Dissertations / Theses: 'Estimation de la gravité des défauts'

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Yang, Junjie. "Fault Diagnosis and Prognosis in multivariate complex systems." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. http://www.theses.fr/2023UPAST001.

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Abstract:

Le diagnostic et le pronostic des défaillances ont suscité une attention considérable dans l'industrie et le monde universitaire en raison des exigences croissantes en matière de fiabilité, de disponibilité, de maintenabilité et de sécurité.Malgré les progrès significatifs, les méthodologies de diagnostic de défauts existantes souffrent toujours de problèmes, tels que le manque de données défectueuses suffisantes pour la formation, l'inefficacité des données distribuées complexes, la faible sensibilité aux défauts naissants et l'interférence du bruit et des valeurs aberrantes.Par conséquent, ce travail propose une nouvelle méthode de classification à une classe mise en œuvre en générant des ancres et en sélectionnant la marge de la région pour déterminer une région saine comme zone de décision.Ensuite, une mesure de distance particulière appelée distance de Mahalanobis locale est définie pour indiquer la distance entre un échantillon et la région saine.Sur la base de la méthode de classification à une classe proposée et de l'indice LMD, ce travail développe d'abord une approche de détection des défauts naissants en combinant l'indice LMD et la technique de somme cumulative de densité de probabilité empirique.Ce travail examine également l'efficacité de l'indice LMD en tant que caractéristique représentative pour la détection des défauts.Deuxièmement, ce travail propose une méthode d'isolation de la variable défectueuse pour les cas de défaut unique en combinant la technique LMD avec l'idée du diagramme de contribution.Troisièmement, une expression analytique du taux d'augmentation des défauts est dérivée de l'indice LMD pour la tâche d'estimation de la gravité des défauts.Enfin, nous développons une nouvelle approche basée sur la reconstruction en utilisant la distance de Mahalanobis locale comme indice de détection pour améliorer les performances d'isolation et d'estimation.La méthode améliorée peut isoler avec précision plusieurs variables défectueuses et estimer simultanément l'amplitude de leurs défauts.L'étude de cas basée sur les données de processus du réacteur à réservoir agité à flux continu montre que la technique LMD présente des avantages significatifs pour le problème de diagnostic des défauts, tels qu'une sensibilité élevée aux défauts naissants, une robustesse au bruit et aux valeurs aberrantes, et l'absence d'hypothèse de distribution.Les méthodes de diagnostic de défauts développées sur la base de la technique LMD sont nettement plus performantes que les solutions les plus récentes.L'étude comparative sur les données de roulement de la Case Western Reserve University indique que la technique LMD peut être utilisée comme approche d'extraction de caractéristiques et qu'elle est plus efficace et plus robuste que les autres techniques statistiques
Fault diagnosis and prognosis have attracted huge attention in industry and academia for the increasing requirements on reliability, availability, maintainability, and safety.Despite the significant progress, the existing fault diagnosis methodologies still suffer from challenges, such as the lack of sufficient faulty data for training, ineffectiveness to complex distributed data, low sensitivity to incipient faults, and the interference of noise and outliers.Therefore, this work proposes a new one-class classification method implemented by generating anchors and selecting the region margin to determine a healthy region as a decision area.Then a particular distance measurement called local Mahalanobis distance is then defined to indicate the distance between a sample and the healthy region.Based on the proposed one-class classification method and the LMD index, this work first develops an incipient fault detection approach by combining the LMD index and the empirical probability density cumulative sum technique.This work also discusses the efficiency of LMD as a representative feature for fault detection.Secondly, this work proposes the faulty variable isolation method for single fault cases by combining the LMD technique with the contribution plot idea.Thirdly, an analytical expression of fault increasing rate is derived from the LMD index for the fault severity estimation task.Finally, we further develop a new reconstruction-based approach using the local Mahalanobis distance as a detection index to improve the isolation and estimation performance.The improved method can accurately isolate multiple faulty variables and estimate their fault amplitudes simultaneously.The case study based on the Continuous-flow Stirred Tank Reactor process data shows that the LMD technique has significant benefits for the fault diagnosis problem, such as high sensitivity to incipient faults, robustness to noise and outliers, and no distribution assumption.The fault diagnosis methods developed on LMD significantly outperform state-of-the-art solutions.The comparative study on the Case Western Reserve University bearing data indicates that the LMD technique can be used as a feature extraction approach and is more effective and robust than the other statistical techniques

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Farhat, Ahmad. "Détection, localisation et estimation de défauts : application véhicule." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT056/document.

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Abstract:

Dans la nécessité de développer des véhicules sûrs, confortables, économiques et à faible impact environnemental, les voitures sont de plus en plus équipées d'organes qui emploient des capteurs, actionneurs et systèmes de commande automatiques.Or ces systèmes, critiques pour la sécurité et le confort des passagers, peuvent mal-fonctionner en présence d'une défaillance (défaut).Dans le cadre du diagnostic à bord, plusieurs approches à base de modèle sont développées dans ce travail afin de détecter, localiser et estimer un défaut capteur ou actionneur, et pour détecter la perte de stabilité du véhicule.Ces méthodes reposent sur une synthèse robuste pour les systèmes incertains à commutation.Elles sont validées en simulation avec le logiciel CarSim, et sur les données réelles de véhicule dans le cadre du projet INOVE
Modern vehicles are increasingly equipped with new mechanisms to improve safety, comfort and ecological impact. These active systems employ sensors, actuators and automatic control systems. However, in case of failure of one these components, the consequences for the vehicle and the passengers safety could be dramatic. In order to ensure a higher level of reliability within on board diagnosis, new methodologies for sensor or actuator fault detection, location and estimation are proposed. These model based approaches are extended for robust synthesis for switched uncertain systems. In addition, a method for detecting critical stability situation is presented. The validation of the different methods is illustrated with simulations using CarSim, and application on real vehicle data within the INOVE project

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Ahmad, Iftikhar. "Attitude estimation of accelerated aerial vehicles using IMU/GPS." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0062.

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Abstract:

Ce travail de recherche porte sur l’estimation de l’attitude d’un corps rigide se déplaçant dans l’espace 3D avec une accélération qui n’est ni constante, ni négligeable par rapport à la gravité. Les capteurs utilisés sont une centrale inertielle (IMU) et un GPS qui fournissent respectivement les mesures de vecteurs accélération linéaire, champ magnétique terrestre et vitesse angulaire (données IMU) et la vitesse linéaire absolue (données GPS) du corps en mouvement. Nous avons proposé, dans un premier temps, un observateur par mode glissant d’ordre deux assurant la convergence exponentielle, capable d’estimer d’une manière exacte une entrée inconnue supposée bornée et variant dans le temps d’un système dynamique non linéaire. Cet observateur utilise la mesure de tout son état. Celui-ci a ensuite été appliqué à l’estimation de l’accélération linéaire inconnue dans le repère inertiel nécessaire dans la plupart des algorithmes d’estimation d’attitude connus (méthode algébrique ou dynamique). A partir de ce résultat, un observateur à deux étapes a été proposé pour estimer l’attitude du corps rigide en mouvement accéléré, où l’estimation de l’accélération linéaire constitue la première étape, tandis que la deuxième étape se résume à l’utilisation de cette accélération dans un algorithme d’estimation dynamique. En utilisant, le principe de séparation, nous arrivons à montrer la convergence asymptotique presque globale (almost global) de l’erreur d’estimation. Afin de prendre en compte les imperfections des capteurs de la centrale inertielle telles que le bruit et les biais, et par conséquent améliorer l’estimation de l’attitude, un filtre complémentaire non linéaire a été proposé
This research work addresses the problems of attitude estimation of rigid bodies moving in 3D-space with an acceleration which is neither constant, nor negligible as compared to the gravity, using IMU and GPS. We propose an observer based on proportional-integral type second order sliding mode to estimate unknown bounded time-varying input to a nonlinear dynamical system. Exponential convergence on the observed is demonstrated using Lyapunov theory in a general case. This observer has been applied to estimate the unknown linear acceleration in the inertial frame from the equations of rigid bodies translational dynamics. We then propose a two-step observer for which the estimation of linear acceleration is the first step which is then used in the equations of rigid bodies rotational dynamics at second step. The exponentially convergence at first step is sufficient excuse to study the convergence analysis of the rigid bodies rotational dynamics separately. The combined system is found to be almost global asymptotic convergent by using separation principle. We also propose a complementary filter to filter raw measurements of two non-collinear vectors in the body frame, for which we get global asymptotic convergence. Note that we get global exponential convergence if gyro-bias is not considered. After filtering these directions, the doors of attitude estimation through using some algebraic algorithm, are open. The performance of the proposed observers is illustrated by simulation results as well

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Touati, Youcef. "Diagnostic robuste et estimation de défauts à base de modèle Bond Graph." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10100/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse concerne la conception d’un système de diagnostic robuste à base de modèle bond graph et a pour objectif principal de générer des seuils robustes aux incertitudes de mesures mais aussi la génération systématiques des équations d’estimation de défauts. Une procédure de génération des seuils basée sur une représentation graphiques des incertitudes de mesure a été développée et implémentée sur un système réel. La représentation bond graph sous forme LFT (transformation linéaire fractionnelle) a été exploitée pour la génération des équations d’estimation de défauts qui sont utilisées pour l’amélioration de la décision concernant l’isolabilité de défauts ayant la même signature de pannes ainsi à l’analyse de la sensibilité des résidus aux défauts capteurs, actionneurs et aux défauts liés aux paramètres. Les algorithmes développés dans ce travail de thèse ont été validés par une implémentation sur un système mécatronique représentant un robot mobile, appelé : Robotino
This work deals with robust bond graph model-based fault diagnosis. The main objectives of this work are related to the generation of robust thresholds with respect to measurement uncertainties, and the creation of a systematic procedure for the generation of fault estimation equations. A procedure of thresholds generation based on a graphical representation of the measurement uncertainty has been developed and implemented on a real system. The Bond graph under LFT (linear fractional transformation) form has been used for the generation of fault estimation equations. These equations are used to improve the decision step concerning the isolation of the faults having the same signature and for analyzing the sensitivity of the residuals to faults affecting sensors, actuators and parameters. The algorithms developed in this work have been on a mechatronic system representing a mobile robot, called: Robotino

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Gahlouz, Ibtiseme. "Estimation de défauts composants par un observateur à entrées inconnues : approche bond graph." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10005/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse concerne l’estimation de défauts composants par la synthèse d’un observateur à entrées inconnues en utilisant un seul outil : les bond graphs. Nous avons montré que cet outil graphique permet (grâce à sa topologie fonctionnelle) la représentation des défauts composants sous forme d’entrées inconnues sur la représentation d’état du système physique. L’étude des propriétés causales et structurelles (commandabilité, observabilité, structure finie et structure à l’infini) du modèle bond graph en mode défaillant permet ainsi la conception d’un observateur à entrées inconnues utilisé pour l’estimation du défaut du composant (considéré comme une entrée inconnue associée à la valeur d’un effort ou flux supplémentaire apporté par le défaut sur le composant à surveiller). L’approche proposée dans ce travail a été validée par une application sur un système hydraulique. Les résultats expérimentaux ont prouvé l’efficacité de cet observateur notamment pour la surveillance des composants du système
The thesis concerns the estimation of system components faults by using an unknown inputs observer. To reach this goal, we used the Bond Graph approach to physical modelling. We showed that this graphical tool is allowing the representation of system components faults as unknown inputs within the state representation of the considered physical system. The study of the causal and structural features of the system (controllability, observability, finite structure and infinite structure) based on the Bond Graph approach was hence fulfilled in order to design an unknown inputs observer which is used for the system component fault estimation. The component fault is considered as an unknown input. The approach proposed in this work wad validated through an application to a hydraulic system. The experimental results showed the effectiveness of this particular observer for the monitoring of the system components

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Pirat, Christophe. "Structures d'un film visqueux bidimensionnel continûment alimenté sous gravité déstabilisante." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00090041.

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Abstract:

Cette thèse présente l'étude de la déstabilisation d'un film d'huile de silicone sous un plan horizontal poreux continûment alimenté.
On observe, en fonction du débit d'alimentation et de la viscosité, une grande richesse de comportements spatio-temporels à travers trois régimes de référence, constitués de gouttes, de colonnes ou de nappes: réseaux hexagonaux centrés, défauts topologiques oscillant ou pas, nappes spiralantes...
L'étude théorique de la déstabilisation d'une structure hexagonale menée dans cette thèse, permet de prédire tous les vecteurs d'onde possibles de l'instabilité secondaire, en particulier le mode de doublement de période observé dans l'expérience.
L'étude de la transition au chaos spatio-temporel par intermittences, à partir du régime hexagonal et stationnaire de colonnes, est également menée. Selon la viscosité utilisée, la transition est du premier ou du deuxième ordre au sens des systèmes thermodynamiques.

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Laboudi, Khaled. "Contribution à la détection et à l'estimation des défauts pour des systèmes linéaires à commutations." Thesis, Reims, 2017. http://www.theses.fr/2017REIMS030/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse traite de la problématique d’estimation des défauts et de l’étathybride pour une classe de systèmes linéaires à commutations. L’objectif est de développerune méthode afin de synthétiser un observateur et un estimateur dédiésrespectivement à l’estimation de l’état hybride et des défauts. Après la présentationd’un état de l’art sur les techniques d’estimation, de stabilité et de diagnosticpour les systèmes linéaires à commutations, la thèse est scindée en deux parties.La première partie propose une méthode d’estimation de l’état continu et desdéfauts dans le cas où l’état discret du système est connu. En se basant sur unetransformation de coordonnées qui découple un sous-ensemble de l’état du systèmedes défauts, nous avons synthétisé dans un premier temps un observateur hybridepour estimer l’état continu du système, et dans un second temps, un estimateurpermettant la reconstruction des défauts. L’estimateur de défauts proposé dépendde la dérivée de la sortie du système. Pour cette raison, un différenciateur robusteet exact basé sur des techniques des modes glissants est utilisé. Dans la secondepartie de ce mémoire, l’état discret du système est supposé inconnu. Une approchebasée sur des méthodes algébriques est proposée afin d’estimer les instants decommutation entre les différents sous-systèmes. Par la suite, l’estimation de l’étathybride (état continu et état discret) et des défauts est considérée dans le cas oùl’état discret du système est inconnu. Ce dernier est reconstruit en se basant surles instant de commutation estimé et sur une séquence de commutation connue.L’état continu du système est estimé en se basant sur une méthode de placementde pôles permettant d’améliorer les performances de la phase transitoire. Enfin, enexploitant des résultats trouvés dans la première partie, l’estimation des défautsest considérée en estimant la sortie du système avec un différenciateur algébrique.Ce différenciateur donne des résultats plus intéressants vis-à-vis du bruit par rapportau différenciateur basé sur les techniques des modes glissants utilisé dans lapremière partie
This work deals with the problem of estimation of fault and hybrid state for a classof switched linear systems. The objective is to develop a method to synthesize anobserver and an estimator dedicated respectively to the estimation of the hybridstate and the faults. After presenting a state of the art for estimation, stabilityand diagnostic techniques for switched linear systems, the report is divided intotwo parts. The first part proposes a method for estimating the continuous stateand the faults in the case where the discrete state of the system is known. Basedon a coordinate transformation which decouples a subset of the state of the systemof faults, we first synthesized a hybrid observer to estimate the continuous stateof the system and, in a second step, an estimator allowing the reconstructionof faults. The proposed fault estimator depends on the derivative of the systemoutput. For this reason, a robust and accurate differentiator based on sliding modetechniques is used. In the second part of this paper, the discrete state of the systemis assumed unknown. An algebraic approach is proposed to estimate the switchingtimes between the different subsystems. Thereafter, the estimation of the hybridstate (continuous and discrete state) and of the faults is considered in the casewhere the discrete state of the system is unknown. The latter is reconstructedfrom the estimated switching times and on a known switching sequence. Thecontinuous state of the system is estimated using a pole placement method allowingimprove the performances of the transient phase. Finally, by exploiting the resultsfound in the first part, the estimation of the faults is considered by estimatingthe output of the system with an algebraic differentiator. This differentiator givesmore interesting results at the noise compared to the differentiator based on thesliding mode techniques used in the first part

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Bachir, Smaïl. "Contribution au diagnostic de la machine asynchrone par estimation paramétrique." Poitiers, 2002. http://www.theses.fr/2002POIT2306.

