Dissertations / Theses: 'Système de Contrôle Hybride'

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Poulet, Philippe. "Contrôle d’un système énergétique hybride à base de pompe à chaleur." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4392.

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Abstract:

Cette thèse est une contribution au problème du contrôle et de la gestion de l'énergie dans le cadre des systèmes hybrides à base de pompe à chaleur à entrée variable. Après un état de l'art sur les systèmes énergétiques et les pompe à chaleur, une présentation des outils expérimentaux, conçus et exploités tout le long de la thèse, est donnée. La troisième partie est constituée de la modélisation physique de la pompe à chaleur. Il s'agit du composant central utilisé pour le contrôle du système hybride. Ensuite, la stratégie de contrôle est décrite et validée à travers des résultats de simulation puis des expérimentations. La dernière partie est dédiée à la gestion d'énergie du système hybride. Plus précisément, un algorithme permettant d'optimiser l'énergie produite est proposé, puis, validé sur des sites représentatifs en France ; le cas d'étude considéré
This thesis is a contribution to the problem of control and management of energy within the heat-pump-based hybrid systems with variable input power. After a state of the art on energy systems and heat pump, a presentation of experimental tools, designed and operated throughout the thesis is given. The third part consists of the physical modeling of the heat pump. This is the central component used for the control of the hybrid system. Then, the control strategy is described and validated through the simulation results and the experiments. The last part is dedicated to the energy management of hybrid system. Specifically, an algorithm to optimize the energy produced is proposed and validated on representative sites in France ; the study-case of this work

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Sandoval, torres Cinda Luz. "Contrôle d’une source d’énergie hybride : Pile à combustible-Supercondensateur." Thesis, Paris, ENSAM, 2016. http://www.theses.fr/2016ENAM0067/document.

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Abstract:

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de conception d’une stratégie de gestion de l’énergie dans un système hybride de génération d'énergie électrique composé d’une pile à combustible (PC) et un module de supercondensateurs (SC). La source hybride fournit une puissance maximale de 1,2 kW et sa conception implique des décisions concernant la sélection de l’architecture du système hybride ainsi que le choix de la topologie et le dimensionnement d’une unité de convertisseurs. La stratégie de gestion vise à satisfaire la demande d’énergie électrique de la charge et favoriser la consommation énergétique efficiente ; sa performance est évaluée en développant un simulateur qui comprend la dynamique des éléments mis en jeu : deux sources et l’unité de convertisseurs. Le générateur hybride est supposé alimenter un profil de consommation correspondant à un véhicule électrique, de ce fait un cycle standard de conduite en ville en échelle est demandé lors des simulations, ce qui permet d’évaluer la performance du générateur hybride et plus spécifiquement de la stratégie de gestion énergétique.Dans une première étape de cette thèse, un simulateur intégral a été construit avec des librairies de Simscape. Le simulateur est constitué des blocs de différents domaines, contenant des modèles fondamentaux des composants du système. Le block de pile à combustible modèle la dynamique d’un système BAHIA® (400 W - 1100 W, 0 A - 70 A nominale) et le block de supercondensateur modèle les cycles charge-décharge d’un module Maxwell de 400 F et 16 V. Un onduleur de tension pont complet avec convertisseur élévateur conditionne l’énergie délivrée par la pile à combustible et un convertisseur bidirectionnel (buck-boost) est connecté au module de supercondensateurs afin de conditionner les cycles de charge-décharge. L’unité des convertisseurs a été dimensionné, puis, un modèle moyen de petits signaux a été formulé afin de décrire la dynamique de ces dispositifs. Les différents composants ont été intégrés dans l’environnement Simulink. Dans une deuxième étape, la stratégie de gestion énergétique a été conçue en considérant les caractéristiques et performances des sources ; le résultat est une stratégie de trois niveaux hiérarchiques, dont l’aspect principal es la définition des lois de commande locales et globale. Dans une troisième étape, le système complet est évalué en termes du niveau d’utilisation des sources, du domaine d’opération de la pile à combustible, et de l’accomplissement des objectifs des commandes locales et global, qui engagent notamment le SOC des supercondensateurs et la régulation de la tension du générateur hybride
Energy generation from fossil fuels combustion is predicted to have severe future impacts in the world’s economy and ecology. Fuel cells and supercapacitors are an alternative power source, environmentally friendly.This dissertation presents a regulation architecture developed to coordinate a hybrid renewable source for typical solicitations of electric vehicles in a scaled operating range of 1 kW. The hybrid system is composed of a Polymer Electrolyte Membrane (PEM) fuel cell module, a supercapacitors bank and their respective power conditioning units. In order to optimize the overall operation, the proposed strategy is organized into three hierarchical levels, and the power demand for each energy source is determined in real time with a basis on a frequency distribution and a cutoff frequency, defined in accordance with the dynamical capabilities of the sources.Even if numerous researches have been reported on the subject, few studies have taken into account the proper dynamics of each source in order to optimize the global performance of the hybrid power supply.The goal of this work is to implement a complete simulator integrating not only dynamical models of each energy source, but also dynamical models of the power conditioning units. The control strategy consists of nested loops, arranged in three functional levels of hierarchy. The central idea is to find the optimal set point for each energy source, according to their own physical properties. Contrary to the existing control strategies, this strategy dynamically calculates the appropriate power demand for each energy source. Due to the complexity of the system, cascade control loops are proposed, organized into blocks, according to the system functionality and dynamics.A functional simulation is obtained, where the system ensures the adequate supercapacitor state of charge and soft current demands to keep the fuel cell working in its safe operating region. Thus, lower fuel consumption and rapid response to load demands are guaranteed to improve efficiency.Results demonstrate that the control strategy allows the regulation of the DC bus voltage under UDDS and ECE-15 driving cycles as load profiles. The fuel cell works within its maximum efficiency region, without falling in the degradation zone. In addition, the supercapacitor state of charge remains within the recommended range

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Etienne, Lucien. "Eléments d'observation et d'estimation pour les systèmes contrôlés en réseaux." Thesis, Cergy-Pontoise, 2016. http://www.theses.fr/2016CERG0853/document.

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Abstract:

Les systèmes de contrôle en réseau sont un champ actif de recherche, où les différentes composantes du réseau sont spatialement distribué et tentent d'atteindre un objectif global. Ils apparaissent naturellement lors l'interaction d'un système piloté par ordinateur avec le monde physique.Avec les systèmes de contrôle en réseau une classe connexe des systèmes est décrit par les systèmes Cyber-physique, où les capacités de calcul embarqué peuvent interagir avec le monde physique.Dans ce travail, nous allons considérer la tâche classique d'observation et d'estimation et étudier les cas où les contraintes induite par le réseau nécessite une adaptation des mécanismes classique d'observation et d'estimation.Dans les système de contrôle en raison de limitation des capteurs (pour des raisons pratiques telles que la réduction des coûts) certains états ou paramètre du système ne sont pas connus. Dans ce contexte, la notion classique d'observabilitéexprime la capacité de déduire de la mesure les valeurs d'intérêt.Premièrement nous considérons le problème de la réduction de l'échantillonnage par l'utilisation de échantillonnage événementiel et ce pour plusieurs classes de systèmes. Ensuite, une procédure d'estimation et de contrôle sera proposé pour résoudre le problème du consensus dans un système multi-agent.Considérant enfin une dynamique de véhicule plus complexe, nous nous concentrons sur l'estimation du coefficient de frottement de la route pour résoudre un problème de suivi
Network control systems is an active field of study where interacting component spatially distributed try to achieve a global goal. They naturally emerge from the interaction of computer driven mechanism and the physical world.Along with network control system a related class of systems is described by the so called: Cyber-physical systems, where integrated physical computational capabilities can interact.In this work we will consider the classical task of observation and estimation and investigate cases where network induced constraint calls for adapted observation and estimation scheme.In control system due to limitation in sensors ( for practical reason such as cost reduction) all the value of interest (whether the some unmeasured state or unknown parameter)are unknown. The classical notion of observabilityaccount for the ability to deduce from measurement those value of interest.First sampling reduction by use of event trigger will be studied for several class of systems. Then an estimation and control scheme will be establish to solve the problem of consensus in a multi agents system.Finally considering a more complex vehicle dynamic we focus on the estimation of tire road friction coefficient to solve a tracking problem

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Joud, Loïc. "Stratégie intelligente de gestion du système énergétique global d’un véhicule hybride." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCK068/document.

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Abstract:

L’objectif principal de ce travail est de développer une stratégie de gestion optimale afin d’améliorer l’efficacité énergétique des véhicules hybrides. Ces travaux comportent une partie analyse expérimentale de la mobilité, une partie modélisation numérique et une partie optimisation de la stratégie de gestion énergétique. L’étude de la mobilité a permis de mettre en avant et de quantifier la prédictibilité des trajets, dus à une forte mobilité contrainte. La modélisation dynamique du véhicule, nécessaire à l’étude de stratégie, a été réalisée par Représentation Energétique Macroscopique (REM) qui est une bonne méthode pour ce type d’étude. La stratégie proposée est basée sur le contrôle prédictif (MPC), résolu par une méthode de Programmation Quadratique, et mis en place en s’appuyant sur la prédiction de cycle issu de l’étude expérimentale. Les perspectives d’améliorations de ces travaux se situent au niveau de la consolidation de la base de données, et du niveau de modélisation de la batterie (impact de la thermique et du vieillissement) et du moteur thermique (prise en compte des polluants)
The main objective of this work is to develop an optimal management strategy to improve energetic efficiency of hybrid electric vehicle. This work is composed by a mobility experimental analysis part, a numerical modelization part and an optimization part of the energy management strategy. The study of mobility allow to highligth and quantify the predictibility of trips, due to a constraint mobility.The dynamic modelling of the vehicle which is necesary to study perfomance of strategies, was realized by Energetic Macroscopic Representation (EMR) which is a good methode in this case. The proposed strategy is based on the predictive control (MPC), solve by a method of Programming Quadratic, and set up resting on the cycle prediction determined from the experimental study. The perspectives of improvements of these work are consolidation of the database, and improvement of the battery modelling (imcluding thermal and ageing effects) and of the thermal engine (taken into account by some pollutants)

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Jiménez, Jose-Fernando. "Architecture dynamique et hybride pour la reconfiguration optimale des systèmes de contrôle : application au contrôle de fabrication." Thesis, Valenciennes, 2017. http://www.theses.fr/2017VALE0031/document.

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Abstract:

Les systèmes de contrôle des événements discrets ont la possibilité de résoudre les défis importants de la société moderne. En particulier, cela représente une solution fondamentale pour gérer et contrôler les nouvelles avancées technologiques en conformité avec la requis du développement durable. Le paramétrage, la configuration et la prise de décision de ces systèmes de contrôle sont des aspects critiques qui influent sur les performances et la productivité. Les approches d'architecture de contrôle dynamique, telles que les systèmes de contrôle reconfigurables, ont été proposées pour la modélisation de ces systèmes. Cependant, ils n'ont pas réussi à optimiser le processus de reconfiguration car celles-ci se concentrent sur la continuité de l'exécution plutôt que sur l'optimisation de la reconfiguration. Cette dissertation propose une architecture de référence pour un système de contrôle reconfigurable, nommé Pollux, conçu pour gérer et ajuster de manière optimale et en temps réel l'architecture d'un système de contrôle, soit pour guider l'exécution opérationnelle ou répondre à une perturbation du système. En considérant une proposition d'une configuration optimale des architectures de contrôle basées sur la gouvernance partagée, cette approche proposée un système de contrôle reconfigurable compose d’une entité décisionnelle flexible et personnalisable, d’une représentation qui caractérise la configuration unique et la solution de contrôle de l'architecture de contrôle et d’un mécanisme de reconfiguration à trois modules qui intègre les principes basés sur l'optimalité dans la reconfiguration. Notre approche est appliquée dans le domaine de la fabrication et est validée dans une simulation et une cellule réelle de fabrication située à l'Université de Valenciennes, en France. La validation effectuée dans trois scénarios expérimentaux a permis de vérifier les avantages de notre approche et de nous encourager à continuer la recherche
Discrete-event control systems have the opportunity to resolve significant challenges of modern society. In particular, these represent a fundamental solution to manage and control the new technological advances in compliance to the increased consciousness of sustainable development. The parameterization, configuration and decision-making of these control systems are critical aspects that impact the performance and productivity required. Dynamic control architecture approaches, such as reconfigurable control systems, have been proposed for modelling such systems. However, such approaches have failed to address the recovery of the reconfiguration process as these focus on the continuity of execution rather than on the optimisation of the reconfiguration. This dissertation proposes a reference architecture for a reconfigurable control system, named Pollux, designed to manage and adjust optimally and in real time the architecture of a control system, either to guide operational execution or to respond to a system perturbation. Considering a proposed framework of an optimal configuration of control architectures based on shared governance, this proposed approach aims to orchestrate a flexible and customizable decisional entity, a representation that characterize the unique configuration and control solution of the control architecture, and a three-module reconfiguration mechanism that integrates the optimality-based principles into the reconfiguration process, to ensure a recovery of global performance and/or minimise the degradation caused by perturbations. Our approach is applied in the manufacturing domain and is validated in a simulation and a real flexible manufacturing system cell located at the University of Valenciennes, France. The validation conducted in three experimental scenarios verified the benefits of our approach and encourage us to continue research in this direction

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Nadeau, Jonathan. "Commande prédictive nonlinéaire d'un système de freinage hybride électro-hydraulique régénératif." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/10378.

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Abstract:

Le contexte de cette étude porte sur l’implémentation d’une stratégie de commande collaborative entre le système de freinage électro-hydraulique d’un véhicule récréatif trois-roues à propulsion électrique et son système de freinage régénératif. Grâce à l’établissement d’une méthode originale d’allocation des efforts de freinage aux roues avant / arrière, la stratégie développée permet de spécifier la consigne d’effort de freinage « idéale » à la roue arrière en fonction du freinage hydraulique à l’avant. Une commande prédictive nonlinéaire a été développée pour répartir cette consigne entre le frein électro-hydraulique et le frein régénératif en temps réel. Cette stratégie de contrôle consiste à trouver la commande optimale à appliquer sur un horizon de temps glissant à durée finie. La commande est la solution d’un problème d’optimisation sous contraintes dures, dont le processus a été implémenté en-ligne avec la prise en charge directe d’un modèle de prédiction nonlinéaire des dynamiques rapides du système de freinage hybride. L’identification paramétrique et la validation de ce modèle ont été réalisées expérimentalement sous diverses conditions. L’analyse des résultats de la commande prédictive, tirés de simulations ainsi que d’expérimentations sous forme d’essais routiers montre des résultats conformes aux comportements attendus. En effet, la stratégie permet de maximiser le couple de freinage régénératif lors d’un freinage nécessitant l’utilisation collaborative des deux systèmes de frein tout en respectant la consigne de freinage. De plus, on observe des propriétés de robustesse à l’incertitude paramétrique. Finalement, les résultats expérimentaux démontrent qu’avec la croissance de la puissance de calcul embarquée, la commande prédictive nonlinéaire devient envisageable pour de nombreuses applications temps-réel à dynamique rapide.

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Anouar, Adil. "Évaluation et contrôle d'un système hybride à énergie renouvelable pour un site isolé." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2003. http://depot-e.uqtr.ca/3994/1/000103597.pdf.

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Ibrahim, Faisal. "Vers un outil de simulation de la commande d'un processus dynamique hybride." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL121N.

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Abstract:

Cette thèse présente une étude de faisabilité de la validation, par simulation de l'ensemble (processus, commande), du cahier des charges du système de commande d'un processus dynamique hybride, après sa formalisation. Elle détaille le problème de la précision de détection des événements, propose une solution et donne les résultats obtenus

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Benzerrouk, Ahmed. "Architecture de contrôle hybride pour systèmes multi-robots mobiles." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00669559.

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Abstract:

La complexité inhérente à la coordination des mouvements d'un groupe de robots mobiles est traitée en investiguant plus avant les potentialités des architectures de contrôle comportementales dont le but est de briser la complexité des tâches à exécuter. En effet, les robots mobiles peuvent évoluer dans des environnements très complexes et nécessite de surcroît une coopération précise et sécurisée des véhicules pouvant rapidement devenir inextricable. Ainsi, pour maîtriser cette complexité, le contrôleur dédié à la réalisation de la tâche est décomposé en un ensemble de comportements/contrôleurs élémentaires (évitement d'obstacles et de collision entre les robots, attraction vers une cible, etc.) qui lient les informations capteurs (provenant de caméras, des capteurs locaux du robot, etc.) aux actionneurs des différentes entités robotiques. La tâche considérée est la navigation en formation en présence d'obstacles (statiques et dynamiques). La spécificité de l'approche théorique consiste à allier les avantages des architectures de contrôle comportementales à la méthode de la structure virtuelle où le groupe de robots mobiles suit un corps virtuel avec une dynamique (vitesse, direction) donnée. Ainsi, l'activation d'un comportement élémentaire en faveur d'un autre se fait en respectant les contraintes structurelles des robots (e.g. vitesses et accélérations maximales, etc.) en vue d'assurer le maximum de précision et de sécurité des mouvements coordonnés entre les différentes entités mobiles. La coopération consiste à se partager les places dans la structure virtuelle de manière distribuée et de façon à atteindre plus rapidement la formation désirée. Pour garantir les critères de performances visés par l'architecture de contrôle, les systèmes hybrides qui permettent de commander des systèmes continus en présence d'évènements discrets sont exploités. En effet, ces contrôleurs (partie discrète) permettent de coordonner l'activité des différents comportements (partie continue) disponibles au niveau de l'architecture, tout en offrant une analyse automaticienne rigoureuse de la stabilité de celle-ci au sens de Lyapunov. Chaque contribution est illustrée par des résultats de simulation. Le dernier chapitre est dédié à l'implémentation de l'architecture de contrôle proposée sur un groupe de robots mobiles Khepera III.

