée Electrique (DAE) est un défi majeur en raison de ses multiples objectifs et de la nécessitée de réaliser plusieurs mesures pour la mettre en oeuvre. La commande doit assurer : le suivi du couple d’assistance de référence tout en assurant la stabilité du système et sans introduire des retards, l’atténuation des vibrations provoquées par chacune des entrées du système, la transmission des informations de la route au conducteur pour un bon confort et une meilleure sensation de conduite, l’amélioration de la performance de retour au centre. La commande doit également être robuste vis-à-vis des erreurs de modélisation, des incertitudes des paramètres, et des perturbations extérieures. En outre, la mise en oeuvre de la commande nécessite plusieurs mesures telles que : l’angle au volant, l’angle du moteur, la vitesse du moteur, le couple conducteur et le couple de réaction de la route
The control of Electric Power Assisted Steering (EPAS) system is a challengingproblem due to the multiple objectives and the need of several pieces of information to implement the control. The control objectives are to generate assist torque with fast responses to driver’s torque commands, insure system stability, attenuate vibrations, transmit the road information to the driver, and improve the steering wheel returnability and free control performance. The control must also be robust against modeling errors and parameter uncertainties. In addition, several pieces of information are required to implement the control, such as steering wheel angle, motor velocity, driver torque and road reaction torque

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Coudon, Julien. "Algorithmes de commande pour le pilotage d'une direction découplée." Phd thesis, Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0014.

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Abstract:

Cette thèse étudie le problème du pilotage d'un système de direction découplé dans un véhicule. L'idée est de contrôler les deux sous-systèmes (système de restitution et système de braquage) constituant la direction de manière à : fournir au conducteur, par l' intermédiaire du volant, des sensations de conduite lui permettant d'appréhender le comportement dynamique de son véhicule ; procurer au conducteur une direction répondant à certains critères de confort; permettre l'amélioration du comportement dynamique du véhicule en jouant sur la dynamique du système de direction. L'étude présente un modèle de référence décrivant le comportement souhaité d'un système de direction une fois implanté dans un véhicule. Ce modèle est construit de manière à prendre en compte l'influence des efforts extérieurs issus du contact pneus/sol, ceux-ci étant représentatifs du comportement dynamique du véhicule Deux méthodes de commande sont proposées afin de reproduire le comportement du modèle de référence sur un système de direction découplée. Des essais sur prototype ont été réalisés et des résultats expérimentaux sont proposés
This dissertation focuses on the problem of the control of a Steer-Sy Wire System. The main idea is to control the two subsystems the steering wheel one and the front wheels one) which composed the steering system in order to : give to the driver, thanks to the steering wheel, relevant information about the dynamic status of his vehicle ; provide comfortable driving feelings ; improve the vehicle dynamics. This study presents a reference model which describes the desired behavior of a steering system in interaction with a vehicle. This model accounts for force reflection and vehicle dynamics interactions. Two control law strategies are proposed to reproduce the behavior of the reference model on the steering system. Experimental results on prototype are exposed

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Coudon, Julien. "Algorithmes de Commande Pour Le Pilotage d'Une Direction Découplée." Phd thesis, Grenoble INPG, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00181462.

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Abstract:

Cette thèse étudie le problème du pilotage d'un système de direction découplé dans un véhicule. L'idée est de contrôler les deux sous-systèmes (système de restitution et système de braquage) constituant la direction de manière à : fournir au conducteur, par l'intermédiaire du volant, des sensations de conduite lui permettant d'appréhender le comportement dynamique de son véhicule ; procurer au conducteur une direction répondant à certains critères de confort ; permettre l'amélioration du comportement dynamique du véhicule en jouant sur la dynamique du système de direction. L'étude présente un modèle de référence décrivant le comportement souhaité d'un système de direction une fois implanté dans un véhicule. Ce modèle est construit de manière à prendre en compte l'influence des efforts extérieurs issus du contact pneus/sol, ceux-ci étant représentatifs du comportement dynamique du véhicule
Deux méthodes de commande sont proposées afin de reproduire le comportement du modèle de référence sur un système de direction découplée. Des essais sur prototype ont été réalisés et des résultats expérimentaux sont proposés.

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Ciarla, Valentina. "Commande d'un système de Puissance électrique pour personne âgée et/ou handicapée." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00995299.

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Abstract:

Ce travail de thèse a été effectué au sein du Laboratoire GIPSA-Lab de Grenoble, sous la direction de Carlos Canudas de Wit et co-encadré par Franck Quaine et Violaine Cahouët.Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet ANR-09-VTT-14-01/06 " VOLHAND ". Il s'inscrit dans le contexte général des nouvelles générations de Direction Assistée Electrique (DAE, ou EPAS en anglais pour Electronic Power Assistance Steering) avec pour objectif spécifique de tenir compte des caractéristiques des conducteurs à mobilité réduite. En effet, à ce jour, il n'existe pas de système de direction assistée adapté aux capacités articulaires (rhumatismes divers), musculaires (diminution de force, sénescence), ou encore aux douleurs ressenties par le conducteur. Le principal objectif de cette thèse est donc de proposer une méthodologie générale permettant d'adapter une DAE standard aux conducteurs à mobilité réduite. Le mémoire est organisé en cinq chapitres.Chapitre 1, intitulé Context and objectives of the study presente l'impact économique et sociétal, la problématique et l'objectif. Ensuite, la stratégie permettant d'atteindre l'objectif ainsi spécifié est précisée.Chapitre 2, intitulé Models for simulation, est dédié à l'établissement d'un modèle mathématique du système de DAEs prenant bien en compte l'élasticité en torsion de la colonne de direction due à la présence d'un capteur de couple. Parmi les entrées de ce modèle à deux degrés de liberté, une attention est faite en ce qui concerne la description du couple de frottement du contact pneumatique-route. Un modèle de frottement dynamique, basé sur le modèle de LuGre, est développé pour décrire ces phénomènes. Une amélioration du modèle est ainsi proposée.Chapitre 3, intitulé Oscillation annealing and torque observer design, commence par mettre en évidence les conséquences de la présence du mode souple associé à l'élasticité en torsion du capteur de couple sur le ressenti au niveau du volant. Une commande LQ est proposée pour limiter les oscillations dues à ce mode souple. Enfin, un observateur pour estimer le couple conducteur et le couple résultant du frottement pneumatique route est développé.Chapitre 4, intitulé Power steering booster stage, se focalise dans un premier temps sur la nature des courbes d'assistance utilisées dans le cadre des DAE. En effet, l'état de l'art sur le sujet met en évidence l'absence de justification de la forme de ces courbes généralement fonction de la vitesse du véhicule et du couple appliqué par le conducteur. Dans ce chapitre on propose de calculer de nouvelles lois en se fondant sur l'approche par optimisation (minimisation du jerk couplé avec la loi de puissance de Steven). Les résultats obtenus montrent que la minimisation du critère fondé sur le jerk du volant et la loi de puissance de Steven peut permettre de reproduire les lois existantes d'assistance et leur apportent une justification. Ils confirment également la forte influence du frottement (couple) au niveau du contact roue-sol. La seconde partie de ce chapitre est consacrée au développement d'une méthodologie générale d'adaptation des lois d'assistance (cartographie standard initiale) aux exigences du conducteur à mobilité réduite (typiquement ici une personne présentant une asymétrie.Chapitre 5, intitulé Experimental validation NeCS-Car benchmark, commence par détailler la plateforme expérimentale présente au laboratoire GIPSA-LAB et utilisée pour évaluer et valider les nouvelles lois d'assistance adaptées au conducteur à mobilité réduite. La stratégie globale d'assistance de couple au volant pour un conducteur présentant une asymétrie, est testée sur le banc avec la NeCS-Car. Les résultats issus du protocole montrent la validité de la stratégie proposée.Ce mémoire se termine avec une partie General conclusions and perspectives où les principales contributions sont d'abord rappelées, puis où des perspectives pour compléter et prolonger ce travail sont proposées.

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Poussot-Vassal, Charles. "Commande Robuste LPV Multivariable de Châssis Automobile." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00351472.

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Abstract:

Nous étudions dans cette thèse les problèmes liés à la Commande Globale de Châssis (CGC) automobile. L'objectif est de développer des méthodes pour piloter différents actionneurs du véhicule (suspensions, freinage et direction) afin de les faire collaborer, dans le but d'améliorer le confort et la sécurité, et, de maitriser la dynamique du véhicule. Ce problème est complexe car il implique des dynamiques variées, non linéaires et de fortes contraintes au niveau des actionneurs. Les méthodes et outils utilisés sont issus des récents développements de l'automatique dans le domaine de la commande robuste pour les systèmes linéaires à paramètres variant (LPV). Dans ce contexte, les principaux thèmes développés concernent la modélisation, l'analyse et le contrôle des véhicules automobiles, ainsi que le contrôle robuste des systèmes LPV, utilisant les outils des inégalités linéaires matricielles (LMIs). Les principaux résultats traitent du développement de méthodes LPV pour la synthèse de commande robuste de suspension semi-active et de la synthèse de contrôle global de châssis (CGC) garantissant sécurité et agrément de conduite.

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Poussot-Vassal, Charles. "Commande robuste LPV multivariable de châssis automobile." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0171.

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Abstract:

Nous étudions dans cette thèse les problèmes liés à la Commande Globale de Châssis (CGC) automobile. L'objectif est de développer des méthodes pour piloter différents actionneurs du véhicule (suspensions, freinage et direction) afin de les faire collaborer, dans le but d'améliorer le confort et la sécurité, et, de maitriser la dynamique du véhicule. Ce problème est complexe car il implique des dynamiques variées, non linéaires et de fortes contraintes au niveau des actionneurs. Les méthodes et outils utilisés sont issus des récents développements de l'automatique dans le domaine de la commande robuste pour les systèmes linéaires à paramètres variant (LPV). Dans ce contexte, les principaux thèmes développés concernent la modélisation, l'analyse et le contrôle des véhicules automobiles, ainsi que le contrôle robuste des systèmes LPV, utilisant les outils des inégalités linéaires matricielles (LMIs). Les principaux résultats traitent du développement de méthodes LPV pour la synthèse de commande robuste de suspension semi-active et de la synthèse de contrôle global de châssis (CGC) garantissant sécurité et agrément de conduite
In this thesis, the automotive global chassis control problem is treated. The objective is to develop methodologies to control the different vehicle actuators (suspension, braking and steering systems) to enhance comfort and safety, and, to control the ground vehicle dynamics. Since it implies many different and nonlinear phenomena and constrained actuators, this problem turns to be very complex to solve. The tools and methods used are inspired from the recent developments in automatic control, and especially from the one from the robust control community applied to Linear Parameter Varying (LPV) systems. In this framework, we focus on the modeling, the analysis and the control of automotive systems as well as robust control for LPV systems, using the Linear Matrix Inequality (LMI) tools. The main results concern the development of a new semi-active suspension controller and an adaptive global chassis control using the robust LPV approach

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Ciarla, Valentina. "Commande d'un système de puissance électrique pour de personne à mobilité réduite." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00950866.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le contexte général des nouvelles générations de Direction Assistée Electrique (DAE ou EPAS en anglais pour Electronic Power Assistance Steering), dont l'objectif est de tenir compte des caractéristiques des conducteurs à mobilité réduite. En effet, à ce jour, il n'existe pas de système de direction assistée adapté aux capacités articulaires (rhumatismes divers), musculaires (diminution de force, sénescence), ou encore aux douleurs ressenties par le conducteur, ce qui constitue une insuffisance dès lors que l'on s'intéresse à de telles populations. Le principal objectif de cette thèse est donc de proposer une méthodologie générale permettant d'adapter une DAE standard aux conducteurs à mobilité réduite. La méthodologie proposée a été validé sur une plateforme de type Hardware-In the Loop et les résultats expérimentaux obtenus mettent bien en évidence l'intérêt de la démarche proposée. Ils représentent également un point de départ pour l'implantation de l'aide envisagée sur un véhicule réel et jettent les bases pour l'application de la méthodologie à une large classe de patients affectés par des pathologies différentes.