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Le travail de recherche présenté dans ce mémoire concerne la mise en oeuvre d'une méthodologie de diagnostic de la machine asynchrone basée sur l'estimation paramétrique. Dans une première étape, les différentes techniques de surveillance des entraînements électriques ont été recensées afin d'analyser brièvement leurs performances respectives. Une méthodologie générale de surveillance de procédés industriels est ensuite élaborée. Cette technique s'appuie sur une modélisation de la signature de défauts en associant un mode commun (modèle sain) et un mode différentiel (de défaut) et sur une méthodologie d'estimation paramétrique permettant l'adjonction de l'expertise de l'utilisateur. Une étude expérimentale avec une bobine à noyau de fer, structure de base des machines électriques, a alors permis de valider cette approche. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à l'application de cette stratégie à la surveillance des défauts statoriques et rotoriques de la machine asynchrone. Exprimé dans le repère diphasé de Park, un modèle original de la machine asynchrone en défaut de court-circuit de spires statoriques et de rupture de barres rotoriques est présenté. La procédure de diagnostic, appliquée sur l'ensemble des modèles de défaut proposés, a été validée expérimentalement. En parallèle, nous nous sommes attachés à améliorer et à généraliser cette approche, en minimisant le nombre de capteurs nécessaires au diagnostic afin de simplifier et de fiabiliser cette méthodologie, et en adaptant des algorithmes récursifs pour une détection en temps réel des défauts.

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Bara, Gabriela Iuliana. "Estimation d'état des systèmes linéaires à paramètres variants." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL591N.

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Abstract:

La reconstruction, partielle ou entière, de l'état d'un système à l'aide d'un observateur est une étape importante qui intervient dans les domaines de la commande, du diagnostic et de la surveillance des systèmes. Notre travail de recherche porte sur l'estimation d'état de systèmes linéaires à paramètres variants dans le temps (LPV). Lorsque nous souhaitons élaborer une stratégie d'estimation d'état pour des systèmes LPV, l'utilisation d'observateurs linéaires à temps invariant n'est pas appropriée et les résultats de synthèse correspondant sont trop pessimistes. Afin de réduire ce conservatisme, notre travail est centré sur la synthèse d'observateurs de type LPV. En effet, en plus des signaux de mesure, ce type d'observateur tire profit d'une information supplémentaire sur la dynamique du processus à savoir les paramètres du système supposés mesurables. Dans cette thèse, nous avons privilégié plus particulièrement deux types d'approche: La première approche fait partie des méthodes par séquencement de gain et plus particulièrement des méthodes de séquencement de gain par une technique à base d'interpolation. La deuxième approche fait partie des techniques LPV. Les solutions que nous avons proposées dans le cadre de ces deux approches utilisent le concept de fonctions de Lyapunov dépendant des paramètres pour étudier la stabilité de l'erreur d'estimation. Cette notion nous a permis de disposer de degrés de liberté supplémentaires pour la synthèse d'observateurs LPV. Les conditions de synthèse d'observateurs sont formulées comme un problème de résolution d'inégalités matricielles linéaires (LMI) sous contrainte de rang ou comme un problème LMI. En effet, l'utilisation d'une technique de découplage permet de réduire la complexité du problème de synthèse à un problème de faisabilité LMI. Par ailleurs, l'application du concept de multi-convexité nous a permis de ramener le nombre infini d'inégalités matricielles à un nombre fini.

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Nguyen, Van Tho. "Estimation de la qualité de bois ronds et d'arbres sur pied par Lidar terrestre." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2018. http://www.theses.fr/2018AGPT0007.

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Abstract:

La technologie LiDAR (Light Detection And Ranging) terrestre (TLS) est une méthode de télédétection en plein essor dans le domaine forestier. Elle génère un nuage de dizaines de millions de points 3D correspondant aux obstacles rencontrés par un faisceau laser qui balaie une scène depuis plusieurs points de vue. Son intérêt réside dans son aptitude à décrire une placette forestière ou un arbre individuel avec un niveau de détail inégalé. Ce niveau de détail permet une analyse fine de la surface du tronc pour en détecter les défauts qui jouent un rôle essentiel dans la qualité du bois puisque des études ont montré que 80% des défauts internes correspondent à des traces à la surface du tronc, par exemple les cicatrices de branches.L’objectif de la thèse est de développer une méthode pour quantifier les défauts sur le tronc d’arbre sur pied ou de bois ronds, à partir de données issues de scans TLS. Les défauts visés sont les branches, les cicatrices de branches, les broussins, les amas de bourgeons et les picots.Le développement de cette méthode est mené selon 3 étapes : (1) détection des défauts, (2) identification de leur type et (3) caractérisation.La détection des défauts est basée sur une analyse de la rugosité de la surface de l’écorce via une estimation de la distance de référence à la ligne centrale du tronc. La distance de référence de tout point de la surface à cette ligne centrale est calculée à partir de la distribution de ses points voisins appartenant au même patch (bande) allongé selon l’axe principal du tronc. Les points supposés correspondre à des défauts sont obtenus par un seuillage automatique sur la distribution statistique des écarts entre la distance à la ligne centrale et la distance de référence.L’identification des défauts est basée sur une approche d’apprentissage automatique en utilisant le classifieur Random Forests qui non seulement classe les défauts selon leur type mais permet également de réduire le nombre de faux positifs à l’issue de la première étape.La caractérisation des défauts comprend la détermination de leurs position et dimensions qui dépendent de leur type.Des expérimentations réalisées sur des billons ou des troncs de différentes espèces telles que chêne, hêtre, merisier, pin, sapin et épicéa, ont montré que nous pouvons détecter des défauts avec une dimension pouvant descendre jusqu’à 5 mm sur des données TLS suffisamment denses. A l’échelle d’un élément de surface, les résultats sont bien cohérents avec ceux de données observées visuellement sur les maillages créés à partir des nuages de points TLS. Le critère choisi pour évaluer la performance de la classification est la mesure F1 qui est la moyenne harmonique de la précision et du rappel, deux variables calculées à partir des nombres de faux et vrais positifs. Concernant la détection de défauts, F1 atteint 0,76.La deuxième étape a correctement classé 163 défauts sur 185 mais a induit 75 fausses identifications de petits défauts majoritairement. La valeur de F1 est de 0,84.Les dernières expérimentations sur des chênes et des hêtres, destinées à évaluer automatiquement l’ensemble de la méthode sur des arbres sur pied, à partir du nombre et des dimensions des défauts ont montré qu’elle était robuste et prometteuse pour ces deux espèces ayant des structures d’écorce très différentes.Par rapport aux travaux antérieurs sur l’utilisation des données TLS pour des objectifs similaires, l’outil développé permet d’améliorer considérablement la quantification automatique des défauts de surface et donc d’estimer la qualité des grumes sur pied. Les principales perspectives sont : améliorer l’échantillonnage de la variabilité des défauts contenu dans la base d’apprentissage et éventuellement leur séparation par espèce et prendre en compte d’autres types de défauts externes, comme les fentes et les attributs globaux du tronc ou du billon afin d’estimer la qualité de grume en bord de route ou sur parc à grumes
Terrestrial Laser Scanning (TLS) technology is booming in forestry applications. It generates a cloud of tens of millions of 3D points corresponding to the obstacles encountered by a laser beam scanning a scene from several points of view. Its advantage lies in its ability to describe a forest plot or an individual tree by a point cloud with a high level of detail unusual for such a large object. This level of detail allows a fine analysis of the trunk surface to detect the defects that play an essential role in wood quality. In fact, several studies have shown that 80% of internal defects correspond to traces on the trunk surface, for example, branch scars.The objective of the thesis is to develop a method to automatically quantify defects on trunks of standing trees or logs, using TLS data. The defects included branches, branch scars, burls, bud cluster, and picots.The development is completed through 3 steps: (1) defect detection, (2) defect identification and (3) defect characterization.The detection of defects is based on an analysis of the bark roughness using an estimation of the reference distance to the trunk centerline. The principle of centerline computation is to find the points where the surface normal vectors converge. The reference distance of each point from the surface to this centerline is computed from the distribution of its neighboring points belonging to the elongated patch along the main axis of the trunk. The detection of defects is based on the idea that, for one point belonging to a defect, the difference between the real distance and the reference distance to the centerline exceeds a certain threshold value. The reference distance computation takes also into account the local roughness of the bark. The points supposed to correspond to a defect are obtained by an automatic thresholding of the statistical distribution of the differences. The defect detection method can take into account a large variety of shapes of the trunk or log; it uses a small number of parameters not sensitive to the nature of the bark.Then, the identification of defects is based on a machine learning approach using the Random Forests classifier, which not only classifies defects by type but also reduces the number of false positives resulting from the first step.The characterization of defects includes the estimation of their position and dimensions associated with their type.Experiments on logs or trunks of different species such as oak, beech, wild cherry, pine, fir, and spruce showed that we can detect defects with a size as small as 5 mm with sufficiently dense TLS data. When compared at the surface element level, the results were well consistent with the data observed visually on the meshes created from the TLS point cloud. The criterion chosen to evaluate the classification performance is the F1 score, which is the harmonic mean of the precision and the recall, two variables calculated from the false and true positives. Concerning the detection step, F1 was 0.76. The second step correctly classified 163 defects out of 185 but induced 75 false identifications of mostly small defects. The F1 score was 0.84.The latest experiments on oaks and beeches, designed to automatically evaluate the quality of standing trees, showed that the proposed method was robust and promising for these two species with very different bark structures.Compared to previous work on the use of TLS data for similar objectives, the developed tool considerably improves the automatic quantification of external defects and estimation of standing tree quality. The main perspectives of this work are: improve the variability of the defects contained in the training set and possibly separate the training set by species, and extend this tool to take into account other types of external defects, such as cracks, and the global attributes of the trunk or log to estimate log quality on the wood yard or in the forest

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Ennaime, Salah-Eddine. "Contribution à l'identification de structures mécaniques : localisation des défauts dominants et réanalyse ; estimation des forces extérieures." Besançon, 1996. http://www.theses.fr/1996BESA2034.

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Abstract:

Le but du travail de recherche presente dans ce memoire est d'apporter des contributions a l'identification de structures mecaniques. Ces contributions portent d'une part, sur l'amelioration de modeles analytiques de structures mecaniques et d'autre part sur l'identification des forces excitatrices exterieures appliquees a une structure. Le memoire est compose de deux parties. La premiere partie est consacree a deux aspects incontournables dans les procedures de recalage et d'ajustement de modeles elements finis, a savoir: ? localisation des defauts dominants de modelisation. On propose ici un elargissement a la technique dite de sous-espaces basee sur la selection du plus petit nombre de parametres permettant de minimiser la distance entre le modele et la structure, et ceci par la prise en compte de familles de solutions selectionnees par cette technique. ? reanalyse de structures mecaniques modifiees. On propose d'illustrer a partir d'un exemple academique les limites de quelques methodes introduisant des residus statiques et/ou dynamiques pour reduire les effets de troncature de bases modales. Dans le cas de modifications massiques pures on propose une variante conduisant a des ameliorations significatives de la precision. Dans la deuxieme partie du memoire on propose une methode d'identification des forces excitatrices exterieures appliquees a une structure. Cette technique est fondee sur l'observation des comportements de la structure dans sa configuration initiale et dans des configurations modifiees obtenues par blocage ou rigidification fictifs d'un ou de plusieurs degres de liberte. Cette methode presente deux avantages significatifs: 1) une reduction importante du nombre de conditionnement des matrices a pseudo-inverser, notamment autour des frequences de resonances ; 2) l'exploitation d'essais fictifs (pseudo-tests) sur la structure. Les performances de toutes les methodes proposees sont evaluees et comparees par des applications a des cas tests de simulation numerique

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Boukhari, Mohamed Riad. "Architecture de commande tolérante aux défauts capteurs proprioceptifs et extéroceptifs pour un véhicule autonome." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS029.

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Abstract:

Le véhicule autonome offre plusieurs avantages : le confort, la réduction du stress, et la réduction de la mortalité routière. Néanmoins, les accidents mortels impliquant sa responsabilité, ont mis en exergue ses limitations et ses imperfections. Ces accidents soulèvent des questions sur la fiabilité et des voix ont fait part d'une forte préoccupation pour la sécurité des usagers du véhicule autonome. En outre, les tâches de perception et de localisation des véhicules autonomes peuvent avoir des incohérences amenant à des erreurs qui nuiraient à la stabilité du véhicule. Les sources de ces incohérences peuvent être de natures différentes et agir à la fois sur le capteur lui-même (Hardware), ou bien sur le post-traitement de l'information (Software). Dans ce contexte, plusieurs difficultés doivent être surmontées pour arriver à sécuriser l'interaction des systèmes automatisés de conduite avec les conducteurs humains face à ces problèmes, l'adoption d'une stratégie de commande tolérante aux défauts est primordiale. Dans le cadre de cette thèse, des stratégies de détection et de tolérance aux fautes pour la perception et la localisation sont mise en œuvre. En outre, des stratégies de détection et d'estimation de défauts pour les capteurs proprioceptifs sont par ailleurs proposées. L'objectif est d'avoir une localisation fiable de défaut et assurer un fonctionnement avec des performances acceptables. Par ailleurs, vue l'imprédictibilité et la variété des scènes routières, une fusion tolérante aux fautes à base des algorithmes de vote est élaborée pour une meilleure perception. La fusion tire profit des technologies actuelles de détection d'obstacles (détection par radio, faisceaux lumineux ou par caméra) et l'algorithme de vote assure une sortie qui s'approche le plus de la réalité. Des tests avec des données réelles issues d'un véhicule démonstrateur sont utilisés pour valider les approches proposées dans cette thèse
Driverless vehicle offers several advantages: comfort, reduced stress, and reduced road mortality. Nevertheless, fatal accidents involving its responsibility, have highlighted its limitations and imperfections. These accidents raise questions about autonomous vehicle reliability, and voices expressed a strong concern for the safety of users of the autonomous vehicle. Furthermore, the tasks of perception and localization of autonomous vehicles may have inconsistencies leading to errors that would affect the stability of the vehicle. The sources of these inconsistencies can be of different natures and act both on the sensor itself (Hardware), or on the post-processing of information (Software). In this context, several difficulties must be overcome to secure the interaction of automated driving systems with human drivers facing these problems, the adoption of a fault-tolerant control strategy is paramount. In this thesis, a fault detection and fault tolerant control strategies for perception and localization are implemented. In addition, fault estimation strategies for proprioceptive sensors are also proposed. The purpose is to have a reliable fault localization and ensure acceptable performance. Moreover, given the unpredictability and variety of road scenes, a fault-tolerant fusion based on voting algorithms is developed for a better perception. The fusion takes advantage of current obstacle detection technologies (radio, light beam or camera detection) and the voting algorithm provides an output that is closest to reality. Tests with real data from a demonstrator vehicle are used to validate the approaches proposed in this thesis

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Nowakowski, Samuel. "Détection de défauts dans les séries temporelles." Nancy 1, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10074.

