Дисертації: "Modèles de Takagi-Sugeno"

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Márquez, Borbόn Raymundo. "Nouveaux schémas de commande et d'observation basés sur les modèles de Takagi-Sugeno." Thesis, Valenciennes, 2015. http://www.theses.fr/2015VALE0040/document.

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Анотація:

Cette thèse aborde l'estimation et la conception de commande de systèmes non linéaires à temps continu. Les méthodologies développées sont basées sur la représentation Takagi-Sugeno (TS) du modèle non linéaire par l'approche du secteur non-linéarité. Toutes les stratégies ont l'intention d'obtenir des conditions plus détendu. Les résultats présentés pour la conception de commande sont divisés en deux parties. La première partie est environ sur les modèles TS standard au titre des schémas de commande basés sur: 1) une fonction de Lyapunov quadratique (QLF); 2) une fonction de Lyapunov floue (FLF); 3) une fonction de Lyapunov intégrale de ligne (LILF); 4) un nouveau fonctionnelle de Lyapunov non-quadratique (NQLF). La deuxième partie concerne des modèles TS descripteurs. Deux stratégies sont proposées: 1) dans le cadre quadratique, des conditions basées sur une loi de commande général et quelques transformations de matrices; 2) une extension de l'approche non quadratique basée sur LILF utilisant un schéma de commande non-PDC et le lemme du Finsler; cette stratégie offre conditions sur la forme d’inégalité matricielles linéaires (LMI) dépendant des paramètres au lieu des contraintes sur la forme d’inégalité matricielles bilinéaires (BMI) pour les systèmes de second ordre. D'autre part, le problème de l'estimation de l'état pour les systèmes non linéaires via modèles TS est également abordé considérant: a) le cas particulier où les vecteurs prémisses sont basées sur les variables mesurées et b) le cas général où les vecteurs prémisse peuvent être basés sur des variables non mesurées. Plusieurs exemples ont été inclus pour illustrer l'applicabilité des résultats obtenus
This thesis addresses the estimation and controller design for continuous-time nonlinear systems. The methodologies developed are based on the Takagi-Sugeno (TS) representation of the nonlinear model via the sector nonlinearity approach. All strategies intend to get more relaxed conditions.The results presented for controller design are split in two parts. The first part is about standard TS models under control schemes based on: 1) a quadratic Lyapunov function (QLF); 2) a fuzzy Lyapunov function (FLF); 3) a line-integral Lyapunov functions (LILF); 4) a novel non-quadratic Lyapunov functional (NQLF). The second part concerns to TS descriptor models. Two strategies are proposed: 1) within the quadratic framework, conditions based on a general control law and some matrix transformations; 2) an extension to the nonquadratic approach based on a line-integral Lyapunov function (LILF) using non-PDC control law schemes and the Finsler’s Lemma; this strategy offers parameter-dependent linear matrix inequality (LMI) conditions instead of bilinear matrix inequality (BMI) constraints for second-order systems. On the other hand, the problem of the state estimation for nonlinear systems via TS models is also addressed considering: a) the particular case where premise vectors are based on measured variables and b) the general case where premise vectors can be based on unmeasured variables. Several examples have been included to illustrate the applicability of the obtained results

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Allouche, Benyamine. "Modélisation et commande des robots : nouvelles approches basées sur les modèles Takagi-Sugeno." Thesis, Valenciennes, 2016. http://www.theses.fr/2016VALE0021/document.

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Анотація:

Chaque année, plus de 5 millions de personne à travers le monde deviennent hémiplégiques suite à un accident vasculaire cérébral. Ce soudain déficit neurologique conduit bien souvent à une perte partielle ou totale de la station debout et/ou à la perte de la capacité de déambulation. Dans l’optique de proposer de nouvelles solutions d’assistance situées entre le fauteuil roulant et le déambulateur, cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR TECSAN VHIPOD « véhicule individuel de transport en station debout auto-équilibrée pour personnes handicapées avec aide à la verticalisation ». Dans ce contexte, ces travaux de recherche apportent des éléments de réponse à deux problématiques fondamentales du projet : l’assistance au passage assis-debout (PAD) des personnes hémiplégiques et le déplacement à l’aide d’un véhicule auto-équilibré à deux roues. Ces problématiques sont abordées du point de vue de la robotique avec comme question centrale : peut-on utiliser l’approche Takagi-Sugeno (TS) pour la synthèse d’une commande ? Dans un premier temps, la problématique de mobilité des personnes handicapées a été traitée sur la base d’une solution de type gyropode. Des lois de commande basées sur les approches TS standard et descripteur ont été proposées afin d’étudier la stabilisation des gyropodes dans des situations particulières telles que le déplacement sur un terrain en pente ou le franchissement de petites marches. Les résultats obtenus ont non seulement permis d’aboutir à un concept potentiellement capable de franchir des obstacles, mais ils ont également permis de souligner la principale difficulté liée à l’applicabilité de l’approche TS en raison du conservatisme des conditions LMIs (inégalités matricielles linéaires). Dans un second temps, un banc d’assistance au PAD à architecture parallèle a été conçu. Ce type de manipulateur constitué de multiples boucles cinématiques présente un modèle dynamique très complexe (habituellement donné sous forme d’équations différentielles ordinaires). L’application de lois de commande basées sur l’approche TS est souvent vouée à l’échec compte tenu du grand nombre de non-linéarités dans le modèle. Afin de remédier à ce problème, une nouvelle approche de modélisation a été proposée. À partir d’un jeu de coordonnées bien particulier, le principe des puissances virtuelles est utilisé pour générer un modèle dynamique sous forme d’équations algébro-différentielles (DAEs). Cette approche permet d’aboutir à un modèle quasi-LPV où les seuls paramètres variants représentent les multiplicateurs de Lagrange issus de la modélisation DAE. Les résultats obtenus ont été validés en simulation sur un robot parallèle à 2 degrés de liberté (ddl) puis sur un robot parallèle à 3 ddl développé pour l’assistance au PAD
Every year more than 5 million people worldwide become hemiplegic as a direct consequence of stroke. This neurological deficiency, often leads to a partial or a total loss of standing up abilities and /or ambulation skills. In order to propose new supporting solutions lying between the wheelchair and the walker, this thesis comes within the ANR TECSAN project named VHIPOD “self-balanced transporter for disabled persons with sit-to-stand function”. In this context, this research provides some answers for two key issues of the project : the sit-to-stand assistance (STS) of hemiplegic people and their mobility through a two wheeled self-balanced solution. These issues are addressed from a robotic point of view while focusing on a key question : are we able to extend the use of Takagi-Sugeno approach (TS) to the control of complex systems ? Firstly, the issue of mobility of disabled persons was treated on the basis of a self-balanced solution. Control laws based on the standard and descriptor TS approaches have been proposed for the stabilization of gyropod in particular situations such as moving along a slope or crossing small steps. The results have led to the design a two-wheeled transporter which is potentially able to deal with the steps. On the other hand, these results have also highlighted the main challenge related to the use of TS approach such as the conservatisms of the LMIs constraints (Linear Matrix Inequalities). In a second time, a test bench for the STS assistance based on parallel kinematic manipulator (PKM) was designed. This kind of manipulator characterized by several closed kinematic chains often presents a complex dynamical model (given as a set of ordinary differential equations, ODEs). The application of control laws based on the TS approach is often doomed to failure given the large number of non-linear terms in the model. To overcome this problem, a new modeling approach was proposed. From a particular set of coordinates, the principle of virtual power was used to generate a dynamical model based on the differential algebraic equations (DAEs). This approach leads to a quasi-LPV model where the only varying parameters are the Lagrange multipliers derived from the constraint equations of the DAE model. The results were validated on simulation through a 2-DOF (degrees of freedom) parallel robot (Biglide) and a 3-DOF manipulator (Triglide) designed for the STS assistance

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Gassara, Hamdi. "Analyse, commande et observation des modèles flous de type Takagi-Sugeno à état retardé." Amiens, 2011. http://www.theses.fr/2011AMIE0124.

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Анотація:

Cette thèse concerne l'analyse de la stabilité et la stabilisation des systèmes non linéaires à retard décrit par les modèles flous de type Takagi Sugeno à état retardé (TSR). L'étude que nous avons menée consiste à trouver une solution acceptable entre la réduction du conservatisme et la complexité de calcul. Afin d'atteindre cet objectif, nous avons organisé notre travail comme suit : une première partie a traité la stabilité et la stabilisation des modèles TSR. Au début, nous avons développé des nouvelles conditions suffisantes de stabilité en utilisant la méthode polyquadratique pour le cas incertain des modèles TSR. Ce résultat a été étendu au problème de stabilisation par commande PDC sans critères de robustesse ou notions de performances. Nous avons remarqué à partir ce résultat que l'approche polyquadratique est non appropriée au problème de stabilisation du modèle TSR incertain à perturbations extérieures. Pour cette raison, nous avons utilisé l'approche quadratique avec des nouvelles techniques de relaxation pour l'étude des modèles TSR incertains et/ou perturbés. Une deuxième partie est consacrée à l'élaboration des lois de commande tolérante aux défauts actionneurs en utilisant les approches passives et actives. Pour l'approche passive, nous avons présenté une technique qui nous a permis d'utiliser une FLK dépendante de paramètre de défauts. Pour l'approche active, nous avons utilisé un observateur adaptatif pour l'estimation des défauts et la méthode de pseudo inverse pour l'accommodation de la loi de commande. La synthèse d'une loi de commande PDC basée sur observateur à variables de prémisses mesurables est établie dans une dernière partie de la thèse. Nous avons considéré dans cette partie le cas incertain et nominal du modèle TSR en présence d'un ensemble admissible de défauts actionneurs. Les différents résultats sont présentés sous forme d'Inégalités Matricielles Linéaires (LMI) facilement résolues en utilisant l'outil LMI Toolbox du logiciel Matlab

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Bainier, Gustave. "Contributions géométriques à l’étude des systèmes LPV et de Takagi-Sugeno." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2024. http://www.theses.fr/2024LORR0150.

