Tesi: "Commande sous contrainte"

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

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Abstract (sommario):

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

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Pfeiffer, Laurent. "Analyse de sensibilité pour des problèmes de commande optimale. Commande optimale stochastique sous contrainte en probabilité". Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00881119.

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Abstract (sommario):

Cette thèse est divisée en deux parties. Dans la première partie, nous étudions des problèmes de contrôle optimal déterministes avec contraintes et nous nous intéressons à des questions d'analyse de sensibilité. Le point de vue que nous adoptons est celui de l'optimisation abstraite; les conditions d'optimalité nécessaires et suffisantes du second ordre jouent alors un rôle crucial et sont également étudiées en tant que telles. Dans cette thèse, nous nous intéressons à des solutions fortes. De façon générale, nous employons ce terme générique pour désigner des contrôles localement optimaux pour la norme L1. En renforçant la notion d'optimalité locale utilisée, nous nous attendons à obtenir des résultats plus forts. Deux outils sont utilisés de façon essentielle : une technique de relaxation, qui consiste à utiliser plusieurs contrôles simultanément, ainsi qu'un principe de décomposition, qui est un développement de Taylor au second ordre particulier du lagrangien. Les chapitres 2 et 3 portent sur les conditions d'optimalité nécessaires et suffisantes du second ordre pour des solutions fortes de problèmes avec contraintes pures, mixtes et sur l'état final. Dans le chapitre 4, nous réalisons une analyse de sensibilité pour des problèmes relaxés avec des contraintes sur l'état final. Dans le chapitre 5, nous réalisons une analyse de sensibilité pour un problème de production d'énergie nucléaire. Dans la deuxième partie, nous étudions des problèmes de contrôle optimal stochastique sous contrainte en probabilité. Nous étudions une approche par programmation dynamique, dans laquelle le niveau de probabilité est vu comme une variable d'état supplémentaire. Dans ce cadre, nous montrons que la sensibilité de la fonction valeur par rapport au niveau de probabilité est constante le long des trajectoires optimales. Cette analyse nous permet de développer des méthodes numériques pour des problèmes en temps continu. Ces résultats sont présentés dans le chapitre 6, dans lequel nous étudions également une application à la gestion actif-passif.

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Nguyen, Minh Tri. "Commande adaptative multivariable avec contraintes". Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0100.

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Abstract (sommario):

On aborde la commande predictive avec contraintes, basee sur la minimisation d'un critere quadratique a horizon fini fuyant, et la commande predictive sous contraintes avec placement de poles asymptotiques. Test du comportement de la commande predictive avec une enceinte climatique multivariable

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Jabbari, Imed. "Commandes non linéaires sous contraintes pour les Robots Parallèles à Câbles". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0186.

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Abstract (sommario):

Cette étude porte sur la commande des systèmes non linéaires sous contraintes pour les robots parallèles à câbles. Ces derniers ont connu un intérêt croissant au cours des vingt dernières années. En effet, les robots à câbles présentent plusieurs avantages par rapport aux robots rigides, à savoir un très grand espace de travail, le déplacement de lourdes charges avec une vitesse et une précision élevée, une faible inertie, une reconfiguration simple et rapide, et enfin un coût de fabrication faible. Les applications sont nombreuses : dans le domaine médical, en biologie, pour étudier le comportement des insectes en vol libre, dans les activités portuaires pour déplacer des conteneurs ou pour la construction de bâtiments. Ce type de système représente un intérêt majeur dans l'analyse et la synthèse des systèmes dynamiques. En effet les robots à câbles, par leur modélisation, représentent une large classe de systèmes éléctro-mécaniques non linéaires avec comme difficulté supplémentaire la résolution d'une contrainte algébrique sur les tensions des câbles. Il est utile de souligner que la commande des robots (à extrémité libre) a été largement traitée/résolue par des approches classiques utilisant des solutions élégantes, la commande des robots à câbles reste un problème difficile à résoudre compte tenu de cette contrainte. Il existe peu de résultats, souvent locaux et heuristiques avec des hypothèses simplificatrices, mais loin d'être une solution satisfaisante. Il est utile de rappeler que la particularité majeure des robots à câbles est que les chaînes cinématiques ne sont pas des segments rigides, mais composés de câbles flexibles. Ces derniers sont attachés, par une extrémité, à la base mobile (ou organe terminal dans le langage industriel) et, par l'autre extrémité, à un actionneur/moteur électrique. Cette particularité introduit une contrainte forte, contrairement aux robots série à extrémité libre, sur les tensions des câbles qui doivent appartenir à une fourchette donnée et positive dans le but d'éviter des cassures ou la formation de ventre. Par conséquent, les enjeux liés au contrôle des robots parallèles à câbles sont non seulement d'amener le robot d'un point à un autre, poursuivre une trajectoire, mais également de satisfaire ces contraintes. Dans cette thèse, on répond à cette problématique par la proposition de lois de commandes simples et efficaces selon deux approches différentes : La première consiste à développer une loi de commande avec convergence en temps fini utilisant la méthode « mode glissant » pour un robot à huit moteurs (déplacement en 3D). Très peu de paramètres sont nécessaires à la mise en œuvre de cette technique, qui nécessite tout de même un algorithme d'optimisation. Les simulations numériques sont prometteuses et donnent des résultats très satisfaisants. La deuxième approche est tout à fait différente et originale, après quelques transformations astucieuses, on écrit la dynamique de l'erreur sous une forme bilinéaire ensuite on a établi une loi de commande temps variant sous des contraintes de saturation. Par l'utilisation d'une fonction de Lyapunov également temps variant, on démontre la convergence exponentielle de l'erreur de poursuite. Ce résultat a été appliqué avec succès aux robots à quatre moteurs (2D) puis à huit moteurs (3D). Il est important de souligner que cette approche, contrairement à la littérature, s'affranchie de l'utilisation des algorithmes d'optimisation qui peuvent parfois poser des problèmes de convergence. Enfin il est utile de souligner que ces résultats ont été validés à travers plusieurs simulations numériques
This study concerns the control of nonlinear systems under constraints for parallel robots with cables. These have grown in popularity over the past twenty years. Indeed, cable robots have several advantages over rigid robots, namely a very large workspace, moving heavy loads with high speed and precision, low inertia, simple and fast reconfiguration, and finally low manufacturing cost. The applications are numerous: in the medical field, in biology, to study the behavior of insects in free flight, in port activities to move containers or for the construction of buildings.This type of system represents a major interest in the analysis and synthesis of dynamical systems. Indeed, cable robots, through their modeling, represent a large class of nonlinear electromechanical systems with the additional difficulty of solving an algebraic constraint on cable tensions. It is worth pointing out that the control of (free-end) robots has been largely addressed/solved by classical approaches using elegant solutions, the control of cable robots remains a difficult problem to solve given this constraint. There are few results, often local and heuristic with simplifying assumptions, but far from being a satisfactory solution.It is useful to remember that the main feature of cable robots is that the kinematic chains are not rigid segments, but made up of flexible cables. The latter are attached, at one end, to the mobile base (or terminal device in industrial parlance) and, at the other end, to an electric actuator/motor. This particularity introduces a strong constraint, unlike series robots with free ends, on the tensions of the cables which must belong to a given and positive range in order to avoid breaks or the formation of belly. Therefore, the issues related to the control of parallel robots with cables are not only to bring the robot from one point to another, to follow a trajectory, but also to satisfy these constraints.In this thesis, we answer this problem by proposing simple and effective control laws according to two different approaches:The first consists in developing a control law with convergence in finite time using the “sliding mode” method for a robot with eight motors (moving in 3D). Very few parameters are required to implement this technique, which still requires an optimization algorithm. Numerical simulations are promising and give very satisfactory results.The second approach is quite different and original, after some clever transformations, we write the dynamics of the error in a bilinear form then we establish a time control law varying under saturation constraints. By using a time-varying Lyapunov function, we demonstrate the exponential convergence of the tracking error. This result has been successfully applied to robots with four motors (2D) and then with eight motors (3D). It is important to emphasize that this approach, contrary to the literature, is freed from the use of optimization algorithms which can sometimes pose convergence problems.Finally, it is useful to emphasize that these results have been validated through several numerical simulations

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Malisani, Paul. "Pilotage dynamique de l'énergie du bâtiment par commande optimale sous contraintes utilisant la pénalisation intérieure". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00740044.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse, une méthode de résolution de problèmes de commande optimale non linéaires sous contraintes d'état et de commande. Cette méthode repose sur l'adaptation des méthodes de points intérieurs, utilisées en optimisation de dimension finie, à la commande optimale. Un choix constructif de fonctions de pénalisation intérieure est fourni dans cette thèse. On montre que ce choix permet d'approcher la solution d'un problème de commande optimale sous contraintes en résolvant une suite de problèmes de commande optimale sans contraintes dont les solutions sont simplement caractérisées par les conditions de stationnarité du calcul des variations.Deux études dans le domaine de la gestion de l'énergie dans les bâtiments sont ensuite conduites. La première consiste à quantifier la durée maximale d'effacement quotidien du chauffage permettant de maintenir la température intérieure dans une certaine bande de confort, et ce pour différents types de bâtiments classés de mal à bien isolés. La seconde étude se concentre sur les bâtiments BBC et consiste à quantifier la capacité de ces bâtiments à réaliser des effacements électriques complets du chauffage de 6h00 à 22h00 tout en maintenant, là encore, la température intérieure dans une bande de confort. Cette étude est réalisée sur l'ensemble de la saison de chauffe.

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Leishman, Frédéric. "Conception de fonctionnalités d'assistance robotisée à la mobilité sous contrainte d'acceptabilité et d'adaptabilité". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0039.

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Abstract (sommario):

Les fauteuils roulants « intelligents » dotés de facultés de navigation autonomes visent à soulager les personnes handicapés moteurs ayant des difficultés à conduire un fauteuil électrique standard. Depuis les années 80, de nombreuses études ont été menées pour réaliser de tels prototypes mais très peu ont abouti à de réels progrès pour les utilisateurs et ce uniquement pour des fonctionnalités simples. Cela peut s'expliquer par plusieurs facteurs, notamment la sous-estimation des contraintes d'acceptabilité et d'adaptabilité. Dans ce contexte, notre objectif est de concevoir une assistance à la conduite sous respect de ces contraintes. Pour cela, nous réalisons un système léger, composé de trois capteurs laser, d'une caméra et d'un micro-ordinateur. Il est susceptible de s'adapter sur tout type de fauteuil électrique et nous a permis de développer les fonctionnalités de franchissement de passage étroit et de suivi de mur ainsi qu'une interface humain-machine ergonomique. Celle-ci est établie par une commande « déictique » qui consiste à fournir un aperçu de l'environnement sur lequel l'utilisateur désigne la tâche autonome choisie par son lieu d'application, le fauteuil réalisant automatiquement l'action correspondante. Tout contact sur le joystick rend immédiatement le contrôle du fauteuil à l'utilisateur afin qu'il ne se sente pas prisonnier de l'assistance, ainsi le pilotage se compose d'une alternance de commandes manuelles et d'indications sur l'interface. Ensuite, l'évaluation de notre assistance à la conduite s'est déroulée en trois étapes. La première, qualitative, a consisté à présenter et à faire essayer le système à des utilisateurs potentiels. Dans un second temps nous avons comparé quantitativement les performances de la conduite assistée avec celles d'une conduite manuelle sur un panel de sujets valides (temps de parcours, nombre d'actions réalisées, indice de confort...). La troisième étape a consisté à évaluer la charge cognitive des utilisateurs dans les deux modes de conduite en mesurant la charge attentionnelle et la capacité décisionnelle à partir d'une méthode de douche tâche
The Smart Wheelchairs, that are equipped for autonomous navigation functionalities, aim to relieve people with disabilities who have difficulty to drive a standard electric wheelchair. Since the 80s, many studies have been conducted to design such prototypes but very few have led to real progress for users and only for simple functionalities. This can be explained by several factors, including the underestimation of the constraints of acceptability and adaptability. In this context, our goal is to provide a driving assistance in respect of these constraints. For this, we design a lightweight system, consisting of three laser sensors, a camera and a computer. It is adaptable to any type of electric wheelchair and allowed us to develop the functionalities of passing through of the narrow passages and wall following, as well as an ergonomic human-machine interface. This latter is established by a deictic command which consists in to provide an overview of the environment where the user indicates the chosen autonomous task by his application location, and then the wheelchair performs the corresponding action automatically. Moreover, all contact with the joystick gives back the control to the user so that he does not feel a prisoner of assistance; well the driving is composed of alternating manual controls and indications on the interface. Finally, the evaluation of our assistance in the conduct took place in three stages. The first, qualitative, is to present and to do try the system to potential users. In a second step, we compare quantitatively the performance of the assistance driving with those of a manual driving on a panel of valid persons (travel time, number of actions, discomfort index?). The third step is to assess the cognitive load of users in both driving modes by measuring the attentional load and decision-making capacity from a dual task method

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Leishman, Frédéric. "Conception de fonctionnalités d'assistance robotisée à la mobilité sous contrainte d'acceptabilité et d'adaptabilité". Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0039/document.