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Ghesquiers, Philippe. "Structure spatiale de commandabilité, placement de directions propres et découplage par blocs des systèmes linéaires." Toulouse, ENSAE, 1990. http://www.theses.fr/1990ESAE0006.

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Abstract:

Dans le contexte de l'approche géométrique des systèmes linéaires, une première partie du mémoire est consacrée à l'étude de la caractérisation algébrique de la structure spatiale liée à la commandabilité. Une paramétrisation nouvelle des sous-espaces de commandabilité est donnée dans la base initiale du système, évitant par la même le recours classique au calcul d'une forme canonique. Cette paramétrisation est alors exploitée pour établir une méthode permettant d'engendrer directement par placement de directions propres un sous-espace de commandabilité du système. La seconde partie du mémoire concerne le problème du découplage par blocs des systèmes linéaires. Les résultats classiques de l'approche géometrique sont tout d'abord présentés puis transcrits selon les techniques de placement de directions propres. Une nouvelle approche de résolution du decouplage par blocs est ensuite proposée par la mise au point d'une méthode de construction de familles compatibles de sous-espaces de commandabilité.

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Diab, Ali. "Stability analysis and control design for time-delay systems with applications to automotive steering systems." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. http://www.theses.fr/2023UPAST057.

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Abstract:

L'assistance de direction aide le conducteur à manoeuvrer son véhicule en diminuant le couple exercé sur le volant. Dans le cas de la « direction assistée électrique » et du « steer-by-wire », le système d'assistance est composé de moteurs électriques placés au niveau de la crémaillère (pour déplacer les roues) et au niveau du volant (pour fournir au conducteur un retour des forces agissant sur les roues). Cependant, ces architectures introduisent des retards dans les boucles de rétroaction du système. Pour assurer la stabilité en présence de retards, on peut réduire le gain d'assistance ou augmenter l'amortissement du volant, mais cela a un impact négatif sur les performances du système et détériore le retour d'effort renvoyé au conducteur. Afin de surmonter cette limitation, nous concevons et analysons des lois de commande pour les systèmes de direction qui augmentent (par rapport aux stratégies actuelles) la marge de retard du système. Nous utilisons une approche fréquentielle pour analyser les contraintes imposées par la stabilité du système de rétroaction générant le couple volant. Nos algorithmes s'appuient sur des architectures de commande proportionnelles-dérivées classiques, comprenant des lois d'assistance et des filtres. La simplicité des méthodes proposées permet un calcul analytique de la marge de retard. De plus, pour rendre nos résultats plus généraux (par exemple, pour des lois d'assistance non linéaires), nous développons des techniques dans le domaine temporel pour analyser la stabilité des systèmes linéaires à retards en utilisant des fonctionnelles de Lyapunov-Krasovskii. Nous formulons une méthode basée sur des projections permettant à des ensembles généraux de fonctions de paramétrer les fonctionnelles de Lyapunov-Krasovskii. Nous discutons des principales hypothèses considérées dans notre formulation et établissons des connexions entre les approches existantes pour l'analyse de la stabilité des systèmes à retard basées sur la programmation semi-définie, à savoir la méthode basée sur l'utilisation d'inégalités intégrales et la méthode basée sur la programmation par somme de carrés. Enfin, les résultats obtenus sont également appliqués au cas test des systèmes de direction
Steering assistance helps the driver to maneuver the vehicle by reducing the steering effort. In the case of electric power steering and steer-by-wire, the assistance system is composed of electrical drives placed at the rack pinion (allowing the wheels to move) and at the steering wheel (providing the driver a feeling of the forces acting on the wheels). These architectures introduce, however, delays in the feedback loops of the system. To ensure its stability in the presence of delays, one can reduce the assist gain or increase the damping of the steering wheel, but this negatively impacts the system's performance and degrades the force feedback returned to the driver. In order to counter this limitation, we design and analyze control laws for steering systems that increase (compared to current strategies) the delay margin of the system. We use a frequency-domain approach to analyze the constraints imposed by the stability of the feedback system generating the steering wheel torque. Our algorithms rely on classical proportional-derivative control architectures, including torque maps and filters. The simplicity of the proposed methods allows an analytical computation of the delay margin. In addition, to make our results more general (for example, for nonlinear torque maps), we develop time-domain techniques to analyze the stability of linear time-delay systems using Lyapunov-Krasovskii functionals. We formulate a projection-based method allowing general sets of functions to parameterize Lyapunov-Krasovskii functionals. We discuss the main assumptions considered in our formulation and establish connections between the existing approaches for the stability analysis of time-delay systems based on semidefinite programming, namely the method based on the use of integral inequalities and the method based on sum-of-squares programming. Finally, the obtained results are also applied to the test case of steering systems

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Di, Martino Marc. "Commande optimale prédictive et commande adaptative : application à la commande d'un télépointeur." Nice, 1985. http://www.theses.fr/1985NICE4062.

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Abstract:

Une synthèse des lois de commande prédictive résultant de la minimisation d'un critique quadratique est effectuée pour deux types de modélisation : modèle de réponse impulsionnelle et modèle entrée-sortie (carma). Pour cette étude plusieurs horizons d'optimisation sont considérés : 1 pas, n pas et horizon infini. Ces lois de commande sont implémentées sur un microprocesseur Motorola 68000 pour commander un télépointeur. Les problèmes de recalage et de poursuite sont envisagés séparément. Des résultats expérimentaux obtenus en simulation et à partir d'essais réels sont présentes et l'intérêt d'une commande adaptative de type prédictif est mis en évidence

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Cébron, Benoît. "Commande de systèmes dynamiques hybrides." Angers, 2000. http://www.theses.fr/2000ANGE0022.

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Abstract:

Un système dynamique est dit hybride (sdh) lorsque des variables discrètes et continues interagissent. Le développement de méthodes spécifiques de représentation, d'analyse et de commande s'impose pour prendre en compte la complexité de ces systèmes. Une classification des sdh est proposée en fonction des types de phénomènes hybrides considérés : commutations de modèle contrôlées ou autonomes, sauts du vecteur d'état contrôles ou autonomes. Des problèmes de commande sont ensuite poses et analyses pour chaque classe présentée. La recherche d'une commande optimale est posée comme un problème de minimisation d'un critère d'écart entre une trajectoire calculée et une trajectoire désirée. Une méthode de descente est appliquée dans chaque cas ; elle fait appel à l'expression du gradient du critère. Ce dernier est calculé à partir de la solution d'un système adjoint. On montre comment calculer ce système adjoint en adaptant aux cas considérés les principes généraux du calcul des variations. C'est ainsi qu'apparaissent des discontinuités sur l'état adjoint, dont on donne les expressions explicites. Ces discontinuités se retrouvent sur la commande calculée. La minimisation du critère est réalisée d'abord sans contraintes puis avec des contraintes de type borne sur la commande et sur sa dérivée, en mettant en œuvre la méthode d'uzawa. Le problème de commande par retour d'état est abordé pour les classes de sdh a commutations de modèle contrôlées et autonomes. Ceci conduit à la résolution d'équations de riccati. Chaque cas étudié est illustre par une mise en œuvre numérique qui permet de juger de l'efficacité de la méthode proposée, en termes de précision et de temps de calcul, et de conclure à la possibilité de commander des sdh par ces méthodes
A dynamic system is said to be hybrid (sdh) when discrete and continuous variables interact. The development of specific representation, analysis and control methods is required to take into account the complexity of these systems. A classification of sdhs is proposed according to the types of hybrid phenomena considered: controlled or autonomous model switching, controlled or autonomous state vector jumps. Control problems are then posed and analysed for each class presented. The search for an optimal control is posed as a problem of minimisation of a criterion of deviation between a calculated trajectory and a desired trajectory. A descent method is applied in each case; it uses the expression of the gradient of the criterion. The latter is calculated from the solution of an adjoint system. We show how to calculate this adjoint system by adapting the general principles of the calculation of variations to the cases considered. This is how discontinuities appear on the adjoint state, for which explicit expressions are given. These discontinuities can be found in the calculated control. The minimization of the criterion is first performed without constraints and then with bound constraints on the control and on its derivative, by implementing the uzawa method. The state feedback control problem is addressed for the classes of sdh with controlled and autonomous model switching. This leads to the solution of riccati equations. Each case studied is illustrated by a numerical implementation which allows to judge the efficiency of the proposed method, in terms of accuracy and computation time, and to conclude that it is possible to control sdhs by these methods

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Chombart, Anne. "Commande supervisée de systèmes hybrides." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0170.

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Abstract:

Le travail que nous presentons dans cette these a pour but de construire un superviseur discret pour un systeme a dynamique continue dans l'optique de la contraindre a respecter des specifications de fonctionnement. Remarquant que la nature discrete du superviseur d'une part et la nature continue du systeme a controler d'autre part posent la question de la compatibilite des informations mutuellement echangees entre ces deux elements, nous avons choisi de traiter le probleme comme celui de la modelisation et de l'analyse d'un systeme dynamique hybride. D'une facon generale, un systeme dynamique hybride est un systeme qui comporte plusieurs dynamiques de natures differentes. Le terme dynamique signifie qu'il y a une evolution dans le temps du systeme. Le terme hybride specifie que ces evolutions sont du type continu et evenementiel. Apres l'etude des methodes de modelisation des systemes dynamiques hybrides, proposees dans la litterature, utilisant les automates a etats finis pour representer les systemes a evenements discrets, nous nous sommes apercus, que quelle que soit la methodologie adoptee, evenementielle, continue ou combinee, le probleme de modelisation se ramene a la determination de regions de l'espace d'etat continu delimitees par des frontieres susceptibles de caracteriser le comportement dynamique du procede, afin que les evenements qui y sont associes portent l'information necessaire a l'analyse de l'automate correspondant. Nous avons remarque que ce qui differencie les approches presentees est la maniere de determiner les transitions entre les etats du graphe correspondant a ce que nous appelons le squelette de la structure commune. Le modele d'automate representant la partie continue du systeme etudie est construit sur la base d'une partition de l'espace d'etat continu obtenue par la construction de fonctions de lyapunov et de domaines de stabilite associes, permettant ainsi de proposer une structure equivalente a celle du squelette de la structure mise en evidence. Ce squelette correspond a l'armature de la structure du controleur hybride ou superviseur discret que nous cherchons a construire.

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Noura, Hassan. "Contribution à la commande des systèmes : diagnostic et commande des systèmes soumis à des défauts." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10208.