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Cette thèse explore la théorie du contrôle non linéaire par le prisme des modèles LPV (Linéaires à Paramètres Variants) et T-S (Takagi-Sugeno), en se concentrant sur l'amélioration de leur flexibilité et de leur efficacité. Les principales contributions de cette thèse portent sur l'introduction d'outils géométriques qui n'avaient pas été utilisés auparavant dans ces contextes. Il est notamment montré que les coordonnées barycentriques jouent un rôle clé dans la modélisation des systèmes T-S par l'approche par secteur non linéaire (Chapitre 3), et que des outils inspirés des complexes simpliciaux peuvent également être utilisés pour obtenir des modèles T-S non convexes (Chapitre 4). En outre, il est établi que les interpolations de Bézier permettent d'obtenir une compréhension géométrique des multisommes du cadre T-S (Chapitre 5). Il est aussi démontré qu'une hypothèse de Lipschitz sur le vecteur d'ordonnancement d'un système LPV borne toutes les matrices de transition d'état que l'on peut obtenir dans le futur, ce qui conduit à des résultats utiles pour caractériser le futur proche de ces systèmes (Chapitre 6). Ces derniers résultats sont obtenus en utilisant l'intégrale-produit de Volterra et la norme logarithmique pondérée d'une matrice. Une approche ensembliste est explorée pour la détection de défauts, en utilisant la fonctionnelle de Minkowski d'un ensemble (Chapitre 7). Enfin, la modélisation des saturations ainsi que d'autres phénomènes (zones mortes, hystérésis) affectant localement les actionneurs d'un système est abordée à l'aide d'outils géométriques, comme la fonctionnelle de Minkowski (Chapitre 8)
This thesis explores nonlinear control theory using LPV (Linear Parameter-Varying) and T-S (Takagi-Sugeno) models, focusing on improving the flexibility and efficiency of these frameworks. The main contributions of this thesis concern the introduction of geometric tools that had not previously been used in these contexts. In particular, it is shown that barycentric coordinates play a key role in the modeling of T-S systems using the nonlinear sector approach (Chapter 3), and that tools inspired by simplicial complexes can also be used to obtain non-convex T-S models (Chapter 4). It is also established that Bézier interpolations provide a geometric understanding of the multi-sums involved in the T-S framework (Chapter 5). It is demonstrated that a Lipschitz assumption on the scheduling vector of a LPV system allows to bound all its potential state transition matrices in the future, leading to useful results to characterize the near-future of these systems (Chapter 6). These later results are obtained using Volterra's product integration and the weighted logarithmic norm of a matrix. Additionally, a set-membership approach is explored for fault detection purposes, using the Minkowski functional of a set (Chapter 7). Finally, the modeling of saturations and other phenomena (dead zones, hysteresis) locally affecting the actuators of a system is approached using geometric tools, such as the Minkowski functional (Chapter 8)

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Cherifi, Abdelmadjid. "Contribution à la commande des modèles Takagi-Sugeno : approche non-quadratique et synthèse D -stable." Thesis, Reims, 2017. http://www.theses.fr/2017REIMS016/document.

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Ce travail de thèse traite de l’analyse de la stabilité et la stabilisation des systèmes non-linéaires représentés par des modèles T-S. L’objectif est de réduire le conservatisme des conditions de stabilité, obtenue par la méthode directe de Lyapunov, et écrites, dans la mesure du possible, sous forme de LMIs. Dans ce cadre, deux contributions principales ont été apportées. Tout d’abord, nous avons proposé de nouvelles conditions de synthèse non-quadratique de lois de commande, strictement LMIs et sans restriction d’ordre, pour les modèles T-S via des FLICs. En effet, dans ce contexte, les résultats de la littérature ne sont valables que pour les modèles T-S d’ordre inférieur ou égal à 2. Afin de lever cette restriction, les conditions ont été obtenues grâce à la démonstration d’une propriété de dualité. Ensuite, peu de travaux traitant de la spécification des performances en boucle fermée, de nouvelles conditions LMIs (quadratiques et non-quadratiques) ont été proposées via le concept de D-stabilité. Dans un premier temps, la synthèse de lois de commande PDC et non-PDC D-stabilisantes a été proposée pour les modèles T-S nominaux. Ensuite, ces résultats ont été étendus au cas des modèles T-S incertains. De plus, nous avons mis en évidence, au travers d’un exemple de D-stabilisation en attitude d’un modèle de drone quadrirotor, que les modèles T-S incertains pouvaient être avantageusement considérés lorsque les non-linéarités d’un modèle non-linéaire dépendent à la fois de l’état et de l’entrée
This work deals with the stability analysis and the stabilisation of nonlinear systems represented by T-S models.The goal is to reduce the conservatism of the stability conditions, obtained through the direct Lyapunov methodand written, when it is possible, as LMIs. In this framework, two main contributions has been proposed. First ofall, we have proposed some new conditions based on FLICs, strictly LMIs and without any order restrictions, forthe non-quadratic design of control laws devoted to stabilize T-S models. Indeed, in this non-quadratic context,the existing works are only available for 2nd order T-S models. In order to unlock this restriction, the proposed conditions have been obtained based on the proof of a dual property. Then, starting from the fact that few worksdeals with the closed-loop performances specification, some new LMI conditions (quadratic and non-quadratic)have been proposed via the D-stability concept. As a first step, D-stabilizing PDC and non-PDC controller designhas been considered for nominal T-S models. Then, these results have been extended to uncertain T-S models.Moreover, it has been highlighted, from an example of the attitude D-stabilization of a quadrotor model, that wecan make use of uncertain T-S models to cope with nonlinear models involving nonlinearities depending on bothstate and input variables

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Morère, Yann. "Mise en oeuvre de lois de commande pour les modèles flous de type Takagi-Sugeno." Valenciennes, 2001. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/606b1a0a-cd9b-40f2-8292-bf560ea0af7c.

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Анотація:

Comme dans le cas linéaire, il est nécessaire d'étudier la stabilité des boucles de régulation floue. Dans la plupart des cas, l'étude de la stabilité et de la stabilisation est faite par une approche utilisant une fonction de Lyapunov quadratique. Des propriétés de stabilité et de stabilisation peuvent alors être déduites par la résolution d'un ensemble d'inégalités linéaires matricielles (LMIs). Ce mémoire propose quelques travaux basés sur l'utilisation de la méthode de Lyapunov, pour effectuer la synthèse de lois de commande pour des modèles utilisant une représentation floue de type Takagi-Sugeno. La formulation LMI et son potentiel de résolution seront utilisés afin d'étendre les conditions de stabilité trouvés dans la littérature. Dans un premier temps, quelques propriétés qui permettent de «passer» d'un modèle non linéaire affine en la commande à un modèle flou de type Takagi Sugeno sont proposées, ainsi que de nouvelles conditions de stabilité basées sur l'utilisation d'une loi de type CDF (Compensation et Division pour modèles Flous). Ensuite, une seconde approche, basée sur l'utilisation d'une fonction de Lyapunov non quadratique, est présentée. Les travaux présentés sont focalisés sur le cas discret. Deux approches différentes sont utilisées pour obtenir des conditions de stabilité non quadratiques. La première approche correspond globalement à une extension du cas quadratique au cas non quadratique. La deuxième approche mise en œuvre est basée sur une proposition de transformation matricielle. Toutes les propositions sont illustrées par des exemples qui permettent de montrer que les conditions obtenues sont moins conservatives que leurs équivalents quadratiques. Ces résultats théoriques ont été appliqués à un système connu en simulation et en temps réel : le double pendule inversé. Enfin, quelques pistes sont données pour les travaux futurs dans la dernière partie. Elles consistent à obtenir une forme régulière pour les modèles flous T-S permettant de réduire, dans certains cas, la conservativité des résultats de stabilité et de stabilisation.

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Blanco, Yann. "Stabilisation des modèles Takagi-Sugeno et leur usage pour la commande des systèmes non linéaires." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-237.pdf.

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

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Анотація:

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

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Bezzaoucha, Souad. "Commande tolérante aux défauts des systèmes non linéaires représentés par des modèles de Takagi-Sugeno." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0120.

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Анотація:

Cette thèse porte sur la représentation T-S des systèmes non linéaires et les non-linéarités qui leur sont associées (saturation et paramètres variants dans le temps) pour la commande et le diagnostic. Ainsi, une nouvelle approche utilisant la transformation par secteurs non linéaires permet de ré-écrire le système sous forme polytopique en prenant en compte la présence de paramètres variants dans le temps. Cette forme polytopique est ensuite utile pour la synthèse d'observateurs assurant l'estimation simultanée de l'état et des paramètres du système. Une application au diagnostic est également considérée en comparant les valeurs des paramètres estimés en ligne avec leurs valeurs nominales supposées connues et représentatives du mode de fonctionnement non défaillant. Concernant la commande, la contrainte de saturation est représentée sous forme de modèle T-S et est intégrée au modèle du système. La synthèse de plusieurs lois de commande assurant la stabilité du système bouclé, en prenant en compte les limites de saturation est proposée. La poursuite de modèle de référence est également traitée avec la mise en évidence des conditions structurelles de poursuite pour les modèles non linéaires sous forme T-S. L'accent est mis sur les différents critères de choix de commande en fonction des buts recherchés
A first contribution of this thesis is to propose a systematic procedure to deal with the state and parameter estimation for nonlinear time-varying systems. It consists in transforming the original system into a T-S model with unmeasurable premise variables using the sector nonlinearity transformation. Then a joint state and parameter observer is designed and the convergence conditions of the joint state and parameter estimation errors are established. The second contribution of this thesis is the stabilization problem under saturation constraints. In fact, we aim to present a new approach for the saturation nonlinearity study, where the sector nonlinearity transformation is used to represent the nonlinear behaviour of a saturated actuator under a T-S form. The T-S representation of the saturation is used to integrate the limitation constraints into the control synthesis, such that the system stability is ensured and the controller gains are calculated according to the saturation level. The model reference tracking control problem is also addressed. It aims to highlight the encoutered difficulties and the proposed solutions to achieve the tracking objective. Through analytical studies, by presenting clear structural conditions and control strategies, we try to point and answer some major interogations, that are : "how the model reference is to be chosen ? " and "which tracking criterion to consider to achieve a certain objective ? ". The case of constrained control input is also considered with a special focus on the anticipation for the saturated control

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Ksontini, Mohamed. "Mise en oeuvre de lois de commande basées sur des multi-modèles continus de type Takagi-Sugeno." Valenciennes, 2005. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/010633b8-054b-44a7-a83b-2bf46a1dfd68.