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Abstract (sommario):

Les fauteuils roulants « intelligents » dotés de facultés de navigation autonomes visent à soulager les personnes handicapés moteurs ayant des difficultés à conduire un fauteuil électrique standard. Depuis les années 80, de nombreuses études ont été menées pour réaliser de tels prototypes mais très peu ont abouti à de réels progrès pour les utilisateurs et ce uniquement pour des fonctionnalités simples. Cela peut s'expliquer par plusieurs facteurs, notamment la sous-estimation des contraintes d'acceptabilité et d'adaptabilité. Dans ce contexte, notre objectif est de concevoir une assistance à la conduite sous respect de ces contraintes. Pour cela, nous réalisons un système léger, composé de trois capteurs laser, d'une caméra et d'un micro-ordinateur. Il est susceptible de s'adapter sur tout type de fauteuil électrique et nous a permis de développer les fonctionnalités de franchissement de passage étroit et de suivi de mur ainsi qu'une interface humain-machine ergonomique. Celle-ci est établie par une commande « déictique » qui consiste à fournir un aperçu de l'environnement sur lequel l'utilisateur désigne la tâche autonome choisie par son lieu d'application, le fauteuil réalisant automatiquement l'action correspondante. Tout contact sur le joystick rend immédiatement le contrôle du fauteuil à l'utilisateur afin qu'il ne se sente pas prisonnier de l'assistance, ainsi le pilotage se compose d'une alternance de commandes manuelles et d'indications sur l'interface. Ensuite, l'évaluation de notre assistance à la conduite s'est déroulée en trois étapes. La première, qualitative, a consisté à présenter et à faire essayer le système à des utilisateurs potentiels. Dans un second temps nous avons comparé quantitativement les performances de la conduite assistée avec celles d'une conduite manuelle sur un panel de sujets valides (temps de parcours, nombre d'actions réalisées, indice de confort...). La troisième étape a consisté à évaluer la charge cognitive des utilisateurs dans les deux modes de conduite en mesurant la charge attentionnelle et la capacité décisionnelle à partir d'une méthode de douche tâche
The Smart Wheelchairs, that are equipped for autonomous navigation functionalities, aim to relieve people with disabilities who have difficulty to drive a standard electric wheelchair. Since the 80s, many studies have been conducted to design such prototypes but very few have led to real progress for users and only for simple functionalities. This can be explained by several factors, including the underestimation of the constraints of acceptability and adaptability. In this context, our goal is to provide a driving assistance in respect of these constraints. For this, we design a lightweight system, consisting of three laser sensors, a camera and a computer. It is adaptable to any type of electric wheelchair and allowed us to develop the functionalities of passing through of the narrow passages and wall following, as well as an ergonomic human-machine interface. This latter is established by a deictic command which consists in to provide an overview of the environment where the user indicates the chosen autonomous task by his application location, and then the wheelchair performs the corresponding action automatically. Moreover, all contact with the joystick gives back the control to the user so that he does not feel a prisoner of assistance; well the driving is composed of alternating manual controls and indications on the interface. Finally, the evaluation of our assistance in the conduct took place in three stages. The first, qualitative, is to present and to do try the system to potential users. In a second step, we compare quantitatively the performance of the assistance driving with those of a manual driving on a panel of valid persons (travel time, number of actions, discomfort index?). The third step is to assess the cognitive load of users in both driving modes by measuring the attentional load and decision-making capacity from a dual task method

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Trabuco, D´orea Carlos Eduardo. "Sur l'(A, B)-invariance de polyèdres convexes ; application à la commande sous contraintes et au problème l1". Toulouse 3, 1997. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010088.

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Abstract (sommario):

Ce travail porte sur l'étude de la propriété d'(A,B)-invariance de polyèdres convexes et son application à la commande sous contraintes et au problème l1. D'abord, nous proposons une caractérisation explicite de l'(A,B)-invariance de polyèdres convexes pour des systèmes en temps discret. Cette caractérisation se traduit par des conditions nécessaires et suffisantes sous la forme de relations matricielles linéaires, et présente deux avantages majeurs vis-à-vis de celles rencontrées dans la littérature : elle s'applique à tous les polyèdres convexes et elle ne nécessite pas le calcul de sommets. Ces avantages se font sentir notamment dans le calcul du domaine (a,b)-invariant supremal inclus dans un polyèdre donne, pour lequel nous proposons une méthode numérique. Le problème de calculer une loi de commande rendant positivement invariant en boucle fermée un polyèdre (a,b)-invariant est également traite. Les relations d'(A,B)-invariance sont alors généralisées à des systèmes soumis à des contraintes linéaires sur la commande et à des systèmes soumis à des perturbations additives bornées. Puis, les résultats obtenus en temps discret sont étendus aux systèmes en temps continu. Ensuite, le problème d'atténuation de perturbations additives persistantes, connu dans la littérature comme problème l1, est étudié. Les domaines (A,B)-invariants intérieurement stabilisables sont d'abord caractérises. Puis, nous proposons une approche décomposée pour le calcul du domaine intérieurement stabilisable supremal inclus dans le polyèdre défini par les contraintes de performance l1. Un niveau de performance donne est atteignable si et seulement si ce domaine supremal n'est pas vide. Cette approche géométrique permet notamment de déterminer directement la solution du problème l1 pour une classe importante de systèmes. Enfin, nous étendons l'étude de l'(A,B)-invariance de polyèdres à des systèmes dont le modèle est soumis à des incertitudes du type structure.

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Nahayo, Fulgence. "Modèle mathématique d’optimisation non-linéaire du bruit des avions commerciaux en approche sous contrainte énergétique". Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10080/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse traite le développement d'un modèle mathématique d'optimisation acoustique des trajectoires de vol de deux avions commerciaux en approche sous contrainte énergétique, aérodynamique et opérationnelle. C'est un modèle analytique de contrôle optimal non-linéaire et non-convexe régi par un système d'équations différentielles ordinaires issues de la dynamique de vol et des contraintes associées. Notre contribution porte sur la modélisation mathématique des équations, l'optimisation et la programmation algorithmique d'un modèle d'optimisation non-linéaire du bruit de deux avions en approche simultanée. Les points abordés sont le développement mathématique du modèle 3D «exact» de leur dynamique de vol, la modélisation mathématique de la commande optimale de ce système dynamique, l'introduction de la consommation du carburant par les avions comme une équation différentielle avec une fonction consommation spécifique variable en fonction de l'évolution de leur dynamique, la modélisation mathématique instantanée de la fonction objectif représentant le bruit global des deux avions en approche. Sa résolution porte sur la méthode directe de programmation séquentielle quadratique avec régions de confiance sous AMPL et KNITRO. Une méthode indirecte a été appliquée sous le principe de maximum de Pontryagin suivie d’une discrétisation de type Runge-Kutta partition-née symplectique d'ordre 4 afin de démontrer la commutation entre l'approche directe et l'approche indirecte. Les résultats obtenus confirment des trajectoires optimales en descente continue, réduisant le bruit au sol ainsi que la consommation de kérosène de deux avions
This thesis develops an mathematical non-linear optimization model of flight paths of two aircraft in approach minimizing the perceived noise on the ground while energetic constraint is considered. This is an analytical model of non-linear and non-convex optimal control governed by a system of ordinary differential equations resulting from the dynamics of flight and with their associated constraints. Our contribution focuses on the mathematical modeling equations, optimization and algorithmic programming of an acoustic non-linear optimization model of two aircraft simultaneously on approach. The addressed issues are the mathematical development of the «correct» 3D model, their flight dynamics, the mathematical modeling of the optimal control of dynamic system, the consideration of fuel consumption by aircraft as a differential equation with a consumption function specific variable depending on the evolution of their dynamics, the mathematical modeling of the instantaneous objective function representing the overall noise of the two approaching aircraft. Resolution deals with the direct method of sequential quadratic programming with confidence regions while AMPL programming language and KNITRO are considered. An indirect method was applied under the Pontryagin maximum principle, followed by a Runge-Kutta symplectic partitioned discretization to demonstrate the commutation between the direct approach and indirect approach. The expected results confirm optimal trajectories reducing ground noise and fuel consumption of two aircraft

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Derbel, Nabil. "Sur l'utilisation de la programmation dynamique différentielle pour la commande optimale de systèmes complexes". Toulouse, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAT0036.

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Abstract (sommario):

Presentation de problemes avec contraintes et utilisation de la programmation dynamique differentielle pour la definition des lois de commande avec retour de sortie et pour la decomposition des systemes de grande taille

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Balloul, Iyad. "Commande robuste des systemes non linéaires". Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0001.

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Abstract (sommario):

Cette these concerne la robustesse des systemes non lineaires. Elle propose deux methodes de synthese de loi de commande robuste et une methode d'analyse de la robustesse. Elle comporte trois parties : la premiere presente une nouvelle formulation du probleme d'attenuation des perturbations. La loi de commande est caracterisee par la solution d'une equation de type hamilton-jacobi-issacs avec contraintes finales d'inegalite. La methodologie proposee utilise les techniques d'horizon glissant. Elle aboutit a une loi de stabilisation robuste par retour d'etat dynamique discontinu. Afin de valider cette methode, une approche numerique pour resoudre l'equation de hji est developpee conformement a la theorie proposee. Les idees intuitives ainsi que l'efficacite du calcul numerique associe sont illustrees par un exemple de pendule inverse simple et un exemple de satellite en mode defaillant. La deuxieme partie propose un algorithme de resolution du probleme d'optimisation min-max. L'algorithme est mis en boucle fermee dans un schema a horizon glissant. Les systemes consideres ne sont pas necessairement affines. Les contraintes sur la commande peuvent etre prises en compte, meme si ces contraintes dependent de l'etat. L'approche peut traiter les incertitudes parametriques et les perturbations non stationnaires. Dans le domaine des procedes batch la methode aboutit a des resultats tres interessants. Quant au domaine de la machine asynchrone, les resultats obtenus, bien qu'ils soient preliminaires, montrent l'apport inedit de cette methode, surtout en ce qui concerne les questions primordiales de la robustesse et du rejet d'harmoniques. La troisieme partie illustre l'application de la theorie du gap metrique a l'analyse de la robustesse des systemes dynamiques. Le contexte de la commande$$H-ISINFTY$$EST CONSIDERE COMME EXEMPLE. L'ETUDE N'ABOUTIT PAS A UNE NOUVELLE CONCLUSION CONCERNANT LA COMMANDE$$H-ISINFTY$$, ELLE MONTRE, NEANMOINS, LE NOUVEL OUTIL D'ANALYSE DE LA ROBUSTESSE.

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Simon, Antoine. "Optimisation énergétique de chaînes de traction hybrides essence et Diesel sous contrainte de polluants : Étude et validation expérimentale". Thesis, Orléans, 2018. http://www.theses.fr/2018ORLE2010.

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Abstract (sommario):

L’hybridation électrique de la chaîne de traction automobile est l’une des solutions adoptées pour respecter les règlementations futures sur ses émissions. La stratégie de supervision de la chaîne de traction hybride répartit la puissance produite par le moteur à combustion interne et la machine électrique. Elle répond habituellement à un problème d’optimisation où l’objectif est de réduire la consommation de carburant mais nécessite à présent d’y ajouter les émissions polluantes. La chaîne de dépollution, placée à l’échappement du moteur, permet de diminuer la quantité de polluants émise dans l’atmosphère. Cependant, elle n’est efficace qu’à partir d’un seuil de température, et dépend de la chaleur apportée par les gaz d’échappement du moteur thermique. La première partie de ce travail est donc consacrée à la modélisation de la consommation énergétique et des émissions polluantes de la chaine de traction hybride. La modélisation de l’efficacité de la chaîne de dépollution est réalisée selon deux contextes. Le modèle zéro-dimensionnel est adapté aux contraintes de calcul de la commande optimale. Le modèle unidimensionnel associé à un estimateur d’état permet d’être embarqué et calculé en temps réel. À partir de ces travaux, la seconde partie de cette thèse déduit des stratégies de supervision à l’aide de la théorie de la commande optimale. Dans un premier cas, le principe de Bellman permet de calculer la commande optimale d’un véhicule hybride Diesel selon des critères de supervision ayant plus ou moins connaissance de l’efficacité de la chaîne de dépollution des émissions de NOX. Dans un second cas, une stratégie issue du Principe du Minimum de Pontryagin, embarquée sur un véhicule hybride essence, fonctionnant en temps réel et calibrée selon deux paramètres est proposée. L’ensemble de ces travaux est validé expérimentalement au banc moteur et montre une réduction significative des émissions polluantes pour une faible pénalité de carburant
Powertrain hybridization is a solution that has been adopted in order to conform to future standards for emissions regulations. The supervisory strategy of the hybrid powertrain divides the power emitted between the internal combustion engine and the electric machine. In past studies, this strategy has typically responded to an optimization problem with the objective of reducing consumption. However, in addition to this, it is now necessary to take pollutant emissions into account as well. The after-treatment system, placed in the exhaust of the engine, is able to reduce pollutants emitted into the atmosphere. It is efficient from a certain temperature threshold, and the temperature of the system is dependent on the heat brought by the exhaust gas of the engine. The first part of this dissertation is aimed at modelling the energy consumption and pollutant emissions of the hybrid powertrain. The efficiency model of the after-treatment system is adapted for use in two different contexts. The zero-dimensional model conforms to the constraints of the optimal control calculation. The one-dimensional model associated with a state estimator can be embedded in a vehicle and calculated in real time. From this work, the second part of this dissertation deduces supervisory strategies from the optimal control theory. On the one hand, Bellman’s principle is used to calculate the optimal control of a Diesel hybrid vehicle using different supervisory criteria, each having more or less information about the after-treatment system efficiency over NOX emissions. On the other hand, a strategy from Pontryagin’s minimum principle, embedded in a gasoline hybrid vehicle, running in real time and calibrated with two parameters, is proposed. The whole of this work is validated experimentally on an engine test bed and shows a significant reduction in pollutant emissions for a slight fuel consumption penalty

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Vu, Duc Tan. "Commande tolérante aux défauts des entraînements de machines synchrones à aimants permanents polyphasées non-sinusoïdales sous contraintes de courant et de tension pour les applications automobiles". Electronic Thesis or Diss., Paris, HESAM, 2020. http://www.theses.fr/2020HESAE040.