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Abstract:

Le bon fonctionnement d'un processeur industriel peut être altéré par la présence d'un ou plusieurs défauts. Dans ce cas, une commande classique peut s'avérer insuffisante pour préserver la sécurité et la fiabilité du système. Il est donc indispensable de déterminer une stratégie de commande capable de tolérer le défaut lorsqu'il apparait ou bien de s'y accommoder. Différentes méthodes d'accommodation aux défauts, existant dans la littérature, ont été présentées dans le premier chapitre de ce mémoire. Dans le deuxième chapitre, deux approches basées sur la stabilisation simultanée de systèmes ont été proposées. L'importance du diagnostic pour résoudre le problème de l'accommodation aux défauts a été présentée au troisième chapitre. Le quatrième chapitre comporte la comparaison entre deux approches d'accommodation qualifiées d'indirectes. Une de ces méthodes a été testée sur un pendule inversé. Dans la cinquième partie, une méthode qualifiée de directe a été proposée. Le sixième chapitre comprend l'étude d'une approche globale applicable aux systèmes de grande dimension qui a été appliquée à un processus thermique

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Pellanda, Paulo César. "Commande de systèmes instationnaires : séquencement de compensateurs et commande LPV." Toulouse, ENSAE, 2001. http://www.theses.fr/2001ESAE0005.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans le domaine de la commande de systèmes instationnaires, avec une orientation particulière vers la commande robuste H² et H∞ et la commande de systèmes variants paramétriquement. Trois techniques nouvelles pour la synthèse de correcteurs séquencés sont proposées. La première méthode concerne le séquencement classique d'un ensemble arbitraire de compensateurs dynamiques stabilisants prédéterminés qui correspond à une séquence donnée de points de fonctionnement. Nous proposons une démarche systématique pour le calcul d'une famille de compensateurs équivalents sous forme estimation / commande qui se prête à l'interpolation. Dans un deuxième temps, nous exploitons des fonctions de Lyapunov dépendantes des paramètres de séquencement et continues par morceaux pour la synthèse de correcteurs LPV satisfaisant une contrainte de gain L2. Nous introduisons un algorithme itératif permettant de construire des bases de fonctions pour les variables de Lyapunov interpolées qui sont suffisamment riches pour assurer un niveau strict de performance H∞ pour les systèmes LPV généraux. En dernier lieu, nous développons une méthode de synthèse multi-canal mixte H²/H∞ en temps discret pour les systèmes LPV/LFT. De nouvelles caractérisations LMI pour les performances H² et H∞ sont introduites. Elles permettent non seulement de traiter un ensemble de spécifications H² ou h∞ définies sur des tranferts différents mais aussi d'utiliser différentes variables de Lyapunov et de scalings pour chaque spécification/tranfert; Ces fonctionnalités sont nouvelles et offrent des libertés supplémentaires pour réduire le "conservatisme" et pondérer des critères à la fois exigeants et de nature contradictoire. Une formulation pour résoudre le problème du suivi d'une dynamique implicite est aussi adaptée aux systèmes LPV dans le contexte de cette méthode. Toutes ces techniques sont testées et validées sur des exemples académiques ou sur un problème réaliste de commande d'un missile.

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Amet, Leonardo. "Commande des systèmes à commutation : applications aux systèmes électriques." Thesis, Cergy-Pontoise, 2014. http://www.theses.fr/2014CERG0720/document.

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Abstract:

Dans ce travail de thèse, réalisé dans le cadre d'une bourse CIFRE entre le laboratoire ECS-Lab et l'entreprise GS Maintenance, nous nous sommes intéressés au contrôle et à l'observation des systèmes électriques, particulièrement les convertisseur multicellulaires séries et les moteurs à courant continu série.Dans la topologie des convertisseurs multicellulaires il est nécessaire d'équilibrer les tensions des condensateurs flottants à des valeurs spécifiques. Les techniques de commande par Modulation de Largeur d'Impulsions (MLI) permettent cet équilibrage, mais favorisent les dynamiques lentes. De plus, si le nombre de cellules est non premier, il existe des rapport cycliques qui déstabilisent le convertisseur. Afin de pallier à ces inconvénients, dans la première partie de la thèse des commandes directes basées sur les modes glissants sont proposées pour le convertisseur multicellulaire série à deux et trois cellules. Ces commandes sont simples et permettent une dynamique rapide, pouvant être étendues à des convertisseurs à nombre de cellules quelconque. Ces commandes sont testées en simulation et expérimentalement via un système temps réel dSpace sur un convertisseur multicellulaire à deux et trois cellules réalisé au cours de cette thèse au sein du laboratoire ECS-Lab. Il est important de souligner qu'une version industrielle du convertisseur a été réalisée au sein de l'entreprise GS Maintenance et vendue à l'Université du Qatar.Par ailleurs, dans le cadre de l'application du convertisseur multicellulaire une commande par modes glissants de type Zig-Zag est proposée pour pallier aux problèmes de quantification et saturation des actionneurs.La deuxième partie du travail a été consacrée à la synthèse d'un observateur/estimateur de type super-twisting pour estimer la vitesse d'un moteur à courant continu série sans capteur mécanique. La stratégie d'observation proposée est dédiée à une application industrielle qui concerne le forage pétrolier. Elle permet d'apporter une solution au problème d'observation généré par le fonctionnement à zéro ou faible courant. Cette stratégie a été testée sur un banc expérimental développé au cours de cette thèse au sein de l'entreprise GS Maintenance
In this thesis , conducted in the context of a grant CIFRE between laboratory ECS-Lab and the company GS Maintenance, we focused on the control and observation of electrical systems, particularly multicellular converter series and the series DC motor.The floating voltages of the multicell topology need to be balanced to specific values. PWM control techniques provide such a balance but favor the slow dynamics. Moreover, if the numbers of cells is not prime, there exist duty-cycles which could destabilize the converter. To overcome these drawbacks, we propose direct control strategies based on sliding mode techniques for 2 and 3-cell converters. These are simple, allow fast dynamics, and can be easily extended to any number of cell with little overhead. They have been tested in simulation and experimentally via a real-time dSpace board on a 2 and 3-cell converter develloped during this thesis at ECS-Lab. It is important to emphasize that an industrial version of the converter has been manufactured at GS Maintenance and sold to Qatar University.Moreover, in the context of the appication of multicell converters, a Zig-Zag sliding mode control law has been proposed to overcome quantization and saturation problems found in real actuators.The second part of this work adresses the synthetization of an super-twistign observer/estimator scheme to estimate the speed of a sensorless DC series motor. The proposed observation strategy is dedicated to an industrial application in the context of oil drilling. It provides a solution to the problem of observation generated by operating at zero or low current. This strategy has been tested on an experimental bench developed in this thesis within GS Maintenance

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Vlad, Cristina. "Commande prédictive des systèmes hybrides et application à la commande de systèmes en électronique de puissance." Phd thesis, Supélec, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00817487.

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Actuellement la nécessité des systèmes d'alimentation d'énergie, capables d'assurer un fonctionnement stable dans des domaines de fonctionnement assez larges avec des bonnes performances dynamiques (rapidité du système, variations limitées de la tension de sortie en réponse aux perturbations de charge ou de tension d'alimentation), devient de plus en plus importante. De ce fait, cette thèse est orientée sur la commande des convertisseurs de puissance DC-DC représentés par des modèles hybrides.En tenant compte de la structure variable de ces systèmes à commutation, un modèle hybride permet de décrire plus précisément le comportement dynamique d'un convertisseur dans son domaine de fonctionnement. Dans cette optique, l'approximation PWA est utilisée afin de modéliser les convertisseurs DC-DC. A partir des modèles hybrides développés, on s'est intéressé à la stabilisation des convertisseurs au moyen des correcteurs à gains commutés élaborés sur la base de fonctions de Lyapunov PWQ, et à l'implantation d'une commande prédictive explicite, en considérant des contraintes sur l'entrée de commande. La méthode de modélisation et les stratégies de commande proposées ont été appliquées sur deux topologies : un convertisseur buck, afin de mieux maîtriser le réglage des correcteurs et un convertisseur flyback avec filtre d'entrée. Cette dernière topologie nous a permis de répondre aux difficultés du point de vue de la commande (comportement à déphasage non-minimal) rencontrées dans la majorité des convertisseurs DC-DC. Les performances des commandes élaborées ont été validées en simulation sur les topologies considérées et expérimentalement sur une maquette du convertisseur buck.

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Farkh, Rihem. "COMMANDE PID DES SYSTÈMES À RETARD." Phd thesis, École Nationale d'Ingénieurs de Tunis, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00587529.

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Abstract:

Ce mémoire est dédié à la caractérisation de contrôleurs PID stabilisants pour des systèmes monovariables du premier et du second ordre avec retard sur l'entrée. Les systèmes considérés sont linéaires stationnaires, asymptotiquement stables en boucle ouverte. Un aspect de robustesse est également pris en compte ou il s'agit ici de garantir la stabilité malgré une méconnaissance des paramètres du transfert se traduisant par l'appartenance de ces paramètres à des intervalles connus. Les résultats de Vladimir L. KHARITONOV sur les quasi-polynômes intervalles sont ici utilisés à bon escient. Enfin une heuristique (algorithme génétique) est proposée pour calculer des contrôleurs optimisant des critères usuels de type intégrale de l'erreur (ISE, IAE, ITAE, ITSE).

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Lin-Shi, Xuefang. "Commande des systèmes de conversion d'énergie." Habilitation à diriger des recherches, INSA de Lyon, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00182507.

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Abstract:

Ce document retrace mes activités d'enseignement effectuées depuis ma nomination à l'Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon comme Maître de Conférences ainsi que mes activités de recherche menées au sein du Centre de Génie Electrique de Lyon (CEGELY), UMR CNRS 5005, devenu le Laboratoire Ampère depuis janvier 2007.

La première partie dresse un bilan de mon parcours professionnel, de mes activités de recherche, de mes activités d'encadrement, de ma participation à l'administration et de mes activités d'enseignement.

La seconde partie est consacrée à une présentation thématique des travaux menés dans les trois axes de recherche suivants : la commande pour des entraînements électriques, la commande des systèmes dynamiques hybrides et la commande des convertisseurs de puissance à découpage.

Ma contribution scientifique à travers des publications et des communications sera listée dans la troisième partie.

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Teodorescu, Catalin Stefan. "Commande de systèmes d'isolation antisismique mixte." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00904280.

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Abstract:

Nous nous intéressons aux méthodes de contrôle de vibrations de modèles réduits de structures à n degrés de liberté, sismiquement isolées au niveau de la base par des systèmes d'isolation mixte.Le mouvement provoqué par une sollicitation sismique horizontale a lieu dans le plan vertical.Nous avons construit un problème de contrôle semi-actif de systèmes incertains soumis à des perturbations inconnues, mais bornées. Dans le langage de l'automatique, il s'agit d'un problème d'atténuation de perturbations.Le résultat principal de cette thèse porte sur la construction d'une version modifiée des résultats de Leitmann et de ses collaborateurs sur la stabilisation de systèmes non linéaires incertains. Le théorème proposé repose sur une loi de commande par retour d'état qui assure en boucle fermée les propriétés de "uniform boundedness" et "uniform ultimate boundedness".En particulier, il peut être appliqué à la résolution de problèmes de contrôle semi-actif, qui sont actuellement traités en génie parasismique.L'objectif du contrôle est d'améliorer le comportement (i.e. la réponse) de structures isolées pour faire face aux perturbations externes, c'est-à-dire les séismes. Plusieurs points différencient notre problème de la majorité que l'on trouve dans la littérature: (i) on ne s'intéresse pas seulement à la protection de la structure isolée, mais aussi aux équipements situés à l'intérieur de la structure, et (ii) au lieu d'utiliser des indicateurs de performance habituels exprimés en termes de déplacement relatif de la base versus des accélérations absolues des planchers, nous utilisons uniquement le spectre de plancher en pseudo-accélération, comme il a été proposé dans des travaux précédents par Politopoulos et Pham. Ce travail est une tentative d'utiliser explicitement les spectres de plancher comme critère de performance.Concernant la procédure d'application, plusieurs étapes intermédiaires ont été détaillées:(i) modélisation de signaux sismiques;(ii) réglage des paramètres de la loi de commande utilisant la théorie des vibrations;(iii) validation et test du comportement en boucle fermée à travers des simulations numériques: pour des raisons de simplicité, on se limite au cas n=2.Cette procédure peut être utilisée sur des structures en industrie nucléaire, mais aussi en génie civil.D'autres sujets traités incluent une tentative d'utiliser les outils temps-fréquence, et en particulier la distribution de Wigner-Ville, pour la synthèse de lois de commande, en espérant pouvoir mieux contrôler les composants transitoires des signaux de perturbation (les entrées) et des variables d'état (les sorties).