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Denis, Nicolas. "Système de gestion d'énergie d'un véhicule électrique hybride rechargeable à trois roues." Thèse, Université de Sherbrooke, 2014. http://hdl.handle.net/11143/5856.

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Abstract:

Résumé : Depuis la fin du XXème siècle, l’augmentation du prix du pétrole brut et les problématiques environnementales poussent l’industrie automobile à développer des technologies plus économes en carburant et générant moins d’émissions de gaz à effet de serre. Parmi ces technologies, les véhicules électriques hybrides constituent une solution viable et performante. En alliant un moteur électrique et un moteur à combustion, ces véhicules possèdent un fort potentiel de réduction de la consommation de carburant sans sacrifier son autonomie. La présence de deux moteurs et de deux sources d’énergie requiert un contrôleur, appelé système de gestion d’énergie, responsable de la commande simultanée des deux moteurs. Les performances du véhicule en matière de consommation dépendent en partie de la conception de ce contrôleur. Les véhicules électriques hybrides rechargeables, plus récents que leur équivalent non rechargeable, se distinguent par l’ajout d’un chargeur interne permettant la recharge de la batterie pendant l’arrêt du véhicule et par conséquent la décharge de celle-ci au cours d’un trajet. Cette particularité ajoute un degré de complexité pour ce qui est de la conception du système de gestion d’énergie. Dans cette thèse, nous proposons un modèle complet du véhicule dédié à la conception du contrôleur. Nous étudions ensuite la dépendance de la commande optimale des deux moteurs par rapport au profil de vitesse suivi au cours d’un trajet ainsi qu’à la quantité d’énergie électrique disponible au début d’un trajet. Cela nous amène à proposer une technique d’auto-apprentissage visant l’amélioration de la stratégie de gestion d’énergie en exploitant un certain nombre de données enregistrées sur les trajets antérieurs. La technique proposée permet l’adaptation de la stratégie de contrôle vis-à-vis du trajet en cours en se basant sur une pseudo-prédiction de la totalité du profil de vitesse. Nous évaluerons les performances de la technique proposée en matière de consommation de carburant en la comparant avec une stratégie optimale bénéficiant de la connaissance exacte du profil de vitesse ainsi qu’avec une stratégie de base utilisée couramment dans l’industrie. // Abstract : Since the end of the XXth century, the increase in crude oil price and the environmental concerns lead the automotive industry to develop technologies that can improve fuel savings and decrease greenhouse gases emissions. Among these technologies, the hybrid electric vehicles stand as a reliable and efficient solution. By combining an electrical motor and an internal combustion engine, these vehicles can bring a noticeable improvement in terms of fuel consumption without sacrificing the vehicle autonomy. The two motors and the two energy storage systems require a control unit, called energy management system, which is responsible for the command decision of both motors. The vehicle performances in terms of fuel consumption greatly depend on this control unit. The plug-in hybrid electric vehicles are a more recent technology compared to their non plug-in counterparts. They have an extra internal battery charger that allows the battery to be charged during OFF state, implying a possible discharge during a trip. This particularity adds complexity when it comes to the design of the energy management system. In this thesis, a complete vehicle model is proposed and used for the design of the controller. A study is then carried out to show the dependence between the optimal control of the motors and the speed profile followed during a trip as well as the available electrical energy at the beginning of a trip. According to this study, a self-learning optimization technique that aims at improving the energy management strategy by exploiting some driving data recorded on previous trips is proposed. The technique allows the adaptation of the control strategy to the current trip based on a pseudo-prediction of the total speed profile. Fuel consumption performances for the proposed technique will be evaluated by comparing it with an optimal control strategy that benefits from the exact a priori knowledge of the speed profile as well as a basic strategy commonly used in industry.

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Kimouche, Amina. "Vers de nouveaux matériaux hybrides basés sur le graphène épitaxié : contrôle de la formation de défauts et leur rôle dans l’intercalation." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENY027/document.

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Abstract:

Le graphène épitaxié sur des substrats métalliques est un modèle prometteur pour le développement de nouveaux systèmes hybrides, dans lesquelles les effets d'interface peuvent être exploités pour concevoir de nouvelles propriétés. L'insertion d'espèces entre le graphène et son substrat, une opération connues sous le nom d'-«intercalation», est une approche très puissante à cet égard. Avec l'aide des outils de la physique des surfaces, nous avons étudié trois systèmes graphène/métal, dont deux sont des systèmes hybrides intercalés, et l'autre est un candidat pour un tel système : (i) le graphène/Ir(111) intercalé avec un oxyde ultra-mince, (ii) graphène/Ir(111) intercalé avec des couches sub-atomiques du cobalt et (iii) de graphène sur Re(0001). Nous avons montré que certains défauts, en particulier les ridules (délamination du graphène de son substrat) et d'autres régions courbées du graphène, jouent un rôle crucial, non anticipé, dans le processus d'intercalation. Nous avons également observé que l'intercalation se déroule d'une manière nettement différente sous ultravide et à pression atmosphérique. Dans le premier système, des espèces contenant de l'oxygène entrent à l'extrémité ouverte des ridules et diffusent au long de ces ridules pour former des nano-rubans d'oxyde. Ces rubans modifient le dopage électronique du graphène, ce qui se traduit également par des changements substantiels dans la réponse optique inélastique (Raman) du graphène. Dans le second système, l'efficacité de l'intercalation est apparue dépendante de l'interaction graphène-métal, laquelle varie entre les domaines de graphène orientés différemment sur_(111). Dans ce système, les sites d'entrée pour les espèces intercalées, des régions courbées dans le graphène, ont pu être identifiés grâce à l'observation in_operando (en cours de croissance) du processus. Enfin, la croissance de graphène dans un troisième système (graphène/Re(0001)), a été étudiée afin de permettre le développement de futurs systèmes graphène/Re hybrides supraconducteurs. Dans ce système, nous avons proposé deux voies de croissance, l'une étant basé sur un processus de croissance en surface d'un monocristal massif de Re(0001), l'autre reposant sur la ségrégation en surface, activée thermiquement, du carbone dissout à haute température dans des films minces de Re sur saphir
Epitaxial graphene grown on metal substrates is a promising platform for developing new hybrid systems, in which interface effects can be exploited to engineer novel properties. The insertion of foreign species between graphene and its substrate, referred to as “intercalation”, was shown very powerful in this respect. With the help of surface science tools, we have studied three graphene/metal systems, two of which are intercalated hybrid systems, and the other is a candidate for such a system: (i) graphene/Ir(111) intercalated with an ultrathin oxide, (ii) graphene/Ir(111) intercalated with cobalt (sub) atomic layers, and (iii) graphene on Re(0001). We found that some defects, especially wrinkles (linear delaminations of graphene from its substrate) and other curve graphene regions, play a crucial, yet unanticipated role in the intercalation process. We also found that the intercalation proceeds in a markedly different fashion under ultra-high vacuum and under atmospheric pressure. In the first system, oxygen-containing species were found to intercalate via the open end of wrinkles, to diffuse along then, and to form oxide nanoribbons along wrinkles accordingly. These ribbons modify the charge density of graphene, which also translates into substantial changes in the inelastic (Raman) optical response of graphene. In the second system, the efficiency of intercalation proved to be dependent on the graphene-metal interaction, which varies between differently oriented graphene domains on Ir(111). In this systems the entry sites for intercalated species could be identified, thanks to in operando observation of the process, as curved regions in graphene. Finally, graphene growth in a third system, graphene on Re(0001), was addressed in order to enable the future development of graphene/Re superconducting hybrids. In this system, we proposed two growth routes, one being a surface-confined process, on bulk single-crystal Re(0001), and the other being a temperature-induced segregation of carbon dissolved at high temperature in thin Re(0001) films on sapphire

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Baudoin, Sylvain. "Étude d’un système hybride pile à combustible / microturbine dans un contexte microréseau rural isolé." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0440/document.

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Abstract:

Les milieux ruraux, souvent distants du réseau électrique principal, sont particulièrement adaptés au déploiement de microréseaux (MR). Ce type de réseau permet une restructuration du réseau électrique d’aujourd’hui afin d'intégrer plus efficacement un plus grand nombre des sources d’énergie renouvelable. Le biogaz,obtenu par la méthanisation des déchets agricoles, est une ressource d’énergie renouvelable disponible dans les zones rurales. Cette ressource, facilement stockable en grande quantité, est particulièrement intéressante pour les réseaux faibles comme le MR. Les sources d’énergies valorisant le biogaz sont plus fiables et moins dépendantes de phénomènes stochastiques comme le vent ou l’éclairement solaire.Après un état de l’art sur les différentes technologies valorisant le biogaz, ilressort qu’un système hybride composé d’une pile à combustible de type SOFC et d’une microturbine (MT) permet d’atteindre le meilleur rendement électrique avec un faible impact environnemental.L’objectif global de la thèse est d’étudier le système SOFC/MT comme source principale dans un contexte MR rural isolé. Dans ce but, une modélisation du système a été réalisée en se focalisant sur les éléments ayant un impact sur la dynamique des signaux électriques du système. Le système hybride a ensuite été dimensionné dans le but de conserver un rendement électrique optimal et un unique convertisseur multiniveau de type 3LNPC est utilisé pour l'intégrer au MR. Comme une pile à combustible est sensible aux variations de charges (affectant son rendement et sa durée de vie), le premier objectif de la stratégie de commande appliquée au convertisseur 3LNPC est de réguler la puissance de la SOFC à sa valeur nominale. Le MR devant pouvoir fonctionner en autonomie lors de son ilotage, le deuxième objectif de cette stratégie est de fixer la tension et la fréquence du réseau.Les contrôleurs de la stratégie de commande sont conçus en attachant une importance particulière à la robustesse des correcteurs. Le fonctionnement du système hybride SOFC/MT, piloté par un unique convertisseur de type 3LNPC équipé d’une stratégie de commande originale, a été testé et validé en simulation puis expérimentalement sur la plateforme MR d’ESTIA-Recherche
Rural areas, often far away from the main electric grid, are particularly suitablefor the deployment of microgrids (MG). This type of grid allows a restructuring oftoday's power grid in order to integrate more efficiently renewable power sources.Biogas, produced by anaerobic digestion of agricultural wastes, is a renewable energyresource available in rural areas. This resource, easily stored in large quantities, isparticularly interesting for weak grids like a MG. Energy sources using biogas are morereliable and less dependent on stochastic phenomena such as wind or solarillumination.After a state of the art on the different technologies enhancing biogas, it is clearthat a hybrid system consisting of a SOFC type fuel cell and a microturbine (MT)achieves the best electric efficiency with low environmental impact.The overall objective of the thesis is to study the SOFC / MT system as themain power source in an isolated rural MG context. For this purpose, a model of thesystem was carried out by focusing on the elements that affect the dynamics of thesystem's electrical signals. The hybrid system was then sized in order to maintainoptimal electrical performance, and a unique 3LNPC multilevel converter is used tointegrate the hybrid system to the MG. As a fuel cell is sensitive to load changes(affecting its performance and lifespan), the first objective of the control strategyapplied to the 3LNPC converter is to regulate the power of the SOFC at its nominalvalue. The MG must be able to operate autonomously when islanded, thus the secondobjective of this strategy is to set the grid voltage and frequency.The controllers of the control strategy are designed paying particular attention tothe robustness. The operation of the SOFC / MT hybrid system, driven by a single3LNPC type converter equipped with an innovative control strategy, has been testedand validated in simulation and experimentally in the MG platform of ESTIAResearch

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Reyss, Olivier. "Stratégies de contrôle embarquables d'un groupe moto-propulseur hybride de type bi-mode." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00345795.

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Abstract:

Ces dernières années ont vu le marché automobile évoluer de manière importante, chahuté par un ensemble de contraintes géopolitiques et environnementales nouvelles, dont la principale est la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Une des solutions à moyen terme les plus prometteuses pour répondre à ce problème est l'hybridation des groupes moto-propulseurs. La complexification des transmissions alors engendrée pose des problèmes de contrôle dont les points clés sont : la rapidité des suivis du couple à la roue, du régime moteur et de la tension de l'élément de stockage dans un cadre multivariable, le découplage de ces suivis et la robustesse de la loi de commande face à un certain nombre de perturbations identifiées et aux non-linéarités. Un outil moderne répond à ces attentes, en proposant une approche fréquentielle, qui permet donc la traduction d'un cahier des charges précis : la synthèse H1. Dans cette thèse, nous poserons tout d'abord le contexte du marché automobile actuel, et nous déterminerons un modèle générique pour un ensemble de transmissions hybrides. Deux axes seront alors étudiés indépendamment. D'une part, nous présenterons une structure de loi de commande avantageuse reprenant l'approche moteur / boîte de vitesse que l'on retrouve dans un véhicule classique. D'autre part, nous mettrons en relief le fait que le système, bien que non linéaire, peut être abordé dans le cadre des systèmes linéaires à paramètres variants (LPV). Deux approches sont alors possibles : synthétiser un correcteur linéaire invariant, ou un correcteur également LPV. Pour faire ce choix nous mettrons en place plusieurs outils d'analyse, adaptés au cadre LPV, et réaliserons des simulations significatives. Dans le but d'implanter la loi de commande choisie dans un véhicule d'essais, une architecture logicielle sera alors définie, assurant la discrétisation et la bonne initialisation du correcteur. Les résultats obtenus sur prototype montrent que les outils utilisés sont bien adaptés aux transmissions hybrides, et qu'ils permettent un réglage fin des objectifs du cahier des charges.

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Karania, Nabil. "Contrôle du Compensateur Actif Parallèle à Génération Photovoltaïque pour les Réseaux Intelligents." Electronic Thesis or Diss., CY Cergy Paris Université, 2024. http://www.theses.fr/2024CYUN1288.

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Abstract:

Dans les réseaux de distribution électrique et les réseaux intelligents, l'adoption généralisée des composants électroniques de puissance pose divers défis en matière de qualité de l'énergie. L'intégration des sources d'énergie renouvelable aggrave ces défis en raison des fluctuations de tension, des écarts de fréquence et de la distorsion des formes d'onde inhérents à ces sources, dont les performances dépendent des conditions météorologiques. Cette thèse aborde ces défis à travers trois solutions visant à améliorer la qualité de l'énergie électrique dans les réseaux de distribution, en se focalisant sur l'intégration des systèmes photovoltaïques (PV) dans la troisième solution.La première solution introduit une Structure Multi-Niveaux Développée du Convertisseur AC/DC/AC. Elle vise à réguler l'amplitude de tension, à garantir une tension de sortie en escalier approchant une sinusoïde et à éliminer un large rang d'harmoniques, y compris les harmoniques prédominantes affectant les charges sensibles telles que les entraînements de moteurs asynchrones. Ce travail développe une nouvelle technique de modulation pour contrôler la partie DC/AC du convertisseur, configurée via un onduleur en pont en H asymétrique en cascade.La deuxième solution implique un Système Avancé de Contrôle Hybride pour le Filtre Actif Parallèle (SAF) basé sur un Onduleur Multi-Niveaux (MLI). Cette solution améliore les performances du filtre actif parallèle, augmente sa fréquence de commutation apparente et réduit la taille de son filtre de couplage de sortie. Le contrôleur hybride, mis en œuvre à l'aide de réseaux de Petri (PN), assure un suivi de haute performance du courant de compensation, en plus de stabiliser, contrôler et équilibrer les tensions DC sur les entrées d'onduleur multi-niveaux. Une stabilité pratique des erreurs de tension continue est prouvée via le théorème de Lyapunov. Cette solution est explorée pour n modules en pont en H par phase, et les validations de mesure réelle et de simulation sont testées pour 2 et 3 modules dans un milieu industriel réel pour prouver son efficacité.La troisième solution présente une Structure PV connectée au réseau avec Filtre Actif Parallèle (SAF) basé sur un Onduleur Multi-Niveaux (MLI). Cette configuration améliore la qualité de l'énergie électrique et fournit de l'énergie renouvelable pour les charges et le réseau. Les entrées DC de l'onduleur multi-niveaux sont connectées directement aux sous-systèmes PV ou via des convertisseurs DC-DC. Des contrôleurs linéaires établissent la stratégie de contrôle du filtre actif parallèle basée sur (n) modules en pont H, comprenant l'injection de courant de compensation, la maximisation de la puissance produite par le système PV et la régulation des tensions DC sur les condensateurs. La modulation par largeur d'impulsion multi-porteuses assure une distribution équilibrée de l'énergie entre les modules. Des algorithmes de suivi du point de puissance maximale (MPPT), tels que Perturber et Observer (P&O), avec trois stratégies de contrôle comprenant le contrôleur proportionnel intégral, le rapport cyclique, et la commande prédictive (MPC), maximisent la génération d'énergie du sous-système PV. Le convertisseur DC-DC utilise des techniques de modulation PWM pour maintenir une fréquence de commutation constante.Les performances des trois solutions sont validées dans une usine textile souffrant d'impacts harmoniques sur la principale machine textile, représentant une charge sensible de 50 kVA, fournie par un entraînement de moteur asynchrone. Cet entraînement de moteur est sensible aux rangs prédominants du couple et des harmoniques de tension, nécessitant un contrôle approprié. Pour garantir des résultats fiables, des mesures sur site à l'aide d'appareils d'analyse de la qualité de l'énergie électrique sont collectées pour modéliser numériquement le réseau de l'usine. Les performances de chaque solution sont étudiées sur la charge sensible de cette usine textile
In the electrical distribution networks and smart grids, the widespread adoption of power electronics components among customer loads poses diverse challenges to power quality. The integration of renewable energy sources further exacerbates these challenges due to voltage fluctuations, frequency deviations, and waveform distortion inherent in these sources, significantly dependent on weather conditions. This thesis addresses these challenges through three distinct solutions for power quality improvement in distribution networks, focusing on integrating renewable energy sources, particularly photovoltaic (PV) systems, in the third solution.The first solution introduces a developed multi-level structure of an AC/DC/AC Converter. This solution aims to regulate voltage amplitude, ensure sinusoidal-like output stepping voltage, and mitigate a wide range of harmonics, including the predominant harmonics affecting sensitive loads such as asynchronous motor drives. To address these aspects, this work develops a novel modulation technique to control the DC/AC part of the converter, configured via an Asymmetrical Cascaded H-Bridge Inverter.The second solution involves an Advanced Hybrid Control System Developed for Shunt Active Filter Based on a Multi-Level Inverter. This solution improves the performance of the shunt active filter, raises its apparent switching frequency, and reduces the size of its output coupling filter. The hybrid controller, implemented using Petri Nets (PNs), ensures high-performance tracking of the compensating current, in addition to stabilizing, controlling, and balancing the DC voltages across the MLI inputs. The practical stability of the DC voltage errors is analytically proved via the Lyapunov theorem. This solution is explored in detail for n H-Bridge modules per phase, with real measurement and simulation validations evaluated for 2 and 3 H-Bridge modules per phase within a real industrial environment to prove the structure's effectiveness.The third solution presents a Grid-Connected PV Structure Incorporated with a Shunt Active Filter Based on a Multi-Level Inverter. This configuration enhances power quality and provides renewable energy for both loads and the grid. The DC inputs of the multi-level inverter are connected directly to PV subsystems or via DC-DC converters. Linear controllers are employed to establish the control strategy for the shunt active filter based on (n) H-bridge modules, including injecting compensating current, maximizing the produced power of the PV system, and regulating DC voltages across capacitors. Multi-carrier PWM modulation ensures balanced power distribution among the modules. Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithms, such as Perturb & Observe (P&O), with three control strategies including Proportional Integral, Duty-cycle, and Model Predictive Controller, are employed to maximize PV subsystem power generation. Additionally, the DC-DC converter utilizes PWM modulation techniques across all three control strategies to maintain a consistent switching frequency.The performance of the three aforementioned solutions is validated, for finite HB modules, within a textile factory suffering from harmonic impact on the main textile machine, which represents a sensitive load of 50 kVA, driven by an asynchronous motor. This motor drive is highly sensitive to predominant torque and voltage harmonics, requiring appropriate control of the fundamental output voltage amplitude and the phase and amplitude of the harmonic voltage components. This control system is particularly designed to regulate motor speed variation and mitigate undesired fluctuations caused by harmonic torques. To ensure reliable results, on-site measurements using power quality analyzer devices are collected to create a numerical model of the entire factory's network. Finally, the performance of each solution is investigated on the sensitive load operating within this textile factory