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Abstract:

Utilisation des calculs de distances pour résoudre des problèmes rencontrés pour les tests de détection de changements tels que le test du rapport de vraisemblance généralisé. Expérimentation de la méthode de la variable instrumentale

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Ben, Chabane Sofiane. "Techniques de détection de défauts à base d’estimation d’état ensembliste pour systèmes incertains." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLC007/document.

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Abstract:

Cette thèse propose une nouvelle approche de détection de défauts pour des systèmes linéaires soumis à des incertitudes par intervalles, des perturbations et des bruits de mesures bornés. Dans ce contexte, la détection de défauts est fondée sur une estimation ensembliste de l'état du système. Les contributions de cette thèse concernent trois directions principales :- La première partie propose une méthode d'estimation d'état ensembliste améliorée combinant l'estimation à base des zonotopes (qui offre une bonne précision) et l'estimation à base d'ellipsoïdes (qui offre une complexité réduite).- Dans la deuxième partie, une nouvelle approche d'estimation d'état ellipsoïdale fondée sur la minimisation du rayon de l'ellipsoïde est développée. Dans ce cadre, des systèmes multivariables linéaires invariants dans le temps, ainsi que des systèmes linéaires variants dans le temps ont été considérés. Ces approches, résolues à l'aide de problèmes d'optimisation sous la forme d'Inégalités Matricielles Linéaires, ont été étendues au cas des systèmes soumis à des incertitudes par intervalles.- Dans la continuité des approches précédentes, deux techniques de détection de défauts ont été proposées dans la troisième partie utilisant les méthodes d'estimation ensemblistes. La première technique permet de détecter des défauts capteur en testant la cohérence entre le modèle et les mesures. La deuxième technique fondée sur les modèles multiples permet de traiter simultanément les défauts actionneur/composant/capteur. Une commande prédictive Min-Max a été développée afin de déterminer la commande optimale et le meilleur modèle à utiliser pour le système, malgré la présence des différents défauts
This thesis proposes a new Fault Detection approach for linear systems with interval uncertainties, bounded perturbations and bounded measurement noises. In this context, the Fault Detection is based on a set-membership state estimation of the system. The main contributions of this thesis are divided into three parts:- The first part proposes an improved method which combines the good accuracy of the zonotopic set-membership state estimation and the reduced complexity of the ellipsoidal set-membership estimation.- In the second part, a new ellipsoidal state estimation approach based on the minimization of the ellipsoidal radius is developed, leading to Linear Matrix Inequality optimization problems. In this context, both multivariable linear time-invariant systems and linear time-variant systems are considered. An extension of these approaches to systems with interval uncertainties is also proposed. - In the continuity of the previous approaches, two Fault Detection techniques have been proposed in the third part based on these set-membership estimation techniques. The first technique allows to detect sensor faults by checking the consistency between the model and the measurements. The second technique is based on Multiple Models. It deals with actuator/component/sensor faults in the same time. A Min-Max Model Predictive Control is developed in order to find the optimal control and the best model to use for the system in spite of the presence of these faults

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Bazine, Imène. "Identification en boucle fermée de la machine asynchrone : application à la détection de défaut." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Ben-Ameur-Bazine/2008-Ben-Ameur-Bazine-These.pdf.

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Abstract:

Ce mémoire de thèse relate la mise au point d’une méthodologie d’identification en boucle fermée de la machine asynchrone, grâce à une prise en compte explicite de l’algorithme de commande vectorielle. Fondamentalement, l’identification directe pose des problèmes en raison des perturbations stochastiques que l’on retrouve sur la variable de commande via la boucle de régulation, ce qui rend l’estimation asymptotiquement biaisée. Nous proposons de remédier à ce problème grâce à une identification indirecte sur la base de la connaissance du correcteur. De plus, nous étendons le champ d’application de cette approche en identifiant préalablement un correcteur équivalent à l’aide d’une technique de moindres carrés surparamétrisés, afin d’éviter la connaissance a priori de la structure et des paramètres du correcteur. Une structure minimale du correcteur équivalent surparamétrisé est obtenue grâce à un test original portant sur les moments. L'identification de la machine asynchrone est effectuée grâce au correcteur équivalent, à l’aide d’un algorithme du type erreur de sortie. Outre l’élimination du biais asymptotique, les études comparatives réalisées en simulation stochastique ont montré que l’approche indirecte fournit des estimées plus précises, et cela pour une excitation de la machine uniquement constituée par les variations du couple de charge. Enfin, cette nouvelle méthodologie d’identification en boucle fermée a permis d’améliorer la détection des défauts statoriques et rotoriques de la machine asynchrone, grâce à une meilleure réjection des fausses alarmes
This thesis presents the application of a closed loop identification technique to induction machines, including explicitly the control algorithm. Basically, direct identification is asymptotically biased by output disturbances and noises which are feedback to the control input via the control algorithm. In order to get rid of this bias problem, an indirect identification technique with explicit use of the controller is proposed. Moreover, a prior knowledge of the control algorithm is replaced by its identification with the help of an overparametrized least squares techniques, which avoids knowledge of the structure and the parameters of the controller. An equivalent minimal structure controller is estimated thanks to an original criterion based on discrete moments. The identification of induction machines is performed with this equivalent controller using an output error technique. Comparative studies performed by Monte Carlo simulations have exhibited bias rejection and better precision of indirect identification, while necessary excitation is only provided by torque variations of the machine load. Finally, this new closed loop identification technique has been applied to the diagnosis of induction machines, with the benefit of better detection of stator and rotor faults, thanks to better rejection of false alarms

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Amoros, Emmanuelle. "Les blessés par accidents de la route : estimation de leur nombre et de leur gravité lésionnelle, France, 1996-2004." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00511718.

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Abstract:

Les victimes d'accident de la route sont recensées par les forces de l'ordre, en France, et dans la plupart des pays. L'enregistrement des blessés non-décédés est incomplet et biaisé (biais de sélection et de classement de la gravité). Un registre médical couvre le département du Rhône. La coexistence des recensements policier et médical permet par capture-recapture d'estimer un bilan exhaustif au niveau rhodanien, et ainsi d'estimer les facteurs de correction des données policières. En faisant l'hypothèse d'homogénéité, sur le territoire national, des pratiques policières d'enregistrement des blessés, nous appliquons les coefficients de correction aux données policières nationales, en redressant sur les facteurs de biais. Les effectifs annuels moyens sur 1996-2004 sont alors estimés à 514 000 blessés dont 61 000 blessés graves, soit 3,7 et 2,2 fois les décomptes des forces de l'ordre. Les blessés avec séquelles lourdes sont estimés à 8000 annuellement, soit autant que les tués.

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Sy, Kombossé. "Étude et développement de méthodes de caractérisation de défauts basées sur les reconstructions ultrasonores TFM." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS040/document.

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Abstract:

En contrôle non destructif, dans la perspective de l’amélioration des images de défauts mais également dans le but de rendre leur interprétation plus simple par des opérateurs non spécialisés,de nouvelles méthodes d’imagerie ultra-sonore telle que l’imagerie TFM (Total Focusing Method)sont apparues depuis quelques années comme une alternative aux méthodes d’imageries conventionnelles.Elles offrent des images réalistes des défauts et permettent à partir d’une même acquisition d’avoir un nombre important d’images chacune pouvant porter des informations différentes et complémentaires sur les caractéristiques d’un même défaut.Lorsqu’elles sont correctement sélectionnées,ces images sont plus faciles à analyser, elles présentent moins de risques de mauvaise interprétation et permettent d’envisager des caractérisations de défauts plus rapides par des opérateurs moins spécialisés.Pour une exploitation industrielle, il reste cependant nécessaire de renforcer la robustesse et la facilité de mise en oeuvre de ces techniques d’imagerie.L’ensemble des travaux réalisés durant la thèse a permis de développer de nouveaux outils capables d’améliorer la caractérisation des défauts par les techniques d’imagerie TFM en termes de position,d’orientation et de dimensionnement
In non-destructive testing, with a view to improving defect images but also to simplify their interpretation by non-specialized operators,new ultrasonic imaging methods such as TFM imaging (Total Focusing Method ) have appeared for some years as an alternative to conventional imaging methods. They offer realistic images of defects and allow from the same acquisition to have a large number of images each that can carry different and complementary information on the characteristics of the same defect. When properly selected, these images are easier to analyze, they present less risk of misinterpretation and allow to consider faster fault characterizations by less specialized operators.However, for an industrial operation, it remains necessary to strengthen the robustness and ease of implementation of these imaging techniques. All the work carried out during the thesis allowed to develop new tools to improve the characterization of defects by TFM imaging techniques in terms of position,orientation and sizing

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Xiong, Jun. "Set-membership state estimation and application on fault detection." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01068054.

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Abstract:

La modélisation des systèmes dynamiques requiert la prise en compte d'incertitudes liées à l'existence inévitable de bruits (bruits de mesure, bruits sur la dynamique), à la méconnaissance de certains phénomènes perturbateurs mais également aux incertitudes sur la valeur des paramètres (spécification de tolérances, phénomène de vieillissement). Alors que certaines de ces incertitudes se prêtent bien à une modélisation de type statistique comme par exemple les bruits de mesure, d'autres se caractérisent mieux par des bornes, sans autre attribut. Dans ce travail de thèse, motivés par les observations ci-dessus, nous traitons le problème de l'intégration d'incertitudes statistiques et à erreurs bornées pour les systèmes linéaires à temps discret. Partant du filtre de Kalman Intervalle (noté IKF) développé dans [Chen 1997], nous proposons des améliorations significatives basées sur des techniques récentes de propagation de contraintes et d'inversion ensembliste qui, contrairement aux mécanismes mis en jeu par l'IKF, permettent d'obtenir un résultat garanti tout en contrôlant le pessimisme de l'analyse par intervalles. Cet algorithme est noté iIKF. Le filtre iIKF a la même structure récursive que le filtre de Kalman classique et délivre un encadrement de tous les estimés optimaux et des matrices de covariance possibles. L'algorithme IKF précédent évite quant à lui le problème de l'inversion des matrices intervalles, ce qui lui vaut de perdre des solutions possibles. Pour l'iIKF, nous proposons une méthode originale garantie pour l'inversion des matrices intervalle qui couple l'algorithme SIVIA (Set Inversion via Interval Analysis) et un ensemble de problèmes de propagation de contraintes. Par ailleurs, plusieurs mécanismes basés sur la propagation de contraintes sont également mis en oeuvre pour limiter l'effet de surestimation due à la propagation d'intervalles dans la structure récursive du filtre. Un algorithme de détection de défauts basé sur iIKF est proposé en mettant en oeuvre une stratégie de boucle semi-fermée qui permet de ne pas réalimenter le filtre avec des mesures corrompues par le défaut dès que celui-ci est détecté. A travers différents exemples, les avantages du filtre iIKF sont exposés et l'efficacité de l'algorithme de détection de défauts est démontré.

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Kharrat, Dhouha. "Commande tolérante aux défauts des systèmes non linéaires : application à la dynamique du véhicule." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2019. http://www.theses.fr/2019AMIE0012.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne l'élaboration d'approches de commande tolérante aux défauts (FTC) ainsi que l'estimation simultanée des états du système et de défauts capteurs et actionneurs pour différentes classes de systèmes. Les conditions de synthèse décrites dans ce manuscrit améliorent et permettent de réduire le conservatisme des résultats existants dans la littérature. Dans une première étape, nous nous sommes intéressés à la synthèse de la commande FTC à base d'observateur pour les systèmes T-S descripteurs à retard en présence de défauts actionneurs. Les conditions de synthèse dépendantes de la taille du retard, à la fois de l'observateur et du contrôleur sont résolues en une seule étape. Dans une deuxième étape, nous avons proposé une stratégie d'estimation des défauts et de la commande FTC pour les systèmes descripteurs flous de type T-S en présence simultanée de défauts actionneurs et capteurs ainsi que des perturbations extérieures. La troisième et dernière partie de ce travail concerne la synthèse d'une loi de commande robuste FTC basée sur un observateur adaptatif descripteur pour la dynamique du véhicule. La méthode proposée offre des conditions de LMIs moins restrictives que celles établies dans la littérature. L'approche proposée est validée en simulation sur le logiciel Carsim comme étant une application de la dynamique dérive-lacet-roulis du véhicule en présence de défauts capteurs, actionneurs et de perturbations extérieures
This work deals with the development of new technologies of fault tolerant control (FTC), state and sensor/actuator faults estimation for different classes of systems. The algorithm described in this manuscript improve and reduce the conservatism of existing results in the literature. Firstly, we were interested in the synthesis of adaptive observer-based FTC for Takagi-Sugeno (T-S) descriptor systems with time-delay in presence of actuator faults. The analysis and design conditions of observer-based FTC are formulated into a set of delay-dependent linear matrix inequalities (LMIs) which can be solved in a single step. Then, an adaptive observer-based FTC strategy is proposed for both T-S descriptor systems and T-S fuzzy systems subject to simultaneous actuator and sensor faults under external disturbances. The last part of this work concerns the issue of the lateral vehicle and rollover dynamics which is approximated by the T-S fuzzy model under the influence of actuator and sensor faults with external disturbances. Using the cone complementarity linearization algorithm, the proposed method offers less restrictive LMI conditions than those established in the literature. The proposed approach is validated in simulation on the Carsim software as an application of the dynamics of the vehicle in presence of sensor, actuator faults and external disturbances

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Meguellati, Fatima. "Estimation par approximation de Laplace dans les modèles GLM Mixtes : application à la gravité corporelle maximale des accidents de la route." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10204/document.