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Boisseau, Bruno. "Commande événementielle : applications aux systèmes robotiques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT037/document.

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Abstract:

La théorie du contrôle a d'abord été conçue pour des contrôleurs analogiques. Il était alors pertinent de synthétiser un contrôleur dans une représentation continue. De nos jours, les systèmes numériques ont majoritairement remplacés les systèmes analogiques pour différentes raisons (coût, résistance au bruit, intégration,...). Les signaux sont alors maintenus constants entre le cadencement périodique fixé par une horloge numérique.La commande événementielle vise à améliorer l’échantillonnage périodique en proposant une méthode dans laquelle les mises à jour sont déclenchées par une fonction événement.Dans cette thèse, de nouvelles méthodes de synthèse de contrôleurs evenementiels sont présentés et testés sur des systèmes temps-réels.La contribution la plus originale étant l'utilisation d'une commande événementielle appliquée à un problème d'anticollision entre une quadrirotor et un environnement supposé connu
Control system theory has first been built for analog controllers. In this context, it was relevant to use a continuous framework to design a control feedback function. Nowadays, digital technologies are supplanting analog solutions due to several advantages (cost, noise, resistance, integration...). Signal is held constant between periodic triggers given by a digital clock.Event-based (or event-triggered) control aims to improve the periodic sampling scheme by proposing a method in which updates are triggered by an event function.In this thesis new event-based designs are detailled and tested on real-time systems.The most original contribution of this thesis is the use of an event-triggered design for a problem of collision avoidance between a quadrotor and a known environment

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El, Assoudi Abdellatif. "Observation et commande des systèmes mécaniques." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10039.

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Abstract:

Dans ce travail on s'interesse aux problemes de l'observation et de la commande des systemes mecaniques. Ce travail comporte essentiellement quatre parties. Dans la premiere partie, on s'interesse a la stabilisation des systemes mecaniques chariot-pendule et pont-roulant autour d'un point de fonctionnement ; la commande est basee sur la minimisation de l'energie totale du systeme (hamiltonien). Dans la deuxieme, nous donnons un observateur pour tout systeme mecanique sachant que toutes les positions sont mesurees. Dans le cas du pont-roulant, un des problemes techniquement mal resolu est celui du capteur d'angle et de la vitesse angulaire de la corde. Pour cela, on a construit un observateur, utilisant uniquement la mesure de la longueur de la corde et la position du chariot, permettant d'estimer: les vitesses de la corde et du chariot ainsi que la masse (suspendue a l'extremite de la corde), l'angle et la vitesse angulaire de la masse. Dans la troisieme partie, on etudie la stabilisation du systeme chariot-pendule et du systeme pont-roulant a l'aide d'un observateur (principe de separation). Enfin, la derniere partie a caractere theorique consiste a: caracteriser une classe de systemes non lineaires tels que s'ils sont stabilisables par retour d'etat, alors ils le sont par retour dynamique de sortie. Ce resultat s'applique aux systemes mecaniques ayant autant de commandes que de degres de liberte. Pour illustration, on a choisi un robot a trois degres de liberte. Caracteriser une classe de systemes partiellement linearisables tels que s'ils sont stabilisables par retour d'etat statique, alors ils le sont par retour d'etat dynamique

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Holderbaum, William. "Commande des systèmes à entrées booléennes." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-123.pdf.

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Abstract:

Les systèmes à entrées booléennes sont très utilisés dans de nombreuses applications industrielles, telles que l'électronique (convertisseur de puissance) ou l'hydraulique (commande de vanne par tout-ou-rien). Ils constituent une classe particulière de systèmes hybrides qui évoluent sous l'effet d'une commande obtenue par commutation on (valeur 1) et off (valeur 0). Dans un premier chapitre nous présentons la classe particulière des systèmes à entrées booléennes, et nous montrons comment l'outil de modélisation bond graph permet d'obtenir directement le modèle d'état sous la forme étudiée. Nous rappelons ensuite différentes approches citées dans la littérature qui fournissent, directement ou après binarisation, des lois de commande sous forme booléenne. Le second chapitre propose une loi de commande originale pour faire de la régulation et du suivi de trajectoire. Le problème des pertes de puissance par commutation est abordé avec la mise en place d'un critère de minimisation d'énergie. Dans le troisième chapitre nous montrons comment le principe de la loi de commande présente au chapitre II peut être étendu aux réseaux de neurones par une méthode de classification. Le quatrième chapitre présente une comparaison en simulation de différents algorithmes de commande booléenne sur une association convertisseur de puissance-machine asynchrone. Notamment nous trouvons les commandes présentées dans les chapitres II et III ainsi que des commandes plus classiques. Des critères de comparaison sont proposés.

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Tebbikh, Hicham. "Structure et commande des systèmes polynomiaux." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0122.

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Abstract:

Dans ce travail, on etudie la structure et la commande des systemes polynomiaux. On montre que la classe des systemes homogenes de degre p de r#n a m entrees et q sorties, notee c#p(n, m, q) admet une realisation minimale en x(0)=0 dans c#p(n, m, q) ou n n et on donne un algorithme de calcul en un nombre fini de pas. Puis, on etudie le probleme de classification par retour d'etat des systemes quadratiques de r#n a m entrees. On montre le lien entre les invariants par feedback et les singularites de l'application entree-sortie. Des formes canoniques sont calculees et un systeme complet d'invariants est donne lorsque m=n1. On traite ensuite le probleme d'equivalence locale par feedback d'un systeme polynomial avec un systeme quadratique. Dans la partie commande des systemes polynomiaux, on etudie les problemes de controlabilite et de stabilite de ces systemes. On rappelle les c. N. S. De controlabilite des systemes homogenes impairs, dues a jurdjevic-kupka, et on explique pourquoi ce resultat ne se generalise pas au cas pair. On montre heuristiquement par l'etude de la controlabilite des systemes quadratiques que les systemes pairs sont peu controlables. La stabilisation est ensuite etudiee. On montre que les systemes impairs sont toujours stabilisables et on donne les c. N. S. De stabilite locale des systemes pairs. Pour cela, on fait usage pour l'aspect local de la theorie des varietes invariantes et en particulier centrales. Pour l'aspect global, on utilise la structure homogene de ces systemes ainsi qu'un certain resultat de jurdjevic-quinn. Comme application de ces techniques on etudie la stabilite des systemes quadratiques quand m differe peu de n

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Ghamgui, Mariem. "Analyse et commande des systèmes multidimensionnels." Thesis, Poitiers, 2013. http://www.theses.fr/2013POIT2275.

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Abstract:

Cette thèse se situe dans le cadre de l'analyse et de la commande des systèmes multidimensionnels. Ce sont des systèmes où l'information se propage dans plusieurs directions indépendantes les unes des autres (par exemple une dimension d'espace et une de temps). Les contributions présentées dans ce mémoire portent d'une part sur la commande des systèmes 2D discrets ou continus, à retards constants ou variables, et d'autre part sur la synthèse de loi de commande par retour d'état robuste des systèmes nD hybrides incertains dont l'incertitude est décrite sous forme de représentation rationnelle implicite (ILFR). Les travaux présentés utilisent deux approches, l'une basée sur le polynôme caractéristique et l'autre sur les techniques de Lyapunov. Pour les systèmes 2D à retards discrets ou continus nous avons utilisé l'approche basée sur des fonctionnelles de Lyapunov. Des conditions suffisantes de stabilité et de stabilisation par retour d'état, dépendantes du retard, sont établies. Outre la notion de stabilité, la notion de performance du type H∞ est traitée afin de résoudre le problème de rejet de perturbations pour cette classe de systèmes. Nous avons ensuite proposé un cadre assez général pour l'analyse en stabilité des systèmes nD hybrides, en utilisant la S-procédure, permettant l'obtention de conditions sous forme de LMIs faciles à exploiter numériquement. Nous avons également proposé des conditions de stabilité et de stabilisation robustes pour les systèmes nD hybrides incertains dont l'incertitude est du type LFR implicites
This thesis deals with the analysis and the control of multidimensional systems. These systems can be defined as the classe of systems where the information is propagated in several independent direction. For instance, a 2D system with a dimension corresponding to space and, the other one to time. The contributions presented in this work focuses, on one hand, on the control of 2D discrete or continuous systems with constant or variable delays and on the other hand, on the synthesis of robust state feedback controllers for nD hybrid uncertain systems including parameter uncertainties complying with an implicit linear fractional representation (ILFR). Two approaches are used. One is based on the characteristic polynomial and the other on Lyapunov techniques. Sufficient conditions for stability and stabilization are established for 2D delayed discrete or continuous systems using Lyapunov approach. Conditions to insure both stability and a prescribed H∞ performance level are given for this class of systems. Then, a general framework for the establishment of computationally tractable LMI conditions to analyse the stability of nD hybrid systems is proposed. Robust stability and stabilization conditions are then established for nD hybrid uncertain systems. The uncertainties comply with an (ILFR) description

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Estrada, Manzo Víctor. "Estimation et commande des systèmes descripteurs." Thesis, Valenciennes, 2015. http://www.theses.fr/2015VALE0032/document.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée au développement des techniques d’estimation et de commande pour systèmes descripteurs non linéaires. Les développements sont centrés sur une famille particulière de systèmes descripteurs non linéaires avec une matrice descripteur de rang plein. Toutes les approches présentées utilisent un formalisme de modélisation du type Takagi-Sugeno (TS) pour représenter les modèles descripteurs non linéaires. Un objectif très important est de développer des conditions sous la forme d’inégalités matricielles linéaires (LMI, en anglais). Dans la littérature, les conditions pour l’estimation des modèles TS descripteurs s’écrivent sous forme d’inégalités matricielles bilinéaires (BMI, en anglais). En plus, à notre connaissance, il n’y pas de résultats dans la littérature concernant la commande/estimation pour les modèles TS descripteurs en temps discret (avec une matrice descripteur régulière non linéaire).Trois problèmes ont été examinés : commande par retour d’état, estimation de l’état et commande statique par retour de la sortie. Dans le cas continu, des conditions moins conservatives ont été développées pour la commande par retour d’état. Pour l’estimation d’état, des conditions LMI ont été obtenues (au lieu des usuelles BMI) en utilisant un différent vecteur d’erreur augmenté. Pour la commande statique par retour de la sortie, des conditions LMI sont proposées si une matrice auxiliaire est fixée. Pour le temps discret, des nouveaux résultats sous la forme LMI ont été développées pour la commande/estimation, comblant ainsi certains manques de la littérature. Des exemples ont été inclus pour montrer l’applicabilité de tous les résultats que nous avons obtenus et ainsi l’importance de garder la structure originale des descripteurs
This thesis addresses the estimation and control for nonlinear descriptor systems. The developments are focused on a family of nonlinear descriptor models with a full-rank descriptor matrix. The proposed approaches are based on a Takagi-Sugeno (TS) descriptor representation of a given nonlinear descriptor model. This type of TS models is a generalization of the standard TS ones. One of the mains goals is to obtain conditions in terms of linear matrix inequalities (LMIs). In the existing literature, the observer design for TS descriptor models has led to bilinear matrix inequality (BMI) conditions. In addition, to the best of our knowledge, there are no results in the literature on controller/observer design for discrete-time TS descriptor models (with a non-constant and invertible descriptor matrix).Three problems have been addressed: state feedback controller design, observer design, and static output feedback controller design. LMI conditions have been obtained for both continuous and discrete-time TS descriptor models. In the continuous-time case, relaxed LMI conditions for the state feedback controller design have been achieved via parameterdependent LMI conditions. For the observer design, pure LMI conditions have been developed by using a different extended estimation error. For the static output feedback controller, LMI constraints can be obtained once an auxiliary matrix is fixed. In the discretetime case, results in the LMI form are provided for state/output feedback controller design and observer design; thus filling the gap in the literature. Several examples have been included to illustrate the applicability of the obtained results and the importance of keeping the original descriptor structure instead of computing a standard state-space

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Olaru, Sorin. "La commande des systèmes dynamiques sous contraintes Interaction optimisation-géométrie-commande." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00641658.