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Klein, Thomas. "Le kanban actif pour assurer l'interopérabilité décisionnelle centralisé/distribuéApplication à un industriel de l'ameublement." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00377633.

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Abstract:

La thèse défendue est le résultat d'un partenariat entre d'une part le groupe Parisot, et plus particulièrement la société Parisot Meuble, et d'autre part l'équipe de recherche technologique TRACILOG du Centre de Recherche en Automatique de Nancy.
La typologie de la consommation en termes de biens et de services a évolué au cours des dernières années, avec notamment l'émergence du e-commerce. Si jusqu'alors les consommateurs se sont satisfaits de produits faiblement différenciés à bas coûts, la tendance est à la personnalisation, impliquant une augmentation de la diversité et des exigences du client final en termes de coûts, qualité, fonctionnalités et délais. Les systèmes de production ont généralement été conçus pour être efficaces dans un contexte de production de masse : ils doivent évoluer pour s'adapter à cette nouvelle typologie du marché. Ils doivent gagner en flexibilité pour être capable de répondre aux diverses demandes des clients. Il leur faut également être réactifs, afin de satisfaire rapidement les clients. Enfin, l'entreprise dans sa globalité doit devenir agile, capable de se reconfigurer en fonction des évolutions de son environnement ou de son marché (Nof et al, 2006), (Koren et al, 1999).
Les industries qui produisent en grande série des produits personnalisables, et notamment l'industrie du meuble, subissent également cette évolution : le nombre de références ne cesse d'augmenter et les volumes par référence diminuent. L'un des enjeux majeurs pour l'entreprise Parisot Meubles consiste à flexibiliser un outil industriel initialement dimensionné pour produire des quantités importantes de produits avec une faible différenciation, afin de répondre aux exigences des clients, tant en terme de diversification des produits que de qualité, coûts et délais. Les investissements dans les infrastructures de production étant récents et importants, les perspectives de flexibilisation doivent d'abord s'appuyer sur une évolution des structures de pilotage.
Les systèmes centralisés et hiérarchiques, initialement développés pour répondre à un marché de consommation de masse, ne permettent pas l'agilité du système de production. En effet, si de telles architectures se montrent performantes en régime nominal, de nombreux auteurs (Duffie et al, 1986)(Valckenaers et al, 1997) ont souligné leur manque de robustesse aux perturbations (gestion d'urgences commerciales, pannes, ruptures d'approvisionnements) et leur rigidité (pénibilité de la reconfiguration lors de l'introduction de nouveaux produits par exemple). Ce constat a conduit beaucoup d'entreprises à se tourner vers des stratégies de pilotage de type Juste-à-Temps, reposant sur une production tirée par la demande du client et un système de pilotage des flux physiques par le terrain, généralement à l'aide d'étiquettes (papier) kanban (Monden, 1981). S'ils apportent des solutions satisfaisant aux contraintes de réactivité, ces systèmes ne proposent pas une gestion optimale des flux, et rendent celle-ci complexe par la difficulté à disposer d'une vue globale de la situation.
Dans le but d'améliorer l'agilité des systèmes de production, les activités de recherche se sont orientées ces dernières années vers des systèmes de pilotage hybrides combinant un système de décision centralisé prédictif avec un horizon à moyen ou long terme et un système distribué où les décisions sont prises en temps réel à même le flux sur un horizon court terme. La qualité et la complémentarité des deux approches, centralisées et distribuées, laisse entrevoir des bénéfices considérables pour les architectures hybrides qui concilieraient les capacités d'optimisation globale des systèmes hiérarchiques avec la réactivité et la robustesse potentielle des systèmes hétérarchiques.
Par ailleurs, les développements récents dans le domaine des technologies infotroniques (RFID, réseaux de communication sans fil...) apportent les outils concrets permettant la mise en œuvre de systèmes automatisés de pilotage. Il devient réaliste d'imaginer que le « produit informant » puisse assurer la synchronisation du flux d'objets physiques du procédé et le flux des objets logiciels du système d'information représentant ce procédé. Mac Farlane (MacFarlane et al, 2003) a montré que l'instrumentation du produit et l'augmentation de la visibilité inhérente permettent un apport, tant pour les systèmes classiques de gestion de production que pour les systèmes émergents (Figure 4). D'abord, la collecte en temps-réel de données pertinentes sur l'état du flux de produits et de système de production permettent d'alimenter efficacement les outils centralisés (APS, ERP, MES), particulièrement consommateurs de données, dans le but d'assurer cohérence et optimisation globale du processus de production. Les technologies d'identification automatique permettent de résoudre le problème de synchronisation des flux physiques et d'informations adressée par Plossl en 1985 (Plossl, 1985).
L'instrumentation du produit représente également un moyen sûr d'assurer le lien matière-information et permet d'améliorer la visibilité sur le flux physique. La disponibilité d'informations à la fois sur le process et sur le produit lui-même amène à une amélioration de la visibilité (ou observabilité) dans l'espace des états de l'opération contrôlée (MacFarlane et al, 2003). L'Auto ID est donc un complément aux informations capteurs provenant directement du process. La possibilité d'information précise et en temps réel sur l'identité, le statut et les spécifications du produit aident à réduire les délais et les risques d'erreurs dans la gestion des stocks de matière première, les opérations de production et la gestion des produits finis.
Il devient alors réaliste d'imaginer le « produit actif », participant aux décisions concernant la fabrication, et de le considérer comme le pivot du système de pilotage, assurant la synchronisation et la cohérence entre un système centralisé assurant l'optimisation globale de la production au niveau de l'entreprise et l'ensemble des centres de décisions distribués en charge de l'exécution de la production (Figure 5). Comme énoncé par Valckenaers dans (Morel et al, 2007) : « These recent and ongoing developments finally promise to deliver the best of both worlds: the planning ability of centralized older solutions and the ability to cope with the real-factory dynamics of the self-organizing multi-agent systems ». Notamment, (Thomas et al, 2008) montre la pertinence du concept de contrôle par le produit dans un contexte de production pilotée en Juste-à-Temps, en permettant de maintenir une vision globale du système et d'assurer la cohérence des décisions prises localement.
Les enjeux actuels du domaine sont donc la proposition de cadres de modélisation et de développement de système de production agiles, la preuve du concept et de l'efficience de tels systèmes à l'échelle industrielle et le transfert par application sur des cas réels du monde industriel.
Au sein du CRAN, l'équipe projet « Systèmes Contrôlé par le Produit » étudie l'opportunité d'allouer au produit un rôle actif dans l'organisation, assurant le lien entre l'exécution de la production et le pôle « business » de l'entreprise. Notre travail a été mené conjointement avec la thèse de Rémi Pannequin (Pannequin, 2007) dont l'objet était de démontrer la validité du concept de produit actif, en développant une plateforme multi-agents de contrôle par le produit et une architecture d'émulation, et avec la thèse de Hind El Haouzi (sera soutenue en 2008), qui exploite ce concept pour synchroniser les flux d'un ligne principale d'assemblage avec des lignes secondaires (feeders), dans un contexte de production unitaire. Par rapport à ces deux thèses, notre contribution s'appuie sur l'infotronisation des flux physiques pour aider à la gestion des différents points de découplage par rapport à un objectif global, dans un contexte de production de gros volumes batchés.
Nos travaux ont pour but d'étudier les nouvelles opportunités apportées par les technologies d'identification dans le pilotage des flux de production, et plus particulièrement les technologies d'identification automatique dans un système de production contrôlé en kanban. Plus particulièrement, dans le cadre d'une thèse CIFRE, nous adressons la problématique de gestion des flux de produits au sein de l'entreprise Parisot Meubles.
Au cours de ce travail de thèse, nous avons étudié le système de production dans son ensemble (système physique et système de pilotage), afin d'identifier les problématiques industrielles de pilotage de la production propres à Parisot Meubles. De ces problématiques industrielles, nous avons induit une problématique plus générale de recherche. Nous avons ensuite pu valider les propositions par l'application au cas industriel réel.
Ce travail a porté sur une étude des opportunités apportées par les nouvelles technologies de l'information sur les processus de pilotage de la production, ainsi que la proposition d'un système d'aide à la décision de pilotage des flux sur le terrain. L'architecture proposée s'appuie sur l'infotronisation du flux de kanbans, qui deviennent des « kanbans actifs » et assurent l'interopérabilité et la synchronisation entre un système de décision centralisé et les différentes entités décisionnelles distribuées, afin de coordonner l'ensemble des décisions. Ces propositions ont été validées à l'aide d'une architecture d'émulation, permettant d'utiliser un système de pilotage dans les conditions réelles. Par ailleurs, certaines structures proposées ont pu être validées sur le système de production réel.
Les contributions de ce travail de thèse reposent sur :
• la proposition d'une architecture d'évaluation par émulation de systèmes de pilotage de la production, à une échelle industrielle, ainsi que la méthode de construction.
• La proposition d'un système d'aide au pilotage de la production permettant d'assurer la cohérence globale du système de décision.

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Liu, Ruotian. "Contributions to event driven control of batches Petri nets for steady state reaching." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0656.

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Abstract:

Le problème considéré dans cette thèse porte sur la commande de systèmes hybrides étudiés du point de vue de la théorie des systèmes à événements discrets (SED). L'objectif est de déterminer une trajectoire transitoire pour atteindre un état donné à partir d'un état initial. Dans la théorie des SED, les réseaux de Petri lots généralisés (GBPN) enrichissent la classe des réseaux de Petri hybrides en ajoutant un nouveau type de nœuds, appelés nœuds lots. Ce travail de thèse est dédié à une classe de GBPN, les RdPLots contrôlés (cGBPN). Dans ce contexte, nous proposons trois stratégies de contrôle pour atteindre un état stationnaire, sous hypothèses que le modèle cGBPN. La première stratégie, appelée loi de contrôle par flux stationnaire (loi SF), pour lequel le flux de franchissement maximal de chaque transition ON est limité par son flux de franchissement stationnaire. Un inconvénient de cette première loi de commande est qu'un problème de blocage peut survenir. Une condition sur la quantité de marquage initial est proposée pour éviter les états bloqués et atteindre l'état stationnaire par la loi SF de contrôle. La deuxième loi de contrôle, appelée loi de contrôle par flux maximal (loi MF), est développée en utilisant le flux maximal de franchissement comme seuil. La troisième loi de contrôle est dédiée au cas où la condition de non-blocage sur la quantité de marquage initial n'est pas satisfaite. Ainsi, cette troisième loi de contrôle est construite pour atteindre la région attractive à partir d’un marquage initial bloquant. Enfin, les méthodes de contrôle proposées ont été implémentées et illustrées sur une étude de cas dédiée à une ligne d'embouteillage
The problem considered in this thesis deals with the control of hybrid systems, studied from the discrete event systems (DES) theory viewpoint. The objective is to compute the transient trajectory for reaching a given state from an initial one. In the DES theory, generalized batches Petri nets (GBPN) enrich the classes of hybrid Petri nets by adding a new kind of nodes, called batch nodes. This thesis work is dedicated to a class of GBPN, controlled GBPN (cGBPN) without discrete nodes. In this class, a state in which the marking and the firing flow vector are constant is defined to be a steady state. In this context, we propose three control strategies for reaching a reachable steady state under the conservative and consistent assumptions. The first one, called steady flow control law, is based on an ON/OFF state of transitions for which the maximal firing flow of each ON-transition is limited to its steady firing flow. One drawback is that a blockness issue may occur, consequently, the target steady state may not be reached. A condition with respect to the initial marking quantity is proposed to avoid blocking quantity and reach the steady state by the control law. The second control law, called maximal flow control law, is developed by using the maximal firing flow as the threshold. The third control law is dedicated to the case when the non-blocking condition on the initial marking quantity is not satisfied. This third control law is constructed to reach the attractive region from any blocking initial quantity. Finally, the proposed control methods have been implemented and their efficiency has been shown on a case study dedicated to a bottling production line

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Delpech, Nicolas. "Architecture orientée objet de contrôle-commande de robots." Toulouse, ENSAE, 1994. http://www.theses.fr/1994ESAE0002.

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Abstract:

Le travail que nous proposons porte sur l'introduction des concepts objet dans le développement des architectures de contrôle/commande de robots. Dans une première partie, nous passons en revue certaines approches structurelles caractéristqiues d'architectures de commande. Nous étudions également certaines solutions au problème de l'intégration du modèle objet dans les systèmes de commande temps-réel. Ensuite, nous proposons un environnement de programmation d'applications temps-réel reposant sur un modèle étendu du modèle objet standard (qui est dans notre cas, celui du langage C++) adapté aux environnements parallèles et distribués et amenant à la définition d'un modèle agent exécutif. Il s'appuie sur un système de communication permettant l'envoi de messages (communication par objets partagés) et l'invocation distante des agents (communication par objets image). Nous avons dû définir un schéma de développement de logiciels plus adapté au modèle objet proposé. Il repose sur une phase de modélisation de l'application sous forme d'objets passifs qui sont, dans une deuxième phase, distribués dans des agents exécutifs. Chacune de ces phases comprend un niveau générique aux systèmes de commande et un niveau spécifique aux applications développées. Pour valider l'ensemble de ces concepts, nous avons développé les sytèmes de contrôle/commande de deux applications robotiques : un site de téléopération reposant sur la commande hybride position/force et un site de robotique mobile composé d'une plateforme supportant un bras manipulateur à six degrés de liberté.

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Said, Mohamed Mariama. "Architecture et étude d’un système électrique hybride destine à l’autonomie d’une zone rurale." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0044.