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Abstract:

Cette thèse est une contribution à la construction de méthodes statistiques applicables à l’évaluation (modélisation et estimation) de certains indices utilisés pour analyser la gravité corporelle des accidents de la route. On se focalise sur quatre points lors du développement de la méthodologie adoptée : la sélection des variables (ou facteurs) présentant un effet aléatoire, la construction de modèles logistique-normaux mixtes, l’estimation des paramètres par approximation de Laplace et PQL (quasi-vraisemblance pénalisée), et la comparaison de la performance des méthodes d’estimation. Dans une première contribution, on construit un modèle logistique-Normal avec « Type de collision » comme variable à effet aléatoire pour analyser la gravité corporelle maximale observée dans un échantillon de véhicules accidentés. Des méthodes d’estimation fondées sur l’approximation de Laplace de la log-vraisemblance sont proposées pour estimer et analyser la contribution des variables présentes dans le modèle. On compare, par simulation, cette approximation Laplacienne à celle basée sur l’adaptation des polynômes de Gauss-Hermite (AGH). On montre que les deux approches sont équivalentes par rapport à la précision de l’estimation bien qu’AGH soit légèrement supérieure. Une deuxième contribution consiste à adapter certains algorithmes de la famille PQL à l’estimation des paramètres d’un deuxième modèle et à comparer sa performance en termes de biais aux méthodes de Laplace et AGH. Deux exemples de données simulées illustrent les résultats obtenus. Dans une troisième et dense contribution, on identifie plusieurs modèles logistique-normaux mixtes avec plus d’un effet aléatoire. La convergence numérique des algorithmes (Laplace, AGH, PQL) ainsi que la précision des estimations sont étudiées. Des simulations ainsi qu’une base de données détaillées d’accidents sont utilisées pour analyser la performance des modèles à détecter des véhicules contenant des usagers ayant des blessures graves corporelles maximales. Une programmation orientée R accompagnent l’ensemble des résultats obtenus. La thèse se termine sur des perspectives relatives aux critères de sélection de modèles GLM Mixtes et à l’extension de ces modèles à la famille multinomiale
This thesis is a contribution to the construction of statistical methods for the evaluation (modeling and estimation) of some indices used to analyze the injury severity of road crashes. We focus on four points during the development of the adopted methodology: the random variables (or factors) selection, the construction of mixed logistic-Normal model, the parameters estimation by Laplace approximation and PQL (penalized quasi-likelihood) and the performance comparison of the estimation methods. In a first contribution, a logistic-Normal model is constructed with "collision type" as random variable to analyze the maximum injury severity observed in a sample of crashed vehicles. Estimation methods based on the Laplace approximation of the log-likelihood are proposed to estimate and analyze the contribution of variables in the model. We compare, by simulation, this Laplacian approximation to those based on the adaptation of Gauss-Hermite polynomials (AGH). We show that the two approaches are equivalent with respect to the accuracy of the estimate although AGH is superior. A second contribution is to adapt some algorithms of PQL family to estimate the parameters of a second model and compare its performance to Laplace and AGH methods in terms of bias. Two examples of simulated data illustrate the obtained results. In a third and dense contribution, we identify several mixed logistic-Normal models with more than one random effect. The convergence of the algorithms (Laplace, AGH, and PQL) and the precision of the estimates are investigated. Simulations as well as a database of detailed crash data are used to analyze the models performance to detect vehicles containing users with maximum injury severity. Programming oriented R accompany all results. The thesis concludes with perspectives on GLM Mixed models selection criteria and the extension of these models to the multinomial family

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Eltrabyly, Akram. "Estimation and fault-tolerant control for safer quadrotor flights." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. https://www.biblio.univ-evry.fr/theses/2023/interne/2023UPAST149.pdf.

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Abstract:

Les quadrotors sont de plus en plus présents dans notre vie quotidienne et sont utilisés dans de nombreuses applications, des services de livraison aux spectacles de drones. Beaucoup de leurs applications impliquent un contact étroit avec les humains. Si un défaut survient sur le quadrotor, notamment sur un des moteurs, cela pourrait entraîner des événements catastrophiques, des blessures et des pertes d'équipements coûteuses, voire la mort. Il est donc essentiel de se concentrer sur l'amélioration de leur sécurité et de leur fiabilité grâce à des algorithmes bien conçus qui peuvent détecter et compenser les défauts affectant les drones.Une autre source courante de défaillance des drones est de se retrouver dans une orientation difficile, telle qu'une orientation renversée, en raison de perturbations éoliennes puissantes ou d'une collision avec un mur ou un autre drone. Les contrôleurs linéaires basés sur des modèles simplifiés linéarisés autour du point de vol stationnaire et utilisant les angles d'Euler pour les représentations d'attitude sont moins susceptibles de récupérer le drone de cette orientation.L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer la sécurité et la fiabilité des quadrotors en abordant les problèmes susmentionnés. Cela est réalisé en concevant des algorithmes de commande tolérants aux défauts qui peuvent atteindre une précision de suivi de trajectoire sous des contraintes d'actionneur et en présence de perte partielle d'actionneur et de bruit de mesure. En outre, il étend cet objectif en élaborant un algorithme qui permet de récupérer à partir d'orientations aléatoires, d'effectuer des manœuvres acrobatiques de retournement et d'atteindre un suivi de trajectoire précis, le tout en présence de défauts et de contraintes d'actionneur.Tout d'abord, la modélisation des quadrotors et plusieurs représentations d'attitude sont étudiées. Plusieurs modèles non linéaires basés sur diverses représentations d'attitude, telles que les angles d'Euler, les quaternions et les matrices de rotation, sont introduits.Un cadre de commande tolérante aux défauts actifs (AFTC) est présenté, qui intègre un module de détection et de diagnostic des défauts (FDD) basé sur un observateur non linéaire algébrique peu coûteux et un contrôleur tolérant aux défauts basé sur une commande prédictive basée sur un modèle non linéaire (NMPC). Nous pouvons ainsi atteindre une précision de suivi de trajectoire sous des contraintes d'actionneur et en présence de défauts d'actionneur.La thèse propose également un cadre de commande AFTC qui est entièrement basée sur une optimisation contrainte non linéaire. Ce cadre combine l'estimation à horizon mobile non linéaire (NMHE) en tant que module FDD et le contrôleur tolérant aux pannes basé sur la commande prédictive non linéaire (NMPC). NMHE est capable d'estimer simultanément les états et les pannes d'actionneurs à partir de mesures bruitées tout en maintenant des contraintes, ce qui permet d'obtenir un suivi de trajectoire précis en présence de pannes d'actionneurs et de mesures bruitées lorsqu'il est combiné avec le NMPC.Enfin, un nouvel algorithme de commande géométrique tolérant aux pannes est présenté. Il permet à un quadrotor de récupérer d'orientations arbitraires (drone presque renversé), d'effectuer des manœuvres acrobatiques de retournement et d'atteindre une précision de suivi de trajectoire, le tout en présence de pannes d'actionneurs et de contraintes. L'algorithme présenté démontre une performance supérieure et une sécurité et une fiabilité accrues par rapport à un contrôleur géométrique de référence issu de la littérature. Contrairement au nouvel algorithme présenté, le contrôleur de référence échoue à effectuer les mêmes missions en présence de pannes d'actionneurs. Les résultats de cette partie sont validés dans une simulation ROS-Gazebo et une preuve de concept est validée expérimentalement
Quadrotors have become increasingly present in our daily lives and are used in a wide range of applications, from delivery services to drone light shows. Many of its applications include close contact with humans. Should any fault occur to the quadrotor such on a motor, it could lead to catastrophic events, from injuries and expensive equipment loss to death. It is thus essential to focus on improving their safety and reliability through well-designed algorithms that can detect and compensate for faults affecting the drones.Another common source of drone failure is getting into a difficult orientation, such as an upside-down orientation, due to, for instance, strong wind disturbances or collision with a wall or with another drone. Linear controllers that are based on simplified models linearized around the hovering point and utilizing Euler angles for attitude representations are less likely to recover the drone from such orientation.The main objective of this thesis is to improve the safety and reliability of aerial robots by addressing the aforementioned problems. This is achieved by designing Fault-Tolerant Control (FTC) algorithms that can achieve precise trajectory tracking under actuator constraints and in the presence of partial loss of effectiveness actuator fault and measurement noise. Furthermore, it expands on this goal by devising an algorithm that allows for recovery from random orientations, performing acrobatic flip maneuvers, and achieving precise trajectory following, all in the presence of actuator faults and constraints.First, quadrotor modeling and several attitude representations are investigated. Several nonlinear models based on various attitude representations, such as Euler angles, quaternions, and rotation matrices, are introduced.Additionally, an Active Fault-Tolerant Control (AFTC) framework is presented, which integrates a fault detection and diagnosis (FDD) module based on a computationally cheap nonlinear algebraic observer and a fault-tolerant controller based on Nonlinear Model Predictive Control (NMPC). This framework can achieve precise trajectory tracking under actuator constraints and in the presence of actuator faults.The thesis also proposes an AFTC framework that is completely based on nonlinear constrained optimization. This framework combines Nonlinear Moving Horizon Estimation (NMHE) as an FDD module and NMPC as a fault-tolerant controller. NMHE is capable of simultaneously estimating states and actuator faults from noisy measurements while maintaining constraints, thus resulting in precise trajectory tracking under actuator faults and noisy measurements when combined with NMPC.Finally, a novel fault-tolerant geometric control algorithm is presented. It allows a quadrotor to recover from arbitrary orientations (almost upside-down), perform acrobatic flip maneuvers, and achieve precise trajectory tracking, all in the presence of actuator faults and constraints. The presented algorithm demonstrates superior performance and higher safety and reliability compared to a baseline geometric controller from the literature. Unlike the presented novel algorithm, the baseline controller fails to perform the same missions when under actuator faults. The results of this part are validated in a ROS-Gazebo simulation, and a proof of concept is validated through hardware experiments

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Timsit, Jean-François. "Estimation de la mortalité attribuable aux infections nosocomiales en réanimation : prise en compte de l'évolution de la gravité des patients en réanimation." Nancy 1, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2003_0243_TIMSIT.pdf.

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Allys, Erwan. "Au-delà des modèles standards en cosmologie." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066141/document.

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Abstract:

La description actuelle des interactions fondamentales repose sur deux théories ayant le statut de modèle standard. Les interactions électromagnétiques et nucléaires sont décrites à un niveau quantique par le Modèle Standard de la physique des particules, alliant théories de jauge et brisures spontanées de symétrie par le mécanisme de Higgs. À l'opposé, l'interaction gravitationnelle est décrite par la relativité générale,basée sur une description dynamique de l'espace-temps dans un cadre classique.Bien que ces deux modèles soient vérifiés avec une grande précision dansle système solaire, ils sont affligés d’un certain nombre de problèmes théoriques et manquent de force prédictive aussi bien à l'échelle de Planck qu’à l'échelle cosmologique ;ils ne sont par conséquent plus perçus comme fondamentaux. La cosmologie, dont la phénoménologie fait apparaitre ces deux échelles extrêmes, apparaît alors comme un laboratoire privilégié pour tester les théories au delà de ces modèles standards.La première partie de cette thèse concerne l'étude des cordes cosmiques, défauts topologiques se formant lors de la brisure spontanée de théories de grande unification dans l'univers primordial.J’y montre notamment comment étudier ces défauts en prenant en compte la structure complète des théories de physique des particules dont ils sont issus, ce qui représente une avancée importante par rapport à la description courante en termes de modèles ”jouets”très simplifiés. La deuxième partie de cette thèse consiste en la construction et l'étude de différentes théories de gravité modifiée liées au modèle de Galiléon, un modèle tentant notamment d'expliquer la phénoménologie liée à l'énergie noire
The current description of fundamental interactions is based on two theories with the status of standard models. The electromagnetic and nuclear interactions are described at a quantum level by the Standard Model of particle physics, using tools like gauge theories and spontaneous symmetry breaking by the Higgs mechanism. The gravitational interaction is described on the other hand by general relativity, based on a dynamical description of space-time at a classical level.Although these models are verified to high precision in the solar system experiments, they suffer from several theoretical weaknesses and a lack of predictive power at the Planck scale as well as at cosmological scales; they are thus not viewed anymore as fundamental theories. As its phenomenology involves both these extreme scales, cosmology is then a good laboratory to probe theories going beyond these standard models.The first part of this thesis focus on cosmic strings, topological defects forming during the spontaneous symmetry breaking of grand unified theories in the early universe. I show especially how to study these defects while taking into account the complete structure of the particles physics models leading to their formation, going beyond the standard descriptions in terms of simplified toy-models. The second part is devoted to the construction and the examination of different theories of modified gravity related to the Galileon model, a model which tries in particular to explain the dark energy phenomenology

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Hocine, Abdelfettah. "Estimation d'état et diagnostic de systèmes à commutation par filtrage multi-modèle." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00135049.

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Abstract:

Ce travail concerne la détection de défauts sur les systèmes sujets à des changements de mode de fonctionnement. Le système réel est modélisé par un système à commutation markovienne qui est représenté par un ensemble de modèles de fonctionnement (fonctionnements normaux et anormaux) et par une matrice de probabilité de transition de Markov qui contient les probabilités de passage d'un modèle de fonctionnement à un autre. Cette représentation offre un cadre idéal à l'application des méthodes d'estimation multi-modèle. L'intérêt d'utiliser ce type d'estimateurs réside dans le fait qu'en plus de l'estimation de l'état du système, les estimateurs multi-modèles procurent la probabilité d'occurrence ou d'activation de chaque modèle de fonctionnement. Ces probabilités peuvent alors être utilisées pour la détection de défaut. Dans ce travail, nous avons utilisé les spécificités de l'estimation multi-modèle afin de procéder à la détection et l'isolation des défauts qui peuvent affecter un système linéaire. Plusieurs améliorations et aménagements ont été apportés à ce type d'estimateurs dans le but d'augmenter les performances du diagnostic.

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Houarche, Nicolas. "Modélisation de défauts paramétriques en vue de tests statiques et dynamiques." Phd thesis, Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20248.

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Abstract:

Avec l'évolution de la densité d'intégration et la forte complexité des procédés de fabrication des circuits intégrés actuels, l'occurrence de défaillances non modélisables par de simples collages devient importante voire prépondérante. Cette thèse s'intéresse particulièrement à des défaillances dues à des défauts physiques. Au niveau du produit final, ces défaillances se traduisent soit par la mise en relation de deux noeuds indépendants dans le circuit sain, soit par la dégradation d'une interconnexion. Deux défauts paramétriques sont étudiés dans cette thèse. Il s'agit des circuits ouverts résistifs et des courts-circuits résistifs. La résistance a priori inconnue de ces défauts est le paramètre prépondérant de leur modélisation. La première partie s'intéresse particulièrement aux circuits ouverts résistifs. A partir d'une analyse électrique approfondie de leur comportement dynamique, un générateur automatique de vecteurs de test (ATPG) et un simulateur de fautes spécifiques sont développés. Dans la seconde partie, ce sont les courts-circuits résistifs qui sont analysés et un modèle mathématique représentant leur comportement dynamique est proposé et validé.

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Houarche, Nicolas. "Modélisation de défauts paramétriques en vue de tests statiques et dynamiques." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00481534.

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Abstract:

Avec l'évolution de la densité d'intégration et la forte complexité des procédés de fabrication des circuits intégrés actuels, l'occurrence de défaillances non modélisables par de simples collages devient importante voire prépondérante. Cette thèse s'intéresse particulièrement à des défaillances dues à des défauts physiques. Au niveau du produit final, ces défaillances se traduisent soit par la mise en relation de deux nœuds indépendants dans le circuit sain, soit par la dégradation d'une interconnexion. Deux défauts paramétriques sont étudiés dans cette thèse. Il s'agit des circuits ouverts résistifs et des courts-circuits résistifs. La résistance a priori inconnue de ces défauts est le paramètre prépondérant de leur modélisation. La première partie s'intéresse particulièrement aux circuits ouverts résistifs. A partir d'une analyse électrique approfondie de leur comportement dynamique, un simulateur de fautes spécifiques est développé et validé sur une série de circuits référence et le cahier des charges d'un générateur automatique de vecteurs de test (ATPG) est proposé. Dans la seconde partie, ce sont les courts-circuits résistifs qui sont analysés et un modèle mathématique représentant leur comportement dynamique est proposé et validé.