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Abstract:

Dans ce mémoire d'Habilitation à Diriger les Recherches, seront présentées les recherches menées ces cinq dernières années sur des sujets liés à la commande sous contraintes, à la commande basée sur l'optimisation temps-réel et aux méthodes géométriques en Automatique. La première partie du mémoire d'écrit le parcours académique permettant de recadrer les résultats de recherche dans un parcours scientifique avec toutes ses dimensions la formation, l'enseignement, la recherche, le développement et la participation à la vie de la communauté. Dans la deuxième partie, nous retraçons le chemin de la commande optimale à la commande basée sur l'optimisation. Avec ce panorama historique nous montrerons que les recherches dans ce domaine ont toujours été partagées entre les travaux théoriques et les applications à visée industrielle. Ce panorama sera suivi d'une revue de méthodes géométriques utilisées en automatique, qui identifie une direction dans laquelle s'inscrit notre recherche. Nous insisterons sur les contributions dans le domaine avant d'établir un projet de recherche à court, moyen et long terme. La troisième partie contient une synthèse des travaux de recherche publiés récemment sur les sujets mentionnés précédemment afin d'offrir une image des directions explorées et des concepts clés qui ont guidé nos recherches dans les cinq dernières années. L'analyse des polyèdres paramétrés est présentée comme un problème de géométrie avec des implications multiples dans la commande prédictive sous contraintes dans le cas linéaire et hybride. Spécifiquement pour la commande prédictive des systèmes hybrides, des approches alternatives basées sur l'adaptation du modèle de prédiction en vue de l'exploitation des routines d'optimisation évoluées (algorithmes génétiques, etc.) ont été développées. Les outils géométriques sont utilisés aussi dans des problèmes plus éloignés de la commande prédictive comme le cas de la modélisation des systèmes affectés par un retard variable. Ici, les techni-ques géométriques permettent la description des modèles linéaires polytopiques qui peuvent être utilisés par la suite dans une procédure de synthèse de lois de commande robuste (et prédictive accessoirement). Finalement, dans un tout autre domaine, celui de la commande des systèmes multi-capteurs, on montre que les méthodes ensemblistes peuvent apporter des réponses pour les défis de détection et isolation des défauts. Quant à la commande prédictive, elle offre le cadre approprié pour la reconfiguration, l'autre aspect majeur de ce qu'on appelle communément " la conception d'un système de commande tolérant aux défauts ".

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Cazaurang, Franck. "COMMANDE ROBUSTE DES SYSTÈMES PLATSAPPLICATION À LA COMMANDE D' UNE MACHINE SYNCHRONE." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012110.

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Abstract:

Ce travail propose une méthodologie de synthèse de loi de commande robuste pour les systèmes dynamiques plats. La génération de trajectoires de référence est simple à mettre en oeuvre pour un système plat car il est équivalent à un système linéaire par difféomorphisme et bouclage. Cependant cette démarche n'est valable que pour un modèle, et en l'absence de perturbations. Pour une famille de modèles, et en présence de perturbations exogènes, le suivi de trajectoire défini à partir du modèle nominal est garanti par un régulateur linéaire synthétisé par optimisation de critères. L'utilisation d'un schéma à deux degrés de liberté générique permet de poser clairement le problème de synthèse en séparant les objectifs de poursuite nominale et les objectifs de régulation et de poursuite robustes. Cette démarche est ensuite appliquée à la synthèse d'une loi de commande robuste d'une machine synchrone.

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Cazaurang, Franck. "Commande robuste des systèmes plats : application à la commande d'une machine synchrone." Bordeaux 1, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR10644.

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Abstract:

Ce travail propose une méthodologie de synthèse de loi de commande robuste pour les systèmes dynamiques plats. La génération de trajectoires de référence est simple à mettre en oeuvre pour un système plat car il est équivalent à un système linéaire par difféomorphisme et bouclage. Cependant cette démarche n'est valable que pour un modèle, et en l'absence de perturbations. Pour une famille de modèles, et en présence de perturbations exogènes, le suivi de trajectoire défini à partir du modèle nominal est garanti par un régulateur linéaire synthétisé par optimisation de critères. L'utilisation d'un schéma à deux degrés de liberté générique permet de poser clairement le problème de synthèse en séparant les objectifs de poursuite nominale et les objectifs de régulation et de poursuite robustes. Cette démarche est ensuite appliquée à la synthèse d'une loi de commande robuste d'une machine synchrone.

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Bidart, Damien. "Commande Coopérative des Systèmes Monoconvertisseurs Multimachines Synchrones." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00662181.

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Abstract:

Afin de rendre les machines synchrones à aimants permanents plus attractives pour l'aéronautique (actionneurs de commande de vol, systèmes de freinage, train d'atterrissage ...), il peut être intéressant de réduire le nombre de modules d'électronique de puissance utilisés en les mutualisant. De nombreuses études ont été réalisées pour des systèmes composés de plusieurs machines asynchrones et principalement en traction ferroviaire, mais peu concernent les machines synchrones. Après avoir étudié différentes structures envisageables, les travaux développés lors de cette thèse présentent une étude originale d'un système composé de deux machines synchrones à aimants permanents connectées en parallèle sur un onduleur unique mutualisé. Ces machines ont des caractéristiques identiques ou proches et doivent être pilotées à la même vitesse. La structure de commande retenue lors de cette thèse est de type maître-esclave: seule une des deux machines est autopilotée (la machine maître), l'autre (la machine esclave) fonctionnant en boucle ouverte. Afin d'assurer la stabilité d'un tel système, le synchronisme des deux moteurs doit toujours être respecté. Une stratégie de commande, qui choisit quel est le moteur maître, en prenant en compte la variation des paramètres internes et externes du système, est alors instaurée. Dans ces conditions, les évolutions théoriques des différentes variables sont déterminées. Pour valider ces résultats, un processus expérimental est mis en place. Les nombreux résultats obtenus en simulation et expérimentalement permettent alors de confirmer les résultats théoriques: que ce soient les paramètres mécaniques ou électriques qui varient, la stabilité du système est toujours garantie. Le cas supplémentaire où les deux machines déplacent une charge mécanique commune avec une liaison mécanique rigide entre les deux machines, est finalement développé. Une autre stratégie de commande, dont la structure et les résultats sont également présentés dans cette thèse, est alors nécessaire.

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Riedinger, Pierre. "Contribution à la commande des systèmes complexes." Habilitation à diriger des recherches, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00536355.

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Abstract:

Les contributions que nous avons choisi de présenter dans ce mémoire ont trait en général à la commande, à la stabilité et à l'observation des systèmes dynamiques hybrides. Ce mémoire retrace le cheminement de mes recherches sur les dix dernières années au CRAN au sein du projet systèmes dynamiques hybrides et complexes mais également aux travers de projets et collaborations locales (CPER : projet SC2), nationales (GdR SDH, AS 192, ANR ArHyCo) et européennes (Hycon). L'extension du principe du minimum et l'établissement de conditions nécessaires pour la résolution d'un problème de commande optimale pour les SDH ont permis de soulever et de mettre en évidence des difficultés liées à la résolution de ce type de problème. Deux freins principaux à la mise en oeuvre d'algorithmes généraux efficaces ont été identifiés et proviennent d'une part, de l'explosion combinatoire engendrée par la dynamique discrète couplée aux dynamiques continues et d'autre part, de l'existence de trajectoires singulières conduisant nécessairement à des solutions sous optimales. Une discussion sur les méthodes de résolution directes et indirectes montre que même dans des situations simplifiées, l'existence de trajectoires singulières pose un réel problème et les algorithmes utilisant le principe du minimum sont inadaptés sans traitement particulier pour gérer ces situations. Nous montrons sur un exemple qu'il peut être préférable d'utiliser des méthodes directes sous une formulation de tirs multiples. Pour la classe des systèmes affines commutés qui représente une classe de systèmes technologiques très répandus, les points de fonctionnement rendent particulièrement évident le rôle joué par les trajectoires singulières. On constate qu'elles correspondent aux solutions optimales au sens de Fillipov du système commuté. Nous avons proposé une méthode permettant d'effectuer la synthèse de ces trajectoires optimales pour des critères de type temps optimal ou quadratique en temps infini applicable sur des systèmes de dimension faible et en général inférieure ou égale à 3. Une seconde méthode de synthèse à base de commande prédictive utilise les degrés de liberté sur la commande autour du point de fonctionnement pour poursuivre un cycle particulier défini par un critère. L' algorithme rapide d'optimisation des solutions tient compte des discontinuités issues des instants de commutations et utilise les fonctions de sensibilité vis à vis de ces instants. La généralisation aux SDH du calcul des fonctions de sensibilité lorsque le système hybride est le siège de discontinuités de champs et de saut sur l'état, est un résultat utile qui permet d'utiliser des outils nécessitant une différentiation. Le calcul rapide des cycles limites et l'étude de leur stabilité est une première application possible, l'optimisation est très clairement la cible principale. L'étude et l'analyse du comportement asymptotique des systèmes linéaires commutés via la formulation d'un principe d'invariance de Lasalle nous amène à un constat similaire à celui fait sur la commande optimale : Le comportement asymptotique est identique à celui que l'on obtient en considérant les solutions de Fillipov du système commuté. Nous avons montré en considérant plusieurs hypothèses sur les lois de commutation que la séparation est opérée si on restreint la loi de commutation en considérant par exemple des hypothèses fortes de temps d'activation minimum sur les modes. Ces résultats d'analyse sont primordiaux dans la compréhension de la complexité de la dynamique issue de la commutation. La synthèse d'observateurs commutés pour la classe des systèmes linéaires commutés que nous avons proposée, et l'identification algébrique des lois ne permettant pas d'observer le système ont été déduites du principe d'invariance mentionné à l'item précédent. La mise en évidence de la décroissance de la vitesse de convergence de l'erreur d'observation en fonction de la vitesse de commutation est une conséquence de cette caractérisation algébrique. Les travaux réalisés ont permis de soulever de très nombreux problèmes spécifiques à la classe des systèmes commutés (Robustesse vis à vis d'incertitudes paramétriques, extension au cas discret et échantillonné, synthèse de lois préservant l'observabilité, vitesse de convergence de l'observateur, ...) et de dégager des pistes de recherche concernant leur résolution.

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Laroche, Edouard. "Identification et Commande Robuste de Systèmes Électromécaniques." Habilitation à diriger des recherches, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00354139.

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Abstract:

Ce document présente la majeure partie de mes activités de recherche depuis ma nomination à l'Université Louis Pasteur de Strasbourg en septembre 2000. Ces travaux concernent l'identification et la commande ; ils ont été conduits sur différents systèmes applicatifs : la machine asynchrone, les systèmes d'enroulement de bande et la robotique. Ils sont principalement de nature méthodologique ; c'est-à-dire qu'à partir de problématiques appliquées particulières, j'ai tâché de tirer les enseignements qui s'imposaient afin de proposer des solutions standards et génériques à un certain nombre de problèmes.

Ce mémoire est organisé autour des trois systèmes applicatifs traités. A chacun d'entre eux est consacré une partie distincte. Puisqu'une grande partie des problématiques scientifiques traitées est transversale et abordée pour plusieurs systèmes, j'ai choisi de les introduire dans la première partie de ce rapport.