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Abstract:

Le travail présenté est axé sur l’étude de l’architecture d’un système électrique hybride (SEH) constitué de différentes sources. Dans un premier temps, nous avons étudié une configuration constituée de sources, photovoltaïque, éolienne, pile à combustible de type PEM et de systèmes de stockage, batteries, électrolyseur et réservoir d’hydrogène. Puis dans un second temps, nous avons conservé de la configuration présentée uniquement le stockage par hydrogène afin d’assurer l’autonomie électrique d’une zone rurale aux Comores. Le couplage de ces différentes sources a pour but d’améliorer les performances, la disponibilité du réseau électrique résultant, la fourniture d’électricité sur des périodes beaucoup plus longues et surtout la satisfaction des besoins en utilisant chaque source de façon raisonnée. Nous avons d’abord effectué une étude détaillée des principaux composants de notre système. Ensuite, nous avons établi les modèles mathématiques qui décrivent le comportement des différentes parties de notre système d’énergie hybride, modèles utiles pour la modélisation de l’ensemble. Les systèmes PV et éolien sont contrôlés par l’application d’une commande MPPT pour maximiser la puissance délivrée. Dans la première configuration, le processus de charge/décharge de la batterie contribue à la stabilisation de la tension du bus continu. La pile à combustible est utilisée pour rendre le système plus durable. Elle contribue également à la stabilisation de la tension du bus continu, en cas de trop forte décharge des batteries. Nous montrons ensuite que l’utilisation d’un filtre d’harmonique constitue une technique efficace pour réduire le taux de distorsion harmonique. Ce qui montre que le système proposé est bien compensé aux niveaux des harmoniques et du réactif quel que soit le mode de fonctionnement, normal ou déséquilibré. Les résultats de simulation présentés ont illustré le fonctionnement des différents composants du SEH en régimes transitoires et permanents. La solution proposée, analysée avec le logiciel HOMER, permet d’envisager une solution aux problèmes d’alimentation d’une zone rurale située aux Comores ou dans des endroits soufrant de surcharge ou même d’affaiblissement de la tension en ayant uniquement recours au stockage de dihydrogène
The presented work focuses on the study of the architecture of a hybrid electric system (HES) made of different sources. First, we studied a configuration consisting of photovoltaic, wind, PEM fuel cell as sources and batteries, electrolyser and hydrogen tank as storage elements. Then in a second phase, only hydrogen storage is considered to ensure the electrical autonomy of a rural area in Comoros. The coupling of these different sources aims to improve the performance, the availability of the resulting electrical network, the supply of electricity over much longer periods and, above all, the satisfaction of the uses by operating each source in a reasoned way. First, we have analysed the main components of our system. Then, we established the mathematical models that describe the behaviour of the different parts of our hybrid energy system which is here the formalism used for the modelling. The modelling and simulation of the PV and wind systems use a MPPT control to maximize the delivered power. In the first configuration, the battery charge/discharge process is controlled to stabilize the DC bus voltage. The fuel cell makes the system more durable. It also helps to stabilize the DC bus voltage, in case of too much battery discharge. Thus, the use of a harmonic filter reduces the rate of harmonic distortion. Harmonics are compensated as well than the reactive current component in normal or unbalanced operating conditions. The presented simulation results have illustrated the behaviour of the different components of the HES in transient and steady states. Finally, the proposed system, analysed with the help of HOMER, would be able to provide a solution to the demand of a rural area in the Comoros or in any place suffering of a weak grid by using only hydrogen storage

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Biaou, Ulrich. "Étude et mise en oeuvre d'une plateforme hybride basée sur du sans fil pour l'efficience énergétique et le contrôle d'accès dans le train." Thesis, Valenciennes, 2017. http://www.theses.fr/2017VALE0042/document.

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Abstract:

Les besoins de nouveaux services dans les rames ferroviaires ( le comptage, l’efficience énergétique, le confort et la sécurité des passagers etc.), risquent de saturer à terme les systèmes de communication filaires mis en place il y a une vingtaine d’années. Les réseaux de capteurs sans fil, par leurs avantages (déploiement facile, capacité à s’adapter à plusieurs types d’environnements, faible consommation d’énergie), ouvrent de nombreuses perspectives pour les systèmes de gestion énergétique. Le but de ce travail de thèse est d’étudier et mettre en oeuvre un réseau de capteurs sans fil à l’intérieur des trains pour l’efficience énergétique. Ainsi, quelques protocoles de communication dédiés à la gestion énergétique ont été présentés puis une étude comparative des différents réseaux de communication sans fil réalisée. Cette étude comparative a permis de faire le choix du réseau ZigBee comme étant le plus adéquat pour la plateforme. L’architecture hybride proposée permet l’utilisation du réseau IP existant comme colonne vertébrale de l’ensemble des réseaux ZigBee. Afin de tenir compte de l’effet de l’environnement ferroviaire dans la planification et le déploiement du réseau, une étude du canal de propagation, basée sur des mesures réalisées dans un métro et un wagon de RER a été menée. L’impact de la coexistence entre le ZigBee et le WiFi et de la présence humaine sur la communication du réseau sans fil a été démontré. Le prototype d’une plateforme basée sur le réseau ZigBee allant de la collecte des données à l’affichage des informations a été réalisé et testé
The need of new services in railway trains (services for metering, energy efficiency, the comfort and safety of users etc.) may eventually saturate the wired communication systems installed since twenty years ago years. The several advantages of wireless sensor networks (easy deployment, ability to adapt on different environments and low energy consumption) offer many possibilities for energy management systems. The aim of this thesis is to study and implement a wireless network sensors inside trains for energy efficiency. Thus, some communication protocols dedicated to energy management were presented and then a comparative study of the various wireless communication networks carried out. This comparative study shows that the ZigBee network is the most suitable for the platform. The proposed hybrid architecture allows the use of the existing IP network as the backbone of all ZigBee networks. In order to take into account the effect of the railway environment in the planning and deployment of the network, a study of the propagation channel was carried out, based on measurements realized in a subway and a RER car. The impact of the coexistence between ZigBee and WiFi and of the human presence on wireless communication have been demonstrated. The prototype of a platform based on the ZigBee network, allows data collection, informations traitement and monitoring, was carried out

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Liu, Mingxing. "Personnage virtuel : contrôleur hybride couplant commande dynamique multi-objectifs et mouvements capturés." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00825375.

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Abstract:

Un grand défi pour les personnages virtuels est de pouvoir interagir avec des opérateurs humains en effectuant des tâches dans des environnements virtuels physiquement réalistes. Cette thèse s'intéresse particulièrement à l'interaction avec des opérateurs faiblement immergés, c'est-à-dire avec des opérateurs disposant du minimum d'équipement nécessaire à l'interaction, par exemple, une simple capture de mouvement des mains. Cela implique de doter le personnage virtuel de la capacité d'ajuster ses postures de manière autonome, d'accomplir les tâches requises par l'opérateur en temps réel en tâchant de suivre au mieux ses mouvements, tout en gérant de manière autonome les multiples contraintes dues aux interactions avec l'environnement virtuel. Cette thèse présente un système de contrôle hybride original qui permet de réaliser un personnage virtuel interactif avec certains niveaux de l'autonomie. Une approche d'optimisation de posture est proposée, permettant au personnage virtuel de chercher des postures optimales et robustes. Un cadre de contrôle multi-objectif est développé, pouvant gérer plusieurs objectifs de tâches et de multiples contacts. Il permet au personnage d'effectuer les tâches de suivi de mouvement et les tâches de manipulation d'objets dans un environnement virtuel physiquement réaliste, tout en interagissant avec un opérateur en temps réel. Une méthode de type "wrench-bound" est développée. Il s'agit d'une nouvelle approche de contrôle hiérarchisé comportant différents niveaux de priorité, permettant d'imposer des contraintes d'inégalité sur la tâche de haute priorité, tout en assurant la passivité du système pour garantir la stabilité des opérations.

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Hilbrunner, Olivier. "Développement et optimisation d'un système de contrôle actif pour les absorbants acoustiques hybrides." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2003. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/ohilbrunner.pdf.

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Abstract:

"Afin d'augmenter le spectre d'absorption des matériaux acoustiques usuels, le Centre Acoustique du LMFA développe le concept de matériau hybride combinant absorption passive et active. On montre qu'il est possible d'obtenir une absorption maximale si on applique, par contrôle actif, une simple réduction de la pression acoustique en face arrière d'un matériau aux propriétés "bien choisies". Il est question dans cette thèse de l'optimisation de la partie active de la cellule avec la conception de la source de contre-bruit adaptée, incluant les couplages vibroacoustiques induits par les cavités et l'effet du tissu résistif, menée en parallèle avec le développement d'un algorithme feedback numérique multi-voies diagonalisé à structure IMC. Quatre cellules actives indépendantes en parallèle ont fonctionné avec succès dans un conduit avec écoulement et des réductions très importantes ont été obtenues avec un comportement tout à fait satisfaisant de la partie active des absorbants. "
In order to increase the frequency band of absorption of usual porous materials, the "Centre Acoustique du LMFA" works on the design of hybrid materials using passive and active absorption. The basic principle consists in vanishing by active control the pressure at the rear face of the material, with well-suited characteristics, to achieve a maximum absorption. This thesis deals with the optimisation of the active part, which means a design of a powerful secondary source, including vibroacoustic coupling from the cavities and the effect of wiremesh and the implementation of a digital feedback diagonalised IMC control algorithm. An experiment using four independent cells proves the good functioning of the controller in a duct with flow : very important noise reductions were achieved in the low frequency band

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Thorel, Sylvain. "Conception et réalisation d'un drone hybride sol/air autonome." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0054/document.

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Abstract:

Ce travail est dédié au contrôle non linéaire d'un drone de type quadricoptère dont la spécificité est de pouvoir voler aussi bien que se déplacer en glissant sur le sol, à la façon d'un aéroglisseur. Dans un contexte d'exploration autonome de bâtiment, ce concept hybride permet d'économiser les batteries lorsqu'il n'est pas nécessaire de voler puisque le drone profite des surfaces planes pour se déplacer sans avoir à compenser la gravité ; il peut ainsi prolonger l'autonomie au-delà de la vingtaine de minutes typique d'un quadricoptère classique. Contrairement aux véhicules terrestres à roues, les capacités de franchissement de notre drone sont fortement augmentées car son aptitude au vol l'autorise à éviter les obstacles, à changer d'étage ou passer par une fenêtre. L'étude menée ici concerne essentiellement le déplacement surfacique de ce drone hybride, et vise à concevoir et implémenter une loi de contrôle capable d'asservir ce système sur des trajectoires planes au sol. Ce drone terrestre est similaire à un système sous actionné de type glisseur ; le problème de la stabilisation en un point est donc distingué du suivi de trajectoire en raison de la condition de Brockett que ce système ne satisfait pas ; notre plateforme ne peut donc pas être stabilisée par des retours d'états continus. En s'appuyant sur la littérature, cette thèse propose différentes approches théoriques en temps variant, fonctions transverses, platitude ou encore par "Backstepping" pour répondre à ces problèmes. Après une phase d'identification du modèle dynamique employé, la partie expérimentale, exploitant un système de Motion Capture pour récupérer les informations de position et d'orientation du système, valide ces lois de contrôle et de commande pour le suivi d'une trajectoire circulaire simple
This thesis is dedicated to the non-linear control of a special hybrid quadrotor which is able to fly, and slide on the ground like an hovercraft. In the context of an autonomous indoor exploration this hybrid concept allows saving energy when flying is not necessary, since the drone can then slide on the ground without having to compensate for the gravity; autonomy can last beyond the 20 minutes typical of a standard quadrotor. Contrarily to wheeled mobile robots, the hybrid drone ability to move across space is strongly increased since it can fly to avoid obstacles, to move between two levels, to get in through a window. The study under consideration is essentially focused on the displacement of the drone on the ground and aims at designing and implementing a control law so that our system is able to track a 2D xy plane trajectory. This terrestrial quadrotor is similar to a slider underactuated vehicle. The point stabilisation is then separately studied from the trajectory tracking issue because of the Brockett condition, which is not satisfied in that case; our platform cannot be stabilized by means of continuous state feedbacks. This thesis proposes different theoretical developments based on the literature and deriving from time varying control laws, transverse functions, flatness or backstepping techniques to solve both point stabilisation and trajectory tracking. The experimental part of the thesis is based on the recovering of the drone position in real time and orientation via a Motion Capture system for feedback loop in the control law; the proposed dynamical model was validated as well as the control and command laws for the tracking of a circular trajectory

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El, Tawil Tony. "On sizing and control of a renewables-based hybrid power supply system for stand-alone applications in an island context." Thesis, Brest, 2018. http://www.theses.fr/2018BRES0003/document.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est de dimensionner et régler un système hybride de production d’énergie pour un site isolé de type insulaire, basé sur des énergies renouvelables marines. De manière préliminaire divers systèmes de production d’énergie renouvelable marine ont d’abord été étudiés et comparés de manière qualitative à des systèmes de production d’énergie classiques. Plusieurs types de système de stockage d’énergie ont également été étudiés, comparés et évalués dans le cas du site considéré. Cette analyse préliminaire a été étendue aux différents types de transmissions d’énergie offshore et de méthodes de réglage des convertisseurs associés aux sources renouvelables. A partir de l’étude des caractéristiques du site et de l’analyse statistique des ressources renouvelables (vents, courants marins) une méthode de dimensionnement des éléments du système de production est présentée, dans l’objectif de minimiser les émissions de CO2 et le coût du système sur son cycle de vie. Pour cela, une solution de gestion de la puissance basée sur la logique floue est proposée pour le type de site considéré et comparée à une solution plus classique basée sur des règles logiques. Pour finir, une étude détaillée des différentes méthodes de réglage du système hybride côté réseau est présentée. Trois niveaux de réglage sont considérés : réglage d’une source unique, réglage d’une ferme de plusieurs sources et réglage global du système hybride. Plusieurs modes de réglage sont considérés pour chaque niveau
This PhD thesis models a renewable-based hybrid power supply system applied in an islanded context and investigates sizing and regulation strategies of such a hybrid system. First, various marine energy production technologies were reviewed and compared to common renewable resources. As well, various energy storage technologies were reviewed, compared, and evaluated to fit the chosen site characteristics. A brief investigation on offshore energy transmission and inverter regulations methods is presented. Then, a study of the site characteristics, and the availability of the different renewable energy resources in the area are presented. This energy study constitutes the basis of the proposed system sizing method, where minimizing the cost and the CO2 emissions are considered as the main objectives. Furthermore, a fuzzy logic power management approach is proposed for the islanded microgrid. Finally, a detailed study of the system components grid-side inverter regulation is presented. Three regulation levels were investigated: the single inverter, the renewable farm, and the hybrid system. In this context, different regulation strategies are considered at each level

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Perez, Castaneda Gabriel Antonio. "Évaluation par simulation de la sûreté de fonctionnement de systèmes en contexte dynamique hybride." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL016N/document.

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Abstract:

La recherche de solutions analytiques pour l’évaluation de la fiabilité en contexte dynamique n’est pas résolue dans le cas général. Un état de l’art présenté dans le chapitre 1 montre que des approches partielles relatives à des hypothèses particulières existent. La simulation de Monte Carlo serait le seul recours, mais il n’existait pas d’outils performants permettant la simulation simultanée de l’évolution discrète du système et de son évolution continue prenant en compte les aspects probabilistes. Dans ce contexte, dans le chapitre 2, nous introduisons le concept d’automate stochastique hybride capable de prendre en compte tous les problèmes posés par la fiabilité dynamique et d’accéder à l’évaluation des grandeurs de la sûreté de fonctionnement par une simulation de Monte Carlo implémentée dans l’environnement Scilab-Scicos. Dans le chapitre 3, nous montrons l’efficacité de notre approche de simulation pour l’évaluation de la sûreté de fonctionnement en contexte dynamique sur deux cas test dont un est un benchmark de la communauté de la Sûreté de Fonctionnement. Notre approche permet de répondre aux problèmes posés, notamment celui de la prise en compte de l’influence de l’état discret, de l’état continu et de leur interaction dans l’évaluation probabiliste des performances d’un système dans lequel en outre, les caractéristiques fiabilistes des composants dépendent eux-mêmes des états continu et discret. Dans le chapitre 4, nous donnons une idée de l’intérêt du contrôle par supervision comme moyen de la sûreté de fonctionnement. Les concepts d’automate observateur et de contrôleur ont été introduits et illustrés sur notre cas test afin de montrer leur potentialité
The research of analytical solutions for reliability assessment in dynamic context is not solved in the general case. A state of the art presented in chapter 1 shows that partial approaches exist in the case of particular hypothesis. The Monte Carlo simulation would be the only recourse, but there were no tools allowing the simultaneous simulation of the discrete evolution of the system and its continuous evolution taking into account the probabilistic aspects. In this context, in chapter 2, we introduce the concept of hybrid stochastic automaton capable of taking into account all the problems posed by dynamic reliability and to accede to the assessment of dependability parameters by a Monte Carlo simulation implemented in Scicos-Scilab environment. In chapter 3, we show the effectiveness of our approach of simulation for dependability assessment in dynamic context through two test cases of which case one is a benchmark of dependability community. Our approach responds to the posed problems, notably the consideration of the influence of the discrete state, of the continuous state and their interaction, in the probabilistic assessment of the performances of a system in which besides, the reliability characteristics of components depend themselves of the continuous and discrete states. In chapter 4, we give an idea of the interest of control by supervision as a means of dependability. The concepts of observer automaton and of controller have been introduced and illustrated on our test case in order to show their potential

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Rondepierre, Aude. "Algorithmes hybrides pour le contrôle optimal des systèmes non linéaires." Phd thesis, Grenoble INPG, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00112203.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à la résolution des problèmes de contrôle non linéaires par des méthodes de calcul hybride. L'idée défendue est que la modélisation par les systèmes hybrides permet la résolution approchée des problèmes non linéaires sans connaissance a priori du comportement du système étudié. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la modélisation des systèmes de contrôle non linéaires par une nouvelle classe de systèmes hybrides affines par morceaux. Un soin particulier est apporté à l'étude de l'erreur et de la convergence de l'approximation hybride. La deuxième partie est consacrée au problème de la contrôlabilité à l'origine des systèmes non linéaires. Nous nous intéressons tout d'abord à la quantification de l'erreur commise entre le domaine contrôlable non linéaire et son approximation hybride. Nous proposons ensuite une approche constructive pour le calcul du domaine contrôlable, permettant alors de réduire l'exploration des états discrets de l'automate hybride. La dernière partie est dédiée à la recherche de solutions optimales des problèmes de contrôle non linéaires et hybrides. Nous justifions tout d'abord la pertinence de la modélisation hybride à travers deux approches : le principe du maximum de Pontryagin et les solutions de viscosité des équations d'Hamilton-Jacobi-Bellman. Nous énonçons en particulier un principe du maximum hybride qui nous permet alors de déterminer la structure du contrôle optimal hybride. Ces trois parties répondent à un objectif principal : développer par le calcul hybride combinant analyse numérique et calcul formel, des outils mathématiques et algorithmiques efficaces pour l'étude de dynamiques contrôlées non linéaires.

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Perez, Castaneda Gabriel Antonio. "Évaluation par simulation de la sûreté de fonctionnement de systèmes en contexte dynamique hybride." Electronic Thesis or Diss., Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL016N.