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Bezzaoucha, Souad. "Commande tolérante aux défauts de systèmes non linéaires représentés par des modèles de Takagi-Sugeno." Phd thesis, Université de Lorraine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00948345.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la représentation T-S des systèmes non linéaires et les non-linéarités qui leur sont associées (saturation et paramètres variants dans le temps) pour la commande et le diagnostic. Ainsi, une nouvelle approche utilisant la transformation par secteurs non linéaires permet de ré-écrire le système sous forme polytopique en prenant en compte la présence de paramètres variants dans le temps. Cette forme polytopique est ensuite utile pour la synthèse d'observateurs assurant l'estimation simultanée de l'état et des paramètres du système. Une application au diagnostic est également considérée en comparant les valeurs des paramètres estimés en ligne avec leurs valeurs nominales supposées connues et représentatives du mode de fonctionnement non défaillant. Concernant la commande, la contrainte de saturation est représentée sous forme de modèle T-S et est intégrée au modèle du système. La synthèse de plusieurs lois de commande assurant la stabilité du système bouclé, en prenant en compte les limites de saturation est proposée. La poursuite de modèle de référence est également traitée avec la mise en évidence des conditions structurelles de poursuite pour les modèles non linéaires sous forme T-S. L'accent est mis sur les différents critères de choix de commande en fonction des buts recherchés.

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Cuevas, Salvatierra Mauricio Andrés. "Méthodes non-invasives de diagnostic de défauts et d'analyse thermique des machines synchrones à pôles saillants." Thesis, Artois, 2017. http://www.theses.fr/2017ARTO0209/document.

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Abstract:

Ce travail a pour objectif de développer des techniques de surveillance non-invasives sur des machines électriques tournantes de sorte que leurs mises en place soient aisées en environnement industriel. A cet effet, deux méthodes indépendantes sont décrites dans ce mémoire : un diagnostic de défaillances électriques dans des alternateurs connectés au réseau et une étude exploratoire afin d'évaluer la température interne de machines électriques industrielles.La première méthode repose sur l'analyse de deux grandeurs physiques : le champ magnétique rayonné à l'extérieur de la carcasse et les vibrations de la machine tournante. Des modèles mathématiques ont été développés afin de corréler des phénomènes magnétiques et mécaniques qui interviennent dans trois états de la machine : sain et en deux défauts de courts-circuits au stator et au rotor. Ces résultats ont ensuite été validés expérimentalement en laboratoire ainsi que sur des machines de grande puissance en environnement industriel. Un prototype de diagnostic capable de réaliser un examen de défaillance de courts-circuits sur des machines à fort courant a été proposé.Dans un deuxième temps, la méthode d'estimation de la température s'appuie sur des constats relatifs à la variation des caractéristiques des matériaux qui composent un enroulement lorsque la température augmente. Ainsi, la localisation des fréquences de résonances de l'impédance sont impactées. Ce dernier constat a été vérifié expérimentalement.Ce travail de thèse a permis de vérifier la faisabilité des méthodes de diagnostic et de surveillance en ligne dans des machines tournantes avec un minimum d'intrusivité, ceci dans un environnement industriel
This work aims to develop non-invasive monitoring techniques on AC rotating machines so that their implementation is easy in an industrial environment. For this purpose, two independent methods are described: a fault diagnosis in alternators connected to the local power gird and an exploratory study to evaluate the internal temperature of AC rotating machines.The first method relies on the analysis of two physical magnitudes: the stray magnetic field radiated outside from the external frame and the vibrations content of machine structure. Mathematical models have been developed in order to correlate magnetic and mechanical phenomena which occur in three different machine states: healthy and in two winding short-circuit faults both in the stator and in the rotor. These results were then validated experimentally in laboratory as well as on large machines in industrial environment. A first diagnostic prototype is presented capable to be implemented in industrial environment in order to detect short-circuit faults in larges alternators.In a second time, a temperature estimation method is proposed based on observations concerning variations in material characteristics of windings as temperature increases. Thus, the localizations of impedance resonant frequencies are impacted, which was verified experimentally as well.This thesis work allowed to verify diagnostic feasibility and on-line monitoring methods in rotating machines in a non-invasive way in industrial environments

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Boutayeb, Mohamed. "Contribution à l'estimation de l'état et des paramètres des systèmes singuliers : application au diagnostic." Nancy 1, 1992. http://www.theses.fr/1992NAN10004.

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Abstract:

Ce mémoire constitue une contribution à l'estimation de l'état et des paramètres des systèmes singuliers. Dans la première partie, un rappel sur les différents algorithmes d'estimation de l'état et des paramètres des systèmes standard avec une extension au cas des mesures biaisées est abordée. La partie deux est consacrée aux propriétés structurelles des systèmes singuliers carrés. Une généralisation dans le cas rectangulaire est établie, ensuite, en algorithme récurrent d'estimation de l'état et des défauts dans le cas des systèmes standard par l'approche des systèmes singuliers est présentée. Les conditions de convergence et de stabilité du filtre sont énoncées. Dans la deuxième partie de ce mémoire, l'algorithme de type bootstrap d'estimation de l'état et des paramètres est étendu au cas singulier en utilisant le filtre de Kalman généralisé et de nouvelles formes canoniques

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Ait, Ladel Ayyoub. "Commande tolérante aux défauts des systèmes à multimodèles : application à des systèmes à multi-source d'énergie." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2022. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/220330_AITLADEL_882kmyqu655hkbca383zrkcz402ihwf_TH.pdf.

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Abstract:

Cette thèse traite des problématiques de détection/estimation des défauts et de commande tolérante aux défauts par conception intégrée. L’objectif est de concevoir des stratégies de contrôle capables de maintenir une performance robuste et acceptable même en présence de défauts. Les systèmes considérés sont de nature dynamique et sont à multi-modèles. Les approches proposées, dans le cadre de la thèse, consistent à formaliser la conception intégrée des unités de détection/estimation et de contrôle tolérant aux défauts sous la forme d’inégalités matricielles linéaires afin de surmonter la difficulté posée par le couplage observateur/contrôleur. Ces approches offrent la possibilité de considérer les différentes interactions entre le système, l’unité de détection/estimation et l’unité de contrôle. Cela permet d’assurer une analyse de stabilité globale du système en boucle fermée, et des performances robustes en termes de détection/estimation, de contrôle et de compensation des défauts. La thèse est composée principalement de trois parties. Dans la première partie, les résultats sur le contrôle, en présence de défauts capteurs ou actionneurs, sont établis pour les systèmes linéaires à commutation. Dans la deuxième partie, des extensions aux systèmes non-linéaires à commutation avec des défauts de capteurs et d’actionneurs sont proposées. Finalement, la troisième partie est constituée d’une étude complète d’un système à base d’énergies renouvelables. Il s’agit d’un système de nature multi-sources et multi-charges conçu pour répondre à plusieurs demandes et est assujetti à l’intermittence des énergies renouvelables
This thesis deals with the fault detection/estimation and fault-tolerant control challenges through integrated design. The aim is to design control strategies able to maintain robust and acceptable performance even in the presence of faults. The considered systems are dynamic in nature and are multi-model. The approaches proposed in this thesis consist in formalizing the integrated design of the detection/estimation and fault-tolerant control units in the form of linear matrix inequalities to overcome the difficulty posed by the observer/controller coupling. These approaches provide the ability to consider the different interactions between the system, the detection/estimation unit, and the control unit. Therefore, ensuring a global stability analysis of the closed-loop system and robust performances in terms of detection/estimation, control, and fault compensation. The thesis is mainly composed of three parts. In the first part, results on the control in the presence of sensor or actuator faults are established for switched linear systems. In the second part, extensions to switched nonlinear systems with sensor and actuator faults are proposed. Finally, the third part consists of a complete study of a renewable energy system. It is a multi-source/multi-load system designed to meet multiple demands and is subject to the intermittency of renewable energies

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Vu, Dinh Toan. "Unification du système de hauteur et estimation de la structure lithosphérique sous le Vietnam utilisant la modélisation du champ de gravité et du quasigéoïde à haute résolution." Thesis, Toulouse 3, 2021. http://www.theses.fr/2021TOU30050.

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Abstract:

Le but de ce travail était double. La première partie a été consacrée à la recherche de la taille et de la forme de la Terre au Vietnam à travers la détermination d'un modèle quasigeoïde gravimétrique local. La deuxième partie consistait à étudier la structure intérieure de la Terre sous le Vietnam en déterminant la profondeur du Moho et de la limite entre Lithosphère-Asthénosphère. Pour le premier objectif, un modèle quasigeoïde gravimétrique à haute résolution pour le Vietnam et ses environs a été déterminé sur la base de nouvelles données issues de campagnes gravimétriques terrestres en combinaison avec des observations satellites dans les régions non couvertes par les observations au sol. Le modèle quasigeoïde a été évalué en utilisant 812 points GNSS/nivellement dans la région d'étude. Cette comparaison indique que le modèle quasigeoïde a un écart type de 9.7 cm et un biais moyen de 50 cm. Ce nouveau modèle quasigeoïde local pour le Vietnam représente une amélioration significative par rapport aux modèles globaux EIGEN-6C4 et EGM2008, qui ont des écarts-types de 19.2 et 29.1 cm, respectivement, par rapport aux données GNSS/nivellement. Une application sociétale et technique essentielle du quasigeoïde gravimétrique est le nivellement par GNSS, et un modèle de décalage vertical pour le Vietnam et ses environs a donc été déterminé sur la base des points GNSS/nivellement et du modèle quasigeoïde gravimétrique. Le modèle de décalage (ou modèle de correction) a été évalué en comparant avec des données GNSS/nivellement. Les résultats indiquent que le modèle obtenu a un écart type de 5.9 cm au sens absolu. Grâce à ce modèle de décalage, le nivellement par GNSS peut donc être effectué dans la plupart du territoire vietnamien conformément aux exigences de nivellement du troisième ordre, tandis que les exigences de précision pour les réseaux de nivellement du quatrième ordre sont satisfaites pour tout le pays. Pour tenter d'unifier le système de hauteur ainsi déterminé vers l'IHRF (International Height Reference System), la valeur géopotentielle à zéro-hauteur pour le système de référence vertical local du Vietnam W_0^LVD a été déterminée en fonction de deux approches: 1) Utilisation de données GNSS/nivellement de haute qualité et du modèle quasigeoïde gravimétrique. 2) Utilisation de l'approche du problème de la valeur aux limites géodésiques basée sur le modèle de champ de gravité global GOCE amélioré avec des données de gravité terrestres. Cette valeur géopotentielle est utilisée pour rattacher le système de hauteur du Vietnam avec les pays voisins. De plus, l'approche du problème de la valeur des limites géodésiques a également été utilisée pour la détermination du potentiel de gravité à la surface de trois stations GNSS-CORS à l'époque 2018.0 au Vietnam. Sur la base de séries chronologiques de composantes verticales dérivées des observations GNSS ainsi que des données InSAR, les variations temporelles du géopotentiel ont également été estimées sur ces stations GNSS permanentes. Cela permet de surveiller la référence verticale et de détecter d'éventuelles déformations. Ces stations peuvent ainsi contribuer à augmenter la densité des points de référence dans l'IHRF pour cette région. Pour le deuxième objectif, le modèle de quasigéoïde local a d'abord été converti en géoïde. Ensuite, des modèles de profondeur du Moho et de la limite entre Lithosphère-Asthénosphère à haute résolution ont été déterminés sous le Vietnam sur la base de l'hypothèse isostatique locale en utilisant la hauteur du géoïde dérivée du géoïde, des données de hauteur et d'analyse thermique. [...]
The goal of this work was twofold. The first part was devoted to the research of the size and physical shape of the Earth in Vietnam through the determination of a local gravimetric quasigeoid model. The second part was to better constrain the Earth's interior structure beneath Vietnam by determining the Moho and Lithosphere-Asthenosphere Boundary (LAB) depth models. For the first objective, a high-resolution gravimetric quasigeoid model for Vietnam and its surrounding areas was determined based on new land gravity data in combination with fill-in data where no gravity data existed. The resulting quasigeoid model was evaluated using 812 GNSS/levelling points in the study region. This comparison indicates that the quasigeoid model has a standard deviation of 9.7 cm and 50 cm in mean bias. This new local quasigeoid model for Vietnam represents a significant improvement over the global models EIGEN-6C4 and EGM2008, which have standard deviations of 19.2 and 29.1 cm, respectively, when compared to the GNSS/levelling data. An essential societal and engineering application of the gravimetric quasigeoid is in GNSS levelling, and a vertical offset model for Vietnam and its surrounding areas was determined based on the GNSS/levelling points and gravimetric-only quasigeoid model for this purpose. The offset model was evaluated using cross-validation technique by comparing with GNSS/levelling data. Results indicate that the offset model has a standard deviation of 5.9 cm in the absolute sense. Thanks to this offset model, GNSS levelling can be carried out over most of Vietnam's territory complying to third-order levelling requirements, while the accuracy requirements for fourth-order levelling networks is met for the entire country. To unify the height system towards the International Height Reference Frame (IHRF), the zero-height geopotential value for the Vietnam Local Vertical Datum W_0^LVD was determined based on two approaches: 1) Using high-quality GNSS/levelling data and the estimated gravimetric quasigeoid model, 2) Using the Geodetic Boundary Value Problem (GBVP) approach based on the GOCE global gravity field model enhanced with terrestrial gravity data. This geopotential value can be used to connect the height system of Vietnam with the neighboring countries. Moreover, the GBVP approach was also used for direct determination of the gravity potential on the surface at three GNSS Continuously Operating Reference Station (CORS) stations at epoch 2018.0 in Vietnam. Based on time series of the vertical component derived from these GNSS observations as well as InSAR data, temporal variations in the geopotential were also estimated on these permanent GNSS stations. This enables monitoring of the vertical datum and detect possible deformation. These stations may thus contribute to increase the density of reference points in the IHRF for this region. For the second objective, the local quasigeoid model was first converted to the geoid. Then, high-resolution Moho and LAB depth models were determined beneath Vietnam based on the local isostatic hypothesis using the geoid height derived from the estimated geoid, elevation data and thermal analysis. From new land gravity data, a complete grid and map of gravity anomalies i.e., Free-air, Bouguer and Isostatic was determined for the whole of Vietnam. The Moho depth was also computed based on the gravity inversion using the Bouguer gravity anomaly grid. All new models are computed at 1' resolution. The resulting Moho and LAB depth models were evaluated using available seismic data as well as global and local lithospheric models available in the study region. [...]

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El, Bouchikhi El Houssin. "Sur l'estimation spectrale paramétrique pour la détection des défauts dans les machines asynchrones en environnements stationnaire et non stationnaire." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01019643.

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Abstract:

Ce travail de thèse traite de la détection et du diagnostic des défaillances par analyse du courant statorique dans les entraînements mécaniques à base de machine asynchrone. En se basant sur des travaux ultérieurs un modèle du signal en présence de défaut est présenté. Pour estimer les paramètres du modèle, nous proposons une technique statistique basée sur le Maximum de Vraisemblance et une approche basée sur les sous-espaces signal/bruit. Ces techniques ont été développées pour analyser des courants statoriques dans le cas stationnaire et non-stationnaire. Ces techniques permettent de révéler la présence d'une défaillance et de mesurer sa sévérité. Les résultats de simulation sur des signaux issus d'un modèle de la machine asynchrone, basé sur les circuits électriques magnétiquement couplés, permettent de valider les méthodes de détection proposées et démontre l'intérêt des techniques afin d'extraire de façon automatique un indicateur de défaut. L'étude est complétée par une validation expérimentale sur des signaux issus d'un banc expérimental pour la détection des défauts de roulement.