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Dans ce mémoire, l'étude de la stabilisation des approches multi modèles est considérée. Nous avons essayé de faire un lien entre l'approche multi modèles adaptatif et l'approche TS. La proposition d'une nouvelle architecture de commande pour l'approche adaptative a permis de stabiliser la boucle fermée complète. Une comparaison de robustesse sur le classique pendule inversé a montré les caractéristiques de l'approche. Nous avons proposé dans la troisième partie des nouvelles conditions de stabilisation des modèles flous de type TS qui permettent de réduire le nombre de LMI et ou de réduire le conservatisme des conditions déjà proposées. L'intérêt étant double, d'une part obtenir des conditions LMI faciles à mettre en ouvre pour les systèmes ayant un nombre de règles important, d'autre part améliorer les résultats issus de la littérature. L'ensemble des ces résultats est basé principalement sur l'utilisation du lemme d'élimination. Une première illustration de ces conditions est faite sur un système TORA. Enfin l'application des ces résultats sur un système de mélange de liquides qui servira d'étude de dimensionnement pour un projet de prototype a donné des résultats satisfaisants en régulation et poursuite
In this document we dealt with the stabilization of the multi models approaches. We tried to make a link between the adaptive multi models approach and the TS approach. A new control architecture for the adaptive approach has been proposed allowing the stabilisation of the whole closed loop. A comparison about the robustness for the classical inverted pendulum shows the features of this approach. In the second part, we proposed new stabilisation conditions of TS fuzzy models allowing to reduce the number of LMI and or to reduce the conservatism of the conditions. With such conditions, we get some easy LMI conditions for systems having an important number of rules, and we also improve results given in the literature. These results are based mainly on the use of the elimination lemma. A first illustration of these conditions is carried out on a TORA system. Finally the application of these conditions on a mixture liquids system that will be useful in dimensioning a project of prototype has given good results

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Duong, Chinh Cuong. "Exploration d'alternatives aux LMI non-quadratiques pour l'analyse des systèmes non linéaires représentés par des modèles Takagi-Sugeno." Thesis, Reims, 2013. http://www.theses.fr/2013REIMS012/document.

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Les travaux de cette thèse portent sur la stabilité et la stabilisation des systèmes non-linaires représentés par des modèles Takagi–Sugeno (T-S). L'objectif de ces travaux est d'explorer des techniques alternatives aux LMI pour l'analyse et la synthèse de lois de commande dans le cadre non quadratique afin de réduire le conservatisme. Tout d'abord, la stabilisation robuste de systèmes T-S à commutations incertains et perturbés a été considérée. Ainsi, des conditions de stabilisation ont été obtenues sous forme LMI sur la base d'une fonction candidate de Lyapunov à commutations. Puis, une nouvelle approche, pour l'analyse de la stabilité des systèmes non linéaires décrits par des modèles T-S polynomiaux a été proposée. L'objectif est ici d'explorer des techniques alternatives aux LMI dans le cadre non-quadratique. Ainsi, sur la base de travaux préliminaires dévolus à l'analyse de la stabilité via les techniques d'optimisation polynomiale « Sum-Of-Squares » (SOS), l'emploi d'une fonction candidate de Lyapunov polynomiale multiple a été proposée. Celle-ci permet de réduire le conservatisme des approches polynomiales existantes dans la littérature. Enfin, les modèles T-S classiques pouvant-être vus comme un cas particulier des modèles polynomiaux, une méthodologie de synthèse de lois de commande dans le cadre non quadratique est proposée. Celle-ci permet de s'affranchir de paramètres difficiles à obtenir en pratique via les approches LMI ainsi que de fournir une solution globale lorsque celle-ci existe. Néanmoins, à ce jour, des hypothèses fortes de modélisation restent toutefois nécessaires et constituent l'inconvénient majeur des approches SOS. Inconvénient qu'il conviendra de traiter dans des travaux futurs et qui suggèrent donc quelques perspectives à ces travaux
This thesis deals with the stability and stabilization of nonlinear systems represented by Takagi-Sugeno (T-S) models. The objective of this work is to explore and find out some alternatives to classical LMI conditions in order to reduce the conservatism. First, we focus on robust stabilisation of uncertain switched T-S models. Based on a switched Lyapunov function, the stabilisation conditions are obtained in terms of LMI. Then, a new approach for the stability analysis of polynomial T-S models is proposed. The goal is here to explore alternatives to LMI in the non-quadratic framework. Therefore, an extension of some preliminary result on the stability analysis of polynomial T-S models is proposed by the use of a multiple polynomial Lyapunov function which lead to less conservatism. The stability conditions are given in terms of Sum-of-Squares (SOS) polynomial optimization problem. Finally, classical T-S models being a particular case of polynomial ones, an attempt is done as an alternative to LMI in the non quadratic framework for the design of non-PDC controllers via SOS techniques. Within this framework, global stability may be guaranteed if there exists a solution to the SOS constraints. Moreover, it didn't require unknown parameters in advance like in LMI based non quadratic approaches. However, these SOS based controller design conditions are obtained through a restrictive modelling assumption, suggesting future prospects to this work

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Kruszewski, Alexandre. "Lois de commande pour une classe de modèles non linéaires sous la forme Takagi-Sugeno : mise sous forme LMI." Valenciennes, 2006. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/47cd2183-0e4c-4bc8-b7b8-591ffb66d847.

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Cette thèse se focalise sur une classe particulière de modèles non linéaires appelés modèles Takagi-Sugeno. Même s’ils sont issus de l’approche historique de la logique floue, ils peuvent s’interpréter comme une collection de modèles linéaires interconnectés par des fonctions non linéaires. L’étude de la stabilité de ces types de modèles fait appel, dans la grande majorité des cas, à la méthode directe de Lyapunov avec une fonction de type quadratique. Celle-ci permettant écrire facilement des conditions sous la forme de contraintes LMI. Les conditions obtenues ne sont que suffisantes. De nombreux résultats sont disponibles aujourd’hui pour ce type de modèles. Les premiers travaux ne traitaient que de la stabilité et de stabilisation sans critères de robustesse ou notions de performances. Depuis des extensions à des retours d’état avec observateur, à des modèles sous forme descripteur, à des modèles incertains, à des modèles à retard à des modèles incertains à retard, à des retours de sortie dynamiques,… existent. Des critères de performances ont aussi été considérés comme la minimisation d’un critère quadratique, D-stabilité, Hinf,… En dépit de cette multitude de résultats, il reste un certain nombre de problèmes à résoudre. L’approche par fonction de Lyapunov quadratique semble avoir atteint ces limites. Les conditions obtenues étant seulement suffisantes le principal problème est de savoir que faire si elles sont trop restrictives ? Comment relâcher un problème LMI qui n’a pas de solution ? Le but de ce mémoire est de sortir du cadre des fonctions de Lyapunov quadratiques en proposant des résultats moins conservatifs que ceux rencontrés dans la littérature
This PhD thesis deals with a particular class of nonlinear models called Takagi-Sugeno. In spite of their fuzzy background, they can be seen as a collection of linear models blended by some nonlinear functions. The stability analysis of this kind of models is investigated through the direct Lyapunov method and using a quadratic function. This choice is due to its capability to cope with LMI constraints. These conditions are only sufficient. Many results are available for these models. The first works were dealing only with stability and stabilization without any robustness criterion or performances indexes. Extensions are available on state feedback with observer, descriptor models, uncertain models, models with delays, dynamic output feedbacks… Some performances criteria are also considered as the minimization of quadratic criterion, D-Stability, Hinf…In spite of these results, some problems need to be solved. The quadratic Lyapunov function approach seems to have reached its limit. Considering that the conditions are only sufficient, what can be done if they are too restrictive? How to relax a LMI problem which has no solution? The goal of this thesis is to quit the quadratic framework by proposing less conservative results than those met in the literature

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Kruszewski, Alexandre. "Lois de commande pour une classe de modèlesnon linéaires sous la forme Takagi-Sugeno :Mise sous forme LMI." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00128986.

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Анотація:

Cette thèse se focalise sur une classe particulière de modèles non linéaires appelés
modèles Takagi-Sugeno. Même s'ils sont issus de l'approche historique de la logique
floue, ils peuvent s'interpréter comme une collection de modèles linéaires interconnectés
par des fonctions non linéaires.
L'étude de la stabilité de ces types de modèles fait appel, dans la grande majorité des cas,
à la méthode directe de Lyapunov avec une fonction de type quadratique. Celle-ci
permettant écrire facilement des conditions sous la forme de contraintes LMI. Les
conditions obtenues ne sont que suffisantes.
De nombreux résultats sont disponibles aujourd'hui pour ce type de modèles. Les
premiers travaux ne traitaient que de la stabilité et de stabilisation sans critères de
robustesse ou notions de performances. Depuis des extensions à des retours d'état avec
observateur, à des modèles sous forme descripteur, à des modèles incertains, à des
modèles à retard à des modèles incertains à retard, à des retours de sortie dynamiques,...
existent. Des critères de performances ont aussi été considérés comme la minimisation
d'un critère quadratique, D-stabilité, Hinf,...
En dépit de cette multitude de résultats, il reste un certain nombre de problèmes à
résoudre. L'approche par fonction de Lyapunov quadratique semble avoir atteint ces
limites. Les conditions obtenues étant seulement suffisantes le principal problème est de
savoir que faire si elles sont trop restrictives ? Comment relâcher un problème LMI qui
n'a pas de solution ? Le but de ce mémoire est de sortir du cadre des fonctions de
Lyapunov quadratiques en proposant des résultats moins conservatifs que ceux rencontrés
dans la littérature..

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Toulotte, Pierre-Frédéric. "Attelage virtuel pour véhicules automatisés." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00112889.