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Bougatef, Naima. "Commande sous contraintes des systèmes discrets périodiques." Phd thesis, Ecole Supérieure d'Ingénieurs de Poitiers - ESIP, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00960391.

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Abstract:

Cette thèse se situe dans le cadre de l'analyse et de la synthèse des systèmes périodiques. Les contributions présentées dans ce mémoire portent sur la commande sous contraintes des systèmes linéaires discrets périodiques. Ces contraintes, portant sur l'état du système et/ou sur la commande, peuvent être des contraintes de positivité ou de bornitude. Dans ce travail, des conditions d'analyse en stabilité et positivité des systèmes périodiques en termes de LMI (Inégalité Matricielle Linéaire) strictes, sont présentées. Ces outils d'analyse ont ensuite permis d'élaborer une loi de commande par retour d'état périodique. Les résultats obtenus sont exploités par la suite pour développer une commande par retour d'état périodique robuste pour les systèmes périodiques incertains. Des conditions de stabilisation robuste sont élaborées en utilisant la S-procédure. En outre, des conditions de stabilité et stabilisation par retour d'état périodique des systèmes périodiques avec retards sont établies. Le problème de stabilisation de ce type de systèmes sous un certain nombre de contraintes est résolu en suivant deux approches, la première est basée sur les techniques de Lyapunov la seconde fait appel à la programmation linéaire. Outre la notion de stabilité, la notion de performance des systèmes en boucle fermée est traitée. Pour cela, nous proposons une commande de type Hinf pour résoudre le problème de rejet de perturbations.

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Ménigot, Sébastien. "Commande optimale appliquée aux systèmes d'imagerie ultrasonore." Phd thesis, Université François Rabelais - Tours, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00657980.

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Abstract:

Les systèmes d'imagerie médicale ultrasonore ont considérablement amélioré le diagnostic clinique par une meilleure qualité des images grâce à des systèmes plus sensibles et des post-traitements. La communauté scientifique de l'imagerie ultrasonore a consenti à un très grand effort de recherche sur les post-traitements et sur le codage de l'excitation sans s'intéresser, outre mesure, aux méthodes de commande optimale. Ce travail s'est donc légitimement tourné vers les méthodes optimales basées sur l'utilisation d'une rétroaction de la sortie sur l'entrée. Pour rendre applicable ces méthodes, ce problème complexe de commande optimale a été transformé en un problème d'optimisation paramétrique sous-optimal et plus simple. Nous avons appliqué ce principe au domaine de l'imagerie ultrasonore : l'échographie, l'imagerie harmonique native et l'imagerie harmonique de contraste avec ou sans codage de la commande. La simplicité de l'approche nous a permis, par une modification de la fonction de coût, de l'adapter à l'imagerie harmonique. Cette adaptation montre que la méthode peut être appliquée à l'imagerie ultrasonore en générale. Aujourd'hui, les enjeux de l'imagerie ultrasonore portent non seulement sur les traitements des excitations ou des images mais aussi sur les capteurs. Ce point nous a conduit naturellement à rechercher la commande optimale des transducteurs capacitifs (cMUT) afin de les adapter à une utilisation plus large en imagerie ultrasonore codée. Nos méthodes de compensation et de codage par commande optimale procurent des résultats très prometteurs qui vont au delà de nos espérances. Le champ d'applications de nos méthodes de codage optimal est large et nous n'en voyons pas forcément encore toutes les limites. L'atout majeur de nos approches est leur simplicité d'utilisation et d'implémentation. En effet, elles ne nécessitent pas d'informations a priori difficilement accessibles sur les outils utilisés ou milieux explorés. Notre système s'adapte automatiquement aux variations qui peuvent être liées au vieillissement du capteur ou à la modification du milieu exploré.

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Marchand, Nicolas. "Contribution à la commande contrainte des systèmes." Habilitation à diriger des recherches, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00813273.

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Abstract:

Ce document présente un survol de mes travaux sur la commande bornée des systèmes linéaires et sur l'extension de ces approches au corps rigide. Enfin, ce manuscrit se termine par des prospectives en terme de commande basées sur évènements.

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Bai, Jing. "Commande des Systèmes Multi-agent d'Ordre Fractionnaire." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2015. http://www.theses.fr/2015ECLI0019/document.

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Abstract:

Ce travail concerne la commande des systèmes multi-agent d’ordre fractionnaire utilisant une topologie de communication fixe. Premièrement, la production en formation avec atténuation absolue et retard de communication est étudiée. Pour cela, une loi de commande et des conditions suffisantes sont proposées. Toutefois, dans certains scénarios, il est souhaitable que tous les agents atteignent la formation souhaitée tout en se déplacent en groupe, au lieu d’un rendez-vous à un point fixe. Ce cas sera traité en étudiant la production en formation avec atténuation relative et retard de communication. Troisièmement, la poursuite par consensus des systèmes avec un état de référence variable dans le temps est étudiée. Une loi de commande commune et une seconde basée sur la prédiction d’erreur sont proposées, et le problème du consensus est résolu quand le graphe de communication contient un arbre dirigé. Il a été prouvé que la convergence du système est plus rapide en utilisant la loi basée sur la prédiction d’erreur plutôt que celle de commande commune. Enfin, les lois de commande ci-dessus sont étendues au cas de la poursuite en formation. En effet, dans de nombreux cas, l'information peut être envoyée à partir d'un état de référence vers les agents voisins uniquement et non pas à l’ensemble des agents. Afin de résoudre ce problème, une loi de commande est proposée afin de résoudre le problème du consensus avec un état de référence constant. Puis, deux lois de commande sont proposées afin de résoudre le problème du consensus avec un état de référence variant dans le temps. Ces lois sont étendues pour résoudre le problème de la poursuite en formation
This thesis focuses on the distributed coordination of fractional-order multi-agent systems under fixed directed communication graph. Firstly, formation producing with absolute damping and communication delay of fractional-order multi-agent systems is studied. A control law is proposed and some sufficient conditions are derived for achieving formation producing. However, in some scenarios, it might be desirable that all agents achieve formation and move as a group, instead of rendezvous at a stationary point. Therefore, secondly, formation producing with relative damping and communication delay is considered. Thirdly, consensus tracking of fractional-order multi-agent systems with a time-varying reference state is studied. A common control law and a control law based on error predictor are proposed, and it is shown that the control laws are effective when a communication graph has directed spanning trees. Meanwhile, it is proved that the convergence of systems is faster using the control law based on error predictor than by the common one. Finally, the above control laws are extended to achieve formation-tracking problems. In fact, in many cases information can be sent from a reference state to only its neighbor agents not to all the agents. In order to solve the above problem, an effective control law is given to achieve consensus with a constant reference state. Then, an effective general control law and an effective particular one are proposed to achieve consensus with a time-varying reference state. Furthermore, the above control laws are extended to achieve the formation tracking problems

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Vieira, Alexandre. "Commande optimale des systèmes de complémentarité linéaires." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT064/document.

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Abstract:

Cette thèse se concentre sur la commande optimale des systèmes de complémentarité linéaire (notés LCS). Les LCS sont des systèmes dynamiques définis par des équations différentielles algébriques (ÉDA), où une des variables est définie par un problème de complémentarité linéaire.Ces systèmes se retrouvent dans la modélisation de nombreux phénomènes, tels que les équilibres dynamiques de Nash, les systèmes dynamiques hybrides ou encore la modélisation de circuits électriques. Les propriétés des solutions à ces ÉDA dépendent essentiellement de propriétés que doit vérifier la matrice D présente dans la complémentarité.Ces contraintes de complémentarité posent des problèmes à deux niveaux. Premièrement, l’analyse de ces systèmes dynamiques font souvent appel à des outils pointus, et leurs études laissent encore des questions non résolues. Deuxièmement, la commande optimale pour ces systèmes pose des soucis à cause d’une part de présence éventuelle de l’état dans les contraintes, et d’autre part une violation assurée des qualifications des contraintes qui sont une hypothèse récurrente des problèmes d’optimisation.La recherche de ce manuscrit se concentre sur la commande optimale de ces systèmes. On s’intéresse principalement à la commande quadratique (minimisation d’une fonctionnelle quadratique en l’état et la commande), et à la commande temps minimal. Les résultats se concentrent sur deux pans: d’un côté, on opère une approche analytique du problème afin de trouver des conditions nécessaires d’optimalité (si possible, on démontre qu’elles sont suffisantes) ; dans un deuxième temps, une approche numérique est effectuée, avec le soucis d’obtenir des résultats numériques précis de manière rapide
This thesis focuses on the optimal control of Linear Complementarity Systems (LCS). LCS are dynamical systems defined through Differential Algebraic Equations (DAE), where one of the variable is defined by a Linear Complementarity Problem.These systems can be found in the modeling of various phenomena, as Nash equilibria, hybrid dynamical systems or modeling of electrical circuits. Properties of the solution to these DAE essentially depend on properties that the matrix D in the complementarity must meet. These complementarity constraints induce two different challenges. First, the analysis of these dynamical systems often use state of the art tools, and their study still has some unansweredquestions. Second, the optimal control of these systems causes troubles due to on one hand the presence of the state in the constraints, on the other hand the violation of Constraint Qualifications, that are a recurring hypothesis for optimisation problems.The research presented in this manuscript focuses on the optimal control of these systems. We mainly focus on the quadratic optimal control problem (minimisation of a quadratic functional involving the state and the control), and the minimal time control. The results present two different aspects: first, we start with an analytical approach in order to find necessary conditions of optimality (if possible, these conditions are proved to be sufficient); secondly, a numerical approach is tackled, with the aim of getting precise results with a reduced computational time

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De, Hillerin Safta. "Commande robuste de systèmes non linéaires incertains." Thesis, Supélec, 2011. http://www.theses.fr/2011SUPL0015/document.

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Abstract:

Cette thèse étudie l'approche LPV pour la commande robuste des systèmes non linéaires. Son originalité est de proposer pour la première fois un cadre rigoureux permettant de résoudre efficacement des problèmes de synthèse non linéaire. L'approche LPV a été proposée comme une extension de l'approche H-infini dans le contexte des systèmes LPV (« Linéaires à Paramètres Variant dans le temps »), voire non linéaires. Quoique prometteuse, cette approche pour la commande des systèmes non linéaires restait peu utilisée. En effet, au-delà même de certaines limitations théoriques, la nature des solutions obtenues semblait inadéquate. Cette question ouverte est notre point de départ. Nous montrons tout d'abord que la faible variation des correcteurs constatée est due avant tout à la nature du schéma informationnel utilisé traditionnellement lors de la synthèse LPV, et que sous des hypothèses raisonnables, le cadre LPV peut permettre de recouvrir des stratégies de type « linéarisation par bouclage ». Ce point étant acquis, une deuxième difficulté réside dans l'obtention effective de correcteurs non linéaires donnant des garanties de performance. Nous proposons un cadre rigoureux permettant de résoudre efficacement un problème de synthèse incrémentale pondérée, par la résolution d'un problème LPV associé à un schéma informationnel spécifique compatible avec celui identifié dans la première partie. Cette étude et son aboutissement à la définition d'un cadre formel et d'une procédure complète d'obtention de correcteurs, incluant des méthodes de réduction de complexité, donnent des arguments puissants en faveur de l'approche LPV pour la commande robuste de systèmes non linéaires
This thesis studies the LPV approach for the robust control of nonlinear systems. Its originality is to propose for the first time a rigorous framework allowing to solve efficiently nonlinear synthesis problems.The LPV approach was proposed as an extension of the H-infinity approach in the context of LPV (Linear Parameter-Varying) systems and nonlinear systems. Although this approach seemed promising, it was not much used in practise. Indeed, beyond certain theoretical limitations, the nature itself of the obtained solutions did not seem adequate. This open question constitutes the starting point of our work.We first prove that the observed weak variation of the controllers is in fact mostly due to the information structure traditionally used for LPV synthesis, and that under reasonable assumptions, the LPV framework can overlap feedback linearization strategies. This point having been resolved, a second difficulty lies in the actual achievement of nonlinear controllers yielding performance guarantees. We propose a rigorous framework allowing to solve efficiently an incremental synthesis problem, through the resolution of an LPV problem associated to a specific information structure compatible with the one identified in the first part.This study and its corollary description of a formal framework and of a complete controller synthesis procedure, including complexity reduction methods, provide powerful arguments in favor of the LPV approach for the robust control of nonlinear systems

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Charbonnier, François. "Commande supervisée des systèmes à évènements discrets." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0007.