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Gohorianu, Gina. "Interactions entre les défauts d'usinage et la tenue en matage d'assemblages boulonnés en carbone/epoxy." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/248/.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est d'établir l'influence des défauts de perçage sur la tenue en matage d'assemblages boulonnés en carbone/époxy. La première partie de l'étude montre l'influence des conditions de perçage sur la taille et la forme des défauts créés au sein de stratifiés carbone/époxy quasi-isotropes. Pour toutes les conditions de perçage testées, l'augmentation de la vitesse d'avance génère l'accroissement des défauts (délaminages, arrachement de fibres et de matrice, défauts de circularité. . . ). Dans la deuxième partie, des essais de traction quasi-statiques ont été réalisés sur des assemblages boulonnés hybrides (métal/composite/métal). Les différentes configurations testées ont montré que les défauts de perçage peuvent diminuer de manière significative la résistance en matage des stratifiés sollicités au sein d'assemblages avec et sans serrage. Les résultats expérimentaux ont également mis en évidence le fait que l'effort de serrage permet d'améliorer considérablement la résistance en matage des composites stratifiés. Les observations microscopiques ont permis de décrire le mécanisme d'endommagement par matage comme un phénomène gouverné par des micro-flambements de fibres, des fissurations matricielles et des délaminages. Un critère de rupture en matage basé sur la rupture en compression sens fibres a été proposé. La dernière partie de l'étude concerne la modélisation 3D par éléments finis des assemblages boulonnés avec et sans serrage
The aim of this study is to show the relationship between drilling defects and bearing behaviour of carbon/epoxy bolted joints. The first part of the study shows the effects of drilling conditions on the size and the shape of defects generated in carbon/epoxy quasi-isotropic laminates. For all the drilling conditions tested, higher feed speed increases the size of defects (delaminations, chip-out of fibres and matrix, circularity defects. . . ). In the second part, quasi-static tensile tests were performed on hybrid bolted joints (metal/composite/metal). Various test configurations showed that drilling defects can significantly reduce the bearing strengths of bolt-loaded and pin-loaded laminates. Experimental results also showed that the bolt clamping force considerably increases the bearing strength of composite laminates. From microscopic observations it was found that bearing damage mechanism is governed by fiber micro-buckling, matrix cracking and delaminations. A bearing failure criterion based on fibres compressive failure has been proposed. The last part of the study presents the 3D finite elements modelling of composite bolt-loaded and pin-loaded joints

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Rahme, Sandy. "Détection et estimation d'anomalies dans un réseau de communication." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00667420.

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Abstract:

La supervision des réseaux de communication et plus particulièrement la détection d'anomalies représente un aspect important de la Qualité de Service. Les anomalies sont des circonstances où certaines opérations dévient de leur comportement normal. Certaines sont causées par des problèmes physiques ou techniques comme la panne d'électricité ou les échecs de serveur de fichier, des changements brusques causés par le trafic légitime comme la surcharge du réseau, les foules subites, ainsi que des comportements risqués illégitimes comme des attaques de Déni de Service (DdS) et Déni de Service Distribué (DddS). Nous confrontons la problématique de détection et reconstruction des anomalies parvenant au modèle TCP/IP par la théorie de commande. Ces anomalies sont considérées comme des défauts dans un modèle mathématique représentant la dynamique du modèle TCP/IP. Dans le domaine de détection des défauts, les observateurs peuvent être classés, selon la connaissance du profil des défauts, en observateurs à entrée connue ou à entrée inconnue. Notre première contribution en termes de synthèse d'observateurs à entrées connues se limite à des formes polynômiales pouvant recouvrir une large gamme d'anomalies. L'anomalie et ses dérivées successives introduites dans l'espace d'état du système sont reconstruites par des observateurs de Luenberger. La construction des observateurs étant contraignante en termes de formes spécifiques de l'anomalie et le degré du polynôme associé, une autre approche traitant la détection des anomalies complètement inconnues est proposée. Les modes glissants d'ordre un et d'ordre supérieur sont conçus pour le modèle TCP pour garantir une convergence en temps fini et la robustesse vis-à-vis des incertitudes paramétriques et des défauts. Nos propositions sont étudiées de manière analytique par des validations sous Matlab/Simulink et le Simulateur de Réseaux NS-2. De plus, dans le contexte de NS-2, ces dernières approches sont intégrées dans un module de rejeu des traces de trafic afin de les tester sur un trafic TCP capturé en environnement réel.

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Rahme, Sandy. "Détection et estimation d'anomalies dans un réseau de communication." Phd thesis, Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1589/.

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Abstract:

La supervision des réseaux de communication et plus particulièrement la détection d'anomalies représente un aspect important de la Qualité de Service. Les anomalies sont des circonstances où certaines opérations dévient de leur comportement normal. Certaines sont causées par des problèmes physiques ou techniques comme la panne d'électricité ou les échecs de serveur de fichier, des changements brusques causés par le trafic légitime comme la surcharge du réseau, les foules subites, ainsi que des comportements risqués illégitimes comme des attaques de Déni de Service (DdS) et Déni de Service Distribué (DddS). Nous confrontons la problématique de détection et reconstruction des anomalies parvenant au modèle TCP/IP par la théorie de commande. Ces anomalies sont considérées comme des défauts dans un modèle mathématique représentant la dynamique du modèle TCP/IP. Dans le domaine de détection des défauts, les observateurs peuvent être classés, selon la connaissance du profil des défauts, en observateurs à entrée connue ou à entrée inconnue. Notre première contribution en termes de synthèse d'observateurs à entrées connues se limite à des formes polynômiales pouvant recouvrir une large gamme d'anomalies. L'anomalie et ses dérivées successives introduites dans l'espace d'état du système sont reconstruites par des observateurs de Luenberger. La construction des observateurs étant contraignante en termes de formes spécifiques de l'anomalie et le degré du polynôme associé, une autre approche traitant la détection des anomalies complètement inconnues est proposée. Les modes glissants d'ordre un et d'ordre supérieur sont conçus pour le modèle TCP pour garantir une convergence en temps fini et la robustesse vis-à-vis des incertitudes paramétriques et des défauts. Nos propositions sont étudiées de manière analytique par des validations sous Matlab/Simulink et le Simulateur de Réseaux NS-2. De plus, dans le contexte de NS-2, ces dernières approches sont intégrées dans un module de rejeu des traces de trafic afin de les tester sur un trafic TCP capturé en environnement réel
The supervision domain particularly the anomaly detectionrepresents an important aspect of guaranteeing a Quality of Serviceto communication networks. A wide variety of disruptions designated as anomalies are often related to physical or technical problems such as power or file server failures, abrupt changes caused by legitimate traffic such as network congestion or flash crowds, and risky illegitimate behavior such as Denial-of-Service and Distributed Denial of Service (DoS/DDoS) attacks. We address the problem of anomalies detection and reconstruction in TCP/IP model based on control theory techniques. These anomalies are considered as fault signals in the mathematical model adopted for representing TCP/IP dynamics. For faults detection and according to our knowledge of the faults variations, the observers may be classified into known or unknown input observers. Our first contribution in terms of conceiving known input observers is limited to polynomial forms able to cover a wide range of anomalies. The anomaly and its derivatives are reconstructed by Luenberger observersafter introducing them in the state space of the system. The construction of these latter observers is limited in terms of specific anomaly profiles and constrained by the polynomial degree associated to the anomaly. Therefore, another detection approach dealing with completely unknown anomalies is proposed. The sliding modes first and higher orders are investigated to guarantee finite time convergence and robustness against parametric uncertainties and faults. Our proposals have been studied analytically by validating via Matlab/Simulinkand the Network SimulatorNS-2. Furthermore, in the context of NS-2, these approaches are integrated into a module for replaying traffic traces in order to test them on a TCP traffic captured in real environment

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Vela, Valdes Luis Gerardo. "Etude et élaboration d'une approche fonctionnelle pour la localisation de défauts en diagnostic : application à la simulation d'un moteur à courant continu." Nancy 1, 1998. http://www.theses.fr/1998NAN10221.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne le développement d'une approche fonctionnelle dans le domaine du diagnostic de défauts. Cette approche repose sur une classification des connaissances issues du système afin de détecter et localiser les défauts vis-à-vis des caractéristiques les plus représentatives de son comportement. L'objectif de ce travail de recherche est d'aboutir à une meilleure structuration de la connaissance, des moyens et des outils dont on dispose face à un problème de diagnostic afin d'augmenter le nombre de défauts à localiser. L'approche fonctionnelle du diagnostic repose sur la notion de fonction. Celle-ci est utilisée afin de localiser les défauts qui possèdent des signatures identiques. Les caractéristiques les plus représentatives de l'espace de parité, des observateurs et de l'estimation paramétrique sont classifiées à l'aide d'un modèle ontologique. La fonction, au sein du modèle ontologique, permet d'interpréter autrement la connaissance contenue dans les résidus et les signatures. Cette interprétation repose sur la définition et la spécification d'un cadre générique basé sur une analyse structurelle, comportementale et fonctionnelle des étapes de génération de résidus, d'évaluation de résidus et de décision. L'application de l'approche proposée porte sur la simulation d'un moteur à courant continu en boucle ouverte et en boucle fermée en vue de détecter et de localiser des défauts capteurs, actionneurs et composants en présence de signatures identiques. L'apport de l'étude développée dans ce travail de recherche, se situe à l'intersection de deux domaines : l'intelligence artificielle et l'automatique
The work presented in this thesis deals with the development of a functional approach in the fault diagnostic field. This approach is based on the classIfication of knowledge about the system in order to detect and isolate faults with respect to the principal characteristics in the behavior of the system. The objective of this work is to end at a best knowledge specification and utilization of abilities and tools in order to increase the quantity of isolated faults. The functional approach in diagnostic is based on the function. This approach is used in order to isolate the faults that have same signatures. The principal characteristics of parity space, observers and parameter estimation are classified using an ontological model. The function, in the ontological model frame, let to interpret otherwise the knowledge contents in residuals and signatures. This interpretation is based on the definition and. Specification of a generic frame using a structural, behavioral and functional analysis of residual generation, residual evaluation and decision tasks. The proposed approach is used on a simulated application concerning a D. C. Motor in open and closed loop, in order to detect and isolate sensor, actuator and component faults which have the same signatures. The contribution of this work is placed on the intersection of two fields: artificial intelligence and automatic control

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Tran, Tuan Anh. "Cadre unifié pour la modélisation des incertitudes statistiques et bornées : application à la détection et isolation de défauts dans les systèmes dynamiques incertains par estimation." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30292/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'estimation d'état des systèmes dynamiques à temps discret dans le contexte de l'intégration d'incertitudes statistiques et à erreurs bornées. Partant du filtre de Kalman intervalle (IKF) et de son amélioration (iIKF), nous proposons un algorithme de filtrage pour des systèmes linéaires dont les bruits sont gaussiens incertains, c'est-à-dire de moyenne et matrice de covariance définies par leur appartenance à des intervalles. Ce nouveau filtre de Kalman intervalle (UBIKF) repose sur la recherche d'une matrice de gain ponctuelle minimisant une borne majorante de l'ensemble des matrices de covariance de l'erreur d'estimation en respectant les bornes des incertitudes paramétriques. Un encadrement de tousles estimés possibles est ensuite déterminé en utilisant l'analyse par intervalles. Le filtre UBIKF permet de réduire à la fois la complexité calculatoire de l'inversion ensembliste des matrices intervalles présent dans le filtre iIKF et le conservatisme des estimations. Nous abordons ensuite différents cadres permettant de représenter des connaissances incomplètes ou imprécises, y compris les fonctions de répartition, la théorie de possibilité et la théorie des fonctions de croyance. Grâce à cette dernière, un modèle sous forme d'une fonction de masse pour une distribution gaussienne multivariée incertaine est proposé. Un filtrage particulaire ensembliste basé sur cette théorie est développé pour des systèmes dynamiques non linéaires dans lesquels les bruits sur la dynamique sont bornés et les erreurs de mesure sont modélisées par une fonction de masse gaussienne incertaine. Enfin, le filtre UBIKF est utilisé pour la détection et l'isolation de défauts en mettant en œuvre le schéma d'observateurs généralisé et l'analyse structurelle. Au travers de différents exemples, la capacité d'isolation de défauts capteurs/actionneurs de cet outil est illustrée et comparée à d'autre approches
This thesis deals with state estimation in discrete-time dynamic systems in the context of the integration of statistical and bounded error uncertainties. Motivated by the drawbacks of the interval Kalman filter (IKF) and its improvement (iIKF), we propose a filtering algorithm for linear systems subject to uncertain Gaussian noises, i.e. with the mean and covariance matrix defined by their membership to intervals. This new interval Kalman filter (UBIKF) relies on finding a punctual gain matrix minimizing an upper bound of the set of estimation error covariance matrices by respecting the bounds of the parametric uncertainties. An envelope containing all possible estimates is then determined using interval analysis. The UBIKF reduces not only the computational complexity of the set inversion of the matrices intervals appearing in the iIKF, but also the conservatism of the estimates. We then discuss different frameworks for representing incomplete or imprecise knowledge, including the cumulative distribution functions, the possibility theory and the theory of belief functions. Thanks to the last, a model in the form of a mass function for an uncertain multivariate Gaussian distribution is proposed. A box particle filter based on this theory is developed for non-linear dynamic systems in which the process noises are bounded and the measurement errors are represented by an uncertain Gaussian mass function. Finally, the UBIKF is applied to fault detection and isolation by implementing the generalized observer scheme and structural analysis. Through various examples, the capacity for detecting and isolating sensor/actuator faults of this tool is illustrated and compared to other approaches

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Zhang, Xiaoxia. "Incipient anomaly detection and estimation for complex system health monitoring." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASG025.