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Анотація:

Ce mémoire est consacré à la réalisation d'un attelage virtuel entre deux véhicules dans des conditions « normales » de conduite et de route (pas de situation d'urgence, route sèche, etc.). Après une présentation de l'historique et de l'état de l'art de la conduite assistée ou automatisée, un modèle de la dynamique longitudinale et/ou latérale du véhicule est détaillé. C'est un modèle de type « bicyclette » avec une description du contact du pneumatique avec la route dans des conditions de faibles glissements.
Parmi les techniques de commande non linéaire envisageables, celles basées sur les modèles flous de type Takagi-Sugeno (TS) ont été retenues. Ils sont composés de modèles linéaires interconnectés par des fonctions scalaires non linéaires ayant la propriété de somme convexe.
L'étude de la stabilité et de la stabilisation de tels modèles se fait à l'aide de la seconde méthode de Lyapunov. Dans le souci d'adjoindre des notions de robustesses et/ou de performances, plusieurs solutions sont envisageables. Celle retenue dans ce mémoire fait appel à des modèles incertains et à un placement des pôles des modèles linéaires dans des régions convexes pré-spécifiées du plan complexe. Des conditions suffisantes sous forme d'inégalités matricielles linéaires qui permettent de garantir ces propriétés dans le cas général des modèles TS sont proposées. Elles sont ensuite aussi bien utilisées dans le cas d'une régulation d'inter-distance seule que pour l'attelage virtuel complet. Les résultats obtenus sont proposés en simulation et en temps réel sur un véhicule prototype spécialement instrumenté.

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Tirmant, Hélène. "Synthèse de lois de commande pour les modèles flous de type Takagi-Sugeno : application à un prototype de véhicule à deux roues." Valenciennes, 2004. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/81a56323-89dd-486d-8df5-61159b989971.

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Анотація:

Ce mémoire contient deux aspects, l'un théorique développé au sein du LAMIH, et l'autre applicatif, en collaboration avec l'INRIA, Rocquencourt. Concernant l'aspect théorique, les systèmes non linéaires étudiés sont mis sous la forme d'un modèle flou T-S et l'approche de la stabilité est basée sur les fonctions de Lyapunov. Avec des fonctions de type quadratique, des lois de commande ont été proposées afin de réduire la conservativité des résultats issus de la littérature, concernant la commande CDF (Compensation et Division pour modèles Flous), la commande PDC (Parallel Distributed Compensation) robuste avec modèles T-S incertains. Des résultats permettant d'obtenir un observateur flou dans le cas de prémisses non mesurables ont été proposés. Ces résultats peuvent se mettre, soit directement, soit en utilisant une relaxation, sous forme d'un problème LMI (Inégalités Linéaires Matricielles) et être résolus de façon efficace. L'application basée sur le principe du pendule inversé est le véhicule à deux roues nommé le B2. Le but est de réduire les nuisances apportées par les véhicules dans les villes (pollution, bruit, utilisation de l'espace). Un modèle flou T-S a été élaboré à partir des paramètres du prototype. Des lois de commande de type PDC robuste, avec et sans observateur, en continu ont été réalisées. Un observateur flou augmenté permet d'effectuer du rejet de perturbations. Une comparaison avec une loi de type linéaire ainsi que des tests de robustesse face à des variations paramétriques (poids des occupants, angle d'inclinaison de départ) ont été proposés. Le prototype est opérationnel : il est stabilisé et obéit à une poursuite de consigne en vitesse
This document is divided in two main parts, a theoric one, which was developped in the LAMIH, and an application, in collaboration with the INRIA, Rocquencourt. As concern the theoric part, the non linear systems are represented by T-S fuzzy models. The stability analysis is based on the Lyapunov functions. By using quadratic Lyapunov functions, some new control laws perform the results find in the litterature, concerning the classical CDF (Compensation and Division for Fuzzy models) control law and concerning the robust PDC (Parallel Distributed Compensation)control law, based on uncertain T-S models. We give some results to obtain a fuzzy observer in the case of the premisses are non measurables. The results are either directly or by using some relaxations, in a LMI (Linear Matrix Inequalities) form and are solved efficiently. The application is based on the inverted pendulum principle and is a two wheeled vehicle named B2. Its goal is to reduce the problems due to the vehicles in the center of the towns. A T-S fuzzy model has been developped from the prototype parameters. Some robust PDC control laws, with and without observers were realised. A fuzzy observer helps to reject the perturbations. A comparison with a linear law and some robustness tests were presented. The results are good, the B2 is stabilised and the speed follows the state point given by a joystick

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Srinivasarengan, Krishnan. "Estimation d'état, estimation paramétrique et identifiabilité des modèles quasi-LPV." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0059/document.

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Анотація:

Dans cette thèse, deux problèmes liés aux approches basées sur des modèles pour le diagnostic de défauts et l'estimation du niveau de dégradation des équipements dans un bâtiment sont étudiés: la conception d'observateurs adaptatifs pour l'estimation de l'état et des paramètres, et l'analyse de l'identifiabilité des paramètres. La classe des modèles considérés est celle des modèles quasi-linéaires à paramètres variants dans le temps (quasi-LPV) avec paramétrisation affine des matrices d'état. Utilisant l'approche polytopique de Takagi-Sugeno (T-S), deux types d'observateurs sont proposés, un pour des systèmes en temps continu et l'autre pour des systèmes en temps discret. La structure de Luenberger (correction de la dynamique à l'aide de l'erreur d'estimation de la sortie) est choisie pour la partie d'estimation d'état de l'observateur pour les deux et leur conception s'appuie sur l'approche de Lyapunov. Pour la partie d'estimation des paramètres, une structure originale est proposée en temps continu et une structure proportionnelle-intégrale (PI) est utilisée en temps discret. La troisième contribution présente succinctement une méthode d'estimation d'état et des paramètres de façon découplée. Elle utilise conjointement l'approche de l'espace de parité et un observateur à mémoire finie. Pour la quatrième contribution relative à l'identifiabilité des paramètres, les états du système sont tout d'abord éliminés en utilisant une approche de type espace de parité. Cela permet d'extraire le `résumé exhaustif' du modèle qui aide à établir l'identifiabilité du modèle. Tous les résultats sont illustrés à l'aide d'exemples
Two problems relevant to the model-based approaches to fault diagnosis and degradation estimation in commissioned buildings are investigated in this thesis: adaptive observers for state and parameter estimation, and parameter identifiability. The system models considered are the quasi-LPV models with affine parameterization. Using the Takagi-Sugeno (T-S) polytopic approach, two observer designs, one for continuous-time models and another for discrete-time models are provided. Both models use a Luenberger structure for the state estimation part and deploy the Lyapunov design approach. An innovative non-linear estimation model is obtained through the design process for the continuous-time parameter estimation whereas a proportional-integral (PI) structure is used for discrete-time. A brief third contribution is a decoupled state and parameter estimation that makes use of the parity-space approach and realized using a finite memory observer strategy. For the fourth contribution of parameter identifiability, a parity-space formulation using null-space computation is used for the elimination of states of the model from which the exhaustive summary of the model is extracted and the identifiability of the model verified. All the results are illustrated using examples

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Grisales, Palacio Victor Hugo. "Modélisation et commande floues de type Takagi-Sugeno appliquées à un bioprocédé de traitement des eaux usées." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136382.

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Анотація:

Ce travail de thèse s'inscrit au carrefour de l'Automatique, de l'Intelligence Artificielle et des Biotechnologies. Il cherche à développer une méthodologie de modélisation et de commande qui repose sur une approche par logique floue. La première partie du travail présente une introduction aux principes et techniques mises en Suvre dans les stations d'épuration actuelles, et met en évidence la difficulté de modélisation des différents phénomènes mis en jeu. A partir de ce constat, dans une deuxième partie, focalisée sur la modélisation et la commande floues, nous développons d'abord l'identification de modèles flous affines de type Takagi-Sugeno (TS) à partir de données entrées-sorties. Nous considérons différentes méthodes de coalescence floue et une méthode d'agglomération compétitive, robuste en présence de bruit. Ce type d'approche " boîte grise " permet une représentation à base de règles qui approxime la dynamique non linéaire comme une concaténation de sous-modèles localement linéaires sous la forme d'auto-régression non-linéaire (NARX). De plus, nous avons développé une version graphique de la boîte à outils pour la modélisation floue des systèmes (FMIDg). Ensuite, nous proposons une commande floue TS sous-optimale linéaire quadratique adaptée à la structure du modèle flou identifié, en utilisant la philosophie de commande du type compensation parallèle distribuée (PDC). La méthodologie globale est finalement testée et validée en simulation sur un bioprocédé aérobie de dépollution des eaux usées.

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

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Анотація:

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

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Tahar, Bouarar. "Contribution à la synthèse de lois de commande pour les descripteurs de type Takagi-Sugeno incertains et perturbés." Phd thesis, Université de Reims - Champagne Ardenne, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00652004.

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Les travaux de recherche présentés dans cette thèse portent sur la stabilisation des systèmes descripteurs non linéaires représentés par des multi-modèles flous de type Takagi-Sugeno incertains et/ou perturbés. Dans ce cadre, des approches basées sur une fonction candidate quadratique de Lyapunov ont tout d'abord été développées. Celles-ci permettent la synthèse de lois de commande par la résolution d'un ensemble de contraintes LMIs (Inégalités Linéaires Matricielles). Les résultats de ces premières approches restent toutefois pessimistes vis-à-vis de l'ensemble des solutions accessible au problème de synthèse de lois de commande. Afin de réduire ce conservatisme, de nouvelles approches basées sur une fonction candidate non quadratique de Lyapunov et une loi de commande non PDC (Compensation Parallèle Distribuée) ont été proposées. Une autre source de conservatisme a ensuite été abordée. En effet, l'écriture classique de la dynamique de la boucle fermée introduit des termes croisés entre la commande et le modèle au sein des conditions LMIs à résoudre. L'utilisation de la propriété de redondance des descripteurs a alors permis de pallier cette source de conservatisme. En effet, l'écriture redondante de la dynamique de la boucle fermée permet de découpler les matrices du système à piloter de celles des gains de commande par retour d'état. Tirant parti de cette propriété, des problèmes réputés complexes en terme de formulation LMI ont étés traites tels que la synthèse de lois de commande robustes par retour de sortie dynamique et statique pour les systèmes standard de type Takagi-Sugeno incertains et/ou perturbés.

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Srinivasarengan, Krishnan. "Estimation d'état, estimation paramétrique et identifiabilité des modèles quasi-LPV." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0059.