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Abstract:

La recherche de solutions analytiques pour l’évaluation de la fiabilité en contexte dynamique n’est pas résolue dans le cas général. Un état de l’art présenté dans le chapitre 1 montre que des approches partielles relatives à des hypothèses particulières existent. La simulation de Monte Carlo serait le seul recours, mais il n’existait pas d’outils performants permettant la simulation simultanée de l’évolution discrète du système et de son évolution continue prenant en compte les aspects probabilistes. Dans ce contexte, dans le chapitre 2, nous introduisons le concept d’automate stochastique hybride capable de prendre en compte tous les problèmes posés par la fiabilité dynamique et d’accéder à l’évaluation des grandeurs de la sûreté de fonctionnement par une simulation de Monte Carlo implémentée dans l’environnement Scilab-Scicos. Dans le chapitre 3, nous montrons l’efficacité de notre approche de simulation pour l’évaluation de la sûreté de fonctionnement en contexte dynamique sur deux cas test dont un est un benchmark de la communauté de la Sûreté de Fonctionnement. Notre approche permet de répondre aux problèmes posés, notamment celui de la prise en compte de l’influence de l’état discret, de l’état continu et de leur interaction dans l’évaluation probabiliste des performances d’un système dans lequel en outre, les caractéristiques fiabilistes des composants dépendent eux-mêmes des états continu et discret. Dans le chapitre 4, nous donnons une idée de l’intérêt du contrôle par supervision comme moyen de la sûreté de fonctionnement. Les concepts d’automate observateur et de contrôleur ont été introduits et illustrés sur notre cas test afin de montrer leur potentialité
The research of analytical solutions for reliability assessment in dynamic context is not solved in the general case. A state of the art presented in chapter 1 shows that partial approaches exist in the case of particular hypothesis. The Monte Carlo simulation would be the only recourse, but there were no tools allowing the simultaneous simulation of the discrete evolution of the system and its continuous evolution taking into account the probabilistic aspects. In this context, in chapter 2, we introduce the concept of hybrid stochastic automaton capable of taking into account all the problems posed by dynamic reliability and to accede to the assessment of dependability parameters by a Monte Carlo simulation implemented in Scicos-Scilab environment. In chapter 3, we show the effectiveness of our approach of simulation for dependability assessment in dynamic context through two test cases of which case one is a benchmark of dependability community. Our approach responds to the posed problems, notably the consideration of the influence of the discrete state, of the continuous state and their interaction, in the probabilistic assessment of the performances of a system in which besides, the reliability characteristics of components depend themselves of the continuous and discrete states. In chapter 4, we give an idea of the interest of control by supervision as a means of dependability. The concepts of observer automaton and of controller have been introduced and illustrated on our test case in order to show their potential

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Jreijiry, David. "Modélisation numérique des systèmes de ventilation hybride et développement des stratégies de contrôle associées pour les bâtiments résidentiels." La Rochelle, 2004. http://www.theses.fr/2004LAROS122.

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Abstract:

Les principaux objectifs de ce travail consistent à mettre en œuvre et à analyser des stratégies de contrôle de la ventilation hybride combinant les modes naturel et mécanique dans le secteur du bâtiment résidentiel. Dans la première partie, nous dressons l'état de l'art des systèmes de ventilation existants, de leurs stratégies de contrôle ainsi que des outils de simulation numérique utilisés en thermo-aéraulique du bâtiment. La seconde partie concerne la méthodologie utilisée pour implémenter dans l'environnement informatique Matlab/SIMULINK les modèles nécessaires à l'étude de l'aéraulique des bâtiments. Des modèles simplifiés de calcul de la concentration des polluants et de l'humidité intérieure des locaux ont été développés dans le même environnement. Enfin, le couplage thermo-aéraulique est réalisé en utilisant les modèles thermiques déjà implémentés dans la bibliothèque SIMBAD. Ces modèles sont intégrés dans la nouvelle version de SIMBAD. La troisième partie nous permet de définir les composants des systèmes de ventilation modélisés ainsi que leur stratégie de contrôle. Il s'agit d'un système de ventilation mécanique basé sur la réglementation en vigueur et un système de ventilation hybride étudié également dans le cadre du projet européen RESHYVENT. Les deux stratégies de contrôle du système de ventilation hybride sont du type à la demande dans le sens où l'une est basée sur la détection des occupants et l'autre sur le taux de dioxyde de carbone dans les pièces principales. Le potentiel du tirage thermique est également pris en compte. Dans la dernière partie, nous présentons les résultats obtenus numériquement. Le cas d'étude considéré est une maison individuelle située successivement à Athènes, Nice, Stockholm et Trappes. Les simulations annuelles réalisées permettent une évaluation des différents systèmes et pour différents climats en terme de fonctionnement global, de qualité de l'air intérieur, de confort thermique, et de consommations énergétiques. Une analyse de l'influence de l'exposition au vent du bâtiment est également présentée. Les principaux résultats de ce travail ont montré la capacité des systèmes de ventilation hybride à améliorer la qualité de l'air intérieur et à réduire les consommations électriques des ventilateurs par rapport au système de référence tout en conservant le même ordre de grandeur pour les consommations énergétiques de chauffage du bâtiment
The aim of this work is to develop and evaluate hybrid ventilation control strategies, using both natural and mechanical mode, in residential building. The first chapter presents the state of the art of existing hybrid ventilation systems and control strategies. Moreover, thermal and airflow simulation tools used in the field of building science are reviewed. In the second chapter, a methodology to implement building airflow models in Matlab/SIMULINK is described. A simplified pollutants model and a humidity model are developed in the same environment. The new airflow model have been coupled with the existing thermal model in SIMBAD building and HVAC toolbox. The airflow models are now implemented in the new version of SIMBAD toolbox. The third chapter concerns the description of the ventilation systems and their control strategies. It includes a mechanical ventilation system based on the national regulation and the hybrid ventilation system used in the framework of the European project RESHYVENT. Two demand control strategies have been developed for the hybrid ventilation system, the first one is based on the occupant detection and the second one is based on the CO2 levels in the dry rooms. Both strategies take into account the potential of stack effect. The last chapter deals with the evaluation of hybrid ventilation control strategies. The case study is a single family dwelling in four European climates (Athens, Nice, Stockholm and Trappes). The yearly simulations have been performed to evaluate the different systems for the different climates with respect to indoor air quality, thermal comfort, energy consumption and the stability of control strategies criteria. In addition, the influence of building shielding is presented. The main conclusion of this work is the ability of hybrid ventilation systems to improve indoor air quality and to reduce fan energy consumption with respect to reference system while maintaining the building energy consumption for heating close to each other

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Valette, Etienne. "Vers une approche anthropocentrée des architectures de contrôle pour les systèmes intelligents de production." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0140.

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Abstract:

Les dernières décennies ont vu croître en taille et en complexité les systèmes industriels ainsi que leurs flux (matériels et informationnels). L’hyper compétitivité des marchés, l’atomisation de la demande et l’augmentation des niveaux d’exigences clients ont fait émerger le besoin de coupler la robustesse et la performances des systèmes centralisés à la réactivité des systèmes décentralisés. Au cours des 20 dernières années, la pertinence de ces Architectures de Contrôle Hybrides (HCA) a pu être démontrée à travers de nombreux travaux. Toutefois, leurs déploiement reste aujourd’hui limité. Cette situation semble pouvoir être rapporté à un manque de généricité ou d’acceptabilité Humain/Système. La piste explorée dans ce travail de recherche consiste à proposer un cadre formel de référence pour la conception, modélisation, simulation, visualisation et évaluation des composants et des interactions/relations constitutifs des systèmes complexes. L’objectif de ce cadre est d’apporter la généricité manquant aujourd’hui pour le design des architectures de contrôle holoniques et hybrides pour les systèmes multi-agents complexes, mais également de favoriser l’inclusion de l’humain dans ces derniers. Pour ce faire, la nature des relations proposées s’appuie sur celles observables au sein des sociétés humaines, afin de favoriser la représentation des systèmes comme socio-techniques
Last decades have seen the growth in size and complexity of industrial systems and flows (both physical and informational). Hyper competitive markets, demand atomization and customer requirements level increase have brought about the need to combine the robustness and performance of centralized systems with the responsiveness of decentralized systems. For the 20 last years, the relevance of these Hybrid Control Architectures (HCA) has been demonstrated through numerous works. However, they are today hardly present in the industrial landscape. This situation could find some of its roots in a certain lack of genericity and/or Human-System acceptability. In this research work, the explored path consists in proposing a reference formal framework for the design, modelling, simulation, visualization and evaluation of complex systems' constitutive components and interactions/relations. The purpose of this framework is to bridge the genericity gap identified for Holonic and Hybrid Control Architectures Design regarding complex Multi-Agent Systems (MAS), but also to promote human inclusion into these. To this end and to promote the socio-technical representation of systems, the proposed relationships model is grounded on the nature of human societies' ones

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Chane, Kuang Sang Laurent. "Stratégie de contrôle hybride d'un magnétron verrouillé par injection pour un Transport d'Énergie Sans Fil par onde hyperfréquence." La Réunion, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00464105/fr/.

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Abstract:

Présenté initialement à l'agence spatiale américaine par P. Glaser comme une source potentielle d'énergie alternative renouvelable et propre, le projet de Centrales Solaires Orbitales est basé sur le concept de Transport d'Energie Sans Fil (TESF). Le principe consiste à collecter directement dans l'espace l'énergie solaire, puis à la transmettre vers une base de réception terrestre, via un faisceau hyperfréquence. Dans le cadre des actions menées dans le domaine du TESF au niveau terrestre, une solution technologique permettant de répondre au cahier des charges imposé au système d'émission a retenu notre attention : mettre en oeuvre un réseau d'antenne phasé alimenté par des magnétrons de moyenne puissance. Dans cette optique, ce travail de recherche présente une approche originale du contrôle des grandeurs de sortie d'un magnétron opérant en situation de verrouillage par injection. Afin de prendre en compte le comportement non linéaire du magnétron, une stratégie de contrôle hybride a été mise en oeuvre pour le contrôle de la fréquence et de l'amplitude d'un magnétron de moyenne puissance (2. 45 GHz) verrouillé par injection et débitant sur une charge fixe. L'aspect hybride est constitué par l'association d'un algorithme de Contrôle Direct Inverse impliquant un réseau de neurones non linéaires modélisant la fonction de transfert inverse du magnétron, avec un correcteur linéaire en boucle fermée de type PID. Le développement d'un dispositif de caractérisation expérimentale d'un magnétron verrouillé par injection a permis de collecter des bases de mesures nécessaires à un apprentissage supervisé et généralisé pour l'identification du contrôleur neuronal. Les meilleures performances en terme de conduite du magnétron ont été obtenues avec une boucle de contrôle effectuant une permutation dynamique entre le correcteur neuronal non linéaire et le correcteur linéaire PID tout en assurant une stabilité de la phase sur l'ensemble de la bande de verrouillage
With the aim to put forward an alternative renewable and large-scale energy source to Mankind P. Glaser presented the project of Solar Power Satellite to the american spatial agency. This scheme consists in collecting directly in space the solar energy before being targeted on a terrestrial reception base by means of a focused microwave beam. This principle is founded on the concept of Wireless Power Transportation (WP1). To complete this project successfully, a preliminary "earthwork" strategy is adopted by the international researchers community, before upgrading to a spatial project. In terrestrial point-to-point WPT systems prototypes or proposals, one of the preferred microwave power projection system consists in a phased array antenna supplied by individual mid-power range microwave sources : magnetron. To be efficiently coupled to projecting systems and to allow electronic steering and beam-forming, magnetrons have to be synchronised to a reference frequency and controlled in phase and amplitude. For this purpose, this research wQrk presents a new approach of the control of the output parameters of an injection /ocked magnetron. Ln order to take into account the non linear behaviour of this microwave tube, an hybrid control strategy was designed to control the amplitude and frequency of a magnetron in fixed-load operations. This control algorithm involves a non linear artificial neural network modelling the plant inversion mapping, in combination with a classical linear PID feedback controller. Supervised and Generalized learning with experimental databases collected from a magnetron measurement bench developed in our laboratory was adopted to identify the neural controller. A dynamical - control architecture, which switches either on a non linear control loop or a classical linear PID feedback loop, allows to drive the frequency and amplitude of the magnetron, while its phase remains steady, all over the injection locking bandwith

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Meghnous, Ahmed Rédha. "Commande et observation d’une classe de systèmes linéaires à commutations : Application aux convertisseurs de puissance DC-DC." Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0137/document.

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Abstract:

Cette thèse s’intéresse à la commande et l’observation d’une classe de systèmes linéaires à commutations (SLC). La classe considérée regroupe les systèmes pouvant être représentés par un modèle Hamiltonien à ports. Récemment, plusieurs travaux ont utilisé la théorie des systèmes dynamiques hybrides pour traiter les problèmes de stabilité, de commandabilité et d’observabilité des systèmes linéaires à commutations. Cependant, certains verrous scientifiques demeurent et nécessitent d’être levés tels que la synthèse d’observateurs pour des SLC présentant des modes de fonctionnement inobservables ou la commande hybride de systèmes possédant un nombre réduit d’entrées de commutations et un nombre élevé de variables d’état à contrôler. Dans ce travail, nous nous intéressons à la synthèse d’observateurs s’appuyant sur la modélisation moyenne et la modélisation hybride de SLC ayant une topologie Hamiltonienne à ports particulière. Ce formalisme possède les outils nécessaires pour établir des preuves de stabilité des erreurs d’observation. Dans un premier temps, nous proposons un observateur non linéaire reposant sur le modèle moyen de la classe des SLC considérée. Ensuite, nous traitons le problème de synthèse d’un observateur hybride où nous proposons un observateur commuté prenant en compte les modes de fonctionnement inobservables. Le problème de la commande des SLC est abordé par la suite. Au départ, la théorie de Lyapunov est utilisée pour proposer deux lois de commandes : La première est synthétisée à partir du modèle moyen et la deuxième exploite le modèle hybride. Une commande optimale hybride est élaborée en utilisant le principe du maximum de Pontryagin et une approche utilisant la recherche d’arcs singuliers. Finalement, une commande prédictive hybride est établie à partir d’un modèle discrétisé du système. Des résultats de simulation et une mise en œuvre expérimentale sur un convertisseur DC-DC SEPIC sont donnés pour montrer l’efficacité des méthodes proposées. L’étude d’un tel circuit est motivée par sa topologie particulière qui contient à la fois un mode de fonctionnement observable et un mode de fonctionnement inobservable. En outre, il possède une seule entrée de commutations et quatre variables d’état ce qui lui vaut la réputation être difficile à commander
This thesis is dedicated to the control and the observation of a class of switched linear systems (SLS). This class contains the systems that can be represented by a port-Hamiltonian model. A lot of works have been studied SLS for several years using an average modeling approach. Recently, various works have shown that hybrid system theory allows to cope with stabilization, controllability, and observability problems of switched linear systems. However, several problems are still open and need more development such as the design of hybrid observers for SLS that have unobservable modes or the control of systems with reduced number of switching inputs and numerous variable states to control. In this work, we are interested in the design of state observers for a particular class of SLS using both the average and the hybrid port-Hamiltonian models. This formalism has the necessary tools to study and establish the stability of the observation errors. At the beginning, a nonlinear observer based on the average modeling is proposed. Next, a hybrid observer is designed for switched linear systems. This observer takes into account the unobservable operating modes of the system. The second point of our work concerns the design of control laws for the considered class of SLS. At first, two Lyapunov-based control laws have been established using either an average model or a hybrid model of the system. A hybrid optimal control based on the maximum principle of Pontryagin and the computation of singular arcs has been also proposed. Finally, a hybrid predictive control based on a discrete model of the system is synthesized. Simulation results and an experimental implementation on a SEPIC converter are given to show the efficiency of the proposed methods. Our motivation to study such a converter is mainly due to its particular topology that includes observable and unobservable subsystems. It is also known to be difficult to be controlled because only one switching input is used to control four state variables

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Pach, Cyrille. "ORCA : architecture hybride pour le contrôle de la myopie dans le cadre du pilotage des systèmes flexibles de production." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00919382.

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Abstract:

Cette thèse contribue au contrôle de la myopie dans les systèmes flexibles de production (SFP). La myopie apparaît lorsque des entités décisionnelles prennent des décisions locales à partir d'une quantité d'information limitée. Cette prise de décision permet de réagir rapidement aux aléas mais induit une performance globale non optimale. Ainsi, ce phénomène doit être contrôlé afin d'obtenir des architectures de pilotage plus performantes. Après une étude du phénomène de myopie dans d'autres domaines, nous définissons la myopie dans les SFP. Un état de l'art sur les différents types d'architectures permet de retenir les architectures de pilotage hybride mixant hiérarchie et hétérarchie pour contrôler la myopie. Une typologie des architectures de pilotage hybride est ensuite réalisée avant qu'une nouvelle architecture ne soit proposée : ORCA. Après avoir été présentée, ORCA est déclinée au pilotage des SFP (ORCA-FMS). ORCA-FMS combine deux approches: un modèle linéaire (ILP) et une approche par champs de potentiel. ORCA-FMS est ensuite appliquée au cas d'étude de la cellule flexible de l'AIP PRIMECA de Valenciennes. Premièrement un modèle de simulation, le plus proche possible du cas d'étude réel est présenté. Il permet d'éprouver l'architecture dans l'environnement de simulation NetLogo. Deuxièmement, afin de valider la pertinence des comportements observés en simulation, l'architecture est mise en œuvre sur la cellule réelle à l'aide du concept de produit actif. Les équipements industriels utilisés pour cette mise en œuvre, le protocole expérimental, ainsi que les résultats obtenus sont détaillés et discutés.

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Benamara, Farah. "Webcoop : un système de question-réponse coopératif sur le web." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30169.