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Abstract (sommario):

Les entraînements électriques pour les véhicules électrifiés doivent répondre à certaines exigences spécifiques des marchés automobiles, tels qu'un rendement élevé, des densités volumiques élevées de puissance et de couple, un coût faible avec une protection contre les risques électriques, une fiabilité fonctionnelle élevée et une qualité de couple élevée. Dans ce contexte, les entraînements de machines synchrones à aimants permanents (PMSM) polyphasées sont devenus des candidats appropriés pour répondre aux exigences citées ci-dessus. L’objectif principal de cette thèse de doctorat vise à proposer et affiner des stratégies de commandes tolérantes aux défauts pour les entraînements de machines PMSM polyphasées non-sinusoïdales qui requièrent moins de contraintes lors de leur conception. Par ailleurs, les contraintes de courant et de tension définies par l’onduleur et la machine sont prises en compte pour optimiser en régime non-sinusoïdal le contrôle de la machine sans dépasser leurs limites admissibles. Cela permet idéalement un dimensionnement au plus juste et cela tout particulièrement dans la zone de défluxage. Les stratégies proposées de commandes tolérantes aux défauts, basées sur le modèle mathématique des entraînements polyphasés, enrichissent le domaine de contrôle des entraînements polyphasés en offrant de diverses options de contrôle. Le choix de l'une des options proposées de commande peut être un compromis entre un couple de haute qualité mais avec une valeur moyenne faible, et un couple moyen élevé mais avec une ondulation relativement élevée. Les performances de contrôle et de couple peuvent être affinées en utilisant l'intelligence artificielle avec un type simple de réseaux de neurones artificiels nommé ADALINE (neurone linéaire adaptatif). Grâce à leur capacité d'auto-apprentissage, à leur convergence rapide et à leur simplicité, les ADALINE peuvent être appliqués aux entraînements polyphasés industriels. Toutes les stratégies de contrôle proposées dans cette thèse de doctorat sont validées avec un entraînement d’une machine PMSM à sept phases. La force électromotrice non-sinusoïdale de la machine PMSM à sept phases, relevée expérimentalement, est complexe avec la présence de plusieurs harmoniques. Les résultats expérimentaux vérifient l'efficacité des stratégies proposées, et leur applicabilité dans une machine polyphasée avec une force électromotrice non-sinusoïdale complexe
Electric drives for electrified vehicles need to fulfil some specific requirements from automotive markets such as high efficiency, high volume power and torque densities, low-cost but safe-to-touch, high functional reliability, high torque quality, and flux-weakening control. In this context, multiphase permanent magnet synchronous machine (PMSM) drives have become suitable candidates to meet the above requirements. The main objective of this doctoral thesis is to propose and refine fault-tolerant control strategies for non-sinusoidal multiphase PMSM drives that require less constraints on their design. In addition, constraints on current and voltage defined by the inverter and the machine are considered to optimize the machine control under the non-sinusoidal condition without exceeding their allowable limits. Therefore, the system sizing is guaranteed, especially in flux-weakening operations. The proposed fault-tolerant control strategies, based on the mathematical model of multiphase drives, enrich the control field of multiphase drives by providing various control options. The selection of one of the proposed control options can be a trade-off between a high quality torque but a low average value and a high average torque but a relatively high ripple. The control and torque performances of the drives can be refined by using artificial intelligence with a simple type of artificial neural networks named ADALINE (ADAptive LInear NEuron). With self-learning ability, fast convergence, and simplicity, ADALINEs can be applied to industrial multiphase drives. All proposed control strategies in this doctoral thesis are validated with an experimental seven-phase PMSM drive. The non-sinusoidal back electromotive force (back-EMF) of the experimental seven-phase PMSM is complex with the presence of multi-harmonics. Experimental results verify the effectiveness of the proposed strategies, and their applicability in a multiphase machine with a complex non-sinusoidal back-EMF

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

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Abstract (sommario):

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

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BEZIAT, JEAN-PAUL. "Sur la commande adaptative multivariable sous contraintes". Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30050.

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Abstract (sommario):

Optimisation d'un critere predictif avec des contraintes sur le vecteur de commande sous forme quadratique. Utilisation du concept d'invariance positive applique a des systemes lineaires discrets. La loi de commande est determinee a chaque periode a partir de l'identification recursive, des parametres du modele et de la resolution du probleme d'optimisation lineaire

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

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Abstract (sommario):

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

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

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Abstract (sommario):

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

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Rubrecht, S. "Contributions à la commande de robots sous contraintes". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00654514.

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Abstract (sommario):

Les missions robotiques sont généralement exprimées à travers des buts à atteindre (objectifs) tout en respectant des conditions impératives (contraintes). Ces entrées opérationnelles pouvant être inconnues à l'avance, l'utilisation des méthodes de commandes réactives est courante. Cependant, ces approches se limitent généralement à la résolution du problème de commande, celui-ci étant considéré comme résoluble. Le simple cas d'une articulation soumise simultanément à des contraintes de limites d'accélération et de position montre que les incompatibilités sont fréquentes. Dans ce cadre, une méthodologie est proposée pour analyser et garantir la sécurité au niveau de la commande, et des études de cas sont exposées. S'en dégagent deux résultats principaux: 1/ l'expression intuitive des contraintes de position nécessite une modification pour rester compatible avec les contraintes d'accélérations; 2/ les accélérations opérationnelles dépendant de la configuration, la compatibilité entre évitement d'obstacle et limites d'accélérations articulaires ne peut être établie simplement et le recours à des comportements alternatifs sûrs est nécessaire. Ces résultats sont illustrés à travers des expériences sur un manipulateur à 6 DDL. La résolubilité du problème étant assurée, la qualité de sa résolution obéit à plusieurs critères : sécurité, optimalité, efficacité, etc. La sécurité étant un prérequis, deux compromis sont proposés. Premièrement la Constraints Compliant Control (CCC), basée sur un principe d'évitement passif, donne des résultats performants et robustes. Ensuite, l'utilisation d'une configuration virtuelle déplacée offre un compromis entre efficacité et optimalité.

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Prodan, Ionela. "Commande sous contraintes de systèmes dynamiques multi-agents". Phd thesis, Supélec, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783221.

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Abstract (sommario):

L'objectif de cette thèse est de proposer des solutions aux problèmes liés à la commande optimale de systèmes dynamiques multi-agents en présence de contraintes. Des éléments de la théorie de commande et d'optimisation sont appliqués à différents problèmes impliquant des formations de systèmes multi-agents. La thèse examine le cas d'agents soumis à des contraintes dynamiques. Pour faire face à ces problèmes, les concepts bien établis tels que la théorie des ensembles, la platitude différentielle, la commande prédictive (Model Predictive Control - MPC), la programmation mixte en nombres entiers (Mixed-Integer Programming - MIP) sont adaptés et améliorés. En utilisant ces notions théoriques, ce travail de thèse a porté sur les propriétés géométriques de la formation d'un groupe multi-agents et propose un cadre de synthèse original qui exploite cette structure. En particulier, le problème de conception de formation et les conditions d'évitement des collisions sont formulés comme des problèmes géométriques et d'optimisation pour lesquels il existe des procédures de résolution. En outre, des progrès considérables dans ce sens ont été obtenus en utilisant de façon efficace les techniques MIP (dans le but d'en déduire une description efficace des propriétés de non convexité et de non connexion d'une région de faisabilité résultant d'une collision de type multi-agents avec des contraintes d'évitement d'obstacles) et des propriétés de stabilité (afin d'analyser l'unicité et l'existence de configurations de formation de systèmes multi-agents). Enfin, certains résultats théoriques obtenus ont été appliqués dans un cas pratique très intéressant. On utilise une nouvelle combinaison de la commande prédictive et de platitude différentielle (pour la génération de référence) dans la commande et la navigation de véhicules aériens sans pilote (UAVs).

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Amari, Saïd. "Commande des graphes d'événements temporisés sous contraintes temporelles". Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2110.

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Abstract (sommario):

Nous considérons une classe de graphes d'événements temporisés contrôlés soumis à des contraintes temporelles strictes. Ces graphes sont déterministes, au sens où leur évolution ne dépend que du marquage initial et des commandes qui leur sont appliquées. Un tel graphe est modélisé par un système d'équations aux différences qui est linéaire dans l'algèbre Min-Plus, ou Max-Plus. Les contraintes temporelles à valider se traduisent, quant à elles par des inéquations qui sont également linéaires dans l'algèbre Min-Plus, ou Max-Plus. Nous proposons une méthode pour la synthèse de commandes garantissant le respect des contraintes temporelles. La commande est un retour d'état causal retardé , qu'on peut effectivement calculer dès lors que deux conditions suffisantes sont vérifiées. Les méthodes proposées sont illustrées sur l'exemple d'un atelier de production
We consider a class of controlled timed event graphs subject to strict temporal constraints. Such a graph is deterministic. Its behavior only depends on the initial marking and on the control inputs that are applied. This behavior can be represented by a system of difference equations that are linear in the Min-Plus, or Max-Plus algebra. The temporal constraints are represented by inequations, that are also linear in the Min-Plus, or Max-Plus algebra. We propose a method for the synthesis of a control law ensuring the validity of the constraints. This control law is a causal retarded state feedback. It can effectively be calculated if two sufficient conditions are satisfied. All the methods are illustrated on the example of manufacturing system

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Sleiman, Mohamad. "Commande sous contraintes et incertitudes des réseaux de transport". Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCA037/document.

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Abstract (sommario):

Le transport a toujours été l'un des composants déterminants de la vie urbaine et de son développement économique. A partir de la seconde moitié du siècle dernier, l'amélioration du niveau de vie moyen et du taux d'équipement des ménages a permis au plus grand nombre d'accéder au déplacement par véhicule particulier. Nous avons donc assisté à une course entre la croissance du trafic routier et les progrès quantitatifs et qualitatifs de la voirie. Cette quantité d'actions génère des problèmes au niveau de la fluidité du trafic, d'où l'apparition de congestion.La congestion se produit aujourd'hui de façon quasi-quotidienne dans les réseaux routiers. Elle est source de perte de temps, augmentation de la consommation d'énergie, nuisance et détérioration de l'environnement. La solution aux problèmes de congestion routière ne passe pas toujours par l'augmentation de l'investissement dans les infrastructures de transport. En effet, l'offre de terrains est épuisée et le développement de l'infrastructure routière est coûteux. D'où, la tendance actuelle est plutôt à une meilleure utilisation des infrastructures existantes. En particulier, les feux de signalisation jouent un rôle important parmi les approches qui permettent d'éviter la congestion. En effet, la conception d'une meilleur commande des feux de signalisation a fait l'objet de plusieurs recherches afin d’améliorer la circulation au niveau du réseau à grande échelle.Dans ce mémoire, nous nous intéressons essentiellement à un travail en amont (action a priori) permettant d'éviter la congestion en forçant le nombre de véhicules à ne pas dépasser les capacités maximales des voies du réseau de transport. Après avoir décrire les réseaux de carrefours des feux, nous présentons d'une manière non exhaustive, les méthodes développées pour la gestion et la régulation des carrefours. Ensuite, nous proposons trois stratégies de contrôle qui traitent le problème de contrôle de manières différentes. La première fait appel à la théorie des systèmes dissipatifs, la deuxième consiste à stabiliser le système au sens de Lyapunov autour de sa situation nominale et la troisième le stabilise en temps fini (pendant les heures de pointe). Ces commandes proposées respectent les contraintes sur l'état et sur la commande et prennent en considération les incertitudes existantes dans le système. Finalement, l'existence des commandes proposées a été caractérisée par la faisabilité de certaines LMI en utilisant l'outil CVX sous MATLAB. De plus, les performances de chaque commande sont évaluées par des simulations
Transport has always been one of the key components of urban life and its economic development. From the second half of the last century, the improvement in the average standard of living and the household equipment rate allowed the greatest number of people to access the journey by private vehicle. We therefore witnessed a race between the growth of road traffic and the quantitative and qualitative progress of roads. This quantity of actions generates problems with the fluidity of the traffic, hence the appearance of congestion.The congestion occurs today almost daily in road networks. It is source of waste of time, increase of the energy consumption, the nuisance and the deterioration of the environment. The solution to the problems of road congestion does not still pass by the increase of the investment in the infrastructures of transport. Indeed, the offer of grounds is exhausted and the development of the road infrastructure is expensive. Hence, the current trend is rather for a better use of the existing infrastructures. In particular, traffic lights play an important role in avoiding congestion. Indeed, the design of a better control of traffic lights has been the subject of several researches in order to improve the network circulation on a large scale.In this thesis, we are mainly interested in a work that prevents the congestion by forcing the number of vehicles to not exceed the lane capacities. After having described the network of intersections, we have realized a state of the art on the methods developed for the management and regulation of intersections. Next, we propose three control strategies that treat the control problem in different ways. The first one involves the theory of dissipative systems, the second one is to stabilize the system in the sense of Lyapunov around its nominal situation and the third one stabilizes it in finite time (during peak hours). These proposed controls respect the constraints on both state and control. In addition, they take into account the uncertainties in the system. Finally, the result of each strategy developed is presented by LMI in order to be solved by using the CVX tool under MATLAB. Besides, the performance of each control is evaluated by simulations

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Chaumerliac, Vincent. "Commande multivariable d'un moteur à allumage commande : amélioration du rendement sous différentes contraintes". Toulouse, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1996ISAT0024.