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Анотація:

Dans cette thèse, deux problèmes liés aux approches basées sur des modèles pour le diagnostic de défauts et l'estimation du niveau de dégradation des équipements dans un bâtiment sont étudiés: la conception d'observateurs adaptatifs pour l'estimation de l'état et des paramètres, et l'analyse de l'identifiabilité des paramètres. La classe des modèles considérés est celle des modèles quasi-linéaires à paramètres variants dans le temps (quasi-LPV) avec paramétrisation affine des matrices d'état. Utilisant l'approche polytopique de Takagi-Sugeno (T-S), deux types d'observateurs sont proposés, un pour des systèmes en temps continu et l'autre pour des systèmes en temps discret. La structure de Luenberger (correction de la dynamique à l'aide de l'erreur d'estimation de la sortie) est choisie pour la partie d'estimation d'état de l'observateur pour les deux et leur conception s'appuie sur l'approche de Lyapunov. Pour la partie d'estimation des paramètres, une structure originale est proposée en temps continu et une structure proportionnelle-intégrale (PI) est utilisée en temps discret. La troisième contribution présente succinctement une méthode d'estimation d'état et des paramètres de façon découplée. Elle utilise conjointement l'approche de l'espace de parité et un observateur à mémoire finie. Pour la quatrième contribution relative à l'identifiabilité des paramètres, les états du système sont tout d'abord éliminés en utilisant une approche de type espace de parité. Cela permet d'extraire le `résumé exhaustif' du modèle qui aide à établir l'identifiabilité du modèle. Tous les résultats sont illustrés à l'aide d'exemples
Two problems relevant to the model-based approaches to fault diagnosis and degradation estimation in commissioned buildings are investigated in this thesis: adaptive observers for state and parameter estimation, and parameter identifiability. The system models considered are the quasi-LPV models with affine parameterization. Using the Takagi-Sugeno (T-S) polytopic approach, two observer designs, one for continuous-time models and another for discrete-time models are provided. Both models use a Luenberger structure for the state estimation part and deploy the Lyapunov design approach. An innovative non-linear estimation model is obtained through the design process for the continuous-time parameter estimation whereas a proportional-integral (PI) structure is used for discrete-time. A brief third contribution is a decoupled state and parameter estimation that makes use of the parity-space approach and realized using a finite memory observer strategy. For the fourth contribution of parameter identifiability, a parity-space formulation using null-space computation is used for the elimination of states of the model from which the exhaustive summary of the model is extracted and the identifiability of the model verified. All the results are illustrated using examples

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Khiar, Djamel. "Modélisation et commande d'un moteur thermique à allumage commandé." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00156791.

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Анотація:

Le thème principal de ce travail concerne la commande du circuit d'air et du circuit
d'essence des moteurs thermiques à allumage commandé avec ou sans suralimentation en air.
La présentation se décompose en cinq chapitres.
Le premier chapitre donne un état de l'art concernant la modélisation orientée
«contrôle» et la commande du circuit d'admission d'air-essence. La problématique de
l'estimation et de la commande du couple moteur est également traitée.
Dans le deuxième chapitre, les modèles mis en oeuvre dans la suite du mémoire, et
l'identification de leurs paramètres sont présentés. Les modèles moyens qui sont décrits
permettent de faire un compromis entre complexité du modèle et adéquation aux synthèses des
lois de commande proposées. Le couple moteur n'étant pas mesuré sur un véhicule de série, son
estimation fait l'objet de la fin de ce chapitre.
Le troisième chapitre propose l'utilisation des modèles flous de type Takagi-Sugeno
(TS) pour réaliser le contrôle de différentes variables. Après un rapide rappel de ce type de
modèle, son application à la commande en couple, puis au problème de la richesse (rapport
air/essence à la stoechiométrie près) sont abordés.
Le quatrième chapitre correspond à un certains nombres d'essais réels qui ont été
réalisés sur le banc moteur. En particulier, ces essais ont permis de valider des lois de
commande présentées dans le chapitre précédent sur la commande du circuit d'air et du couple
moteur. Le dernier chapitre présente quelques perspectives à ce travail.

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Taleb, Rabih. "Enrichissement d’une classification supervisée par l’ajout d’attributs issus d’observateurs d’état : application au diagnostic de défaillances d’un siège d’avion robotisé." Thesis, Paris 8, 2017. http://www.theses.fr/2017PA080085/document.

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Анотація:

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’une Convention Industrielle de Formation par la REcherche (CIFRE) ayant pour objectif la mise en place de solutions innovantes pour le diagnostic de défaillances. Il s’agit de répondre au besoin de la société Zodiac Actuation Systems afin de diagnostiquer les défaillances pouvant survenir sur leurs systèmes d’actionnement de sièges d’avion. Premièrement, le cadre ainsi que les motivations de l’étude sont exposés. Ensuite un état de l’art sur les méthodes de diagnostic de défaillances est donné. Puis la problématique de l’hybridation de ces méthodes est abordée. Ceci a permis d’adopter la méthode de classification supervisée pour le diagnostic. Ensuite, les campagnes de mesures, le processus de construction des bases de données ainsi que les différents algorithmes nécessaires pour la classification sont présentés. Une expérimentation sur la partie du dossier d’un siège d’avion est exposée et les résultats sont donnés. Afin d’améliorer les résultats obtenus, une approche de classification renforcée par des observateurs d’état est proposée et appliquée sur le dossier du siège. Ce renforcement est réalisé à l’aide des données estimées par les observateurs tout en construisant des bases de données augmentées. Trois types d’observateurs, linéaire, Takagi-Sugeno (TS) et TS à entrées inconnues (TSEI) sont employés. L’observateur TSEI apparait comme le mieux adapté à notre application. Finalement, une extension de l'approche proposée sur l’ensemble du siège d’avion est proposée. Celle-ci consiste en la mise en œuvre d’observateurs décentralisés TSEI pour chaque sous-ensemble du siège en tenant compte de leurs interconnexions. Ces derniers ont permis d’améliorer les résultats de détection de défaillances sur l’ensemble du siège d’avion
This study was supported by Zodiac Actuation Systems within the framework of a ``CIFRE'' project which aims to design a Fault Detection and Diagnosis (FDD) approach for actuation systems of passengers seats in commercial aircrafts. First of all, the industrial context as well as the motivations of our project have been explained. Then, a state of the art on FDD methods is presented. Among them, hybridization of FDD methods can be found and seems interesting to our application. In a first step, the supervised classification method for the FDD has been considered. To do this, the process measurements and the concept of databases construction are presented. Then, different types of classification algorithms are explained. From experimental measurements, the classification results for FDD purpose on the recline of the seat are given. In a second step, an enhanced classification approach is proposed. It consists in estimating non-measurable variables by the state observers. These variables are then added, as estimated attributes, to the measured database. The aim is to enrich the knowledge used by the classifier and thus to improve the rate of FDD. Three types of state observers are considered: linear, then Takagi-Sugeno (TS) and Unknown Input Takagi-Sugeno (UITS) observers. It appears that the UITS observer-based results are more accurate for our application. Finally, the proposed FDD approach is extended to the hole of the seat by considering a decentralized approach. In this context, decentralized UITS are proposed for each segment of the seat by taking into account their interconnexions. It is shown that these decentralized observers improve the FDD results of the considered aircraft seat

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Blandeau, Mathias. "Modélisation et caractérisation de la stabilité en position assise chez les personnes vivant avec une lésion de la moelle épinière." Thesis, Valenciennes, 2018. http://www.theses.fr/2018VALE0021/document.

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Анотація:

Les personnes vivant avec une lésion de la moelle épinière (LMÉ) subissent une réduction drastique de leurs capacités sensori-motrices en dessous du niveau de la lésion. Cette pathologie influence négativement leur contrôle postural, vu comme le résultat de contributions actives, passives et neuronales. Une approche par modèle est choisie afin de représenter ces différentes contributions et mieux comprendre le contrôle postural en position assise. Deux problèmes apparaissent. Tout d’abord les modèles existants de la position assise sont très rares et inapplicables à l’étude des personnes vivant avec une LMÉ qui, dans l’absence de contrôle musculaire au niveau du tronc, vont utiliser leurs membres supérieurs pour s’équilibrer. De plus, les équations non linéaires sous forme descripteur des modèles biomécaniques existant sont linéarisées dans la majorité des cas afin de simplifier les équations obtenues ce qui n’est plus valable dans le cas de mouvements de grande amplitude. Or des travaux récents fournissent des outils pour analyser ces modèles en utilisant le formalisme de Takagi-Sugeno issu de la logique floue. Ce travail est focalisé sur l’étude du contrôle postural des personnes vivant avec une LMÉ par des outils de l’automatique non linéaire, trois objectifs sont définis : 1. Proposer des modèles biomécaniques non linéaires de la stabilité en position assise pour les personnes vivant avec une LMÉ. 2. Utiliser des méthodes d’écriture de modèle du domaine de l’automatique non linéaire afin de créer les outils nécessaires à l’estimation des variables internes (non mesurées) au modèle. 3. Améliorer la connaissance de la stabilité chez les personnes vivant avec une LMÉ par l’estimation expérimentale d’efforts internes en fonction de paramètres personnels et des conditions expérimentales. Les modèles créés dans ce manuscrit sont, à notre connaissance, les premiers à représenter la stabilité assise en considérant le déplacement des membres supérieurs. Il s’agit également des premiers modèles biomécaniques à utiliser les avancées récentes de l’automatique non linéaire pour l’estimation d’efforts internes non mesurables
The ability to maintain stability in an unsupported sitting position often becomes challenging after an individuals is affected by a spinal cord injury (SCI). In order to better understand sitting postural control as a combination of active, passive and neuronal contribution, a modelling approach is chosen. Two problems arise; first of all, existing models of sitting control are very scarse and inapplicable to people living with a SCI who will use their upper in a compensatory strategy to balance their trunk. Moreover, the majority of biomechanical models nonlinear equations are linearized with small angle hypothesis for an easier processing which is not acceptable when movements become large. Recent advances in nonlinear control theory provide the theoretical tools for the creation of nonlinear observers using the Takagi-Sugeno fuzzy formalism. This work aims at the study of postural control for people living with a SCI by use of nonlinear tools from control theory; three main goals are formulated: 1. Creating new nonlinear biomechanical models aiming at the study of sitting stability of people living with SCI. 2. Using tools coming from nonlinear control theory to estimate model unmeasured variable 3. Improve the current knowledge on stability for people living with a SCI by estimating internal efforts depending on personal parameters in experimental conditions. The models created in this manuscript are, to the best of our knowledge, the first to consider the upper limbs displacement for the control of sitting stability and the first biomechanical models to use the recent advances in nonlinear control theory for the estimation of unmeasured variables

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Rubio, Espino Elsa. "Sur la stabilité des systèmes hybrides et la stabilisation par commutation." Toulouse, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAT0039.