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Abstract:

La détection et le diagnostic des défauts naissants pour les systèmes d’ingénierie ou industriels multivariés à bruit élevé sont abordés dans ce travail de thèse par l’intermédiare d’une approche statistique non paramétrique ’globale’.Un défaut naissant induit un changement anormal dans les valeurs mesurées de la variable du système. Cependant, un tel changement est faible, et tend à ne pas causer de changements évidents dans les paramètres des distributions des signaux du système. En particulier dans un environnement bruité, les caractéristiques de ces défaults faible peuvent être masquées par le bruit et rend celui-ci difficile à évaluer. Dans une telle situation, l’utilisation de méthodes paramétriques traditionnelles pour la détection échouent. Pour faire face à ces difficultés et effectuer la détection et le diagnostic des défauts, une approche’globale’ qui peut prendre en compte la signature totale des défauts est nécessaire. La détection de défauts naissants peut être obtenue par la mesure des différences entre les distributions avant et après l’apparition du défaut. Certaines méthodes basées sur la distribution (dites ’globales’) ont été proposées, mais les performances de détection de ces approches existantes dans un environnement à haut niveau de bruit devraient être améliorées. Dans ce contexte, la divergence de Jensen-Shannon est considérée comme un indicateur de défaut ’global’ pour effectuer la détection et le diagnostic de défaut naissant dans un environnement à haut niveau de bruit. Ses performances de détection pour de petites variations anormales noyées dans le bruit sont validés en simulation. En outre, le problème de l’estimation des défauts est également étudié dans ce travail. Un modèle théorique d’estimation de la sévérité des défauts à parti dépend de la valeur de la divergence pour des conditions Gaussiennes est établi. La précision du modèle d’estimation est évaluée sur des modèles numériques par le biais de simulations. Ensuite, l’approche statistique ’globale’ est mise en oeuvre pour à deux applications dans le domaine de l’ingénierie. La première concerne la détection de fissures naissantes dans un matériau conducteur. La divergence de Jensen-Shannon combinée à l’analyse en composantes indépendantes et à la décomposition on ondelettes a été appliquée à la détection et à la caractérisation de fissures mineures dans des structures conductrices avec des perturbations bruit sur la base de signaux d’impédance expérimentaux. La deuxième application concerne le diagnostic de défauts naissants dans un processus non linéaire multivarié avec un bruit élevé. Le ’Tennessee Eastman Process’ (TEP) est un processus non linéaire multivarié typique pour lequel nous avons appliqué, la divergence de Jensen-Shannon combinée à l’analyse en composantes principales à noyau (ACPN) est pour étudier la détection de défauts naissants dont les difficultés de sont largement décrites dans la littérature
Incipient fault detection and diagnosis in engineering and multivariate industrial systems with a high-level noise are addressed in this Ph.D. thesis by a ’global’ non-parametric statistical approach. An incipient fault is supposed to induce an abnormal change in the measured value of the system variable. However, such change is weak, and it tends not to cause obvious changes in the signal distribution’s parameters. Especially in high noise level environment, the weak fault feature can be masked by the noise and becomes unpredictable. In such a condition, using traditional parametric-based methods generally fails in the fault detection. To cope with incipient fault detection and diagnosis, a ’global’ approach that can consider the total faults signature is needed. The incipient fault detection can be obtained by measuring the differences between the signal distributions before and after the fault occurrence. Some distribution-based ’global’ methods have been proposed, however, the detection capabilities of these existed approaches in high noise level environment should be improved. In this context, Jensen-Shannon divergence is considered a ’global’ fault indicator to deal with the incipient fault detection and diagnosis in a high noise level environment. Its detection performance for small abnormal variations hidden in noise is validated through simulation. In addition, the fault estimation problem is also considered in this work. A theoretical fault severity estimation model depending on the divergence value for the Gaussian condition is derived. The accuracy of the estimation model is evaluated on numerical models through simulations. Then, the ’global’ statistical approach is applied to two applications in engineering. The first one relates to non- destruction incipient cracks detection. The Jensen-Shannon divergence combined with Noisy Independent Component Analysis and Wavelet analysis was applied for detection and characterization of minor cracks in conductive structures with high-level perturbations based on experimental impedance signals. The second application addresses the incipient fault diagnosis in a multivariate non-linear process with a high-level noise. Tennessee Eastman Process (TEP) is one typical multivariate non-linear process, the Jensen-Shannon divergence in the Kernel Principal Component Analysis (KPCA) is developed for coping with incipient fault detection in this process

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Baboulin, Marc. "Résolution de problèmes de moindres carrés linéaires denses de grande taille sur des calculateurs parallèles distribués : application au calcul de champ de gravité terrestre." Toulouse, INPT, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000253/.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous présentons le résultat de nos recherches dans le domaine du calcul scientifique haute performance pour les moindres carrés linéaires. En particulier, nous nous intéressons au développement de logiciels parallèles efficaces permettant de traiter des problèmes de moindres carrés denses de très grande taille. Nous fournissons également des outils numériques permettant d'étudier la qualité de la solution. Cette thèse est aussi une contribution au projet GOCE1 dont l'objectif est de fournir un modèle très précis du champ de gravité terrestre. Le lancement de ce satellite est prévu pour 2007 et à cet égard, notre travail constitue une étape dans la définition d'algorithmes pour ce projet. Nous présentons d'abord les stratégies numériques susceptibles d'être utilisées pour mettre à jour la solution en prenant en compte des nouvelles observations fournies par GOCE. Puis nous décrivons un solveur parallèle distribué que nous avons développé afin d'être intégré dans le logiciel du CNES2 chargé de la détermination d'orbite et du calcul de champ de gravité. Les performances de notre solveur sont compétitives par rapport à celles des librairies parallèles standards ScaLAPACK et PLAPACK sur les machines opérationnelles utilisées dans l'industrie spatiale, tout en nécessitant un stockage mémoire deux fois moindre grâce à la prise en compte des symétries du problème. Afin d'améliorer le passage à l'échelle et la portabilité de notre solveur, nous définissons un format " packed " distribué qui repose sur des noyaux ScaLAPACK. Cette approche constitue une amélioration significative car il n'existe pas à ce jour de format " packed " distribué pour les matrices symétriques et triangulaires denses. Nous présentons les exemples pour la factorisation de Cholesky et la mise à jour d'une factorisation QR. Ce format peut être aisément étendu à d'autres opérations d'algèbre linéaire. Cette thèse propose enfin des résultats nouveaux dans le domaine de l'analyse de sensibilité des moindres carrés linéaires résultant de problèmes d'estimation de paramètres. Nous proposons notamment une formule exacte, des bornes précises et des estimateurs statistiques pour évaluer le conditionnement d'une fonction linéaire de la solution d'un problème de moindres carrés. Le choix entre ces différentes formules dépendra de la taille du problème et du niveau de précision souhaité
In this thesis, we present our research in high performance scientific computing for linear least squares. More precisely we are concerned with developing efficient parallel software that can solve very large dense linear least squares problems and with providing numerical tools that can assess the quality of the solution. This thesis is also a contribution to the GOCE3 mission that strives for a very accurate model of the Earth's gravity field. This satellite is scheduled for launch in 2007 and in this respect, our work represents a step in the definition of algorithms for the project. We present an overview of the numerical strategies that can be used for updating the solution with new observations coming from GOCE mesurements. Then we describe a parallel distributed solver that we implemented in order to be used in the CNES4 software package for orbit determination and gravity field computation. This solver compares well in terms of performance with the standard parallel libraries ScaLAPACK and PLAPACK on the operational platforms used in the space industry while saving about half the memory, thanks to taking into account the symmetry of the problem. In order to improve the scalability and the portability of our solver, we define a packed distributed format that is based on ScaLAPACK kernel routines. This approach is a significant improvement since there is no packed distributed format available for symmetric or triangular matrices in the existing dense parallel libraries. Examples are given for the Cholesky factorization and for the updating of a QR factorization. This format can easily be extended to other linear algebra calculations. This thesis also contains new results in the area of sensitivity analysis for linear least squares resulting from parameter estimation problems. Specifically we provide a closed formula, bounds of correct order of magnitude and also statistical estimates that enable us to evaluate the condition number of linear functionals of least squares solution. The choice between the different expressions will depend on the problem size and on the desired level of accuracy

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Fragkoulis, Dimitrios. "Détection et localisation des défauts provenant des capteurs et des actionneurs : application sur un système non linéaire." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00339630.

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Abstract:

Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à la détection, l'isolation et l'identification de défauts pour une classe de systèmes dynamiques continus non linéaires avec entrées affines. Nous avons focalisé notre étude sur les défauts additifs qui apparaissent au niveau des actionneurs et des capteurs. En supposant que nous disposons de l'état du système, des algorithmes de détection, d'isolation et d'identification de défauts basés sur des observateurs adaptatifs ont été développés. Le premier algorithme proposé traite les défauts actionneurs et est constitué de deux banques d'observateurs adaptatifs ayant une structure particulière qui nous permet d'isoler des défauts simples et multiples. La première banque est dédiée à la détection et l'identification du défaut ; ensuite sur la base des valeurs candidates, issues de l'identification, la deuxième banque isole l'actionneur en défaut. Un deuxième algorithme est proposé pour les défauts capteurs. Avant de traiter le problème, nous avons reformulé le modèle avec l'aide d'un filtre, ce qui a permis d'augmenter l'état du système et ainsi transformer les capteurs du système originel en actionneurs du nouveau système augmenté. Ce deuxième algorithme est basé sur la création d'une banque d'observateurs adaptatifs non linéaires, où chaque observateur isole le défaut associé à chaque capteur. Les avantages de la méthode proposée est qu'il ait possible de détecter, d'isoler et d'identifier les défauts simples, multiples et simultanés. La pertinence de ces deux algorithmes est examinée à partir de résultats de simulation obtenus sur un modèle académique de la littérature et sur un modèle d'un procédé de traitement des eaux usées en présence de bruit de mesure.

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Seydou, Hassane Ramatou. "Contribution au développement des techniques ensemblistes pour l’estimation de l’état et des entrées des systèmes à temps continu : application à la détection de défauts." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14669/document.

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Abstract:

Cette thèse traite du problème d'observation et d'estimation des variables caractéristiques des systèmes dynamiques. Il s’agit d’une problématique fondamentale qui est au cœur de nombreux domaines relavant des sciences de l'ingénieur. Les travaux sont conduits dans un contexte ensembliste. Les techniques développées pour l’estimation de l’état et des variables d’entrées ont pour objectif final le contrôle de cohérence des systèmes non linéaires à temps continu. Une première approche conjugue les relations de parité et les différentiateurs à modes glissants pour l’estimation des entrées d’un système non linéaire. Les domaines des entrées compatibles avec les mesures sont alors reconstruits grâce à l’analyse par intervalles et aux techniques de satisfaction de contraintes. Il est montré que la relaxation des contraintes de stabilité/coopérativité pour la construction d’un observateur intervalle peut se faire grâce à des changements de base déterminés de différentes manières et pouvant être variants ou invariants dans le temps. Des simulations numériques illustrent les techniques proposées. Une application à un système aéronautique est également présentée à l’aide d’un jeu de données réelles
This thesis deals with the problem of a dynamical system observation and the estimation of its characteristic variables; the latter point constitutes the core element in many engineering science fields. The final aim is to build a general framework for integrity control and fault detection of such systems within a bounded error context. The developments offered herein make use of parity relations, sliding mode differentiators, interval observers and constraint satisfaction problems. Input reconstruction techniques are developed for a general class of nonlinear continuous-time systems. Domains are reconstructed for the input values which are consistent with the measurements using interval analysis and constraint satisfaction techniques. It is shown that time-varying or invariant coordinate changes may relax the applicability conditions (stability/cooperativity) of the interval observer design methods. Sliding mode differentiators were also used to enhance interval observer accuracy. The proposed approaches are illustrated through computer simulations and they have been applied to aircraft servo loop control surface for robust and early detection of abnormal positions

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Ichalal, Dalil. "Estimation et diagnostic de systèmes non linéaires décrits par un modèle de Takagi-Sugeno." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00454793.

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Abstract:

Cette thèse traite le problème de l'estimation d'état, du diagnostic et de commande tolérante aux défauts des systèmes non linéaires représentés par un modèle de Takagi-Sugeno (T-S) à variables de prémisse non mesurables. De nombreux algorithmes pour la synthèse d'observateurs robustes vis-à-vis des perturbations, des imperfections de modélisation et des entrées inconnues sont présentés en se basant sur quatre types d'observateurs : les observateurs proportionnels, les observateurs à entrées inconnues, les observateurs proportionnel intégral (PI) et multi-intégral (PMI). Par la suite, ces derniers sont utilisés pour le diagnostic de fautes des systèmes non linéaires. Ceci est réalisé au moyen de trois stratégies. La première utilise l'observateur à entrée inconnue par découplage afin de rendre l'observateur insensible à certains défauts et permettre de détecter et d'isoler les défauts en construisant des bancs d'observateurs. En raison des conditions structurelles souvent insatisfaites, le découplage total des défauts de l'erreur d'estimation d'état n'est pas réalisable. Afin de s'affranchir de ces contraintes, la seconde stratégie utilise les observateurs PI et PMI pour estimer simultanément l'état et les défauts du système. La troisième stratégie qui utilise le formalisme H_inf vise à concevoir un générateur de résidus minimisant l'influence des perturbations et maximisant l'influence des défauts. Un choix adéquat des paramètres du générateur de résidus permet la détection, la localisation et l'estimation des défauts. Enfin, une loi de commande tolérante aux défauts par poursuite de trajectoire d'un modèle de référence est proposée en exploitant les observateurs PI et PMI.

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Abdellatif, Meriem. "Continuité de service des entraînements électriques pour une machine à induction alimentée par le stator et le rotor en présence de défauts capteurs." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0107/document.

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Abstract:

Le développement de commandes en boucle fermée pour des entraînements électriques nécessite l'installation de capteurs pour avoir l'information de la rétroaction. Cependant, un éventuel défaut survenant sur l'un des capteurs installés (de courant, de vitesse/position,…) implique un disfonctionnement de la commande conduisant dans la plupart du temps à la mise hors service du système. Ces conséquences sont contraires aux exigences des industriels qui demandent des degrés de fiabilité du système de plus en plus élevés. Des statistiques montrent que le défaut capteur est fréquent. Il est donc impératif de trouver des solutions pour assurer la continuité de service des systèmes électriques dans le cas de présence de ce type de défaut. Tout d'abord, l'étude présentée dans ce manuscrit présente les technologies des différents capteurs installés et ce pour comprendre les raisons et le type de pannes qui pourraient survenir. Ensuite, le système sur lequel la validation des algorithmes développés est décrit. Il s'agit d'un entraînement électrique basé sur une machine à Double Alimentation (MADA) fonctionnant en mode moteur et connectée au réseau via deux convertisseurs. La commande associée est une Commande Directe de Couple (CDC). Elle est validée en mode sain aussi bien par simulation qu'expérimentalement. Après, les études réalisées prennent en considération les défauts capteurs de courants alternatifs et de vitesse/position. Les algorithmes développés, permettant une continuité de service, utilisent une redondance analytique et sont basés sur l'estimation et aussi sur la Détection et l'Isolation d'un éventuel Défaut (DID). Ils sont caractérisés par leur simplicité. Aussi, ils ne sont pas gourmands en termes de consommation en ressources matérielles et leur temps d'exécution est très court. Enfin, la validation expérimentale de ces algorithmes montre bien leur efficacité en cas de défaut, vu que le système s'avère insensible au défaut et continue à fonctionner sans interruption. La commande obtenue est alors tolérante aux défauts capteurs
The development of closed loop controls for electrical drives requires the sensor installations in order to get feed back information. Nevertheless, any occurred sensor fault (current sensor,speed/position sensor,…) shows an operation system deterioration which leads in most cases to its shut down. This consequence is in contrast to industrial expectations especially concerning the system high accuracy that they are asking for. Statistic studies point out the sensor faults as frequent. So, it is necessary to find out solutions ensuring the system service continuity in case of any sensor fault. Firstly, the study presented in this work shows the used sensor technologies in order to understand both of the reason and the kind of occurred faults. Secondly, the studied system is presented which is an electrical drive based on a Doubly Fed Induction Machine (DFIM) operating in motor mode and connected to the grid by two inverters. The control developed is a Direct Torque Control (DTC). The control validation, in healthy operating mode, is realised throw simulation and experimentally. After, a study considering alternative current sensor and speed/position sensor faults are achieved. The developed algorithms are based on signal estimation, on a Fault Detection Isolation (FDI) and reconfiguration algorithms. In fact, they are simple to carry out, they don't need much hardware resources for implementation and their execution time is short. Finally, the experimental validation of the developed algorithms shows their efficiency. The system continues working even in presence of a sensor fault. Thus, the obtained control becomes a fault tolerant control thanks to these algorithms

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Jalid, Abdelilah. "Contribution à l'évaluation des incertitudes liées aux résultats de mesure tridimensionnelle." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2007/50376-2007-29.pdf.