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Abstract:

L'accroissement de la complexité des systèmes automatises rend de plus en plus nécessaire l'utilisation de méthodes formelles qui permettent de prouver, a priori, qu'un procédé commande satisfait un cahier des charges impose. La théorie de la supervision des systèmes a événements discrets, initiée par les travaux de Ramadge et Wonham, vise à répondre à cet objectif. Etant donnés un procédé et des spécifications logiques de fonctionnement, des techniques permettent de synthétiser de façon systématique un superviseur de facon a ce que le procédé couple au superviseur respecte les spécifications. Ces techniques reposent sur la théorie des langages formels et la théorie des automates. Dans cette approche, un procédé est considéré comme un générateur spontané d'évènements et le rôle du superviseur se cantonne a interdire l'occurrence de certains évènements dans le procédé. Cependant, un procédé nécessite d'être couple a un système de commande qui force certains évènements à se produire et l'approche Ramage-Wonham ne permet donc pas de faire de la commande. Ceci nous a conduits à définir le concept de commande supervisée. Ce concept hiérarchise les rôles dévolus à la commande et à la supervision et fournit une représentation claire des notions d'entrées/sorties. L'approche proposée permet de systématiser et formaliser le passage de la synthèse a l'implantation de la commande. La commande supervisée peut avantageusement s'appuyer sur l'outil grafcet. Néanmoins, les preuves formelles sont effectuées à partir de modèles automates. Dans cette thèse, les algorithmes proposes permettent de systématiser l'obtention de modeles automates a partir de modeles GRAFCETS de commande et de supervision. Le concept de commande supervisée a été applique à l'atelier inter-établissements de productique de Grenoble. La démarche employée est détaillée pour une partie du procédé

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Lefebvre, Dimitri. "Commande par précompensation dynamique des systèmes généralisés." Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10171.

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Abstract:

Ce travail concerne l'étude des systèmes linéaires généralisés (ou singuliers) en temps continu. Ces systèmes sont décrits par des équations algebro-différentielles et présentent des impulsions à l'instant initial et à tout instant ultérieur lorsque l'entrée n'est pas suffisamment dérivable. La contribution principale de ce travail est l'élaboration d'une commande par précompensation dynamique. Cette commande est intéressante dans la mesure où elle permet de supprimer les discontinuités qui affectent les variables du semi-état et de la sortie, et où elle fait apparaître explicitement les dérivées successives de l'entrée. Le régulateur proposé dans ce mémoire est construit à partir de changements de variables successifs et avec un nombre minimal d'intégrateurs nécessaires pour assurer la continuité du semi-état aprés l'instant initial, et pour permettre l'observation de l'état du système compensé. D'autre part, le précompensateur est intégré dans une structure de commande modulaire et évolutive. Associé à différents bouclages, Il a contribué à l'élaboration de résultats originaux pour d'autres objectifs de commande: la stabilisation, le placement de pôles, l'observation, le découplage, et la commande optimale avec un critère à c^ùt quadratique. Enfin, tous les algorithmes présentés ont été implantés numériquement avec le logiciel de calcul matriciel Matlab 3. 5

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Galaz-Larios, Martha Cecilia. "Commande non linéaire de systèmes de puissance." Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112092.

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Abstract:

Ce projet de thèse concerne l'étude de la stabilité transitoire du réseau de transport d'énergie, et plus particulièrement le problème d'élargissement de la région d'attraction. C'est la loi de contrôle conçue selon la méthode basée sur la passivité qui accomplit cette tâche et que nous proposons pour la commande d'excitation des machines synchrones. Cette méthode forme la fonction totale de l'énergie en modifiant le transfert d'énergie parmi les composants électriques et mécaniques du système. Nous nous sommes aussi intéressés au problème d'identification des paramètres du réseau et du point d'équilibre pour leur application dans la commande de machines synchrones. Nous avons proposé un système identificateur, lequel donne une estimation stable des paramètres du réseau et de l'équilibre du modèle "à un axe" de la machine synchrone raccordée à un réseau infini. Ce modèle est non linéaire et non-linéairement paramétré et son équilibre dépend aussi non-linéairement des paramètres inconnus. L'estimateur proposé peut être utilisé, adoptant une approche équivalente, pour rendre adaptable n'importe quel contrôleur de système d'excitation basé sur la connaissance de ces paramètres. Enfin, nous avons profité de la propriété d'invariance à un changement de coordonnées des systèmes représentés sous la forme Hamiltonienne pour obtenir la retro-action de certains états mesurables du système
This thesis is devoted to the problem of enlarging the region of attraction of equilibria in power systems; we focus our attention on power systems after a symmetrical 3-phase short circuit fault and propose a new passivity-based controller design methodology for excitation control of synchronous generators. The methodology shapes the total energy function via modification of the energy transfer between the mechanical and electrical components of the system. Applying the procedure it is shown that a, properly tuned, state feedback enlarges both the estimates and the actual domain of attraction, thus increasing critical clearing time for faults. Moreover, we study the problem of identification of the network parameters and the desired equilibrium in applications of excitation control for synchronous generators. Our main contribution in this context is the construction of a new nonlinear identifier that provides asymptotically consistent estimates (with guaranteed transient bounds) of the line impedance and the equilibrium for the classical flux--decay model of a single generator connected to an infinite bus. This model is nonlinear, and nonlinearly parameterized, and the equilibria displays a nonlinearly dependence on the unknown parameters. The proposed estimator can be used, adopting a certainty equivalent approach, to make adaptive any power system stabilizer that relies on the knowledge of these parameters. Finally using the fact that a Hamiltonian system is invariant to a change of coordinates, we propose a new controller that in the new coordinates implies the electrical power as state variable

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Gapaillard, Muriel. "Représentation, commande et identification de systèmes hybrides." Angers, 2005. http://www.theses.fr/2005ANGE0023.

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Abstract:

Deux classes de systèmes hybrides, à sauts et commutations commandés ou autonomes, sont étudiées. Des représentations continues de ces systèmes sont introduites, qui permettent d’éviter des difficultés liées aux discontinuités. Ces représentations sont utilisées pour résoudre des problèmes de commande optimale et d’identification. Cette approche, qui amène à remplacer un problème hybride par un problème continu, est justifiée par des théorèmes de convergences vers des minima classiques ou à epsilon près en l’absence de compacité, démontrés à l’aide du lemme de Gronwall et du théorème de Lebesgue. Ces représentations permettent de résoudre des problèmes hybrides à l’aide de méthodes adaptées aux problèmes continus. Ceci est illustré par l’utilisation du calcul des variations. Les avantages pratiques apportés par les représentations sont mis en évidence
Two classes of hybrid systems with controlled or autonomous jumps and switchings are studied. Continuous representations of these systems are introduced, which enable to avoid difficulties associated with discontinuities. These representations are used to solve optimal control and identification problems. This approach, leading to the replacement of a hybrid problem by a continuous one, is justified by convergence theorems to either classical minima or epsilon-quasiminima with no compacity assumption, that are demonstrated by Gronwall’s lemma and Lebesgue’s theorem. These representations enable to solve hybrid problems by means of methods adapted to continuous problems. This possibility is illustrated by the use of calculus of variations. The practical advantages brought by the representations are highlighted

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Trofino-Neto, Alexandre. "Commande robuste et performance des systèmes incertains." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG0016.

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Abstract:

Dans ce memoire, le probleme de la commande robuste et de la performance des systemes incertains est etudie. La methode utilise la notion de stabilite quadratique pour la robustesse, et la notion d'attenuation au sens de la norme l#2 pour les performances (vis-a-vis des perturbations). L'exploitation explicite de la structure des incertitudes conduit a une formulation tres realiste du probleme et une solution est obtenue par des techniques d'optimisation convexe non differentiable. Toutefois, la complexite de l'algorithme de resolution peut devenir excessive, et dans ce cas une solution plus simple est proposee. Cette derniere ne prend pas en compte explicitement les incertitudes, et elle peut etre vue comme une commande lqg sous une contrainte de passivite

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Hassan, Azzam. "Contribution à la commande des systèmes discontinus." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG0044.

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Abstract:

Cette thèse est divisée en deux parties fondamentales. Dans la première, d'ordre théorique, on s'intéresse aux systèmes à structure variable et à la théorie des régimes glissants pour. La deuxième est consacré aux problèmes de la modélisation et la commande des convertisseurs de puissance. L'approche de Filippov, employée pour définir la dynamique glissante, conduit à une indétermination (ambiguïté) dans le cas des systèmes non linéaires généraux si on considère des surfaces glissantes de codimension supérieure à un. Dans ce travail en introduisant la notion de compatibilité d'une paire système-surface une nouvelle approche des régimes glissants est proposée dans le cas général. Cette nouvelle approche comprend la théorie déjà existante pour les systèmes scalaires et multivariables non linéaires en entrées. En combinant la notion de compatibilité avec la notion de régularité (d'une paire système-surface) une partition d'un voisinage de la surface glissante dans l'espace d'état permet de définir une loi de commutation et assure l'accessibilité de la variété glissante en temps fini. La dynamique glissante qui en résulte est bien définie. La deuxième partie consacrée à la modélisation et la régulation des convertisseurs de puissance, est divisée en deux sous-parties. Dans la première sous-partie (approche harmonique), en utilisant la théorie des séries de Fourier à coefficients variables, on montre comment on peut obtenir des modèles de dimension finie non linéaires qui peuvent décrire le comportement dynamique des convertisseurs de tension d'une façon précise. De ces modèles une loi de commande non linéaire a pu être calculée. Les simulations ainsi que les résultats expérimentaux montrent la précision et l'efficacité des modèles obtenus et de la loi de commande proposée. Une approche discrète a été considérée dans la deuxième sous-partie. Un modèle discret «exact» est obtenu. Une loi de commande stabilisante de type Lyapunov est donnée. Des résultats de simulation sont données à la fin de cette partie. La complexité et le coût des calculs de l'approche discrète limitent la puissance de cette méthode en comparaison avec la méthode harmonique qui a été appliquée avec succès à un convertisseur réel.

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Manceur, Malik. "Commande robuste des systèmes non linéaires complexes." Thesis, Reims, 2012. http://www.theses.fr/2012REIMS003/document.