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Dans cette thèse, nous développons trois algorithmes pour l'analyse de la stabilité des systèmes hybrides. Notre proposition se base sur des concepts de stabilité au sens de Lyapunov. Nous présentons une structure pour la représentation d'un système hybride. Cette structure est composée d'un bloc continu représenté par un modèle flou du type Takagi-Sugeno (TS) ; et d'un bloc discret correspondant au superviseur modélisé par des réseaux de Petri colorés. Nous faisons la simulation de différents types de configuration entre les sous-systèmes de la structure, afin de comparer et de vérifier l'efficacité des algorithmes proposés. Pour mettre en œuvre les actions nécessaires pour stabiliser ce type de systèmes, nous proposons de réaliser une commutation floue entre les différentes dynamiques des sous-systèmes qui les composent. Ce travail de thèse est divisé en trois parties : la modélisation, l'analyse et la supervision
In this thesis we develop three algorithms for the analysis of the stability of hybrid systems. Our proposal is based on concepts of Lyapunov functions. We propose a structure for the representation of a hybrid system. This structure is composed of a continuous block represented by a Takagi-Sugeno (TS) fuzzy model and a discrete block that corresponds to a supervisor modelled by coloured Petri nets. We perform simulations for different kinds of configurations among the subsystems in order to compare and verify the effectiveness of the algorithms proposed. To implement the actions necessary to stabilize this type of system, we propose to carry out a fuzzy switching action among the different dynamics of the subsystems. This work of thesis is divided into three parts: modelling, analysis and supervision

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Jaadari, Abdelhafidh. "Systèmes quasi-LPV continus : comment dépasser le cadre du quadratique ?" Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00865634.

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Cette thèse aborde le problème de l'analyse de la stabilité et de la conception des lois de commande pour les systèmes non linéaires mis sous la forme de modèles flous continus de type Takagi-Sugeno. L'analyse de stabilité est généralement basée sur la méthode directe de Lyapunov. Plusieurs approches existent dans la littérature, basées sur des fonctions de Lyapunov quadratiques sont proposées pour résoudre ce problème, les résultats obtenus à l'aide des telles fonctions introduisent un conservatisme qui peut être très préjudiciable. Pour surmonter ce problème, différentes approches basées sur des fonctions de Lyapunov non quadratiques ont été proposées, néanmoins ces approches sont basées sur desconditions très restrictives. L'idée développée dans ce travail est d'utiliser des fonctions de Lyapunov non quadratiques et des contrôleurs non-PDC afin d'en tirer des conditions de stabilité et de stabilisation moins conservatives. Les propositions principales sont : l'utilisation des bornes locales des dérivées partielles au lieu des dérivés des fonctions d'appartenances, le découplage du gain du régulateur des variables de décision de la fonction Lyapunov, l'utilisation des fonctions de Lyapunov floues polynomiales dans l'environnement des polynômes et la proposition de la synthèse de contrôleur vérifiant certaines limites de dérivés respectées dans une région de la modélisation à la place de les vérifier a posteriori. Ces nouvelles approches permettent de proposer des conditions locales afin de stabiliser les modèles flous continus de type T-S, y compris ceux qui n'admettent pas une stabilisation quadratique et obtenir des domaines de stabilité plus grand. Plusieurs exemples de simulation sont choisis afin de vérifier les résultats présentésdans cette thèse.

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Latrech, Chedia. "Commande en réseau des systèmes flous : application à la dynamique de véhicule." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2015. http://www.theses.fr/2015AMIE0005.

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Cette thèse concerne les problèmes de stabilité et de stabilisation des systèmes non linéaires décrits par des modèles flous de type Takagi Sugeno (TS) incluant les contraintes liées à la transmission d'information en réseau, au rejet de perturbations, aux variations paramétriques et à la non fragilité de la commande. L'enjeu consiste à proposer des conditions de stabilité permettant la synthèse des lois de commande centralisées et décentralisées, qui opère à travers un réseau de communication, en utilisant les outils des inégalités linéaires matricielles (LMIs) et l'approche H∞. Nous abordons dans un premier temps, les systèmes commandés en réseau (SCRs) non linéaires représentés par des modèles flous de type TS, puis nous étendons notre étude aux systèmes de grande dimension pour synthétiser des lois de commande décentralisées. Au final, présentons la validation en simulation sur un modèle du véhicule pour le contrôle global de châssis (CGC) garantissant la sécurité et l'agrément de conduite
This thesis studies the stability and stabilization problems of nonlinear systems described by Takagi Sugeno (TS) fuzzy models including the constraints related to the networked transmission, to the disturbance rejection, to the parametric variations and to the non fragility of controller.The challenge is to provide asymptotic stability sufficient conditions developed for the design of centralized and decentralized control laws, that operates through a communications network, using linear matrix inequalities (LMIs) and H∞ approach. We address initially, nonlinear networked controlled systems (NCSs) described by TS type fuzzy models, and we extend our study to large scale systems for the design of decentralized control laws. Finally, we present simulation validation on the vehicle model for the Global Chassis Control (GCC) ensuring the safety and driveability

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Oudghiri, Mohammed. "Commande multi-modèles tolérante aux défauts : Application au contrôle de la dynamique d'un véhicule automobile." Phd thesis, Université de Picardie Jules Verne, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00357731.

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Cette thèse traite la synthèse de lois de commande tolérantes aux défauts (FTC) pour le contrôle de la dynamique du châssis du véhicule automobile. L'étude est basée sur l'approche multimodèle avec la formulation et la résolution des problèmes de synthèse de lois de commande en utilisant les techniques LMI (Inégalités Matricielles Linéaires).
La première partie consacrée à la FTC passive comporte trois chapitres. La première concerne la synthèse d'une loi de commande multimodèle par retour d'état reconstruit. Les incertitudes dues aux erreurs de modélisation et aux variations paramétriques sont prises en compte. Les conditions de stabilité sont données sous forme Inégalités Matricielles Bilinéaires (BMI) avec la proposition d'un algorithme de résolution en deux étapes. Cette loi de commande a été ensuite appliquée pour le contrôle de la dynamique latérale d'un véhicule automobile à quatre roues directrices. Cette dernière a été modélisée par un multimodèle incertain valable dans une large zone de variation de l'angle de dérive.
La seconde approche traite la conception d'une loi de commande basée sur observateur avec rejet de perturbations extérieures. L'avantage que représente cette méthode par rapport à celles existantes dans la littérature est la formulation des conditions de stabilité sous forme LMI. Ainsi les gains du contrôleur et les gains de l'observateur sont obtenus en une seule étape, ce qui introduit plus de relaxation. La loi de commande développée a été ensuite appliquée pour le contrôle de la dynamique latérale d'un véhicule automobile en considérant le moment autour du centre de gravité du véhicule comme entrée de commande.
La troisième approche proposée est une loi de commande adaptative à mode glissant en vue du contrôle du taux de glissement longitudinal lors de l'opération de freinage d'un véhicule automobile. Elle a comme avantage de combiner le mode glissant, connu par ses propriétés de robustesse vis à vis des perturbations extérieures et des erreurs de modélisation, et la représentation multimodèle/floue connue par ses propriétés d'approximateur universel. Cette loi de commande a été validée par une application réelle sur un prototype du système de freinage et d'anti-blocage ABS disponible au laboratoire M.I.S.

La deuxième partie de notre travail concerne la FTC active en s'appuyant sur les résultats développés dans la partie précédente. Trois stratégies de commandes actives tolérantes aux défauts capteurs ont été proposées pour le maintien de la stabilité latérale du véhicule automobile avec/sans présence des défauts capteurs. Les trois stratégies utilisent un bloc de détection et d'identification des défauts (FDI) constitué d'un banc d'observateurs, d'un bloc pour l'accommodation et la correction de la loi de commande et un bloc de décision sélectionnant la bonne loi de commande. Ceci permet de maintenir le bon comportement latéral du véhicule automobile lorsqu'un des capteurs utilisés devient défaillant. Dans les trois stratégies nous n'avons traité que les défauts capteurs additifs et en supposant qu'à chaque instant au maximum un seul capteur peut être défaillant. Elles se différentient entre elles essentiellement par les algorithmes de détection et d'isolation des défauts et les algorithmes de contrôle utilisés.

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Nguyen, Tran Anh-Tu. "Outils de commande avancés pour les applications automobiles." Thesis, Valenciennes, 2013. http://www.theses.fr/2013VALE0037/document.

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Cette thèse est consacrée au développement de techniques de commande avancées pour des classes de systèmes non linéaires en général et pour des applications automobiles en particulier.Pour répondre au besoin du contrôle moteur, la première partie propose des nouveaux résultats théoriques sur la technique de commande non linéaire à base de modèles de type Takagi-Sugeno soumis à la saturation de la commande. La saturation de la commande est traitée en utilisant sa représentation polytopique ou une stratégie anti-windup.La deuxième partie porte sur la commande du système d'air d'un moteur turbocompressé à allumage commandé. Deux approches originales sont proposées. Dans la première, l'outil théorique concernant les modèles Takagi-Sugeno à commutation développé dans la première partie est directement appliqué. La seconde approche est basée sur une commande linéarisante robuste. L'originalité de ces approches multivariables consiste dans sa simplicité de mise en œuvre et son efficacité par rapport à celles qui existent dans la littérature.La dernière partie vise à développer des stratégies pour la gestion énergétique des systèmes électriques d'un véhicule obtenues en se basant sur le Principe du Minimum de Pontryagin. À cet effet, deux approches sont considérées : l'approche hors ligne d'optimisation utilisant les informations du futur concernant les conditions de roulage et l'approche en ligne qui est adaptée de la précédente. Ensuite, ces deux approches sont implémentées et évaluées dans un simulateur avancé
This thesis addresses the development of some advanced control design tools for a class of nonlinear systems in general and for automotive systems in particular.Motivated by automotive applications, Part I proposes some novel theoretical results on control design for nonlinear systems under Takagi-Sugeno form subject to the control input saturation. The input saturation is dealt with by using its polytopic representation or an anti-windup strategy.Part II deals with our automotive application concerning the control of a turbocharged air system of a spark ignition engine. To this end, two novel control approaches are proposed in this part. For the first one, the theoretical design tool on switching Takagi-Sugeno controller developed in Part I is directly applied. The second one is based on a robust feedback linearization control technique. The originality of these MIMO approaches consist in their simplicity and effectiveness compared to other ones existing in the literature.Part III aims at developing the strategies, which are based on the Pontryagin's Minimum Principle in optimal control theory, for the energy management of the vehicular electric power systems in a hybrid engine configuration. To this end, both offline optimization approach using the future information of driving conditions and online implementable one have been developed and evaluated in an advanced simulator

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

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

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Ichalal, Dalil. "Estimation et diagnostic de systèmes non linéaires décrits par un modèle de Takagi-Sugeno." Electronic Thesis or Diss., Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL088N.