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La difficulte du controle d'un moteur a allumage commande a plusieurs raisons: la complexite du processus, la severite des normes antipollution, des conditions de fonctionnement tres variables, le vieillissement, la fiabilite et le cout. C'est dans ce cadre que l'on a cherche a ameliorer le rendement moteur sous des contraintes d'emission de polluants. La modelisation dynamique, dans le cadre d'une approche systeme, a apporte un modele de simulation generique concu pour la synthese de lois de commande. La commande multivariable du moteur peut se ramener a deux systemes independants. Le premier controle l'avance a l'allumage afin d'obtenir le couple maximum. Le second controle simultanement les admissions d'air et d'essence pour minimiser les polluants. La commande en boucle fermee de l'avance utilise une information issue, soit d'un capteur de pression cylindre, soit d'un capteur de couple. Ces etudes ont abouti a une methodologie de mise au point automatisee sur banc moteur. Afin de mieux maitriser la richesse du melange carbure en transitoire, les perspectives apportees par un nouvel actionneur, le papillon electrique, ont ete envisagees. Dans le but de coordonner precisement les dynamiques de l'air et de l'essence, le remplissage en air est maitrise au moyen d'un asservissement sur la pression collecteur. Une strategie de retard associee a une compensation dynamique du mouillage des parois par l'essence, ont permis d'obtenir de bons resultats sur banc moteur. Dans ce contexte, le traitement de la consigne conducteur mis en uvre semble etre une voie prometteuse en vue de la diminution des quantites de polluants emis et de carburant consomme

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Allibert, Guillaume. "Commande prédictive visuelle : contributions à l’asservissement visuel 2D sous contraintes". Orléans, 2008. http://www.theses.fr/2008ORLE2056.

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Abstract (sommario):

L’asservissement visuel (AV) regroupe un ensemble de stratégies permettant de commander des systèmes robotiques à l’aide d’un ou plusieurs capteurs de vision. Parmi les approches existantes dans la littérature, on peut citer entre autres, les asservissements visuels 3D, hybride et 2D. Si ce dernier est connu pour sa robustesse par rapport aux erreurs de modélisation et aux bruits de mesure, il est sujet à certaines difficultés comme la prise en compte de contraintes dans les espaces 2D (et 3D) et la non admissibilité des trajectoires par le système robotique. Dans cette thèse, on propose de formuler le problème de commande en un problème d’optimisation dans le plan image. Diverses contraintes, exprimées dans les plans 3D et 2D, peuvent alors, aisément et de manière explicite, s’ajouter à ce problème d’optimisation. Une stratégie de commande prédictive non linéaire, particulièrement bien adaptée à ce type de problématique, que l’on nomme Commande Prédictive Visuelle, est développée. Nous présentons des résultats de simulation sur un bras manipulateur à trois degrés de liberté. Celles-ci mettent en valeur le potentiel de la stratégie développée, notamment en présence de contraintes de visibilité et lors de configurations difficiles. La navigation d’un robot mobile non holonome par AV2D est ensuite présentée. Dans un premier temps, la poursuite de trajectoire dans le plan image avec une caméra perspective déportée est étudiée. Puis, la stabilisation en une image fixe par caméra omnidirectionnelle embarquée est abordée. Diverses applications illustrent les performances, la flexibilité et l’adaptabilité de la CPV aux différentes configurations et problématiques considérées.

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Pham, Thanh Hung. "Commande optimale sous contraintes pour micro-réseaux en courant continu". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT086/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse aborde les problèmes de la modélisation et de la commande d'un micro-réseau courant continu (CC) en vue de la gestion énergétique optimale, sous contraintes et incertitudes. Le micro-réseau étudie contient des dispositifs de stockage électrique (batteries ou super-capacités), des sources renouvelables (panneaux photovoltaïques) et des charges (un système d'ascenseur motorise par une machine synchrone a aimant permanent réversible). Ces composants, ainsi que le réseau triphasé, sont relies a un bus commun en courant continu, par des convertisseurs dédies. Le problème de gestion énergétique est formule comme un problème de commande optimale qui prend en compte la dynamique du système, des contraintes sur les variables, des prédictions sur les prix, la consommation ou la production et des profils de référence.Le micro-réseau considère est un système complexe, de par l'hétérogénéité de ses composants, sa nature distribuée, la non-linéarité de certaines dynamiques, son caractère multi-physiques (électromécanique, électrochimique, électromagnétique), ainsi que la présence de contraintes et d'incertitudes. La représentation consistante des puissances échangées et des énergies stockées, dissipées ou fournies au sein de ce système est nécessaire pour assurer son opération optimale et fiable.Le problème pose est abordé via l'usage combine de la formulation hamiltonienne a port, de la platitude et de la commande prédictive économique base sur le modelé. Le formalisme hamiltonien a port permet de décrire les conservations de la puissance et de l'énergie au sein du micro-réseau explicitement et de relier les composants hétérogènes dans un même cadre théorique. Les non linéarités sont gérées par l'introduction de la notion de platitude démentielle et la sélection de sorties plates associées au modèle hamiltonien a ports. Les profils de référence sont génères a l'aide d'une para métrisation des sorties plates de telle sorte que l'énergie dissipée soit minimisée et les contraintes physiques satisfaites. Les systèmes hamiltoniens sur graphes sont ensuite introduits pour permettre la formulation et la résolution du problème de commande prédictive _économique a l'échelle de l'ensemble du micro-réseau CC. Les stratégies de commande proposées sont validées par des résultats de simulation pour un système d'ascenseur multi-sources utilisant des données réelles, identifiées sur base de mesures effectuées sur une machine synchrone
The goals of this thesis is to propose modelling and control solutions for the optimal energy management of a DC microgrid under constraints. The studied microgrid system includes electrical storage units (e.g., batteries, supercapacitors), renewable sources (e.g., solar panels) and loads (e.g., an electro-mechanical elevator system). These interconnected components are linked to a three phase electrical grid through a DC bus and associated DC/AC converters. The optimal energy management is usually formulated as an optimal control problem which takes into account the system dynamics, cost, constraints and reference profiles.An optimal energy management for the microgrid is challenging with respect to classical control theories. Needless to say, a DC microgrid is a complex system due to its heterogeneity, distributed nature (both spatial and in sampling time), nonlinearity of dynamics, multi-physic characteristics, the presence of constraints and uncertainties. Moreover, the power-preserving structure and the energy conservation of a microgrid are essential for ensuring a reliable operation.This challenges are tackled through the combined use of port-Hamiltonian formulations, differential flatness, and economic Model Predictive Control.The Port-Hamiltonian formalism allows to explicitly describe the power-preserving structure and the energy conservation of the microgrid and to connect different components of different physical natures through the same formalism. The strongly non-linear system is then translated into a flat representation. Taking into account differential flatness properties, reference profiles are generated such that the dissipated energy and various physical constraints are taken into account. Lastly, we minimize the purchasing/selling electricity cost within the microgrid using the economic Model Predictive Control with the Port-Hamiltonian formalism on graphs.The proposed control designs are validated through simulation results

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Machmoum, Souâd. "Commande sous-optimale de position d'un axe flexible". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL057N.

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Abstract (sommario):

On étudie la commande en position d'un axe flexible en présence de contraintes sur la commande. L'objectif est de réaliser une commande de déplacement en temps minimum. L'étude compare deux approches : d'une part la commande optimale donnée par la résolution des équations de Pontriaguine et, d'autre part, une commande de type linéaire quadratique. Si la première approche permet d'avoir un point de référence pour comparer d'autres stratégies, elle est par contre irréaliste dans la réalisation. On montre qu'à condition de choisir avec soin les coefficients des matrices de pondération de la commande LQ, on peut obtenir les résultats tout à fait acceptables, simples à mettre en œuvre et de structure en boucle fermée. La conception est linéaire mais on a montré que la stabilité était étudiée en présence des non-linéarités inhérentes à ces systèmes (jeux, frottements secs). On joint des résultats issus tant de simulation que d’essais expérimentaux
We study the position control of a constrained flexible axis. The purpose is to carry our a minimum time displacement control. The study compares two approaches : the optimal control given by the resolution of Pontriagin’s equations and a linear quadratique control. The first approach gives a reference point against which other strategies can be compared, but its realization is unrealistic. It is shown that with an appropriate choice of the weithing matrix, we can obtain acceptable results, simpler to perform and with a closed loop structure. The conception is linear but the stability has been studied with the inherent non linearities of these systems. A sub optimal control system design method has been tested by simulation and implemented on an experimental model

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Jamhour, Edgard. "Commande douce de systemes mecaniques : optimisation de trajectoires sous diverses contraintes". Besançon, 1994. http://www.theses.fr/1994BESA2044.

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Abstract (sommario):

La modelisation du comportement dynamique d'un manipulateur industriel, en le supposant comme etant parfaitement rigide, est tres usuelle. Dans la pratique, cependant, les articulations et le corps d'un manipulateur presentent toujours une certaine elasticite. Des phenomenes vibratoires peuvent alors apparaitre pendant le suivi d'une trajectoire. Afin de ne pas exciter les modes de vibration, situes notamment dans les hautes frequences, on doit generer de trajectoires douces, c'est a dire, des trajectoires avec de variations douces de l'acceleration. Compte tenu de ce principe, nous proposons des methodes pour l'optimisation de trajectoires douces sous diverses contraintes et criteres d'optimisation varies, en utilisant des techniques de programmation non lineaire. La douceur de la trajectoire est controlee en imposant une contrainte sur le jerk (la derivee temporelle de l'acceleration) des trajectoires articulaires. Le probleme de planification de trajectoires est divise en deux groupes: la planification de trajectoires a geometrie imposee, et la planification de trajectoires a forme libre. Dans le premier groupe, nous proposons une methode pour determiner la loi horaire optimale le long d'un parcours geometrique impose. Dans le deuxieme groupe, nous proposons deux methodes pour determiner conjointement le parcours geometrique optimal et la loi horaire optimale. Enfin, nous presentons une methode pour la planification de trajectoires douces permettant de satisfaire les contraintes de couple des actionneurs malgre les incertitudes concernant la charge transportee par le manipulateur

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Bou, Farraa Berna. "Modélisation et commandes des systèmes à retards contraints sous incertitudes". Thesis, Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT4007.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse porte sur l’étude analytique de la dynamique des réseaux logistiques et des systèmes logistiques élémentaires, soumis aux retards d’acquisition des produits, aux pertes de stockage vu la nature périssable des produits, et aux contraintes de positivité et de saturation des ressources du système. La finalité est de maîtriser la production afin de satisfaire la demande des clients incertaine mais bornée, sans risque ni de rupture ni de débordement de stockage, et en tenant compte des diverses spécifications notamment les capacités de production et de stockage. En se basant sur les formalismes des systèmes Entrée-Sortie et les propriétés d’invariance, un premier objectif consiste à proposer des méthodes de calcul de bornes, afin d’identifier les ensembles de sortie atteignables, du réseau logistique. Un objectif secondaire, repose sur l’étude de nouvelles méthodes de synthèse et de conception de commandes du type feedback-prédicteur, linéaires ou saturées, pour déterminer des conditions d’existence de lois de commande satisfaisantes pour le système élémentaire. Un troisième aspect guidant ce sujet est de prendre en compte les incertitudes sur certains paramètres intrinsèques du système ou des perturbations supplémentaires, d’où l’introduction de nouvelles techniques de commandes robustes et réactives
This thesis work focuses on the analytic study of the dynamics of logistic networks and elementary logistic systems, subject to production delays, storage losses due to perishable products, and positive and saturation constraints of the system’s resources. The aim is to adapt the production in order to satisfy the uncertain and bounded customers demand, without any risk of storage breakage or overflow, and taking into account the system specifications, in particular production and storage capacities. Based on Input-Output system formalization and the invariance properties, a first objective is to provide methods for bounds calculation, in order to identify the reachable output sets of the logistics network. A second objective is based on the study of new methods for the synthesis and the design of linear or saturated controls with feedback predictor type, in order to determine satisfying conditions of control laws existence for the elementary logistic system. A third aspect guiding this topic, is to take into account uncertainties on the intrinsic system parameters or additional disturbances, hence the introduction of new robust and reactive control techniques

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MIGGE, JORN. "L'ordonnancement sous contraintes temps-reel : un modele a base de trajectoires". Nice, 1999. http://www.theses.fr/1999NICE5341.