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Cette thèse a pour objectif le développement d'un système question réponse (SQR) coopératif en français pour le Web, nommé WEBCOOP. Ce système a but : - l'intégration de procédures de raisonnement avec des connaissances extraites de pages web et une base de connaissances pour produire des réponses intelligentes en langage naturel. - la production de réponses courtes, intelligibles, inspirées de situations réelles. Les réponses produites par le système sont structurées en deux parties. La première est un diagnostic qui fait un rapport des malentendus. La deuxième partie propose un véritable savoir-faire coopératif. Elle inclut la relaxation minimale et graduelle de certaines contraintes de la question et la production de réponses intensionnelles ou synthétiques. - la génération en langue d'explications de réponses. Nous proposons également d'évaluer l'intelligibilité linguistique et cognitive des réponses coopératives produites en les confrontant à des utilisateurs potentiels. -the natural language generation of the responses. The linguistic and the cognitive adequacy of the responses produced by the system are evaluated using psycholinguistic protocols
This thesis describes the WEBCOOP system that aims at providing cooperative responses in French to natural language queries on the web. The main objectives of the system are : -the integration of reasoning procedures with a variety of knowledge bases as well as real life data extracted from web pages in order to produce web style natural language responses. -major and new feature: the integration of a cooperative know-how component that goes beyond the mere recognition of a user misconception

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Klein, Thomas. "Le kanban actif pour assurer l’intéropérabilité décisionnelle centralisé/distribué : Application à un industriel de l’ameublement." Thesis, Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10138/document.

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Abstract:

La thèse défendue est le résultat d’un partenariat entre d’une part le groupe Parisot, et plus particulièrement la société Parisot Meuble, et d’autre part l’équipe de recherche technologique TRACILOG du Centre de Recherche en Automatique de Nancy. Ce travail a porté sur une étude des opportunités apportées par les nouvelles technologies de l’information sur les processus de pilotage de la production, ainsi que la proposition d’un système d’aide à la décision de pilotage des flux sur le terrain. L’architecture proposée s’appuie sur l’infotronisation du flux de kanbans, qui deviennent des « kanbans actifs » et assurent l’interopérabilité et la synchronisation entre un système de décision centralisé et les différentes entités décisionnelles distribuées, afin de coordonner l’ensemble des décisions. Ces propositions ont été validées à l’aide d’une architecture d’émulation, permettant d’utiliser un système de pilotage dans les conditions réelles. Par ailleurs, certaines structures proposées ont pu être validées sur le système de production réel. Les contributions de ce travail de thèse reposent sur : • la proposition d’une architecture d’évaluation par émulation de systèmes de pilotage de la production, à une échelle industrielle, ainsi que la méthode de construction. • La proposition d’un système d’aide au pilotage de la production permettant d’assurer la cohérence globale du système de décision
The defended thesis is the result of a partnership enters on one hand the group Parisot, and particularly the corporation Parisot Furnishes, and on the other hand the team of research technological TRACILOG of the Center of Research in Automatic of Nancy. This work has focused on a study of the opportunities provided by new information technologies on the procedures of production and the proposal of a decision support steering flow on the ground. The proposed architecture relies on the flow infotronisation kanban, which become "kanban assets and ensure interoperability and synchronization between a centralized system of decision-making and different decision-making distribution entities, to coordinate all decisions. These proposals have been validated through an architecture emulation, allowing the use of a flight control system under real conditions. In addition, some proposed structures have been validated in the real production system. The contributions of this thesis work based on: • The proposal of an architecture evaluation emulation control systems of production on an industrial scale, and the method of construction. • The proposal of a system of aid to the management of the production to ensure the overall coherence of the decision system

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Faurie, Frédéric. "Algorithmes de contrôle d’intégrité pour la navigation hybride GNSS et systèmes de navigation inertielle en présence de multiples mesures satellitaires défaillantes." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14447/document.

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Abstract:

La navigation par satellite pour les applications critiques telles que l'aviation civile nécessite un dispositif de contrôle d'intégrité pour garantir un certain niveau de précision et de fiabilité des informations fournies au pilote. Au delà des informations de position, le système de navigation doit donc fournir des alertes lorsque les exigences opérationnelles ne sont pas respectées. Cette perte de performance peut être due aux dysfonctionnements des satellites. Cette thèse traite donc du contrôle d'intégrité des systèmes de navigation en présence de pannes satellite multiples. Le contexte étudié est celui où les mesures satellitaires sont hybridées avec les données cinématiques provenant d'une centrale inertielle. Les contributions apportées à cette problématique sont diverses. Différents algorithmes sont proposés en tenant compte des contraintes de charge de calcul limitée liées aux applications embarquées. Parmi eux, l'utilisation de la fusion d'informations permet d'améliorer les performances de contrôle d'intégrité. Les imperfections du modèle d'erreur de mesure sont également traitées dans cette thèse. D'une part, nous proposons de détecter et de compenser les potentiels sauts de variance du bruit de mesure. D'autre part, des approches robustes sont utilisés afin d'améliorer le contrôle d'intégrité en présence de bruit de mesure non-gaussien
Critical applications such as civil aviation require a navigation system including an integrity monitoring function to provide accurate and reliable information. Thus, the navigation system has to raise an alert when the operational requirements are not met. This loss of performance can be due to satellite failures. This thesis deals with integrity monitoring of navigation system assuming multiple satellite failures. Moreover, we consider herein the satellite measurements are hybidized with the kinematic information providing by an inertial navigation system.The contributions to this issue are manifold. Several algorithms are proposed accounting for the limited computing load of the embedded applications. Among them, information fusion allows to improve the integrity monitoring performance. Errors in measurement noise model are also treated in this thesis. On the one hand, we propose to detect and compensate the measurement noise variance jumps. On the other hand, robust approaches are used to improve the integrity monitoring when the measurement noise is not gaussian distributed

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Zhao, Jianning. "Co-Optimisation du Dimensionnement et du Contrôle des Groupe Motopropulseurs Innovants." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLC057/document.

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Abstract:

Des technologies avancées sont très demandées dans l'industrie automobile pour respecter les réglementations de consommation de carburant de plus en plus rigoureuses. La co-optimisation du dimensionnement et du contrôle des groupes motopropulseurs avec une efficacité de calcul améliorée est étudiée dans cette thèse.Les composants des groupes motopropulseurs, tels que le moteur, la batterie et le moteur électrique, sont modélisés analytiquement au niveau descriptif et prédictif afin de permettre une optimisation du contrôle rapide et une optimisation du dimensionnement scalable. La consommation d'énergie minimale des véhicules hybrides-électriques est évaluée par des nouvelles méthodes optimales. Ces méthodes – y compris Selective Hamiltonian Minimization et GRaphical-Analysis-Based energy Consumption Optimization – permettent d'évaluer une consommation minimale d'énergie avec une efficacité de calcul améliorée. De plus, la méthode de Fully-Analytic energy Consumption Evaluation (FACE) approxime la consommation d'énergie minimale sous forme analytique en fonction des caractéristiques de la mission et des paramètres de conception des composants du groupe motopropulseur. Plusieurs cas d’études sont présentées en détail par rapport aux approches de co-optimisation à bi-niveaux et à uni-niveau, ce qui montre une réduction efficace du temps de calcul requis par le processus global de co-optimisation
Advanced technologies are highly demanded in automotive industry to meet the more and more stringent regulations of fuel consumption. Cooptimization of design and control for vehicle propulsion systems with an enhanced computational efficiency is investigated in this thesis.Powertrain components, such as internal combustion engines, batteries, and electric motor/generators, are analytically modeled at descriptive and predictive level correspondingly for the development of fastrunning control optimization and for the scalability of design optimization. The minimal fuel consumption of a hybrid-electric vehicle is evaluated through novel optimization methods. These methods – including the Selective Hamiltonian Minimization, and the GRaphical-Analysis-Based energy Consumption Optimization – are able to evaluate the minimal energy consumption with the enhanced computational efficiency. In addition, the Fully-Analytic energy Consumption Evaluation method approximates the minimal energy consumption in closed form as a function of the mission characteristics and the design parameters of powertrain components.A few case studies are presented in details via the bi-level and uni-level co-optimization approaches, showing an effective improvement in the computational efficiency for the overall co-optimization process

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Stevenson, Pierre. "Contribution au développement d’un concept d’hybridation énergétique : structures de commande d’un système intégré éolien-hydrolien." Thesis, Le Havre, 2015. http://www.theses.fr/2015LEHA0001/document.

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Abstract:

Ce mémoire traite de la problématique d’hybridation éolienne-hydrolienne. Elle pose d’abord l’hypothèse d’une éolienne basée sur une Machine Synchrone à Aimants Permanents (MSAP) et une hydrolienne utilisant une Machine Asynchrone à Double Alimentation (MADA). Puis, elle présente la modélisation des différents éléments qui composent chacune des chaines de conversion, de la turbine à la connexion au réseau en passant par la machine électrique et les convertisseurs statiques. Des stratégies de commande y sont aussi développées. Celles-ci permettent d’extraire le maximum d’énergie tout en tenant compte des limites des systèmes. La thèse étudie également deux possibilités de couplage d’une éolienne et hydrolienne qui toutes deux utilisent une MSAP. Les résultats de simulation obtenus des modèles que nous avons développés dans l’environnement Matlab/Simulink/ SimpowerSystem permettent de valider les stratégies de commande utilisées et de conclure qu’un bon choix serait d’opter pour le couplage au niveau du bus continu
AThis thesis addresses the problem of wind-tidal turbines hybridization. It first raises the hypothesis of a wind turbine based on Synchronous Permanent Magnet Machine (PMSM) and a tidal using a Double-Fed Induction Generator (DFIG). So, it presents the modeling of different elements that make up each system studied, from the turbine to the network connection through the electric machine and static converters. Control strategies are also developed. These are used to extract the maximum energy while taking into account the limitations of the systems. The thesis also examines two possible coupling of wind and tidal turbines which both use a PMSM. The simulation results of the models that we have developed in Matlab / Simulink / SimpowerSystem allow to validate the control strategies and conclude that a good choice would be to opt for coupling to the DC bus

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Perez, Castaneda Gabriel Antonio. "Evaluation par simulation de la sûreté de fonctionnement de systèmes en contexte dynamique hybride." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00383298.

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Abstract:

La recherche de solutions analytiques pour l'évaluation de la fiabilité en contexte dynamique n'est pas résolue dans le cas général. Un état de l'art présenté dans le chapitre 1 montre que des approches partielles relatives à des hypothèses particulières existent. La simulation de Monte Carlo serait le seul recours, mais il n'existait pas d'outils performants permettant la simulation simultanée de l'évolution discrète du système et de son évolution continue prenant en compte les aspects probabilistes. Dans ce contexte, dans le chapitre 2, nous introduisons le concept d'automate stochastique hybride capable de prendre en compte tous les problèmes posés par la fiabilité dynamique et d'accéder à l'évaluation des grandeurs de la sûreté de fonctionnement par une simulation de Monte Carlo implémentée dans l'environnement Scilab-Scicos. Dans le chapitre 3, nous montrons l'efficacité de notre approche de simulation pour l'évaluation de la sûreté de fonctionnement en contexte dynamique sur deux cas test dont un est un benchmark de la communauté de la Sûreté de Fonctionnement. Notre approche permet de répondre aux problèmes posés, notamment celui de la prise en compte de l'influence de l'état discret, de l'état continu et de leur interaction dans l'évaluation probabiliste des performances d'un système dans lequel en outre, les caractéristiques fiabilistes des composants dépendent eux-mêmes des états continu et discret. Dans le chapitre 4, nous donnons une idée de l'intérêt du contrôle par supervision comme moyen de la sûreté de fonctionnement. Les concepts d'automate observateur et de contrôleur ont été introduits et illustrés sur notre cas test afin de montrer leur potentialité.

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Kalita, Dipankar. "Graphène synthétisé par dépôt chimique en phase vapeur : du contrôle et de la compréhension des défauts à l'échelle atomique jusqu'à la production de dispositifs fonctionnels macroscopiques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY098/document.

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Abstract:

Si le graphène est un candidat prometteur pour de nombreuses applications, il reste des questions fondamentales à résoudre. Les objectifs de cette thèse visent à obtenir une crois- sance de graphène de haute qualité, à développer de nouveaux concepts de transfert pour réaliser de nouveaux dispositifs tout en contrôlant la formation de défauts dans sa struc- ture. Nous avons été en mesure d'augmenter la surface d'une monocouche polycristalline de graphène d'une échelle de quelques centimètres à celle d'une plaquette de silicium sans changer de chambre CVD. D'autre part, nous avons démontré une méthode permettant de diminuer la densité de nucléation et ainsi d'obtenir du graphène monocristallin de quelques centaines de microns. Concernant la réalisation de nouveaux dispositifs, nous avons obtenu des circuits à base de graphène polycristallin empilés par transferts successifs où la région de bicouche artificielle se comporte comme un bicouche intrinsèque. Nous avons également développé une nouvelle méthode pour suspendre le graphène à l'échelle macroscopique sur des supports en piliers. Dans un tel système, les contraintes dans le graphène restent in- férieures à 0,2%. Par la suite une méthode de dépôt d'électrodes par voie sèche a été développée pour éviter toute dégradation du graphène. Ce processus de transfert a été amélioré pour atteindre des tailles de substrats allant jusqu'à 4 pouces pour le silicium et le saphir. Il a été enfin utilisé comme électrode transparente d'une LED à puits quantiques pour remplacer des électrodes Ni / Au . Nous avons mis au point des procédés de création sélective de défauts sur le graphène. Tout d'abord des défauts ont été induits chimiquement de façon contrôlable et ont été analysés par spectroscopie Raman et microscopie électronique en transmission qui ont révélé un mécanisme en deux étapes de formation de défauts dans la structure de graphène. Nous avons également étudié l'effet des défauts chargés adsorbés sur la surface du graphène sans former de liaisons avec lui. Contrairement à la littérature où les particules chargées sont déposées a posteriori, les nanoparticules chargées étaient présentes pendant la croissance sur cuivre. Nous interprétons l'existence d'une bande de phonons D' très intense devant celle de la D, et encore jamais signalée avec la présence de ces nanoparticules
Though graphene is strong candidate to make various applications, still there are issues that need to be resolved. The purpose of this thesis is to grow high quality graphene and transfer it to make new graphene based devices and to engineer defects into graphene structure. We have been able to increase the growth polycrystalline monolayer graphene from few centimeter scale to wafer scale without changing the CVD chamber. At the same time, we have demonstrated a method to decrease the nucleation density which allows us to grow large single crystal graphene from few to hundreds of micrometer. Concerning new design of graphene based devices, the polycrystalline graphene was trans- ferred to create artificial bilayer crossbars where the bilayer region behaved like naturally grown bilayer graphene. We have also developed a novel method of suspending graphene in macroscopic scale in pillared surface. In such a system, the strain in graphene is found to be less than 0.2%. Thereafter a completely dry method of depositing electrodes was developed which prevents damaging of graphene. The scale and process of transferring graphene was improved to different substrates such as 4 inch Si and sapphire substrates. It was used as transparent electrode to in a quantum well LED to replace the Ni/Au electrodes. We have been able to engineer defects into graphene. Firstly defects were induced in a controllable way using chemical method and were analyzed using Raman spectroscopy and Transmission Electron Microscopy which revealed a two step mechanism of defect formation in the graphene structure. We have also studied the effect of charged defects which adsorb onto the graphene surface without forming bonds with it. Unlike in literature where charged particles were deposited onto graphene, here the charged nano particles were present dur- ing the growth process in the copper foil. We believe that due to these nano particles, the intensity of D' phonon is greatly enhanced. Such anomalously higher intensity of D' band compared to D band has not been reported before

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Croci, Lila. "Gestion de l'énergie dans un système multi-sources photovoltaïque et éolien avec stockage hybride batteries/supercondensateurs." Phd thesis, Université de Poitiers, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00943296.

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Abstract:

Ce mémoire présente le travail de recherche effectué pour la conception d'une stratégie de commande originale, destinée aux systèmes de puissance hybrides en sites isolés. Le système considéré, voué à l'alimentation électrique d'une habitation, comprend deux sources, un groupe de panneaux photovoltaïques et une petite éolienne, et deux types de stockage, un banc de batteries lithium-ion et un de supercondensateurs. Face au problème de gestion de l'énergie dans un système hybride, et aux enjeux de maximisation de sa puissance produite, nous proposons de développer une stratégie de commande basée sur les flux d'énergie. pour cela, nous présentons dans un premier temps les modélisations d'Euler-Lagrange et hamiltonienne du système. Ces modèles permettent d'utiliser la propriété de passivité de celui-ci, et ainsi de synthétiser des commandes par injection d'amortissement pour chaque source, afin de maximiser sa production, et pour les supercondensateurs, dans le but d'assurer une répartition cohérente des flux d'énergie entre eux et les batteries. Les commandes sont finalement mises en œuvre dans un simulateur, puis dans un banc d'essai expérimental, afin d'une part de comparer leurs performances à celles de solutions préexistantes, et d'autre part de valider le bon fonctionnement du système hybride complet les utilisant.

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Zedek, Sabeha Fettouma. "Intégration d'architectures mixtes reconfigurables : Application à la détection de défauts dans des structures hétérogènes." Thesis, Toulouse, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAT0005/document.