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Cette thèse traite le problème de l'estimation d'état, du diagnostic et de commande tolérante aux défauts des systèmes non linéaires représentés par un modèle de Takagi-Sugeno (T-S) à variables de prémisse non mesurables. De nombreux algorithmes pour la synthèse d'observateurs robustes vis-à-vis des perturbations, des imperfections de modélisation et des entrées inconnues sont présentés en se basant sur quatre types d'observateurs : les observateursproportionnels, les observateurs à entrées inconnues, les observateurs proportionnel intégral (PI) et multi-intégral (PMI). Par la suite, ces derniers sont utilisés pour le diagnostic de fautes affectant des systèmes non linéaires. Ceci est réalisé au moyen de trois stratégies. La première utilise l'observateur à entrée inconnue par découplage afin de rendre l'observateur insensible à certains défauts et permettre de détecter et d'isoler les défauts en construisant des bancs d'observateurs. En raison des conditions structurelles souvent insatisfaites, le découplage total des défauts de l'erreur d'estimation d'état n'est pas réalisable. Afin de s'affranchir de ces contraintes, la seconde stratégie utilise les observateurs PI et PMI pour estimer simultanément l'état et les défauts du système. La troisième stratégie qui utilise le formalisme H8 vise à concevoir un générateur de résidus minimisant l'influence des perturbations et maximisant l'influence des défauts. Un choix adéquat des paramètres du générateur de résidus permet la détection, la localisation et l'estimation des défauts. Enfin, une loi de commande tolérante aux défauts par poursuite de trajectoire d'un modèle de référence estproposée en exploitant les observateurs PI et PMI
This thesis deals with state estimation, fault diagnosis and fault tolerant control of nonlinear systems represented by a Takagi-Sugeno model with unmeasurable premise variables. The problem of state estimation of nonlinear systems with T-S model with unmeasurable premise variable is explored. Algorithms for robust observers synthesis with respect to perturbations, modeling uncertainties and unknown inputs are afterward presented. These algorithms are based on four kinds of observers called proportional, unknown input observers (UIOs), proportional-integral (PI) and multiple-integral (PMI) . The application on model-based diagnosis is studied based on three strategies. The first one uses unknown input observer to decouple some faults and makes the observers insensitive to certain faults. This allows to detect and isolate faults by constructing observers banks. Due to strong structural conditions on designing UIOs decoupling the faults on the state estimation error is not possible. To avoid this problem, the second strategy uses PI and PMI observers in order to estimate simultaneously the state and the faults of the system. The third strategy uses the H8 formalism. This aims to minimize the influence of perturbations and to maximize the effects of faults on the residual signal. An adequate choice of the residual generator parameters allows to detect, to isolate and to estimate the faults affecting the system. Lastly, a fault tolerant control law is proposed by reference trajectory tracking based on the use of PI and PMI observers

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Nguyen, Tran Anh Tu. "Outils de commande avancés pour les applications automobiles." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00930910.

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Cette thèse est consacrée au développement de techniques de commande avancées pour des classes de systèmes non linéaires en général et pour des applications automobiles en particulier.Pour répondre au besoin du contrôle moteur, la première partie propose des nouveaux résultats théoriques sur la technique de commande non linéaire à base de modèles de type Takagi-Sugeno soumis à la saturation de la commande. La saturation de la commande est traitée en utilisant sa représentation polytopique ou une stratégie anti-windup.La deuxième partie porte sur la commande du système d'air d'un moteur turbocompressé à allumage commandé. Deux approches originales sont proposées. Dans la première, l'outil théorique concernant les modèles Takagi-Sugeno à commutation développé dans la première partie est directement appliqué. La seconde approche est basée sur une commande linéarisante robuste. L'originalité de ces approches multivariables consiste dans sa simplicité de mise en œuvre et son efficacité par rapport à celles qui existent dans la littérature.La dernière partie vise à développer des stratégies pour la gestion énergétique des systèmes électriques d'un véhicule obtenues en se basant sur le Principe du Minimum de Pontryagin. À cet effet, deux approches sont considérées : l'approche hors ligne d'optimisation utilisant les informations du futur concernant les conditions de roulage et l'approche en ligne qui est adaptée de la précédente. Ensuite, ces deux approches sont implémentées et évaluées dans un simulateur avancé.

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Nguyen, Thi Van Anh. "Commande de robots manipulateurs basée sur le modèle de Takagi-Sugeno : nouvelle approche pour le suivi de trajectoire." Thesis, Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France, 2019. http://www.theses.fr/2019VALE0030/document.

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Ce travail présente une nouvelle approche de synthèse de la commande non linéaire en suivi de trajectoire de robots manipulateurs. Malgré la richesse de la littérature dans le domaine, le problème n'a pas encore été traité de manière adéquate : en raison de l'existence inévitable dans les applications pratiques de perturbations et incertitudes telles que les forces de frottement, des perturbations externes ou les variations des paramètres il est difficile d'assurer un suivi de trajectoire de haute précision. Afin de résoudre ce problème, nous proposons tout d'abord une méthode de commande prenant en compte la performance H∞ pour le suivi de trajectoire d'un robot manipulateur. Deuxièmement, nous proposons un nouveau cadre pour la synthèse de lois de commande combinant une action anticipatrice et un retour d'état basée sur une représentation sous forme Takagi-Sugeno descripteur de la dynamique du manipulateur. Un avantage de la représentation choisie est de pouvoir simultanément simplifier le calcul des gains de commande à l'aide de LMI de dimension réduite et de réduire la complexité du correcteur en agissant sur le nombre de règles du modèle de Takagi-Sugeno. Basé sur la théorie de la stabilité de Lyapunov, le réglage du correcteur est formulé comme un problème d'optimisation LMI (inégalité matricielle linéaire). Les résultats obtenus en simulation effectuée avec un modèle de manipulateur série développé dans l'environnement Simscape MultibodyTM de Matlab R démontrent clairement l'efficacité de la méthode proposée en comparaison avec le régulateur PID et la commande CTC (Computed Torque Control)
This work presents a new design approach for trajectory tracking control of robot manipulators. In spite of the rich literature in the field, the problem has not yet been addressed adequately due to the lack of an effective control design. In general, it is difficult to adopt design to achieve high-precision tracking control due to the uncertainties in practical applications, such as friction forces, external disturbances and parameter variations. In order to cope this problem, we propose first control with H∞ performance to reference trajectory tracking control of two degrees of freedom robot. Secondly, we propose a new design framework with parametric uncertainties and unknown disturbances by using the feedback and the feedforward controllers. Using the descriptor Takagi-Sugeno systems, the design goal is to achieve a guaranteed tracking performance while signicantly reducing the numerical complexity of the designed controller through a robust control scheme. Based on Lyapunov stability theory, the control design is formulated as an LMI (linear matrix inequality) optimization problem. Simulation results carried out with a high-fidelity serial manipulator model embedded in the Simscape MultibodyTM environment of MatlabR clearly demonstrate the effectiveness of the proposed method by comparing with PID controller and computed torque controller

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

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

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Guechi, El-Hadi. "Suivi de trajectoires d'un robot mobile non holonome : approche par modèle flou de Takagi-Sugeno et prise en compte des retards." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00531738.

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La stabilisation des robots mobiles non holonomes est un problème délicat en robotique. En effet, la condition de Brockett n'étant pas vérifiée, il ne peut pas exister de retour d'état stabilisant de type continu et stationnaire. De nombreux auteurs proposent alors une solution partielle en assurant un suivi de trajectoire à validité locale. Dans ce mémoire, nous avons proposé deux nouvelles approches pour le suivi de trajectoire de robots mobiles non holonomes. La première approche est basée sur l'utilisation d'une classe de modèles polytopiques non linéaires, appelés modèles flous de type Takagi-Sugeno (TS), et la synthèse de lois de commande PDC (Parallel Distributed Compensation). De manière à filtrer les mesures, un observateur flou TS est ajouté à la structure de commande et la stabilité de la boucle fermée complète est assurée en utilisant le principe de séparation. Ce point représente un des intérêts majeurs de la méthode proposée. La deuxième approche proposée dans ce mémoire concerne la détermination d'une loi de commande avec retour de sortie dans le cas de mesures retardées. En effet, dans de nombreuses applications de robotique mobile, un traitement ou une transmission d'information sont nécessaires pour prendre des décisions, déterminer la localisation ou percevoir l'environnement. Ces traitements peuvent introduire des retards plus ou moins importants. Bien que pouvant influer de manière non négligeable sur la qualité des résultats, ces retards ont été jusqu'ici ignorés. Les deux nouvelles approches proposées ont été validées sur la plate-forme de robots mobiles de l'Université de Ljubljana.

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Bouarar, Tahar. "Contribution à la synthèse de lois de commande pour les descripteurs de type Takagi-Sugeno incertains et perturbés." Reims, 2009. http://theses.univ-reims.fr/sciences/2009REIMS035.pdf.