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Abstract (sommario):

L'activite de controle et de commande d'un processus physique est souvent implantee sous forme d'un ensemble de taches recurrentes. Le comportement correct (faisabilite) d'un tel systeme temps-reel est guaranti lorsque chaque tache se termine avant sa date d'echeance. A cette fin, un modele mathematique complet est construit pour un ensembles de taches recurrentes executees sur un processeur selon une certaine politique d'ordonnancement. Le but est de commencer une etude systematique aidant a la conception de politiques d'ordonnancement temps reel. Les taches et leurs comportements sont decrits en termes d'hypotheses sur leur sequence de dates d'activations et de temps d'execution. Les politiques sont realisees par des priorites dependantes du temps. Ceci permet d'analyser les politiques independamment d'un type specifique de taches. Le premier cas considere est celui des politiques pouvant etre representees par des fonctions de priorites independantes du temps. Ce cas couvre des politiques classiques comme fpp, edf, fifo ou lifo. Cette these propose une analyse unifiee qui montre certaines similarites entre ces politiques. Quelques politiques definies par des fonctions de priorites dependantes du temps sont aussi considerees. Les politiques non-preemptives et le protocole a plafond de priorites sont etudies comme cas particuliers du paradigme de promotion de priorites en debut d'execution qui est introduit a cette fin. De plus la politique round robin est definie en termes de fonctions de priorites et des bornes sur les temps de reponses sont etablies. Le protocole a plafond de priorites est etendu a round robin. Des bornes sur les temps de reponses sont indispensables pour la faisabilite mais d'autres criteres peuvent aussi etre interessants a considerer. Pour cette raison une methode de calcul de bornes sur les queues des distributions des temps de reponses dans le cas de la politique fpp est aussi proposee dans cette these.

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Castelan, Eugenio B. "Sur l'invariance positive et la commande sous contraintes de systèmes linéaires multivariables". Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30079.

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Abstract (sommario):

La prise en compte des contraintes technologiques et de securite dans la conception de lois de commande est, au meme titre que la robustesse aux incertitudes parametriques, un objectif majeur en theorie de la commande de systemes dynamiques. L'ensemble des contributions presentees dans ce memoire porte sur la commande sous contraintes de systemes lineaires multivariables. L'outil theorique de base utilise est l'invariance positive de domaines polyedraux pour des systemes lineaires en temps continu ou en temps discret. Pour ces systemes, l'obtention de la propriete d'invariance positive d'un polyedre convexe se traduit par la resolution de deux equations matricielles connues comme relations d'invariance positive. Pour resoudre le probleme du respect de contraintes pour les systemes commandes, nous proposons des methodes de resolution des relations d'invariance positive basees sur le placement de valeurs propres et de vecteurs propres par retour d'etat. Ces methodes sont appliquees au cas de contraintes sur le vecteur d'etat et au cas de contraintes sur le vecteur de commande. Le probleme de robustesse de la propriete d'invariance positive aux variations parametriques est aussi etudie, de facon a ameliorer les performances de robustesse des lois de commande proposees. Cette etude permet en outre d'elargir le domaine d'invariance positive, dans le cas de commandes contraintes, par utilisation d'une loi de commande saturee

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Olaru, Sorin. "Contribution à l'étude de la commande prédictive sous contraintes par approche géométrique". Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112130.

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Abstract (sommario):

Cette thèse traite de la commande prédictive sous contraintes par une approche géométrique. On s'intéresse à la géométrie des domaines faisables décrits par des ensembles de contraintes linéaires conduisant à des ensembles polyédraux. La dynamique du système à commander intervenant dans la structure des contraintes fait que les domaines faisables sont dépendants vis-à-vis des paramètres du contexte. Cette dépendance se traduit finalement dans la paramétrisation des problèmes d'optimisation qui doivent être résolus à chaque pas d'échantillonnage. La structure des domaines faisables pour la séquence optimale de commande est étudiée par l'intermédiaire du concept de polyèdre paramétré. Le mémoire propose les formulations explicites pour des optimisations quadratiques/linéaires multiparamétriques correspondant aux lois prédictives dans le cas nominal et robuste. L'originalité de l'approche, qui réside dans cette vision géométrique, permet des contributions dans l'analyse des phénomènes de redondance de l'ensemble de contraintes et ensuite dans le partitionnement de l'espace des paramètres en régions correspondant à des sous-ensembles non redondantss localement pouvant être ainsi utilisés lors de l'implémentation en ligne. Ceci peut être vu comme une liaison entre les méthodes exclusivement basées sur des optimisations en ligne et celles basées sur des formulations explicites. En ayant comme base le domaine faisable, des conditions nécessaires et suffisantes de faisabilité de la loi prédictive sont établies et leurs relations avec la stabilité du système bouclée est soulignée par l'intermédiaire de la théorie des ensembles invariants
This thesis is a contribution to the study of the predictive control under constraints essentially using a geometrical approach. The feasible domain resulting from a set of linear constraints is represented by a polyhedron. But, since the dynamics of the system to be controlled intervenes in the structure of the constraints, it results a parameterization of the optimization problem to be solved on line. The structure of the feasible region can then be analyzed through the concept of parameterized polyhedron. This characterization of the feasible domain initially enables to establish necessary and sufficient feasibility conditions for the predictive law, the relationships with the stability of the closed loop system being highlighted using the invariant set theory. Analysing the position of the unconstrained optimum with respect to the polyhedral feasible domain can lead to a partitioning of the parameters space, allowing the construction of an explicit formulation of the predictive law as well in the nominal case as for multiparametric optimizations constructed with robustness improvement purposes. The originality of the approach, related to this geometrical point of view, allows, beside the construction of explicit laws, the analysis of the redundancy phenomenon. It proposes a partition of the parameters space in regions corresponding to subsets of constraints locally nonredundant. All these results lead to off-line design procedures for the predictive laws such that their effective implementation may use techniques spread from on-line optimization to fully explicit piecewise laws evaluated by look-up table positioning mechanisms

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Nguyen, Minh Tri. "Commande prédictive sous contraintes de sécurité pour des systèmes dynamiques Multi-Agents". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC071/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse porte sur des techniques de commande à base d’optimisation dans le cadre des systèmes dynamiques Multi-Agents sous contraintes, plus particulièrement liées à l’évitement des collisions. Dans un contexte ensembliste, l’évitement des collisions au sein de la formation se traduit par des conditions de non intersection des régions de sécurité caractéristiques à chaque agent/obstacle. Grace à sa capacité à gérer les contraintes, la commande prédictive a été choisie parmi les méthodes de synthèse fondées sur des techniques d’optimisation. Tout d’abord, une structure de type leader-suiveur est considérée comme une architecture décentralisée élémentaire. La zone de fonctionnement de chaque suiveur est décidée par le leader et puis une loi de commande locale est calculée afin de garantir que les suiveurs restent à l’intérieur de la zone autorisée, permettant d’éviter les collisions. Ensuite, un déploiement des agents fondé sur l’approche de commande prédictive décentralisée, utilisant des partitions dynamiques de Voronoi, est proposé, permettant de ramener chaque agent vers l’intérieur de sa cellule Voronoi. Une des contributions a été de considérer le centre de Chebyshev comme cible à l’intérieur de chaque cellule. D’autres solutions proposent l’utilisation du centre de masse ou du centre obtenu par l’interpolation des sommets. Finalement, des méthodes ensemblistes sont utilisées pour construire un niveau supplémentaire de détection de défauts dans le cadre du système Multi-Agents. Cela permet l’exclusion des agents défectueux ainsi que l’intégration des agents extérieurs certifiés sans défauts dans la formation en utilisant des techniques de commande prédictive centralisée
This thesis presents optimizationbased control techniques for dynamical Multi-Agent systems (MAS) subject to collision avoidance constraints. From the set-theoretic point of view, collision avoidance objective can be translated into non-overlapping conditions for the safety regions characterizing each agent/obstacle while maintaining the convergence towards a specified formation. Among the successful optimizationbased control methods, Model Predictive Control (MPC) is used for constraints handling. First, a leader-follower structure is considered as a basic decentralized architecture. The followers functioning zone assignment is decided by the leader and then the local linear feedback control is computed such that the follower operates strictly inside its authorized zone, offering anti-collision guarantees. Second, a dynamic Voronoi partition based deployment of the agents using an inner target driver is developed. The main novelty is to consider the Chebyshev center as the inner target for each agent, leading to an optimization-based decentralized predictive control design. In the same topic, other inner targets are considered such as the center of mass or vertex interpolated center. Third, set-theoretic tools are used to design a centralized FDI layer for dynamical MAS, leading to the exclusion of a faulty agent from the MAS formation and the integration of an external healthy/recovered agent in the current formation. The set-based FDI allows detecting and isolating these faulty agents to protect the current formation using centralized predictive control techniques

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Manrique, Espindola Dolly Tatiana. "Commande optimale d’une voiture électrique à faible consommation sous contraintes temps réel". Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0198/document.

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Abstract (sommario):

Le problème de l'efficacité énergétique dans le domaine des transports a comme principal défi savoir comment utiliser la source d'énergie pour que l'efficacité énergétique puisse être maximisée, c'est-à-dire comment le véhicule doit être conduit de telle sorte que la quantité minimale d’énergie est utilisée. Ce problème est le principal problème considéré dans cette thèse. Le véhicule est un prototype impliqué dans la course européenne Shell Eco-Marathon. La dynamique du véhicule est d'abord obtenu par l'identification expérimentale des paramètres. Une stratégie en boucle ouverte de conduite optimale en termes de consommation électrique est calculée. Plusieurs approches ont été étudiées pour le suivi de la référence optimale (stratégie de conduite optimale). Ces approches doivent prendre en compte les ressources limitées en taille mémoire et capacité de calcul. Une commande prédictive (MPC) basée sur la dynamique linéarisée est tout d'abord synthétisée. Le problème de poursuite nécessite une MPC avec contraintes variant dans le temps. La stabilité et la convergence de la commande prédictive sont prouvées à l'aide du formalisme des ensembles invariants. En troisième partie, à partie du modèle LPV, une adaptation de techniques standards basées sur des fonctions de Lyapunov quadratiques et à paramètres variants avec calculs hors-ligne est proposée. Elle est implémentée sur un banc de test. Enfin, une technique adaptative robuste avec identification en ligne de la dynamique est proposée et implémentée dans le véhicule. Cette technique a été testée et validée en course. Les résultats expérimentaux obtenus montrent de bonnes performances de la stratégie de conduite
In the field of transportation, the research on energy efficiency has been carried out for few decades by the automotive industry, where one of the main objectives is to reduce the energetic consumption. This particular problem can be rephrased as how the vehicle must be driven so that the minimum quantity of energy is used. This is the optimal driving strategy. In this project, a suitable model of the Vir'volt electric vehicle involved in the European Shell Eco-Marathon is obtained. The unknown parameters involved in the vehicle dynamics are estimated using Parameter identification from experimental data. The identified dynamics is used to derive an optimal driving strategy that is intended to be tracked on-line during the driving task. The tracking task is subject to time-varying polytopic constraint on the input and/or the state. A MPC-based tracking strategy that uses an homothetic transformation as a suitable time-varying invariant set is used. The time-varying invariant set guarantees the asymptotic stability of the control law. The problem of the MPC tracking for Linear Parametric Varying (LPV) systems is introduced. A new explicit MPC strategy for LPV systems is developed. This strategy uses a Parameter dependent Lyapunov Function (PDLF) to involve explicitly the time-varying parameter in the control law and so it reduces conservatism. A benchmark is used to test the performances of the optimal driving strategy and the explicit MPC tracking strategy. Finally, a robust adaptive technique with on-line identification of the dynamics is has been proposed and tested in the race showing good performances of the adaptive driving strategy

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Manrique, Espindola Dolly Tatiana. "Commande optimale d’une voiture électrique à faible consommation sous contraintes temps réel". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0198.