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Abstract:

En métrologie tridimensionnelle, l'outil privilégié de contrôle est actuellement la machine à mesurer tridimensionnelle (MMT). Une démarche métrologique appliquée à ce type d'équipement de mesure impose que la résultat de mesure soit accompagné d'une incertitude : lorsque ce paramètre n'est pas pris en compte, les décisions prises à partir des données de mesurage risquent d'être aberrantes. Ce travail présente une contribution à l'évaluation des incertitudes liées aux résultats de mesures tridimensionnelles. Pour cela, on présente une nouvelle méthode d'estimation des paramètres des éléments géométriques associés et de leurs incertitudes permettant de s'affranchir de l'hypothèse classique des petits déplacements. Notre méthode basée sur la régression de la distance orthogonale permet de travailler dans le repère machine, et de tenir compte des incertitudes sur les coordonnées des points palpés. Après une modélisation des entités géométriques les plus rencontrées en métrologie tridimensionnelle, une méthode d'estimation basée sur la régression de la distance orthogonale (ODR) est présentée pour déterminer les paramètres des éléments géométriques associés et les incertitudes associées. La validation de cette modélisation est réalisée conformément à la norme ISO 10360-6 et complétée par une campagne d'essais de mesurages sur machine à mesurer tridimensionnelle. L'incertitude de mesure associée au défaut de forme est quantifiée par application de la loi de propagation des incertitudes : cette étape de calcul est validée par la méthode de Monté Carlo. L'évaluation de l'incertitude engendrée par la gamme de mesure suivie lors du contrôle d'une pièce mécanique est illustrée sur les spécifications de parallélisme et de perpendicularité. Un programme informatique développé en C++ a permis de traiter ces différentes étapes d'association et de construction d'éléments géométriques, et d'illustrer les différentes phases de propagation des incertitudes vers la spécification mesurée, et donc d'identifier les moyens pour optimiser cette incertitude. Cette étude respecte les directives normatives de l'ISO 14253-1 en vue d'intégrer l'incertitude dans les prises de décision pendant la déclaration de conformité de la pièce.

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Blödt, Martin. "Condition Monitoring of Mechanical Faults in Variable Speed Induction Motor Drives - Application of Stator Current Time-FrequencyAnalysis and Parameter Estimation." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00105482.

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Abstract:

Ce travail de thèse traite de la détection et du diagnostic de défaillances mécaniques par analyse du courant statorique dans les entraînements électriques à base de machine asynchrone. Deux effets d'un défaut mécanique, des oscillations de couple et une excentricité d'entrefer, sont supposés. La modélisation par approche des ondes de forces magnétomotrices et de perméance conduit à deux modèles analytiques du signal courant. La conséquence des défauts est soit une modulation de phase, soit une modulation d'amplitude du signal courant statorique. Ces phénomènes sont détectés par une analyse spectrale en régime permanent, ou des méthodes temps fréquence en régime transitoire. Les méthodes étudiées sont la fréquence instantanée, le spectrogramme et la représentation de Wigner-Ville. L'estimation paramétrique d'indices de modulation a également été traitée. Des résultats de simulation et expérimentaux permettent de valider les signatures et d'extraire de façon automatique des indicateurs de défaut. De plus, une méthode permettant la distinction des oscillations de couple d'une excentricité dynamique est proposée. L'étude est complétée par une implémentation sur DSP des méthodes temps-fréquence afin de démontrer la faisabilité d'une surveillance en ligne.

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Souami, Yani. "Tolérance aux Défaillances par Capteurs Virtuels : application aux Systèmes de Régulation d'un Turboréacteur." Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0021/document.

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Abstract:

L'industrie aéronautique évolue dans un contexte concurrentiel qui encourage les motoristes et avionneurs à réduire les coûts de production et à améliorer leurs services aux compagnies aériennes tels que la réduction des coûts d'exploitation et de maintenances des avions. Afin de relever ce défi économique, nous proposons dans cette thèse de remplacer l'architecture de régulation actuelle de certains équipements du turboréacteur, par une architecture simplifiée plus économe en capteurs et harnais en remplaçant la redondance matérielle des capteurs par une redondance analytique. Ainsi, en cas de fonctionnement anormal, les capteurs virtuels proposés pourront être utilisés pour consolider la prise de décision sur l'état du capteur par des tests de cohérence et de validation croisée et le cas échéant se substituer aux mesures.Dans ce travail de thèse, on s'est intéressé à la surveillance des systèmes de régulation de géométries variables (régulation du flux d'air en entrée et la quantité de carburant) avec comme contrainte forte la non-modification des paramètres des lois de commande existantes et le maintien de l'opérabilité du turboréacteur avec une dégradation des performances acceptables selon les spécifications du cahier des charges.Pour répondre à ces contraintes opérationnelles, une approche FTC (Fault Tolerant Control) passive est proposée. Cette approche nommée, AVG-FTC (Aircraft Variables Geometries-Fault-Tolerant Control) s'articule autour de plusieurs sous-systèmes mis en cascades. Elle tient compte du caractère instationnaire des systèmes étudiés, des différents couplages entre géométries variables et des incertitudes de modélisation. Ainsi, l'approche utilise un modèle neuronal du capteur couplé à un observateur de type Takagi-Sugeno-LPV (Linéaire à Paramètres Variant) et à un estimateur non linéaire robuste de type NEKF (Filtre de Kalman Étendu Neuronal) qui permet de produire une estimation temps réel des grandeurs surveillées. En utilisant la plateforme de prototypage et de tests du motoriste, nous avons pu évaluer l'approche AVG-FTC en simulant plusieurs scénarios de vol en présence de défaillances. Ceci a permis de montrer les performances de l'approche en termes de robustesse, de garantie de stabilité des boucles de régulations et d'opérabilité du turboréacteur. To improve the availability, a solution that aircraft manufacturers and suppliers adopt was the fault tolerance
Over the years, market pressure has ensured that engine manufacturers invest in technology to provide clean, quiet, affordable, reliable, and efficient power. One of the last improvements is the introduction of virtual sensors that make use of non-like signals (analytical redundancy). This, is expected to improve weight, flight safety and availability. However, this new approach has not been widely investigated yet and needs further attention to remove its limitations for certificated applications.The concept of virtual sensors goes along with fault tolerance control strategies that help in limiting disruptions and maintenance costs. Indeed, a fault-tolerant control (FTC) scheme, allows for a leaner hardware structure without decreasing the safety of the system.We propose in this thesis work, to monitor through a passive FTC architecture, the Variables Geometries subsystems' of the engine: the VSV (Variable Stator Vane) and FMV (Fuel Metering Valve). A strong constrains, is not to change the parameters of the existing controllers. The approach named AVG-FTC (Variable Geometries Aircraft-Fault-Tolerant Control) is based on several cascaded sub-systems that allow to deal with the Linear Parameter Varying (LPV) model of the systems and modelling errors. The proposed FTC scheme uses a neural model of the sensor associated with a Takagi-Sugeno observer and a Neuronal Extended Kalman Filter Neural (NEKF) to account for those dynamics that cannot be explained with the LPV model to produce a real-time estimate of the monitored outputs. In case of sensor abnormality, the proposed virtual sensors can then be used as an arbitrator for sensor monitoring or as a healthy sensor used by the controller. To evaluate the approach, serval closed-loop simulations, on SNECMA jet-engine simulator have been performed. The results for distinct flight scenarios with different sensors faults have shown the capabilities of the approach in terms of stability and robustness

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Omar, Oumayma. "Sur la résolution des problèmes inverses pour les systèmes dynamiques non linéaires. Application à l’électrolocation, à l’estimation d’état et au diagnostic des éoliennes." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENT083/document.

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Abstract:

Cette thèse concerne principalement la résolution des problèmes d’inversion dynamiquedans le cadre des systèmes dynamiques non linéaires. Ainsi, un ensemble de techniquesbasées sur l’utilisation des trains de mesures passées et sauvegardées sur une fenêtreglissante, a été développé. En premier lieu, les mesures sont utilisées pour générerune famille de signatures graphiques, qui constituent un outil de classification permettantde discriminer les diverses valeurs des variables à estimer pour un système non linéairedonné. Cette première technique a été appliquée à la résolution de deux problèmes : leproblème d’électolocation d’un robot doté du sens électrique et le problème d’estimationd’état dans les systèmes à dynamiques non linéaires. Outre ces deux applications, destechniques d’inversion à horizon glissant spécifiques au problème de diagnostic des défautsd’éoliennes dans le cadre d’un benchmark international ont été développées. Cestechniques sont basées sur la minimisation de critères quadratiques basés sur des modèlesde connaissance
This thesis mainly concerns the resolution of dynamic inverse problems involvingnonlinear dynamical systems. A set of techniques based on the use of trains of pastmeasurements saved on a sliding window was developed. First, the measurements areused to generate a family of graphical signatures, which is a classification tool, in orderto discriminate between different values of variables to be estimated for a given nonlinearsystem. This technique was applied to solve two problems : the electrolocationproblem of a robot with electrical sense and the problem of state estimation in nonlineardynamical systems. Besides these two applications, receding horizon inversion techniquesdedicated to the fault diagnosis problem of a wind turbine proposed as an internationalbenchmark were developed. These techniques are based on the minimization of quadraticcriteria based on knowledge-based models

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Omar, Oumayma. "Sur la résolution des problèmes inverses pour les systèmes dynamiques non linéaires. Application à l'électrolocation, à l'estimation d'état et au diagnostic des éoliennes." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00872892.

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Abstract:

Cette thèse concerne principalement la résolution des problèmes d'inversion dynamiquedans le cadre des systèmes dynamiques non linéaires. Ainsi, un ensemble de techniquesbasées sur l'utilisation des trains de mesures passées et sauvegardées sur une fenêtreglissante, a été développé. En premier lieu, les mesures sont utilisées pour générerune famille de signatures graphiques, qui constituent un outil de classification permettantde discriminer les diverses valeurs des variables à estimer pour un système non linéairedonné. Cette première technique a été appliquée à la résolution de deux problèmes : leproblème d'électolocation d'un robot doté du sens électrique et le problème d'estimationd'état dans les systèmes à dynamiques non linéaires. Outre ces deux applications, destechniques d'inversion à horizon glissant spécifiques au problème de diagnostic des défautsd'éoliennes dans le cadre d'un benchmark international ont été développées. Cestechniques sont basées sur la minimisation de critères quadratiques basés sur des modèlesde connaissance.

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Amri, Mohamed-Hédi. "Fusion ensembliste de donn´ees pour la surveillance des personnes d´ependantes en habitat intelligent." Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2030/document.

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Abstract:

Mes travaux de recherches en thèse s’inscrivent dans le cadre du projet FUIE-monitorâge. L’objectif du projet, réunissant de nombreux partenaires industriels et universitaires, est d’améliorer la prise en charge individualisée et la sécurité du résident dans les établissements d’hébergement pour personnes âgées dépendantes(EHPAD). Dans ce travail, nous avons élaboré une méthode de fusion de données multimodales issues des différents capteurs installés dans un smart home. Ces informations sont utilisées pour la localisation intérieure des personnes afin de surveiller leurs activités journalières. Généralement, les mesures issues des capteurs sont soumises à des incertitudes. Dans nos travaux, ces erreurs sont supposées inconnues mais bornées. En tenant compte de cette hypothèse, une méthode de résolution d’un problème d’estimation d’état est élaborée en se basant sur des calculs ensemblistes. Notre algorithme de filtrage ensembliste comporte deux étapes. La première, dite de prédiction, est basée sur l’utilisation d’un modèle de marche aléatoire avec des hypothèses minimales (vitesse de déplacement maximale) pour prédire la zone où se trouve la personne. La deuxième étape, dite de correction, consiste à utiliser la mesure pour affiner cette zone. Cette étape utilise une technique de propagation de contraintes relâchée, q-relaxed intersection, pour permettre une meilleure robustesse par rapport aux données aberrantes. Notre algorithme est capable de quantifier, par un intervalle, l’incertitude commise sur les positions de cibles en mouvement tout en détectant les défauts de capteurs
Our research work is a part of the project FUI 14 FEDER Collectivités E-monitor’âge. This project takes place within the framework of Ambient Assisted Living (AAL) which aims to improve the safety and the comfort of elderly people living in smart nursing homes. This work aims to monitor the activities of elderly persons using information from different sensors. The ADL (Activities of Daily Living) are used to evaluate the ability of the person to perform on their own a selection of the activities which are essential for an independent living in the everyday life. Generally, process knowledge and measurements coming from sensors are prone to indeterminable noise. In our work, we suppose that these errors are unknown but bounded. Taking into account this hypothesis, we show how to solve the estimation issue using set-membership computations techniques. Our algorithm, based on set-membership approach, consists of two steps. The prediction step, based on the use of a random walk mobility with minimum assumptions (maximum speed of moving), employs the previous state estimate to provide the prediction zone where the person may be located. The correction step uses the informations coming from the sensors to refine this predicted zone. This step uses a relaxed constraints propagation technique, q-relaxed intersection, to deal with faulty measurements. This proposed method allows us to compute the uncertainty domain for the reconstructed localization of moving targets as dealing with outliers

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Rostaing, Gilles. "Diagnostic de défaut dans les entrainements électriques." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0029.

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Abstract:

Cette thèse représente une contribution aux études sur la disponiblité des dispositifs électrotechnique. L'étude présentée vise à définir la méthode de redondance analytique, basée sur l'estimation d'état, la mieux adaptée au diagnostic des entraînements électriques en considérant les défauts de l'ensemble du convertisseur, de la commande et des capteurs. La méthode retenue doit permettre d'obtenir un modèle de diagnostic implantable en temps réel et sans ajout de capteurs supplémentaires. L'application retenue est un entraînement à courant continu commandé en couple. Le chapitre II compare deux modèles analytiques nommés modèles parallèle et permet de retenir un modèle parallèle "découplé" qui permet une bonne détection et une bonne localisation des défauts d'électronique de puissance ainsi que des défauts capteur. Malheureusement les modèles parallèles sont dépendants des entrées perturbatrices du procédé. Les perturbations génèrent donc des fausses alarmes La batterie d'observateur à entrées inconnues mise au point au chapitre III permet de s'affranchir de l'entrée perturbatrice que constitue dans notre cas le couple de charge. Cette technique est moins dépendante, en terme de découplage, du système car l'injection de sortie grace à la matrice de gain permet de disposer de degrés de liberté supplémentaires qui autorisent un réglage des découplages et des sensibilités. Les observateurs (à entrées inconnues) sont donc, à priori, les modèles de diagnostic les mieux adaptés à la à la détection et la localisation de défauts dans les entrainements électriques à courant continu
This thesis deals with sorne methods for improve reliability in electrotechnical devices. The proposed methods are based on analytical redondancy. An approach using astate estimation is developped in order to detect failures on a statie converter-fed DC motor on wich we considered sensor faults and power electronic failures. Chapter II deal with parallel state model and propose two sort of these : "global" and "decoupled~~ model. The second one allowed a good fault detection and localization but was disturbed by load torque variations. Robustness of this model with respect to parameter variations is discussed and results of simulation are shown. Chapter III present an approach to be robust against disturbances : using an Unknown Input Observer. UIFDO allowed good results in term of disturbance decoupling with respect of a good fault detection. This work conclue on the capability of analytical redondancy to detect and localize faults on electric drives

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Dissertations / Theses on the topic 'Estimation de la gravité des défauts'

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