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Abstract:

Les activités scientifiques que nous présentons dans ce manuscrit de thèse s’inscrivent dans la thématique de l’intelligence ambiante, axe stratégique ADREAM au sein du LAAS-CNRS. Depuis plusieurs années notre équipe de recherche N2IS fédère l’approche technologique de la SHM avec pour objectif la surveillance de santé structurelle. En effet, la maturité des matériaux innovants tels que les composites suscitent un intérêt certain auprès des constructeurs aéronautiques, ou bien encore l’utilisation des matériaux de type béton pour des ouvrages d’art, sont autant de structures hétérogènes qui nécessitent une surveillance périodique et/ou continue. Ceci, afin de détecter des cracks, des fissures, des corrosions surfaciques ou bien encore des délaminages. Pour ce faire, les solutions existantes s’appuient usuellement sur des technologies de contrôle non destructif (CND) qui intègrent le plus souvent des réseaux de capteurs à faible consommation interfacés avec des systèmes d’analyses des signaux. Ces approches CND présentent des limitations fonctionnelles majeures : elles ne sont pas versatiles et ne permettent pas d’assurer une continuité de service dans un mode « dégradé » lors d’un fonctionnement sur batterie avec un niveau d’énergie minimal. Notre travail de recherche se situe dans une perspective liée à la quantification d’un niveau de robustesse de structure hétérogène. Il a pour ambition le développement et l’intégration de systèmes matériels mixtes (analogiques/numériques) reconfigurables. Au terme d’une investigation sur les principales solutions technologiques matérielles reprogrammables et compte tenu de la problématique liée aux développements d’algorithmes d’analyse embarqués et de la minimisation de la consommation énergétique des capteurs, le choix s’est porté sur des technologies complémentaires FPAA et FPGA. Initialement nos études de recherche se sont focalisées sur l'étude de fonction analogique matérielle reconfigurable analogique. L'objectif est de démontrer une faisabilité conceptuelle en intégrant un système de conditionnement complexe (implémentation d'une technique de détection synchrone), ceci en considérant le compromis entre la prise de décision d’une reconfiguration à la volée vis-à-vis d’une gestion rationnelle de l'énergie du système. Dès lors, se pose la question de comment intégrer et stocker des données nécessaires au développement d’un traitement numérique performant ? Une solution repose sur une approche hybride avec une puce de type Zynq produite par Xilinx et embarquée sur une Zedboard. Cette solution, plus performante qu’une approche PSoC a permis le développement et l’implémentation de techniques de traitement de signal grâce à des outils d'optimisation et de génération de code de haut niveau. Au terme de ce travail de recherche, les résultats obtenus démontrent la validité des concepts mis en œuvre et permettent d'engager dès à présent le développement d’architectures intelligentes de nouvelle génération
Scientific activities described in this PhD thesis are part of the theme of smart environment, strategy axes of ADREAM with the LAAS-CNRS. Since several years, our research team (N2IS) had a field of interest in SHM (Structural Health Monitoring) with the objective of doing a smart diagnostic on different heterogeneous structures. Indeed, the maturity of innovative materials such as composites triggering interest among aircraft manufacturers, or even the use of materials like concrete structures of civil engineering, all those heterogeneous structures that require periodic monitoring and / or continuous one. This is to detect cracks, disbond, surface corrosion or even delamination. To do this, existing solutions usually rely on technologies of nondestructive testing (NDT) that incorporate mostly sensor networks low-power systems interfaced with analysis of signals. These approaches have significant functional limitations: they are not versatile and do not allow for continuity of service in a "degraded" when operating on battery power with a minimum level of energy mode. Our research is a view related to the quantization level of robustness of a heterogeneous structure. Its aim is the development and integration of hardware reconfigurable mixed (A / D ) systems. After an investigation of the main technological solutions reprogrammable hardware and given the problems associated with developments in analytical embedded and minimizing the energy consumption of sensor algorithms. The choice was based on technologies like FPAA and FPGA. Initially our research studies have focused on the study of reconfigurable analog hardware analog. The objective was to show a conceptual feasibility of integrating a complex conditioning system (implementation of a synchronous detection technique), considering the tradeoff between a decision on the fly reconfiguration and a rational energy management system. Therefore, the question of how to integrate and store data necessary for the development of an efficient digital processing. A solution based on a hybrid approach with a chip produced by Xilinx called Zynq and embedded on a Zedboard. This solution is more efficient than a PSoC approach and allowed the development and implementation of signal processing techniques with tools for optimization and provided a solution of self-generation code trough a graphic interface. Following this research, the results obtained demonstrate the validity of the concepts implemented and allow us to imagine the next smart generation architectures

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Itani, Khaled. "Récupération d’énergie pour système intégré moteur roue, application au véhicule électrique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLN025/document.

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Abstract:

Le sujet de thèse aborde la quantification du flux de puissance parcourant les différents systèmes de conversion d'énergie statiques et dynamiques pour aboutir aux éléments de stockage de nature chimique / électrostatique / mécanique lors d'un freinage hybride récupératif brusque issu d’un véhicule électrique à traction avant. Le véhicule électrique est équipé de deux ensembles intégrés moteur-roues indépendants. Le côté commande des convertisseurs et des machines électriques sera aussi traité. La problématique concernera les cas de freinage régénératif brusque imposant des contraintes électriques et mécaniques élevées aux éléments de conversion d'énergie et de stockage. L'outil de simulation adopté est le logiciel Matlab/Simulink®. Un modèle assez fin du véhicule électrique utilisé sera développé afin de pouvoir simuler le comportement du véhicule conformément à la distribution des forces de freinage délivrée par le système de répartition et de quantification des forces de freinage. Une étude de la cinématique et de la dynamique du véhicule selon les différents états de route sera aussi examiné. Cette étude sera utilisée à posteriori dans la formulation des lois de distribution des forces de freinage. Les moteurs utilisés sont de type synchrones à aimants permanents intérieurs. L'objectif est d'assurer un couple électrique de freinage élevé à hautes vitesses de conduite du véhicule. A cette fin, la commande optimale de ces moteurs sera basée sur une nouvelle méthode de génération des courants de références assumant ainsi un couple régénératif élevé et donc une amélioration de l'énergie récupérée. Le système de stockage sera mixte et comportera une batterie Li-Ion et des cellules de supercondensateurs afin de réduire les contraintes sur la batterie et prolonger ainsi sa durée de vie. La structure de puissance de ce système sera analysée ainsi que le système de commande proposé du hacheur à 3 niveaux interfaçant l'ultracapacité avec le bus DC. Une résistance de freinage commandée par un régulateur pseudo-cascade sera aussi intégrée afin de réduire, si nécessaire, les contraintes sur la batterie. L'évaluation et la répartition des forces de freinage sur les quatre roues du véhicule en fonction de l'état de la route sont des éléments clés pour la stabilité du véhicule lors du freinage. La méthode de distribution et de quantification des forces de freinage proposée devra maintenir cette stabilité, répondre aux normes internationales et tirer profit de la présence des moteur-roues à l'avant du véhicule afin de maximiser l'énergie récupérée. Les travaux ont été étendus pour inclure une étude comparative avec un système de stockage contenant un élément de stockage à énergie cinétique comme source d'énergie secondaire pour un véhicule en opération de freinage et de traction. La thèse est le point de départ d'une collaboration de recherche entre l'IFSTTAR /Satie et le département de Génie Electrique du Cnam - Liban, centre associé au Conservatoire National des Arts et Métiers (Paris - France)
The thesis will address the quantification of power flow going through the different energy static and dynamic conversion systems to attain the chemical / electrostatic / mechanical storage elements during a hybrid regenerative brutal braking of a front-wheel driven electric vehicle. The electric vehicle is equipped by two integrated wheel-motors independent sets. The control of the converters and electrical machines is also treated. The problematic concerns the brutal regenerative braking case imposing high electrical and mechanical constraints on energy conversion and storage elements. The simulation tool adopted is Matlab/Simulink®. A detailed model of the used electric vehicle has been developed in order to be able to simulate the vehicle behavior with respect to the braking forces distribution delivered by the repartition and quantification of braking forces system. A study of the kinematics and dynamics of the vehicle according to different road types will be also considered. This study will be used retrospectively in the formulation of the braking forces distribution laws. The motors used are interior permanent magnet synchronous type. The objective is to ensure high electrical braking torque at high driving speeds of the vehicle. To this end, the optimal control of these motors will be based on a new current references generation method assuming then a high regenerative torque and therefore an improvement in the recovered energy. The hybrid storage system includes a Li-Ion battery and supercapacitors cells to reduce stress on the battery and to extend its life. The power structure of the system will be analyzed as well as the 3-level DC/DC converter interfacing the ultracapacitor with the DC bus proposed control system. A braking resistor controlled by a pseudo- cascaded controller will also be integrated to reduce, if necessary, the constraints on the battery. The evaluation and distribution of braking forces on the four wheels depending on road conditions are key elements for the stability of the vehicle during braking. The method of distribution and quantification of braking forces proposed should maintain this stability , meet international standards and take advantage of the presence of wheel motors in the front of the vehicle to maximize the energy recovered. The work has been extended to include a comparative study with a system containing a kinetic energy storage element as a secondary energy source for a braking and traction vehicle operation. The thesis is the starting point of a research collaboration between IFSTTAR / Satie and the Electrical Engineering Department of Cnam- Liban, associated center of the Conservatoire National des Arts et Métiers ( CNAM ), Paris, France

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Ocnasu, Dan. "Modélisation, Commande et Simulation Temps-Réel Hybride des Systèmes de Génération Non Conventionnels." Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10187.

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Abstract:

On est confrontés au présent avec un système électrique en pleine mutation grâce principalement à l'ouverture des marchés d'énergie électriques, à l'évolution des technologies, à la diminution des ressources disponibles, ainsi qu'aux changements climatiques. Afin de pallier les problèmes engendrés par ces changements, des mesures doivent être prises à tous les niveaux du système électrique : génération, transport et utilisation. Néanmoins, ces mesures ne sont pas toujours compatibles entre elles et, à cause de leur caractère innovant, elles nécessitent des outils d'étude de plus en plus puissants et adaptés aux différents dynamiques mises en jeu et à leur multiplicité. Les travaux présents proposent et analysent l'utilisation d'un simulateur temps-réel hybride (en puissance ou non) afin de faire face à ces besoins complexes
Nowadays we are facing a power system in full mutation mainly due to the power markets opening, to the technology evolution, to the exhaustion of natural resources, as well as to the climatic changes. In order to remedy the resulting problems, countermeasures have to be taken at all the levels of the power system: generation, transport and use. Nevertheless, these countermeasures are not always self compatibles and, due to their innovative character, they require more and more powerful analysis tools, well adapted to the involved dynamics and their multitude. The current paper proposes and analyzes the use of real-time (power-)hardware-in-the-loop simulator in order to face these complex requirements

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Ocnasu, Dan. "Modélisation, Commande et Simulation Temps-Réel Hybride des Systèmes de Génération Non Conventionnels." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00339664.

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Abstract:

On est confrontés au présent avec un système électrique en pleine mutation grâce principalement à l'ouverture des marchés d'énergie électriques, à l'évolution des technologies, à la diminution des ressources disponibles, ainsi qu'aux changements climatiques. Afin de pallier les problèmes engendrés par ces changements, des mesures doivent être prises à tous les niveaux du système électrique : génération, transport et utilisation. Néanmoins, ces mesures ne sont pas toujours compatibles entre elles et, à cause de leur caractère innovant, elles nécessitent des outils d'étude de plus en plus puissants et adaptés aux différents dynamiques mises en jeu et à leur multiplicité. Les travaux présents proposent et analysent l'utilisation d'un simulateur temps-réel hybride (en puissance ou non) afin de faire face à ces besoins complexes.

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Besseron, Guillaume. "Contrôle de la stabilité des systèmes locomoteurs à haute mobilité évoluant sur des terrains accidentés." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066545.

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Abstract:

Les recherches présentées dans ce mémoire portent sur l'amélioration des capacités de locomotion de systèmes mobiles autonomes en milieux naturels. Dans le cadre de ces travaux, un système de locomotion adaptatif bénéficiant d'une structure cinématique redondante hybride roue-patte a été conçu et réalisé permettant de répondre à cette problématique. Ce type de mécanisme dispose en effet de capacités intrinsèques d'adaptation aux variations géométriques des terrains extérieurs qui lui permettent d'y répondre efficacement. Outre ces capacités cinématiques d'adaptation, la notion d'autonomie est également liée à la dépendance énergétique de ces systèmes. Or l'actionnement des mobilités internes pour la reconfiguration du véhicule lors de son évolution sur un terrain accidenté nécessite un apport non négligeable d'énergie. Dans cette optique, une commande de gestion de posture cherchant à limiter les phases de reconfigurations du robot a été mise en place. Celle-ci s'attache à modifier l'état postural du système seulement lorsque son intégrité, en l'occurrence sa stabilité, est mise en péril. Une loi de commande originale de gestion de la posture s'appuyant sur une mesure de stabilité dynamique du robot conduit à ce type de comportement grâce à l'utilisation des champs de potentiels. Cette commande des déplacements du robot s'appuie sur l'inversion de son modèle cinématique à partir duquel un découplage des termes de posture et de trajectoire est réalisé assurant simultanément le suivi de chemin et la modification éventuelle de son état postural. La reconfiguration de la posture du robot intervient alors lorsque la mesure de la stabilité atteint une valeur critique déterminée comme telle. Ce principe de commande est validé et montre son intérêt à travers des simulations numériques au cours desquelles le comportement dynamique du robot en évolution sur un terrain naturel quelconque a été modélisé
The research presented in this report deals with the improvement of the autonomous mobile robots locomotion capacities on natural terrains. In this work, an adaptive locomotion system with a redundant wheel-legged hybrid kinematic structure was designed and realized. Indeed, this kind of mechanism has the capacities to adapt itself to uneven grounds. The autonomy of the robot is linked to both its kinematics capacities of adaptation and to its energetic dependence. When the vehicle reconfigurates itself, while moving on an uneven field, a big amount of energy is needed by its internal mobilities. That is why, a posture control aiming at minimizing the number of reconfigurations of the robot has been developed. The goal is to modify the posture of th erobot only when its integrity, i. E. Its stability is jeopardized. The use of a posture control command law based on the potential fields allow to obtain the wanted behaviour of the robot. The command of the movements of the robot relies on the inverse of the differential kinematic model. In this model, the different terms are split, ensuring so both the trajectory and the change of the posture of th erobot. The robot reconfigurates itself when its stability reached a pre-determined value. The principle of this control is validated through numeric simulations representing the dynamic behavoiur of the robot moving on a natural terrain

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Mokrenko, Olesia. "Gestion de l'énergie dans un réseau de capteurs au niveau application." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30199/document.

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Abstract:

L'énergie est une ressource clé dans les réseaux de capteurs sans fil (WSNs), en particulier lorsque les nœuds capteurs sont alimentés par des batteries. Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la réduction de la consommation de l'énergie d'un réseau de capteurs au niveau application construite au-dessus de ce réseau, grâce à des stratégies de contrôle, en temps réel et de façon dynamique. La première stratégie de gestion de l'énergie considérée s'appuie sur le contrôle prédictif (MPC). Le choix de MPC est motivé par les objectifs globaux qui sont de réduire la consommation d'énergie de l'ensemble des nœuds capteurs tout en assurant un service donné, nommé mission, pour le réseau de capteurs. En outre, un ensemble de contraintes sur les variables de contrôle binaires et sur les nœuds capteur doit être rempli. La deuxième stratégie de gestion de l'énergie au niveau de l'application utilise une approche de contrôle hybride (HDS). Ce choix est motivé par la nature inhérente du système WSN qui est par essence hybride, en particulier lorsque l'on s'intéresse à la gestion de l'énergie. La nature hybride vient essentiellement de la combinaison de processus physiques continus tels la charge et décharge des batteries des nœuds; tandis que la partie discrète est liée à la modification des modes de fonctionnement et l'état Inaccessible des nœuds. Les stratégies proposées sont évaluées et comparées en simulation sur des différents scenarios réalistes. Elles ont aussi \'et\'e mises en œuvre sur un banc d'essai réel et les résultats obtenus ont été discutés
Energy is a key resource in Wireless Sensor Networks (WSNs), especially when sensor nodes are powered by batteries. This thesis is investigates how to save energy of the whole WSN, at the application level, thanks to control strategies, in real time and in a dynamic way. The first energy management strategy investigated is based on Model Predictive Control (MPC). The choice of MPC is motivated by the global objectives that are to reduce the energy consumption of the set of sensor nodes while ensuring a given service, named mission, for the sensor network. Moreover, a set of constraints on the binary control variables and on the sensor modes must be fulfilled. The second energy management strategy at the application level is based on a Hybrid Dynamical System (HDS) approach. This choice is motivated by the hybrid inherent nature of the WSN system when energy management is considered. The hybrid nature basically comes from the combination of continuous physical processes, namely, the charge / discharge of the node batteries; while the discrete part is related to the change in the functioning modes and the Unreachable condition of the nodes. The proposed strategies are evaluated and compared in simulation on a realistic test-case. Lastly, they have been implemented on a real test-bench and the results obtained have been discussed

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Fippo, Fitime Louis. "Modélisation hybride, analyse et vérification quantitative des grands réseaux de régulation biologique." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016ECDN0016.