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Abstract (sommario):

Le problème de l'efficacité énergétique dans le domaine des transports a comme principal défi savoir comment utiliser la source d'énergie pour que l'efficacité énergétique puisse être maximisée, c'est-à-dire comment le véhicule doit être conduit de telle sorte que la quantité minimale d’énergie est utilisée. Ce problème est le principal problème considéré dans cette thèse. Le véhicule est un prototype impliqué dans la course européenne Shell Eco-Marathon. La dynamique du véhicule est d'abord obtenu par l'identification expérimentale des paramètres. Une stratégie en boucle ouverte de conduite optimale en termes de consommation électrique est calculée. Plusieurs approches ont été étudiées pour le suivi de la référence optimale (stratégie de conduite optimale). Ces approches doivent prendre en compte les ressources limitées en taille mémoire et capacité de calcul. Une commande prédictive (MPC) basée sur la dynamique linéarisée est tout d'abord synthétisée. Le problème de poursuite nécessite une MPC avec contraintes variant dans le temps. La stabilité et la convergence de la commande prédictive sont prouvées à l'aide du formalisme des ensembles invariants. En troisième partie, à partie du modèle LPV, une adaptation de techniques standards basées sur des fonctions de Lyapunov quadratiques et à paramètres variants avec calculs hors-ligne est proposée. Elle est implémentée sur un banc de test. Enfin, une technique adaptative robuste avec identification en ligne de la dynamique est proposée et implémentée dans le véhicule. Cette technique a été testée et validée en course. Les résultats expérimentaux obtenus montrent de bonnes performances de la stratégie de conduite
In the field of transportation, the research on energy efficiency has been carried out for few decades by the automotive industry, where one of the main objectives is to reduce the energetic consumption. This particular problem can be rephrased as how the vehicle must be driven so that the minimum quantity of energy is used. This is the optimal driving strategy. In this project, a suitable model of the Vir'volt electric vehicle involved in the European Shell Eco-Marathon is obtained. The unknown parameters involved in the vehicle dynamics are estimated using Parameter identification from experimental data. The identified dynamics is used to derive an optimal driving strategy that is intended to be tracked on-line during the driving task. The tracking task is subject to time-varying polytopic constraint on the input and/or the state. A MPC-based tracking strategy that uses an homothetic transformation as a suitable time-varying invariant set is used. The time-varying invariant set guarantees the asymptotic stability of the control law. The problem of the MPC tracking for Linear Parametric Varying (LPV) systems is introduced. A new explicit MPC strategy for LPV systems is developed. This strategy uses a Parameter dependent Lyapunov Function (PDLF) to involve explicitly the time-varying parameter in the control law and so it reduces conservatism. A benchmark is used to test the performances of the optimal driving strategy and the explicit MPC tracking strategy. Finally, a robust adaptive technique with on-line identification of the dynamics is has been proposed and tested in the race showing good performances of the adaptive driving strategy

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Iqbal, Naeem. "Invariance sous contraintes et commande sous-optimale de grands procedes implicites par l'approche systeme dynamique hybride". Rennes 1, 1997. http://www.theses.fr/1997REN10176.

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Abstract (sommario):

Dans cette these, on considere la commande de grands procedes decrit sous une forme implicite par une loi de commande lineaire par morceau. Les lois de commande sont choisies par un systeme dynamique logique dont l'etat evolue en fonction de l'evolution des trajectoires de l'etat du systeme continu par rapport a des zones predefinies. On propose un systeme dynamique hybride compose d'un grand procede implicite continu et d'un systeme dynamique logique avec interaction entre le systeme continu et le systeme logique. Pour concevoir un tel systeme, on s'interesse, dans un premier temps, a l'etude de la commande de systemes implicites de la forme : ex = ax + bu. On caracterise un retour d'etat optimal sous contraintes structurelles pour eviter les modes impulsionnels, ce qui permet de definir un critere d'optimalite fini. Ensuite, on ajoute dans le critere une fonction caracterisant l'amplitude de la discontinuite pour une condition initiale quelconque. Une minimisation du critere caracterise une loi de commande sous-optimale avec des discontinuites reduites. Dans un deuxieme temps, on etudie l'invariance des systemes implicites par rapport a des contraintes sur l'etat en utilisant une fonction a norme infinie. On propose une methode de caracterisation d'un retour d'etat pour que le systeme en boucle fermee soit invariant par rapport a des contraintes inegalite sur l'etat. L'objectif de l'etude de l'invariance realisee ci-dessus est d'etendre le region d'invariance d'un grand procede implicite avec des contraintes inegalite sur l'etat. On suppose l'invariance des sous-systemes, et on fait une projection, dans l'espace des fonctions de lyapunov des sous-systemes, des contraintes locales sur l'etat selon les interactions des sous-systemes. Ceci nous permet de definir un espace d'invariance beaucoup plus grand que dans les approches existantes. Finalement, on concoit pour un grand procede un systeme dynamique logique qui commute les gains pour beneficier de la commande sous-optimale et de la commande invariante des sous-systemes implicites. On montre l'invariance et la convergence avec une cardinalite finie de commutation de gains de ce systeme dynamique hybride.

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Briñon, Arranz Lara. "Commande coopérative d'une flottille de véhicules autonomes sous-marins avec contraints de communication". Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00700986.

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Abstract (sommario):

Cette thèse concerne le contrôle coopératif de systèmes multi-agents. Ce sujet a été largement étudié dans la littérature récente en raison de son grand nombre d'applications. Cette thèse propose des nouvelles conceptions de stratégies de contrôle collaboratif afin de réaliser une mission d'exploration sous-marine. En particulier, l'objectif final est de diriger une flotte de véhicules autonomes sous-marins, équipés de capteurs appropriés, jusqu'à l'emplacement d'une source de température, de polluants ou d'eau douce. Dans cette situation, il est pertinent de considérer les contraintes de communication entre véhicules qui sont décrites au moyen d'un graphe de communication. Les premières contributions traitent du développement des lois de commande d'une formation qui stabilisent la flotte vers des formations variant dans le temps, et qui, de plus, distribuent uniformément les véhicules le long de la formation. Enfin, le problème de recherche d'une source est abordé par l'interprétation de la flottille de véhicules comme un réseau de capteurs mobiles. En particulier, il est démontré que les mesures recueillies par la flotte de véhicules permettent d'estimer le gradient de concentration de la quantité d'intérêt. En suivant cette idée, un algorithme distribué basé sur des algorithmes de consensus est proposé pour estimer la direction du gradient d'une distribution de signal.

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Nguyen, Hoai Nam. "Commande sous contraintes pour des systèmes dynamiques incertains : une approache basée sur l'interpolation". Phd thesis, Supélec, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783829.

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Abstract (sommario):

Un problème fondamental à résoudre en Automatique réside dans la commande des systèmes incertains qui présentent des contraintes sur les variables de l'entrée, de l'état ou la sortie. Ce problème peut être théoriquement résolu au moyen d'une commande optimale. Cependant la commande optimale par principe n'est pas une commande par retour d'état ou retour de sortie et offre seulement une trajectoire optimale le plus souvent par le biais d'une solution numérique.Par conséquent, dans la pratique, le problème peut être approché par de nombreuses méthodes, tels que"commande over-ride" et "anti-windup". Une autre solution, devenu populaire au cours des dernières décennies est la commande prédictive. Selon cette méthode, un problème de la commande optimale est résolu à chaque instant d'échantillonnage, et le composant du vecteur de commande destiné à l'échelon curant est appliquée. En dépit de la montée en puissance des architecture de calcul temps-réel, la commande prédictive est à l'heure actuelle principalement approprié lorsque l'ordre est faible, bien connu, et souvent pour des systèmes linéaires. La version robuste de la commande prédictive est conservatrice et compliquée à mettre en œuvre, tandis que la version explicite de la commande prédictive donnant une solution affine par morceaux implique une compartimentation de l'état-espace en cellules polyédrales, très compliquée.Dans cette thèse, une solution élégante et peu coûteuse en temps de calcul est présentée pour des systèmes linéaire, variant dans le temps ou incertains. Les développements se concentre sur les dynamiques en temps discret avec contraintes polyédriques sur l'entrée et l'état (ou la sortie) des vecteurs, dont les perturbations sont bornées. Cette solution est basée sur l'interpolation entre un correcteur pour la région extérieure qui respecte les contraintes sur l'entrée et de l'état, et un autre pour la région intérieure, ce dernier plus agressif, conçue par n'importe quelle méthode classique, ayant un ensemble robuste positivement invariant associé à l'intérieur des contraintes. Une simple fonction de Lyapunov est utilisée afin d'apporter la preuve de la stabilité en boucle fermée.

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Chambon, Emmanuel. "Commande de systèmes linéaires sous contraintes fréquentielles et temporelles : Application au lanceur flexible". Thesis, Toulouse, ISAE, 2016. http://www.theses.fr/2016ESAE0031/document.

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Abstract (sommario):

Dans la plupart des problèmes de synthèse, la loi de commande obtenue doit répondre simultanément à des critères réquentiels et temporels en vue de satisfaire un cahier des charges précis. Les derniers développements des techniques de synthèse Hinf de contrôleurs structurés permettent d'obtenir des lois de commande satisfaisant des critères fréquentiels multiples. En revanche, la synthèse de loi de commande satisfaisant une contrainte temporelle sur une sortie ou un état du système est plus complexe. Dans ce travail de thèse, la technique OIST est considérée pour ce type de contraintes. Elle consiste à saturer la sortie du contrôleur dès que la contrainte n'est plus vérifiée afin de restreindre l'ensemble des sorties admissibles. Initialement formulée pour les systèmes linéaires connus dont l'état est mesuré, la technique OIST peut être généralisée pour permettre de considérer des systèmes incertains. C'est l'extension OISTeR qui est proposée dans ce travail. Elle utilise les données d'un observateur par intervalles pour borner de manière garantie le vecteur d'état. La théorie des observateurs par intervalles a récemment fait l'objet de nombreux travaux. La méthode la plus rapide pour obtenir un observateur par intervalles d'un système donné est de considérer un système intermédiaire coopératif dans de nouvelles coordonnées. Une nouvelle technique de détermination de ces nouvelles coordonnées, intitulée SCorplO, est proposée dans ce mémoire. L'ensemble des techniques présentées est appliqué au contrôle d'un lanceur flexible durant son vol atmosphérique, en présence de rafales de vent et sous contrainte temporelle sur l'angle d'incidence
Ln control design problems, both frequency- and time-domain requirements are usually considered such that the resulting control law satisfies the specifications. Novel non-smooth optimization techniques can be used to achieve multiple frequency-domain specifications over a family of linear models. However, enforcing time-domain constraints on a given output or state is more challenging Since translating them into frequency-domain requirements may be inaccurate. This motivates the study of an additional approach to the Hinf control design techniques. When time-domain constraints are satisfied, the nominal control law reduces to a controller satisfying the frequency-domain constraints. Upon violation of the ime-domain constraint, an additional tool named OIST is used to saturate the controller output so as to restrict the reachable set of the constrained system output. Stability guarantees are obtained for minimum phase systems. Further developments proposed therein allow the consideration of uncertain systems With incomplete state measurements. This is he OISTeR approach. The method uses certified bounds on the considered system state as provided by an interval observer. he theory of interval observers is well-established. ln the case of linear systems, the most common approach is to consider an intermediate cooperative system on which the interval observer can be built. The novel SCorplO design method proposed in this work is used to compute such cooperative representation. ln this thesis, the considered application is the atmospheric control of a flexible launch vehicle under a time-domain constraint on the angle of attack and in the presence of wind gusts

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Paoli, Josiane. "Contrôle optimal du champ rétrodiffusé et optimisation sous contraintes". Cachan, Ecole normale supérieure, 2001. http://www.theses.fr/2001DENS0012.