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Abstract:

Le travail de la thèse traite le problème de suivi de trajectoires des systèmes non linéaires incertains,dont le modèle nominal est construit à l’aide d’un système flou TS (Takagi-Sugeno) de type-2. Cedernier, exploite les modèles locaux du système obtenus par linéarisation autour de certains pointsde fonctionnement. La commande développée est basée sur les modes glissants d’ordre deux avecSuper-Twisting. Nous avons proposé deux systèmes flous type-2 adaptatifs, qui ont comme uniqueentrée la surface de glissement, pour résoudre le problème du calcul de la valeur optimale des gainsde la commande. Des résultats de simulation ont permis de comparer les performances de l’approcheproposée avec la méthode classique. Ensuite, nous avons introduit le concept de l’intégral sliding modepour imposer à priori le temps d’arrivée sur la surface de glissement. Les approches proposées sontgénéralisées aux cas des systèmes multivariables. Plusieurs résultats par simulation et implémentationen temps réel sont présentés pour illustrer les performances des approches développées
This work deals with a fuzzy tracking control design for uncertain nonlinear dynamic system withexternal disturbances and using a TS (Takagi-Sugeno) fuzzy model description. The control is basedon the Super-Twisting algorithm, which is among of second order sliding mode control. Moreover, twoadaptive fuzzy type-2 systems have been introduced to generate the two Super-Twisting signals toavoid both the chattering and the constraint on the knowledge of disturbances and uncertainties upperbounds. These adaptive fuzzy type-2 systems has only one input : the sliding surface, and one output :the optimale values of the control gains, which are hard to compute with the original algorithm.Simulation results are obtained in order to compare the performances of the proposed method tothat given by Levant. Then, we have introduced the integral sliding mode concept to impose inadvance the convergence time and the arrival on the sliding surface. The proposed approaches aregeneralized to the case of multivariable systems. Several results in simulation and in real time usinga benchmark are obtained to validate and to confirm the performances of our contributions

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Maalej, Sonia. "Commande robuste des systèmes à paramètres variables." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10209/document.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse portent sur l'analyse de stabilité et la synthèse de commandes robustes pour les systèmes non linéaires. La conception des contrôleurs/observateurs nécessite souvent la connaissance totale ou partielle du modèle du procédé à contrôler. Néanmoins, l'obtention d'un modèle à la fois exploitable et suffisamment fidèle est difficile et chronophage, ce qui provoque l'augmentation du coût total de développement d'un système d'asservissement. Afin de réduire la quantité ainsi que la qualité des informations nécessaires sur le système, de nouvelles méthodes de synthèse d'observateurs et de contrôleurs ont été développées dans cette thèse. En effet, si le modèle est connu, une loi de commande par retour de sortie à base d'observateur de type Luenberger a été proposée. Pour cette loi de commande, le système bouclé est vu comme l’interconnexion de deux sous systèmes : la boucle fermée idéale et l'erreur d'observation. Dans le cas où peu d'informations sont disponibles, une loi de commande à modèle restreint (''sans modèle'') a été développée. Afin d’estimer l’état du système, des dérivateurs/estimateurs non-asymptotiques tel que les dérivateurs numériques basés sur l’algèbre différentielle ou encore les dérivateurs asymptotiques tels que les observateurs et les filtres ont été considérés. Les deux lois de commande proposées ont permis de conserver l'aspect non linéaire du système ainsi que d'obtenir des résultats les plus généraux que possible en reformulant les problèmes sous la forme de systèmes polytopiques convexes. Les travaux de cette thèse font appel principalement à la méthode directe de Lyapunov avec fonction quadratique
This work focuses on the stability analysis and the robust control synthesis for nonlinear systems. The design of controllers/observers ofen require a complite or partiel knowledge of the process model to control. Nevertheless, obtaining a model both reable and sufficiently accurate is not only difficult and time-consuming but also it increases the total cdevelopment cost of a control system. In order to reduce the quantity and quality of informations required on the system, new methods of observers and controllers synthesis have been proposed. With known models, an output feedback controller based Luenberger observer was proposed. For this control law, the system closed loop is viewed as the interconnection composed with the ideal closed loop and the observation error. In case where few informations are available, a restricted-model (''model-free'') controller is proposed. In order to estimate the system state, non-asymtotic derivators /estimators based on differentiel algebra or asymptotic ones such as observers or filters have been considered. Both of these control laws have allow to maintain the nonlinear aspects of the system and to obtain general results by reformulating the problem into convex polytopic systems forms. The works of this thesis mainly relies on direct Lyapunov method with quadratic function

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Yedes-Bougatef, Naima. "Commande sous contraintes des systèmes discrets périodiques." Thesis, Poitiers, 2012. http://www.theses.fr/2012POIT2305/document.

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Abstract:

Cette thèse se situe dans le cadre de l’analyse et de la synthèse des systèmes périodiques. Les contributions présentées dans ce mémoire portent sur la commande sous contraintes des systèmes linéaires discrets périodiques. Ces contraintes, portant sur l’état du système et/ ou sur la commande, peuvent être des contraintes de positivité ou de bornitude. Dans ce travail, des conditions d’analyse en stabilité et positivité des systèmes périodiques en termes de LMI (Inégalité Matricielle Linéaire) strictes, sont présentées. Ces outils d’analyse ont ensuite permis d’élaborer une loi de commande par retour d’état périodique. Les résultats obtenus sont exploités par la suite pour développer une commande par retour d’état périodique robuste pour les systèmes périodiques incertains. Des conditions de stabilisation robuste sont élaborées en utilisant la S-procédure. En outre, des conditions de stabilité et stabilisation par retour d’état périodique des systèmes périodiques avec retards sont établies. Le problème de stabilisation de ce type de systèmes sous un certain nombre de contraintes est résolu en suivant deux approches, la première est basée sur les techniques de Lyapunov la seconde fait appel à la programmation linéaire. Outre la notion de stabilité, la notion de performance des systèmes en boucle fermée est traitée. Pour cela, nous proposons une commande de type H∞ pour résoudre le problème de rejet de perturbations
This thesis deals with the analysis and the control problem of periodic linear discrete systems (PLDS). The contributions presented in this work focuses on the constrained control of PLDS. Conditions for stability analysis and positivity are established in terms of strict LMI (Linear Matrix Inequalities). The stabilization of PLDS under the condition that the closed-loop system is positive and stable is addressed as well as the case of bounded state and/ or control variables. The obtained results are then extended to the synthesis of robust state feedback controllers, where some of which are based on the S − procedure technique. Furthermore, some conditions of stability and stabilization of PLDS with delays are established. The problem of stabilization of constrained PLDS is addressed based on the Lyapunov techniques or the Linear Programming techniques. The robust H∞ state feedback control in which both robust stability and a prescribed H∞ performance are required is investigated

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Bekaik, Mounir. "Commande des systèmes non linéaires à retard." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112411.

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Abstract:

Ce doctorat est centré sur trois objectifs principaux. Le premier est le développement d’une stratégie de construction de retours d’état sans terme à retard qui stabilisent globalement asymptotiquement uniformément l’origine de systèmes variant dans le temps non linéaires ayant un retard distribué dans la commande. Le deuxième est l’adaptation de la célèbre technique de construction de lois de commande appelée backstepping au cas de systèmes non linéaires de forme feedback ayant dans la commande un retard ponctuel constant. Le troisième est la résolution d’un problème de stabilisation pratique pour une famille de systèmes non linéaires ayant un retard ponctuel dans l’entrée constant et ayant des commandes échantillonnées dont les instants d’échantillonnage dépendent de la valeur de la variable d’état du système. Chacun de ces trois objectifs est atteint au moyen de technique qui utilisent certains opérateurs d’un nouveau type. Des résultats de robustesse de type Input-to-State-Stability sont établis au moyen de fonctionnelles de Lyapunov-Krasovskii
This PhD thesis is focused on three main objectives. The first goal is to develop a method of construction of state feedbacks without retarded terms that render the origin of timevarying nonlinear systems with a distributed input delay globally uniformly asymptotically stable.The second objective is the adaptation of the celebrated technique of construction of state feedbacks called ’backstepping’ to the case of nonlinear systems in feedback form with a pointwise constant delay in the input. The third aim of this thesis is to solve a problem of practical stabilization for a family of nonlinear systems with sampled retarded state feedbacks whose sampling instants depend on the value of the state variable of the system. Each of these three goals relies on the introduction of operators of a new type. Robustness results of Input-to-State-Stability type are established by using Lyapunov-Krasovskii functionals

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Zerkaoui, Salem. "Commande neuronale adaptative des systèmes non linéaires." Le Havre, 2007. http://www.theses.fr/2007LEHA0010.

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Dans cette thèse nous proposons un Système de Commande Neuronale Indirecte (SCNI) auto-adaptatif, stable, et robuste pour commander une large variété de systèmes linéaires ou non linéaires, monovariables ou multivariables dont le modèle mathématique est mal connu ou pouvant varier dans le temps. Le SCNI, comporte le modèle instantané et le correcteur ainsi qu’un algorithme autonome d'adaptation des paramètres. Les paramètres du SCNI sont initialisés à zéro assurant ainsi des performances indépendantes de la phase d'initialisation. L’analyse et la synthèse de la stabilité du système en boucle fermée, la stabilité robuste et la robustesse vis-à-vis du bruit de mesure ont été étudiées à l’aide de l’approche de Lyapunov. La commande développée a été testée sur le simulateur du réacteur chimique du Tennessee Eastman et sur un bras manipulateur de robotique médicale. La structure de commande proposée, simple et flexible, s'avère utilisable en pratique pour de nombreuses applications
The main contribution of this work is to propose a robust stable self-adaptive InDirect neural Network Control "IDNC" to control a broad variety of unknown linear, nonlinear, SISO and MIMO systems. The control scheme is made of an adaptive instantaneous neural model, a neural controller and an on-line parameter updating law. The IDNC parameters start at zero initial conditions which ensure that the performances do not depend on the initialization phase. Closed loop performances as well as sufficient conditions for asymptotic stability and robustness are derived from the Lyapunov approach. The simulations and experimental tests are carried out in order to validate the performances of the proposed approach. In particular, our contribution is used for the control of the Tennessee Eastman Challenge Process and a medical robot. Also, the proposed structure can easily be implemented in several practical applications

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Vera, Estrada Martin Carlos. "Modélisation et commande des systèmes dynamiques hybrides." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0055.

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Abstract:

Un systeme dynamique hybride (sdh) est un systeme dynamique qui comporte plusieurs dynamiques de natures differentes. L'objectif de ce memoire est l'etude de la problematique de representation des sdh. Voici les aspects importants consideres dans cette etude : la compatibilite des informations echangees, la standardisation et la representation des parties continue et discrete du systeme, la compatibilite dans la notion de temps pour les differentes dynamiques du systeme, etc ce memoire a ete developpe sur trois aspects : _ modelisation : nous proposons le modele d'un sdh a temps hybride, compose : d'une partie continue (modelisee par un sdc etendu) et d'une partie discrete (modelisee par un sed a temps evenementiel), selon la structure mathematique d'un systeme dynamique. _ controle : nous proposons un controleur hybride compose : d'une partie continue, d'une partie discrete et d'une partie de supervision. Des conditions mathematiques sont donnees pour garantir les actions de controle. _ supervision predictive : nous proposons un schema d'un superviseur predictif pour un sdh. Nous donnons une expression pour determiner l'horizon de prediction en respectant la notion de temps hybride.

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Fischman, Arao. "Commande robuste des systèmes sous contraintes structurelles." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0007.

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Abstract:

Ce memoire traite le probleme general de la synthese de lois de commande robuste pour les systemes sous contraintes structurelles. La contribution principale de ce travail consiste en la synthese de deux algorithmes de commande qui tiennent explicitement compte des contraintes de structure sur le gain de retour d'etat ou de sortie. Le premier algorithme considere le probleme de la commande multi-objectif et le deuxieme traite celui de la commande a cout h#2 garanti. Ces deux algorithmes sont bases sur la resolution iterative d'un probleme d'optimisation convexe dont les contraintes sont exprimees sous la forme d'inegalites matricielles lineaires (lmi). Nous avons aussi mis en evidence l'applicabilite de l'un de ces algorithmes aux systemes de puissance en proposant une loi de commande decentralisee a cout h#2 garanti pour un systeme de generation et de distribution d'energie electrique.

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Dissertations / Theses on the topic 'Commande des systèmes de direction'

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