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Abstract:

Les Réseaux de Régulation biologique (RRB) sont couramment utilisés en biologie des systèmes pour modéliser, comprendre et contrôler les dynamiques des différentes fonctions biologiques (différenciation, synthèse protéique, apoptose) au sein des cellules. Ces réseaux sont enrichis des données expérimentales de plus en plus nombreuses et disponibles qui renseignent sur les dynamiques des composants des RRB. L’analyse formelle de tels modèles se heurte rapidement à l’explosion combinatoire des comportements engendrés malgré le fait que les RRB offrent une représentation abstraite des systèmes biologiques. Cette thèse traite de la modélisation hybride, de la simulation, de la vérification formelle et du contrôle des grands Réseaux de Régulation Biologique. Cette modélisation est effectuée grâce aux réseaux d’automates stochastiques, puis aux Frappes de Processus qui en sont une restriction, en intégrant des données de séries temporelles. En premier lieu, cette thèse propose un raffinement des dynamiques par l’estimation des paramètres stochastiques et temporels (délais) à partir des données de séries temporelles et l’intégration de ces paramètres dans les modèles en réseaux d’automates. Cette intégration permet de paramétrer les transitions entre les états du système. Puis, une analyse statistique des traces des simulations stochastiques est proposée afin de comparer les dynamiques des simulations à celles des données expérimentales. En deuxième lieu, cette thèse développe une analyse statique par interprétation abstraite dans les réseaux d’automates permettant des approximations inférieures et supérieures très efficaces des propriétés d’accessibilité d’un point de vue quantitatif (probabilité et délai). Cette analyse permet de faire apparaître des composants critiques pour la satisfaction de ces propriétés. Enfin, tirant avantage des analyses statiques développées pour l’accessibilité dans les réseaux d’automates, et de la puissance de la programmation logique (ASP), cette thèse aborde le domaine du contrôle des systèmes en proposant l’identification des transitions de bifurcation. Les bifurcations sont des transitions après lesquelles le système ne peut plus atteindre un état précédemment accessible
Biological Regulatory Networks (BRNs) are usually used in systems biology for modelling, understanding and controlling the dynamics of different biological functions (differentiation, proliferation, proteins synthesis, apoptose) inside cells. Those networks are enhanced with experimental data that are nowadays more available which give an idea on the dynamics of BRNs components. Formal analysis of such models fails in front of the combinatorial explosion of generated behaviours despite the fact that BRNs provide abstract representation of biological systems. This thesis handles hybrid modelling, the simulation, the formal verification and control of Large Biological Regulatory Networks. This modelling is done thanks to stochastic automata networks, thereafter to Process Hitting by integrating time-series data. Firstly, this thesis proposes a refining of the dynamics by estimation of stochastic and temporal (delay) parameters from time-series data and integration of those parameters in automata networks models. This integration allows the parametrisation of the transitions between the states of the system. Then, a statistical analysis of the traces of the stochastic simulation is proposed to compare the dynamics of simulations with the experimental data. Secondly, this thesis develops static analysis by abstract interpretation in the automata networks allowing efficient under- and over-approximation of quantitative (probability and delay) reachability properties. This analysis enables to highlight the critical components to satisfy these properties. Finally, taking advantage from the previous developed static analyses for the reachability properties in the qualitative point of view, and from the power of logic programming (Answer Set Programming), this thesis addresses the domain of control of system by proposing the identification of bifurcation transitions. Bifurcations are transitions after which the system can no longer reach a state that was previously reachable

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Benali, Khairidine. "Commande d'un système robotisé de type torse humanoïde pour le transport de colis de taille variable." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMLH22.

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Abstract:

Dans les entrepôts logistiques, les moyens robotiques sont de plus en plus fréquemment utilisés pour réduire les temps non productifs, déplacer des charges lourdes, limiter les risques d'erreurs pendant les opérations de préparation de commandes (picking, de/palettisation,...), faire des inventaires (drones,...) et améliorer les conditions de travail des opérateurs humains. Bien que l'homme reste incontournable pour les tâches de préparation de commande à cause de son adresse et de son aptitude à s'adapter à des tâches toujours différentes, l'augmentation de la productivité est souvent synonyme d'augmentation de la pénibilité au travail (troubles musculo-squelettiques,...). Les travaux de recherche présentés dans cette thèse sont une contribution à la robotisation des opérations de dé/palettisation pour des colis de taille variable qui exigent une grande polyvalence du système de préhension. La solution innovante que nous proposons consiste à utiliser un torse humanoïde équipé de deux bras manipulateurs munis de préhenseurs adaptés à la saisie d'objets de taille et de masse différentes. La principale contribution porte sur la conception d'une loi de commande hybride Force/Position-Position avec commutations, estimation du glissement de l'objet, prise en compte de la compliance et correction de la force de serrage pendant la manipulation. Cette solution suppose d'assurer la collaboration entre les deux bras manipulateurs et de s'adapter à l'environnement matériel et humain (cobotique)
In logistics warehouses, automation in the sense of robotization is frequently being employed to cut down production times by efficiently managing the processes of picking heavy loads, place, pack and palletize, while reducing the risks and errors to improve the working conditions of human operators along the way. The flexibility of human is fundamental for order preparation owing to adaptive skills for task variation, but at the same time increasing productivity is complemented with fatigue (musculoskeletal disorders). In this context the research presented in this thesis is a contribution in the robotization of palletization operations requiring exceptional versatility of manipulation and gripping. We have proposed an innovative solution of utilizing a humanoid torso equipped with two manipulator arms with adaptive grippers to grasp and hold the objects of variable size and mass. The main contribution of research is the development of a hybrid Force / Position-Position control law with commutation and estimation of the object surface slip, while taking into account the compliance and correction of the clamping force during handling. The execution of the control involves the collaboration of the two arms for coordinated manipulation and adaptation to the material and the human environment (cobotics)

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Hessami, Mohammad Hessam. "Modélisation multi-échelle et hybride des maladies contagieuses : vers le développement de nouveaux outils de simulation pour contrôler les épidémies." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAS036/document.

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Abstract:

Les études théoriques en épidémiologie utilisent principalement des équations différentielles pour étudier (voire tenter de prévoir) les processus infectieux liés aux maladies contagieuses, souvent sous des hypothèses peu réalistes (ex: des populations spatialement homogènes). Cependant ces modèles ne sont pas bien adaptés pour étudier les processus épidémiologiques à différentes échelles et ils ne sont pas efficaces pour prédire correctement les épidémies. De tels modèles devraient notamment être liés à la structure sociale et spatiale des populations. Dans cette thèse, nous proposons un ensemble de nouveaux modèles dans lesquels différents niveaux de spatialité (par exemple la structure locale de la population, en particulier la dynamique de groupe, la distribution spatiale des individus dans l'environnement, le rôle des personnes résistantes, etc.) sont pris en compte pour expliquer et prédire la façon dont des maladies transmissibles se développent et se répandent à différentes échelles, même à l'échelle de grandes populations. La manière dont les modèles que nous avons développé sont paramétrés leur permet en outre d'être reliés entre eux pour bien décrire en même temps le processus épidémiologique à grande échelle (population d'une grande ville, pays ...) mais avec précision dans des zones de surface limitée (immeubles de bureaux, des écoles). Nous sommes d'abord parvenus à inclure la notion de groupes dans des systèmes d'équations différentielles de modèles SIR (susceptibles, infectés, résistants) par une réécriture des dynamiques de population s'inspirant des réactions enzymatiques avec inhibition non compétitive : les groupes (une forme de complexe) se forment avec des compositions différentes en individus S, I et R, et les individus R se comportent ici comme des inhibiteurs non compétitifs. Nous avons ensuite couplé de tels modèles SIR avec la dynamique globale des groupes simulée par des algorithmes stochastiques dans un espace homogène, ou avec les dynamiques de groupe émergentes obtenues dans des systèmes multi-agents. Comme nos modèles fournissent de l'information bien détaillée à différentes échelles (c'est-à-dire une résolution microscopique en temps, en espace et en population), nous pouvons proposer une analyse de criticité des processus épidémiologiques. Nous pensons en effet que les maladies dans un environnement social et spatial donné présentent des signatures caractéristiques et que de telles mesures pourraient permettre l'identification des facteurs qui modifient leur dynamique.Nous visons ainsi à extraire l'essence des systèmes épidémiologiques réels en utilisant différents modèles mathématique et numériques. Comme nos modèles peuvent prendre en compte les comportements individuels et les dynamiques de population, ils sont en mesure d'utiliser des informations provenant du BigData, collectée par les technologies des réseaux mobiles et sociaux. Un objectif à long terme de ce travail est d'utiliser de tels modèles comme de nouveaux outils pour réduire les épidémies en guidant les rythmes et organisation humaines, par exemple en proposant de nouvelles architectures et en changeant les comportements pour limiter les propagations épidémiques
Theoretical studies in epidemiology mainly use differential equations, often under unrealistic assumptions (e.g. spatially homogeneous populations), to study the development and spreading of contagious diseases. Such models are not, however, well adapted understanding epidemiological processes at different scales, nor are they efficient for correctly predicting epidemics. Yet, such models should be closely related to the social and spatial structure of populations. In the present thesis, we propose a series of new models in which different levels of spatiality (e.g. local structure of population, in particular group dynamics, spatial distribution of individuals in the environment, role of resistant people, etc) are taken into account, to explain and predict how communicable diseases develop and spread at different scales, even at the scale of large populations. Furthermore, the manner in which our models are parametrised allow them to be connected together so as to describe the epidemiological process at a large scale (population of a big town, country ...) and with accuracy in limited areas (office buildings, schools) at the same time.We first succeed in including the notion of groups in SIR (Susceptible, Infected, Recovered) differential equation systems by a rewriting of the SIR dynamics in the form of an enzymatic reaction in which group-complexes of different composition in S, I and R individuals form and where R people behave as non-competitive inhibitors. Then, global group dynamics simulated by stochastic algorithms in a homogeneous space, as well emerging ones obtained in multi-agent systems, are coupled to such SIR epidemic models. As our group-based models provide fine-grain information (i.e. microscopical resolution of time, space and population) we propose an analysis of criticality of epidemiological processes. We think that diseases in a given social and spatial environment present characteristic signatures and that such measurements could allow the identification of the factors that modify their dynamics.We aim here to extract the essence of real epidemiological systems by using various methods based on different computer-oriented approaches. As our models can take into account individual behaviours and group dynamics, they are able to use big-data information yielded from smart-phone technologies and social networks. As a long term objective derived from the present work, one can expect good predictions in the development of epidemics, but also a tool to reduce epidemics by guiding new environmental architectures and by changing human health-related behaviours

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Colin, Guillaume. "Optimisation du contrôle de la chaîne de traction des véhicules automobiles." Habilitation à diriger des recherches, Université d'Orléans, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00917564.

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Abstract:

L'automobile est pour l'automaticien une source presque inépuisable de problèmes complexes à résoudre. En effet, la chaîne de traction est un système complexe, multivariable, non linéaire, rapide, avec saturations d'actionneurs. En outre, de nombreuses grandeurs physiques importantes ne sont pas mesurées et des observateurs/estimateurs doivent être mis en place. Enfin, le temps de calcul est limité, et, les objectifs du contrôle (consommation, pollution, performance) sont souvent concurrents, nécessitant un compromis. Ce mémoire synthétise mes dix années de recherche sur l'optimisation du contrôle de la chaîne de traction des véhicules automobiles selon trois thèmes : stratégie globale optimale, commande dynamique robuste ou prédictive et observateurs. Le dénominateur commun à l'ensemble des travaux est la prise en compte des non linéarités et spécificités du procédé par la recherche de modèles de connaissance simplifiés permettant des commandes et observateurs implantables en temps réel. Les contributions portent sur : la réduction de la complexité des stratégies optimales par des approches génériques à sous optimalité minimale et par l'utilisation de prédictions ; une méthodologie quasi-systématique de conception et de réalisation d'une loi de commande robuste ou prédictive à partir du cahier des charges pour des systèmes non-linéaires multivariables carrés ou non ; une estimation d'états non mesurés par des observateurs permettant un réglage de haut niveau entre confiance dans la mesure et fiabilité du modèle ; une validation expérimentale dans le secteur automobile des méthodes proposées, et ce dans le but de minimiser la consommation de carburant, les émissions polluantes et les gaz à effet de serre. Mon projet de recherche, qui suit la logique entreprise jusqu'à présent en alliant automatique et énergétique, se concentre sur la commande prédictive et robuste, sur les stratégies globales multi-critères et multi-variables, et sur des observateurs génériques avec des applications dans le domaine de l'automobile et de l'énergie.

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Zimmermann, Emmanuel. "Modèles d’optimisation et d’évaluation de système de pilotage intelligent en contexte de flux fortement perturbés par les reprises : application au cas de la société Acta-Mobilier." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0098/document.

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Abstract:

Cette thèse CIFRE issue d’une collaboration entre Acta-Mobilier, fabricant de façades laquées haut de gamme et le CRAN. Cette thèse, s’inscrivant dans la continuité de celle de Mélanie Noyel, a pour objectif la réalisation d’une architecture de pilotage hybride s’appuyant sur le contrôle par le produit. Nous avons choisi de nous inspirer d’un méta-modèle développé au sein de l’équipe du CRAN. Cette architecture repose sur un modèle VSM, ou chaque niveau est susceptible de prendre des décisions à son échelle. Le plus haut niveau supervise les décisions tactiques (par exemple, le plan directeur de production), le plus bas niveau d’intelligence est distribué entre les produits dotés de moyen de communication et d’analyse (leur intelligence est attribuée à la réactivité du système car se trouvant au plus proche du besoin). En niveaux intermédiaires, nous trouvons d’une part des optimisateurs centralisés pour superviser les sous-ateliers de la chaîne de production, de manière à atteindre les objectifs de consommation, de temps de réglages ou de productivité des sous-ateliers qu’ils supervisent. D’une autre part, des optimisateurs pour des postes de travail spécifique faisant intervenir directement les produits et les informations qu’ils possèdent dans la prise de décision. Un optimisateur de chacune des deux catégories en accord avec les besoins définis par l’étude du flux de production de l’entreprise ont été réalisés. Un optimisateur centralisé a été réalisé pour l’atelier usinage dans lequel les opérations relatives au débit et au façonnage des formes des produits sont effectuées. Il est construit pour réaliser des regroupements en lots de fabrication et à les ordonnancer pour obtenir un compromis entre minimisation des consommations matières, des temps de réglage des machines et la minimisation du WIP. Le séquencement doit garantir que les regroupements, lors de leur division permettent de reformer rapidement les commandes clients. Cette contrainte est nécessaire, avant passage à la phase d’application de la finition. Il met en œuvre un algorithme génétique solutionnant un problème d’ordonnancement multicritères. Pour valider notre choix d’une méta-heuristique comme méthode de résolution du problème, nous avons tenté de le résoudre par une méthode de mathématique analytique et les résultats obtenus ont confirmé que notre décision était raisonnable. Cette optimisation a été testée sur plateforme de test et a fourni des résultats encourageants. Une implémentation faite dans l’entreprise, est utilisé chaque semaine pour une planification spécifique. Un optimisateur de la seconde catégorie a été étudié pour gérer le cas du robot de laquage, celui-ci doit fournir deux postes clients ayant leurs propres familles de produits mais devant être expédiées aux mêmes dates. En outre, les points faibles de ce poste, à savoir la consommation importante de laque à chaque changement de couleur et la longue durée d’attente avant de pouvoir visualiser les produits et savoir si un défaut qualité est apparu, impliquant de devoir refaire un cycle complet de laquage. L’optimisateur utilise un modèle de prédiction de non qualité afin d’évaluer les risques relatifs au passage du prochain lot à produire et si celui-ci est jugé trop élevé, un processus est déclenché choisissant parmi les lots présents en file d’attente, le plus adapté en considérant plusieurs facteurs. Cet optimisateur de poste de travail recueille des informations de la machine, des produits et des files d’attentes des postes en aval afin d’empêcher l’apparition d’un problème. Il a été implémenté sur un modèle de simulation. La question de la synchronisation des différents optimisateurs a été amorcée. En effet, le plan de production généré par le système d’information donne une plage de passage acceptable pour les lots dans chaque atelier et les optimisateurs se doivent de la respecter. Ces travaux aideront l’entreprise à franchir sa transition vers l’ère de l’industrie 4.0
This CIFRE thesis comes from a collaboration between Acta-Mobilier, manufacturer of high-end lacquered facades and CRAN. This thesis, which is a continuation of that of Mélanie Noyel, aims to achieve a hybrid control architecture based on control by the product. We chose to take inspiration from a meta-model developed within the CRAN team. This architecture is based on a VSM model, where each level is likely to make decisions on its own scale. The highest level oversees tactical decisions (for example, the production master plan), the lowest level of intelligence is distributed between the products endowed with means of communication and analysis (their intelligence is attributed to the responsiveness of the system because being closer to the need). In intermediate levels, we find on the one hand centralized optimizers to supervise the sub-workshops of the production chain, in order to reach the objectives of consumption, time of adjustments or productivity of the sub-workshops that they supervise. On the other hand, optimizers for specific workstations directly involving the products and information they possess in decision-making. An optimizer of each of the two categories in accordance with the needs defined by the study of the workflow of the company have been realized. A centralized optimizer has been realized for the machining workshop in which the operations relating to the flow and shaping of the shapes of the products are carried out. It is built to make groupings in manufacturing batches and to schedule them to achieve a compromise between minimizing material consumption, machine setting times and minimizing WIP. Sequencing must ensure that clusters, when they are split, enable rapid customer order reform. This constraint is necessary before going to the application phase of the finish. It implements a genetic algorithm solving a multicriteria scheduling problem. To validate our choice of a meta-heuristic as a method of solving the problem, we tried to solve it by an analytical mathematical method and the results obtained confirmed that our decision was reasonable. This optimization was tested on a test platform and provided encouraging results. An implementation made in the company, is used every week for a specific planning. An optimizer of the second category has been studied to manage the case of the lacquer robot, it must provide two client stations having their own families of products but to be shipped on the same dates. In addition, the weak points of this post, namely the significant consumption of lacquer with each change of color and the long waiting time before being able to visualize the products and to know if a defect quality appeared, involving having to redo a cycle complete lacquering. The optimizer uses a non-quality prediction model to evaluate the risks associated with the passage of the next batch to be produced and if it is deemed too high, a process is triggered choosing among the lots present in the queue, the most suitable by considering several factors. This workstation optimizer gathers machine information, products, and queues from downstream workstations to prevent a problem from occurring. It has been implemented on a simulation model. The issue of synchronization of different optimizers has been initiated. Indeed, the production plan generated by the information system gives an acceptable range of passage for the batches in each workshop and the optimizers must respect it. This work will help the company make the transition to the Industry 4.0 era

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Dissertations / Theses on the topic 'Système de Contrôle Hybride'

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