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Abstract (sommario):

"Dans cette thèse, nous nous proposons d'appliquer la théorie de la commande optimale de J. L Lions à la furtivité, notre motivation étant la réduction de la signature radar d'un objet. Un outil est construit, d'une part pour résoudre le problème de contrôle optimal, d'autre part pour optimiser, cette SER. Nous minimisons l'onde réfléchie avec un contrôle agissant sur une partie de la frontière. Une fonctionnelle naturelle à minimiser est le rayonnement dans un angle solide modulé par une fonction coût. La modélisation physique d'un problème d'électromagnétisme, ainsi que les problèmes de diffraction sont d'abord décrits. L'étude mathématique de l'équation de Helmholtz est ensuite abordée. Dans un domaine extérieur, puis borné muni sur sa frontière extérieure d'une condition aux limites absorbante, on retrouve la problématique du contrôle et de l'observation. Dans ce domaine borné un équivalent du diagramme de rayonnement est établit. Nous commençons par traiter l'éventualité d'un contrôle exact. Un contrôle approché est ensuite construit. Nous concluons par la construction d'un contrôle optimal. La résolution de l'équation d'Helmholtz 2D par une méthode de type éléments finis est ensuite décrite. La convergence de la solution discrète du problème est montrée, et une estimation de l'erreur est établie. Les algorithmes utilisés sont expliqués avant de passer à la mise en oeuvre et aux illustrations. Nous nous consacrons ensuite à l'étude numérique du problème de contrôle optimal. Nous décrivons l'algorithme de contrôle optimal mis en oeuvre, pous nous attarder ensuite sur les deux méthodes utilisées pour le résoudre. Nous présentons enfin les résultats numériques obtenus. L'influence des différents paramètres du problème est étudiée, ainsi que la robustesse du contrôle obtenu, en fréquence et en incidence. Nous résolvons enfin le problème de minimisation sous contraintes à l'aide d'un optimiseur existant qui utilise une méthode de points intérieurs (IPA). Nous comparons les résultats obtenus avec le codes de contrôle optimal avec l'algorithme IPA, en considérant pour les deux approches les mêmes cas de calcul sans contraintes. Finalement, nous présentons les conclusions que nous pouvons tirer de cette thèse, et proposons diverses perspectives d'approfondissement"
"In this thesis, the optimal command theory of J. L. Lions is applieds to observability, the object being to reduce the radar signature. A computer program has been developed to both resolve the problem of optimal control, and optimise, under constraints, this radar signature. The scattered wave is minimised using a control acting on a part of the boundary of the concerned object. A natural function to minimize is the radiation in a solid angle modulated by a cost function. The physical modelling of an electromagnetic problem and the management of scattering are described. A mathematical analysis of the Helmholtz equation is then discussed. The problems of control and observation are considered first in an external domain, and subsequently in a domain bounded on its external frontier by an absorbance limit condition. An equivalent of a radiation diagram is defined in thise bounded domain. First, the possibility of an exact control is considered. Then, an approximated control is constructed. Finally, an optimal control is studied. The subsequent section focuses on resolving the Helmholtz 2D equation using a finite element method. The convergence of the discrete solution is shown and an estimation of the error is provided. The algorithms of the given solution are discribed before moving to the application and illustrations. Then, the emphasis is placed on the numerical analysis of the optimal control problems. The first step is to define this problem and subsequently to describe the algorithm used for the optimal control. This description is, in fact, composed of the two methods used for the resolution. Finally, the numerical results are presented. Based on those results, the effects of the different input parameters are analysed. The robustness of the control is then studied based on the frequency and incidence angle. The problem of minimisation under constraints is resolved with the aid of an existing optimisation using the internal point method (IPA)"

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Hermosilla, Cristopher. "Problèmes de commande optimale sur des domaines structurés et lois de commandes en boucles fermées stratifiées". Palaiseau, École nationale supérieure de techniques avancées, 2015. http://www.theses.fr/2015ESTA0011.

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Abstract (sommario):

Cette thèse porte sur la théorie de la commande optimale. Les problèmes de contrôle optimal sous contraintes d'état bien structurées et les lois de feedback stratifiées sont considérés. Les techniques utilisées dans ce manuscrit concernent principalement la théorie de la commande, l'analyse non lisse, l'analyse variationnelle, la géométrie modérée, l'analyse convexe et les inclusions différentielles. La première partie de la thèse est consacrée à donner des résultats et définitions généraux mais nécessaires pour mieux comprendre les parties suivantes de la thèse. En particulier, un critère d'invariance forte est présenté. De plus, un bref aperçu sur les variétés lisses et les ensembles stratifiés est exposé. La notion d'ensemble relativement wedged est introduite et de plus, quelques de ses propriétés sont aussi analysées. La deuxième partie est concernée à caractériser la Fonction Valeur d'un problème de contrôle optimal sous contraintes d'état. Trois situations ont été considérées. Le premier cas traite les contraintes d'état qui sont également des ensembles stratifiés, c'est-à-dire ceux qui peuvent être décomposé en une collection de variétés de différents dimensions. La deuxième situation se concentre sur les systèmes linéaires sous contraintes d'état convexes. Le dernier cas considère aussi les contraintes d'état qui sont ensembles convexes mais avec une technique de pénalisation. Dans cette dernière situation, les dynamiques sont non linéaires et absorbants sur la frontière de l'ensemble de contraintes. La troisième partie se focalise sur les lois de feedback discontinues dont les ensembles de points singuliers ont une structure stratifiée par rapport à l'espace d'état. Ces contrôles produisent des équations différentielles ordinaires stratifiées, ce qui motive une étude sur l'existence des solutions et sur la robustesse par rapport aux perturbations externes de ses équations. La construction de lois de feedback continues mais sous-optimaux à partir de l'information fourni par les contrôles optimaux est aussi traitée dans cette partie. La quatrième partie est dédiée à l'étude des problèmes de contrôle optimale sur des réseaux. La principale contribution de cette étude est qu'il n'y a pas de hypothèse de contrôlabilité autour des jonctions. Les résultats sont étendus aux réseaux généralisés dont les jonctions ne sont plus de points isolés mais de variétés
The aim of this dissertation is to study some issues in Control Theory of ordinary differential equations. Optimal control problems with tame state-constraints and feedback controls with stratified discontinuities are of special interest. The techniques employed along the manuscript have been chiefly taken from control theory, nonsmooth analysis, variational analysis, tame geometry, convex analysis and differential inclusions theory. The first part of the thesis is devoted to provide general results and definitions required for a good understanding of the entire manuscript. In particular, a strong invariance criterion adapted to manifolds is presented. Moreover, a short insight into manifolds and stratifications is done. The notions of relatively wedged sets is introduced and in addition, some of its properties are stated. The second part is concerned with the characterization of the Value Function of an optimal control problem with state-constraints. Three cases have been taken into account. The first one treats stratifiable state-constraints, that is, sets that can be decomposed into manifolds of different dimensions. The second case is focused on linear systems with convex state-constraints, and the last one considers convex state-constraints as well, but from a penalization point of view. In the latter situation, the dynamics are nonlinear and verify an absorbing property at the boundary. The third part is about discontinuous feedbacks laws whose singularities form a stratified set on the state-space. This type of controls yields to consider stratified discontinuous ordinary differential equations, which motivates an analysis of existence of solutions and robustness with respect to external perturbation for these equations. The construction of a suboptimal continuous feedback from an optimal one is also addressed in this part. The fourth part is dedicated to investigate optimal control problems on networks. The main feature of this contribution is that no controllability assumption around the junctions is imposed. The results can also be extended to generalized notions of networks, where the junction is not a single point but a manifold

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Maignan, Simon. "Méthode du potentiel adaptée à la commande autonome d'un satellite sous contraintes dynamiques et directionnelles". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/162.

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Abstract (sommario):

La demande de réduire les coûts de conception et d'exploitation amène aujourd’hui à la recherche de plus d’autonomie à bord des satellites. On souhaite par exemple réduire les frais d'opération en employant moins de main-d'œuvre pour le calcul des trajectoires ou en optimisant l’utilisation des actionneurs. On désire également augmenter la performance des satellites pour obtenir de meilleurs résultats. Cependant, l’apport d’autonomie au sein des satellites ne peut se faire au détriment de la fiabilité. Par ailleurs, la présence de charges utiles sensibles à certains éléments dangereux entourant le satellite (Soleil, Terre...) ou la complexité des missions de mesure ou de pointage demande un apport important en manœuvrabilité directionnelle des satellites. L’apport de l’autonomie impose donc la prise en charge des directions dangereuses qui étaient normalement évitées par les commandes issues de la station au sol. On retrouve donc un besoin d’autonomie de manœuvre auquel il faut ajouter une autonomie d’évitement de directions dangereuses. La méthode du potentiel apparait comme une technique de guidage qui permettrait de combler ces deux besoins. Elle a notamment déjà fait ses preuves dans le domaine d’évitement d’obstacle des robots mobiles autonomes et des robots manipulateurs. C’est une démarche caractérisée par sa simplicité d’utilisation et qui se base sur le principe de forces virtuelles appliquées au véhicule. Les obstacles exercent des forces répulsives et la cible une force attractive. À partir de ces affectations, un champ de potentiel est créé et le vecteur vitesse du véhicule est déterminé par le gradient de ce dernier. L’application de la méthode du potentiel au domaine de l’aérospatiale n’a jamais complètement abouti. En effet, quelques auteurs ont démontré la faisabilité théorique de la méthode, mais sans pour autant tenir compte des contraintes réelles d’une application. Ce projet portera donc sur l'adaptation de cette approche afin de la rendre réalisable sur un satellite en mission.

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Aceves, Lopez Alejandro. "Nouvelle approche de la commande non linéaire sous contraintes à partir de la logique floue : le contrôleur logique naturel". Toulouse 3, 2000. http://www.theses.fr/2000TOU30139.

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Abstract (sommario):

La commande floue des systemes monovariables est un sujet tres developpe qui possede un nombre important de resultats theoriques et pratiques. En revanche, la commande floue des systemes multivariables est un sujet peu developpe car l'augmentation du nombre de variables produit une croissance exponentielle du nombre de regles, ce qui complique sa realisation pratique. Le controleur logique naturel, presente dans cette these, constitue une contribution aux travaux de recherche actuels envisageant la construction d'un controleur flou a complexite reduite. L'originalite de ce controleur consiste a contourner l'explosion combinatoire du nombre de regles par la connexion logique d'autant de variables de sortie qu'il sera necessaire en utilisant les t-normes de la logique floue. Dans la premiere partie de cette these, les principes de la logique floue et de la commande floue sont rappeles, ainsi que le probleme de la mise en uvre des controleurs flous. Dans la deuxieme partie, les caracteristiques des principaux controleurs a complexite reduite actuellement disponibles dans la litterature sont analysees et discutees. Dans la troisieme partie, la definition formelle du controleur logique naturel est introduite ainsi qu'une analyse de ses caracteristiques. Des conditions suffisantes de stabilite asymptotique, locale et globale, pour la classe des systemes lineaires sont aussi obtenues. Dans la quatrieme partie, des applications reelles sont discutees en detail. Le degre de robustesse du controleur logique naturel est teste dans le cadre du benchmark de master et cohen. Ensuite, deux applications reelles sont presentees, l'une sur le moteur electrique de l'universite de girona et l'autre sur le prototype academique bille-sur-regle

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Boulet, Vlady. "Contribution à la détermination de points cibles de mobiles en déplacement sous contraintes". Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10084.

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Abstract (sommario):

Ce travail concerne l'étude de la détermination de points cibles de mobiles, ces derniers étant soumis à une loi de navigation proportionnelle. Une clarification de la notion de guidage d'un mobile est donnée dans la première partie. La définition des principales lois de guidage classiques mené à la définition des lois de navigation proportionnelle qui apparaissent comme primordiales. Suite à l'étude de la capacité qu'ont les différentes lois de guidage à provoquer la rencontre, la navigation proportionnelle classique est retenue et définit la commande du mobile. En effet, elle provoque la rencontre avec une accélération finie pour la plupart des conditions initiales. Dans la deuxième partie, l'introduction de la théorie de la commande optimale montre le caractère optimal de la navigation proportionnelle lorsque le mobile est proche de la collision. Une variable nous permet de définir l'écart entre la commande du mobile et la commande optimale obéissant à une fonction coût donnée. Elle apparaît comme une caractérisation de la capacité du mobile à atteindre la cible. La dernière partie se place dans le contexte d'un environnement multicible dont les points apparaissent comme des cibles potentielles. La variable de commande précédente est maintenant explicitée à partir de chacune de ces cibles. Les évolutions de cette variable dépendent du point où elle est observée. Il est possible de retrouver parmi ces évolutions celle qui caractérise la cible réelle étudiée dans la seconde partie. Ceci permet de discriminer la cible réelle des cibles potentielles et de résoudre ainsi le problème posé.

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Roy, Prateep Kumar. "Analyse et conception de la commande des systèmes embarqués distribués sous des contraintes de communication". Phd thesis, Université Paris-Est, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00532883.

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Abstract (sommario):

Les Systèmes de Contrôle Embarqués Distribués (SCED) utilisent les réseaux de communication dans les boucles de rétroaction. Étant donné que les systèmes SCED ont une puissance de batterie, une bande passante de communication et une puissance de calcul limitée, les débits des données ou des informations transmises sont bornées et ils peuvent affecter leur stabilité. Ceci nous amène à élargir le spectre de notre étude et y intégrer une étude sur la relation entre la théorie du contrôle d'un coté et celle de l'information de l'autre. La contrainte de débit de données induit la quantification des signaux tandis que les aspects de calcul temps réel et de communication induit des événements asynchrones qui ne sont plus réguliers ou périodiques. Ces deux phénomènes donnent au SCED une double nature, continue et discrète, et en font des cas d'étude spécifiques. Dans cette thèse, nous analysons la stabilité et la performance de SCED du point de vue de la théorie de l'information et du contrôle. Pour les systèmes linéaires, nous montrons l'importance du compromis entre la quantité d'information communiquée et les objectifs de contrôle, telles que la stabilité, la contrôlabilité/observabilité et les performances. Une approche de conception conjointe de contrôle et de communication (en termes de débit d'information au sens de Shannon) des SCED est étudiée. Les principaux résultats de ces travaux sont les suivants : nous avons prouvé que la réduction d'entropie (ce qui correspond à la réduction d'incertitude) dépend du Grammien de contrôlabilité. Cette réduction est également liée à l'information mutuelle de Shannon. Nous avons démontré que le Grammien de contrôlabilité constitue une métrique de l'entropie théorique de l'information en ce qui concerne les bruits induits par la quantification. La réduction de l'influence de ces bruits est équivalente à la réduction de la norme du Grammien de contrôlabilité. Nous avons établi une nouvelle relation entre la matrice d'information de Fisher (FIM) et le Grammien de Contrôlabilité (CG) basé sur la théorie de l'estimation et la théorie de l'information. Nous proposons un algorithme qui distribue de manière optimale les capacités de communication du réseau entre un nombre "n" d'actionneurs et/ou systèmes concurrents se basant sur la réduction de la norme du Grammien de Contrôlabilité

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Stein, Shiromoto Humberto. "Stabilisation sous contraintes locales et globales". Phd thesis, Université de Grenoble, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01023554.

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Abstract (sommario):

Dans ce travail, deux problèmes issus de la théorie de la stabilité ont été étudiés: la synthèse de loi de commandes stabilisantes et l'analyse de la stabilité des systèmes interconnectés sous contraintes locales et globales. En ce qui concerne la synthèse, la problématique a été de concevoir une loi de commande pour les systèmes où la technique de Backstepping ne peut pas être appliquée pour stabiliser globalement l'origine mais s'avère utile pour stabiliser le système autour d'un ensemble désiré. Ensuite, il a été considéré le problème de concevoir une loi de commande qui stabilise localement l'origine de telle sorte que le bassin d'attraction contienne l'ensemble attracteur global. La stabilité globale est obtenue à travers une commutation des lois de commande. Pour l'analyse, il a été considéré le cas où le théorème des petits gains ne peut pas être appliqué dans un intervalle fini des réels positifs. L'approche consiste à utiliser l'analyse des petits gains où il est applicable et, dehors de ces regions, il a été étudié la variation de la mesure de l'ensemble des solutions. Des conditions suffisantes sont fournies pour que l'ensemble des conditions initiales pour lesquelles les solutions correspondantes ne convergent pas à l'origine ait une mesure de Lebesgue à zéro.

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Causse, Olivier. "Navigation sous contraintes : planification et contrôle d'exécution pour un robot mobile autonome". Phd thesis, Grenoble INPG, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00344991.

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Abstract (sommario):

Le travail présenté dans ce mémoire propose une contribution à la planification et au contrôle d'exécution de missions pour un robot mobile autonome, en environnement structuré, dynamique et partiellement connu: il porte sur l'étude et la réalisation d'un système de supervision pour robot mobile. Ce superviseur, qui se trouve au sommet d'une hiérarchie de processus de perception et de commande du robot, a pour rôle de planifier la mission spécifiée par un opérateur et d'en contrôler l'exécution tout en assurant le dialogue entre l'opérateur et le robot. Nous proposons d'abord un langage permettant, à un opérateur non informaticien, de spécifier des missions avec des contraintes pouvant porter soit sur la mission elle même (coûts en durée, énergie, risque, distance, localisation) soit sur l'environnement (accessibilité variable dans le temps, possibilités de recharge ou de relocalisation). La planification s'énonce alors comme un problème de recherche d'un chemin optimal contraint dans un graphe. Pour la résolution de ce problème nous introduisons la notion de chemin efficace appliquée à un nouvel algorithme de recherche heuristique pour résoudre le problème des contraintes multiples. La détermination des chemins efficaces repose sur une représentation d'état adaptée aux contraintes sur l'environnement. Les caractéristiques de complexité de cet algorithme de planification sont comparées à celles de l'algorithme A*. L'exécution de la mission doit assurer l'activation et la supervision des processus chargés d'accomplir les tâches planifiées. L'architecture de contrôle du robot défini une décomposition hiérarchique du contrôle entre le niveau réactif qui réalise les actions et le superviseur qui évalue si le comportement produit satisfait les contraintes. L'évaluation mise en œuvre permet une réponse échelonnée au problème d'échec d'exécution. L'organisation du superviseur en modules asynchrones tient compte de la non prédictibilité des temps de planification, de sorte que le suivi d'exécution et la recherche de plans alternatifs s'exécutent sans pénaliser la réactivité du système. L'ensemble de ces problèmes nous a amené à réaliser d'une part, une interface homme-machine évoluée et d'autre part, un système de supervision en OPS5. Le fonctionnement cyclique, en chaînage avant, de ce système de production assure une bonne réactivité pour le contrôle des processus temps-réel et pour le dialogue avec un opérateur

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Wanderoild-Morand, Yohan. "Enfouissement d’une alimentation isolée sous contraintes de température et d’isolation". Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1193/document.

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Abstract (sommario):

Certaines applications haute température telles que le forage, l’aéronautique ou l’aérospatial, amènent à repenser la conception des alimentations isolées permettant la commande des éléments de puissance. Ce mémoire s’articule autour de l’étude de la faisabilité et de l’enfouissement d’un convertisseur isolé possédant une forte isolation statique (10kV) et dynamique (<10 pF), pouvant travailler sous de hautes températures (>250°C), dans les gammes de tension de sortie de la dizaine de volts et de puissance de l’ordre du Watt. Pour ne pas être contraint par la température de Curie d’un matériau magnétique, cette alimentation DC/DC se base sur un transformateur à air. Dans un premier temps, cette thèse détaille l’origine, la mesure et l’estimation des éléments du modèle électrique choisi pour le transformateur. Ensuite, afin de maximiser la transmission de puissance, nous constituons un système résonnant en ajoutant des condensateurs en parallèle ou en série avec le transformateur, puis nous développons une méthode permettant d’accorder l’ensemble. La comparaison entre les topologies nous amène ensuite à choisir compensation série-série. Puis nous constatons que la technologie choisie pour les condensateurs, la contrainte d’isolation statique et dynamique peuvent diviser par plus de deux la puissance transmise au travers d’une surface. Enfin, nous abordons comment redresser et réguler la tension de sortie sans affecter la résonnance ou l’isolation apportée, tout en minimisant les pertes générées. Une dernière partie montre que, moyennant un système de dissipation un processus de fabrication adapté, il est possible d’intégrer la structure complète sur silicium
High temperature applications such as deep drilling, aeronautics or aerospace, lead to rework the isolated power supplies used for the control of the power elements. This work study the feasibility of an embedded converter with high static (10kV) and dynamic (<10 pF) insulation, able to work under high temperatures (> 250 ° C), in the ranges of dozens volts for the output voltage and several Watt of transmitted power. To avoid being constrained by a magnetic material Curie temperature of, we use a coreless transformer based DC/DC power supply. First of all, this thesis details the origin, the measurement and the estimation of the elements of the chosen transformer electric model. Then, to maximize the transferred power, we form a resonant structure by adding capacitors in parallel or in series with the transformer, then we develop a method to tune the whole. The comparison between the topologies leads us to choose a serial-serial compensation. Then we note that the technology chosen for capacitors, the static and dynamic insulation constraint can divide by more than two the power transmitted through a surface. Finally, we discuss how to rectify and regulate the output voltage without affecting the resonance or insulation provided, while minimizing the losses generated. A last part exhibit that with a suitable dissipation system and manufacturing process, it is possible to integrate the complete structure on silicon chips

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Le, Drezen Alain. "Contribution à la commande stochastique d'un robot redondant sous contraintes d'environnement : application à l'assistance aux handicapés physiques". Metz, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1995/Le_Drezen.Alain.SMZ9538.pdf.

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Abstract (sommario):

Les travaux proposés dans ce mémoire sont relatifs au développement d'un bras manipulateur embarqué sur fauteuil roulant électrique. Ce document présente les différents aspects abordés lors de la conception de téléthèses et plus généralement de robots de coopération. Une attention particulière est accordée aux problèmes liés à la sécurité de l'opérateur. Ce problème est divisé en deux sous-problèmes qui sont la fiabilisation générale du système et l'évitement de collision. A partir de ce dernier point nous proposons une méthode innovante: la génération stochastique de trajectoires en temps réel avec contraintes d'environnement, qui permet à l'opérateur de manœuvrer dans un univers non structuré. Cette méthode donne des résultats satisfaisants sous certaines restrictions et est compatible avec une génération en ligne de trajectoire
The work described in this thesis relates to the development of a manipulator mounted on an electric wheelchair. This document presents the different aspects studied during the achievement of teletheses, and more broadly during the achievement of cooperative robots. Avery special care is brought to problems relating to the operator's safety. This problem is divided into two sub-problems : the overahh reliability of the system and the collision avoidance. From this last point a new approach to collision avoidances is proposed/ "the randomized generation of trajectory in real time with restraining environment", which allows the operator to work in a non structured world. This method gives satisfaying results with some reservations and is compatible with an on line generation of trajectories

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Trelea, Cristian. "Contribution à la commande prédictive optimale sous contraintes des procédés discontinus non linéaires utilisés dans l'industrie alimentaire". Massy, ENSIA, 2002. http://www.theses.fr/1997EIAA0066.

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Abstract (sommario):

L'objectif principal de cette thèse est la mise au point et la validation expérimentale d'une méthode bien adaptée à la commande automatique des procédés discontinus (batch) non linéaires, lents et stables en boucle ouverte, largement utilisés dans l'industrie alimentaire. Les procédés discontinus se caractérisent par un fonctionnement en régime transitoire et par l'absence des consignes pour les principales variables. Notre méthode permet de calculer en temps réel les trajectoires des variables de commande qui optimisent le coût économique global du batch, compte tenu de la dynamique du procédé et des contraintes technologiques et de qualité. Un estimateur d’état et de paramètres permet d’intégrer l'information obtenue à partir des mesures effectuées en ligne, introduisant un retour de sortie. La stratégie de commande future est adaptée en temps réel, sur la base des prédictions du modèle interne. Les prédictions se font à long terme, typiquement jusqu’à la fin du batch. La méthode n'impose pas de forme particulière à la fonction de coût, aux contraintes, au modèle interne ou à l'estimateur. Toutes les composantes peuvent être non linéaires et conçues séparément. La validation expérimentale est réalisée sur deux procédés pilote. L'application au procédé de séchage montre qu'avec un choix convenable du modèle interne et de l'algorithme d'optimisation de la commande, la complexité des calculs en ligne peut être très réduite L'application au procédé de réfrigération utilise un modèle interne à base d’équations différentielles et algébriques, ainsi qu'un algorithme d'optimisation relativement complexe, nécessitant la puissance de calcul d'un ordinateur de bureau standard. Les deux applications mettent en évidence la capacité de l'algorithme à assurer les objectifs de la commande (réduction des coûts, respect des contraintes), y compris face à des fortes perturbations, externes et paramétriques, mesurées et non mesurées.

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LE, DREZEN ALAIN LAURENT C. "CONTRIBUTION A LA COMMANDE STOCHASTIQUE D'UN ROBOT REDONDANT SOUS CONTRAINTES D'ENVIRONNEMENT. APPLICATION A L'ASSISTANCE AUX HANDICAPES PHYSIQUES /". [S.l.] : [s.n.], 1995. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1995/Le_Drezen.Alain.SMZ9538.pdf.

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TRABUCO, DOREA Carlos Eduardo. "Sur l'(A,B)-invariance de polyèdres convexes ; application à la commande sous contraintes et au problème l1". Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010088.

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Abstract (sommario):

Ce travail porte sur l'étude de la propriété d'(A,B)-invariance de polyèdres convexes et son application à la commande sous contraintes et au problème l 1. D'abord, nous proposons une caractérisation explicite de l'(A,B)-invariance de polyèdres convexes pour des systèmes en temps discret. Cette caractérisation se traduit par des conditions nécessaires et suffisantes sous la forme de relations matricielles linéaires, et présente deux avantages majeurs vis-à-vis de celles rencontrées dans la littérature : elle s'applique à tous les polyèdres convexes et elle ne nécessite pas le calcul de sommets. Ces avantages se font sentir notamment dans le calcul du domaine (A,B)-invariant suprémal inclus dans un polyèdre donné, pour lequel nous proposons une méthode numérique. Le problème de calculer une loi de commande rendant positivement invariant en boucle fermée un polyèdre (A,B)-invariant est également traité. Les relations d'(A,B)-invariance sont alors généralisées à des systèmes soumis à des contraintes linéaires sur la commande et à des systèmes soumis à des perturbations additives bornées. Puis, les résultats obtenus en temps discret sont étendus aux systèmes en temps continu. Ensuite, le problème d'atténuation de perturbations additives persistantes, connu dans la littérature comme problème l 1, est étudié. Les domaines (A,B)-invariants intérieurement stabilisables sont d'abord caractérisés. Puis, nous proposons une approche décomposée pour le calcul du domaine intérieurement stabilisable suprémal inclus dans le polyèdre défini par les contraintes de performance l 1. Un niveau de performance donné est atteignable si et seulement si ce domaine suprémal n'est pas vide. Cette approche géométrique permet notamment de déterminer directement la solution du problème l 1 pour une classe importante de systèmes. Enfin, nous étendons l'étude de l'(A,B)-invariance de polyèdres à des systèmes dont le modèle est soumis à des incertitudes d u type structuré.

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