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Les travaux de recherche présentés dans cette thèse portent sur la stabilisation des systèmes descripteurs non linéaires représentés par des multi-modèles flous de type Takagi-Sugeno incertains et/ou perturbés. Dans ce cadre, des approches basées sur une fonction candidate quadratique de Lyapunov ont tout d’abord été développées. Celles-ci permettent la synthèse de lois de commande par la résolution d’un ensemble de contraintes LMIs (Inégalités inéaires Matricielles). Les résultats de ces premières approches restent toutefois pessimistes vis-à-vis de l’ensemble des solutions accessible au problème de synthèse de lois de commande. Afin de réduire ce conservatisme, de nouvelles approches basées sur une fonction candidate non quadratique de Lyapunov et une loi de commande non PDC (Compensation Parallèle Distribuée) ont été proposées. Une autre source de conservatisme a ensuite été abordée. En effet, l’écriture classique de la dynamique de la boucle fermée introduit des termes croisés entre la commande et le modèle au sein des conditions LMIs à résoudre. L’utilisation de la propriété de redondance des descripteurs a alors permis de pallier cette source de conservatisme. En effet, l’écriture redondante de la dynamique de la boucle fermée permet de découpler les matrices du système à piloter de celles des gains de commande par retour d’état. Tirant parti de cette propriété, des problèmes réputés complexes en terme de formulation LMI ont étés traites tels que la synthèse de lois de commande robustes par retour de sortie dynamique et statique pour les systèmes standard de type Takagi-Sugeno incertains et/ou perturbés
This works deals with the stabilization of uncertain and/or disturbed nonlinear systems represented by fuzzy Takagi-Sugeno models. First, some results based on a quadratic candidate Lyapunov function have been proposed in terms of LMIs (Linear Matrix Inequalities) and theconservatism of such approaches has been discussed. To reduce the conservatism, new approaches based on a non quadratic Lyapunov function and non PDC (Parallel Distributed Compensation) control law have been proposed. Then, one other source of conservatism has been studied. Indeed, the classical way to express the closed-loop dynamic leads to introduce crossing-terms in the set of LMIs to be solved. Therefore, to overcome this source of conservatism, the descriptor redundancy propriety has been used to rewrite the closed-loop dynamic. This allows decoupling the system matrices from those of state feedback gain matrices. Furthermore, the redundancy propriety has been employed to cope with the wellknown and difficult problems in terms of LMI formulation relating to the robust static and dynamic output feedback controller design for uncertain and / or disturbed Takagi-Sugeno systems

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Jabri, Dalel. "Contribution à la synthèse de lois de commande pour les systèmes de type Takagi-Sugeno et/ou hybrides interconnectés." Thesis, Reims, 2011. http://www.theses.fr/2011REIMS028/document.

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Les travaux de cette thèse portent sur la stabilisation des systèmes non linéaires à grandes dimensions. Il s’agit de décomposer le système de grandes dimensions en un ensemble de n sous-systèmes interconnectés. Ensuite, en tenant compte de la nature des sous-systèmes, un ensemble de lois de commande décentralisées, composée de n lois de commande locale, peut être synthétisé. Ainsi, chaque loi de commande locale est associée à un sous-système et permet de le stabiliser indépendamment des autres sous-systèmes. Trois classes de systèmes sont ainsi traitées dans le cadre de cette thèse : les systèmes non linéaires interconnectés et les systèmes hybrides interconnectés (linéaires ou non linéaires).Premièrement, on s’est intéressé à l’étude de la stabilisation des systèmes non linéaires interconnectés représentées par des multi-modèles de type Takagi-Sugeno (TS). En effet, un multi-modèle TS permet de représenter un système non linéaire affine par un ensemble de modèles linéaires interconnectés par des fonctions non linéaires. Afin de réduire le conservatisme des approches quadratiques de Lyapunov existantes, de nouvelles conditions écrites sous forme d’inégalités linéaires matricielles (LMI) ont été proposées sur la base d’une fonction non quadratique de Lyapunov candidate. Ces conditions permettent ainsi la synthèse des contrôleurs TS décentralisés proposés. Dans le but d’étendre les résultats obtenus au cas des systèmes non linéaires et hybrides de grandes dimensions, on s’est ensuite intéressé à l’étude de la stabilisation des systèmes linéaires à commutations interconnectés via l’emploi de fonctions multiples de Lyapunov. Enfin, des conditions de stabilisation pour les systèmes non linéaires interconnectés à commutations, composés de sous-systèmes TS à commutations, ont été proposées sous forme LMI
This thesis focuses on the stabilization of nonlinear large scale systems. Hence, a global large scale systemcan be described by a set of n interconnected subsystems. Then, based on the subsystem’s nature, adecentralized control law, composed of a set of n local control law is proposed. Each local control law isable to stabilize the subsystem for which it is synthesized. In this thesis, three classes of dynamical systemsare considered : nonlinear interconnected systems, switched linear interconnected systems and switchednonlinear interconnected systems.First, based on Takagi Sugeno (TS) modeling, the decentralized stabilization of nonlinear interconnectedsystems has been studied. In order to relax quadratic Lyapunov approaches, one has considered nonquadratic Lyapunov functions. Then, based on multiple Lyapunov switched functions, the stabilization oflarge scale linear switched systems is proposed. Hence, a decentralized switched control law designmethodology has been developed to ensure the stability of the proposed class of hybrid systems. Finally,the stabilization of nonlinear switched interconnected systems as been considered such that each nonlinearsubsystem is described by a TS model

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Yacine, Zedjiga. "Observateurs pour l'estimation de la dynamique latérale du véhicule : application à la détection de situations critiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLE031.

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Le travail entrepris dans cette thèse se place dans le contexte de l'étude et d'analyse du véhicule léger. L'objectif principal porte sur la synthèse d'observateurs pour l'estimation de la dynamique latérale du véhicule ainsi que les attributs de la route. Une application à la détection de situations de conduite critiques est ensuite élaborée dans le but de développer un système d'aide à la conduite préventif contre les sorties de voie. Dans un premier temps, l'objectif est dédié à la représentation de la dynamique latérale du véhicule d'un point de vue non linéaire via le formalisme polytopique Takagui-Sugeno (TS). Une transformation exacte est élaborée afin de garantir l'exactitude de la représentation en prenant en considération les variations non linéaires des caractéristiques des efforts de contact pneumatique-chaussée traduisant leurs évolution dans les zones de pseudo glissement ou de glissement total, avec des paramètres variables dans le temps. Cela est dans le but de représenter fidèlement le comportement du véhicule tout en disposant d'une expression mathématique exploitable par rapport aux outils d'analyse.Le modèle TS exacte obtenu est validé par des tests de simulation et d'essais réalisés avec des données réelles obtenues à partir d'un véhicule prototype. Dans un second temps, des observateurs basés sur le modèle TS développé sont proposés pour la reconstruction des états de la dynamique latérale du véhicule ainsi que l'estimation des attributs de la route (vitesse latérale, dérive latérale, efforts latéraux de contact pneumatique-chaussée, courbure de la route, coefficient d'adhérence). Pour cela, différentes stratégies d'estimations et d'analyse de stabilité ont été utilisées. Ces stratégies, de représentation et d'estimation, ont été également validées par des tests de simulation ainsi que par des données issues de tests réels dont les résultats sont satisfaisants. La détection de situations critiques est ensuite abordée, basée sur les estimations obtenues avec les différents observateurs et stratégies d'estimation proposés. L'objectif étant de fournir au conducteur une information sur l'état de sa conduite et la dynamique du véhicule suffisamment à temps pour éviter une sortie de voie imminente. Les indicateurs de de situations limites utilisés consistent en l'effort de contact pneumatique-chaussée estimé obtenu via les observateurs TS proposés. Cela a pour avantage de s'affranchir des incertitudes de modélisation liées à l'effort de contact, de pourvoir prévenir la situation critique avant qu'elle ne se produise et d'autre part, l'effort considéré comme indicateur renseigne sur l'état dynamique du véhicule en tenant compte de beaucoup de paramètres de façon implicite. Deux stratégies de détection de sortie de voie sont proposées, validées par des tests de simulations. En perspective, nous envisageons la validation des stratégies de détections proposées avec des données réelles ainsi qu'une application au déclenchement d'une aide active basée sur la détection de l'instant critique, afin d'éviter des éventuelles sorties de voie
The work undertaken in this thesis is in the field of vehicle study and analysis.The main objective is to synthesis observers for vehicle lateral dynamics and road attributes estimation. An application to the detection of critical driving situations is elaborated in the objective to developpe a driving assistance system preventing lane departures. First, the objective is dedicated to the representation of the vehicle lateral dynamics from a nonlinear point of view via the Takagi-Sugeno (TS) formalism. An exact transformation is elaborated guarantying an exact representation taking into account the nonlinear parameters variation of the lateral contact efforts road-pneumatic reflecting their evolution in the pseudo sliding and sliding regions, with time varying parameters. This is performed to represent the vehicle behaviour in a realistic way and having in the same time an exploitable mathematical expression from the analysis tools availability point of view. The exact TS model obtained is validated by simulation test and experiments performed on a prototype vehicle. Secondly, observers based on the TS model obtained are synthesised to reconstruct the state and estimate the unknown inputs acting on the vehicle system. For this, different estimation strategies are proposed and different stability analysis are performed and ensured. These estimation strategies are also validated by simulation and experimental tests.The detection of critical driving situations is then addressed, based on the estimations obtained from the observers proposed. The objective is to provide the driver an information on the state of his behavior and the dynamics of the vehicle in time to avoid an impending lane departure.The indicators used in the extreme situations consist of the estimated pneumatic-road contact efforts obtained via the proposed TS observers.This has the advantage of dispensing modeling uncertainties related to the contact force, to prevent critical situation before it really occurs and on the other hand, the effort considered as an indicator provides information on the dynamic state of the vehicle taking into account many parameters implicitly. Two detection strategies are proposed and are validated by simulation tests. For perspectives, we plan validation of the proposed detection strategies with real data and an application to trigger active assistance based on the detection of the critical moment,to avoid possible lane departures

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Mansouri, Badr. "Contribution à la synthèse de lois de commandes en poursuite de trajectoire pour les systèmes flous de type Takagi Sugeno incertains." Reims, 2005. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000426.pdf.

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Ce travail traite du problème de suivi de trajectoire (Tracking) pour les systèmes non linéaires incertains et perturbés décrits par les modèles flous de type TS (Takagi Sugeno). Une problématique récurrente dans ce type de problème concerne les transformations matricielles pour l'obtention des conditions en terme de LMI (Linear Matrix Inequality), en l'occurrence, la possibilité de l'exploitation numérique de ces résultats. Dans ce cadre, nous avons synthétisé une loi de commande robuste dans le cas des modèles TS perturbés ensuite incertains et perturbés selon un critère H¥. Pour spécifier la trajectoire désirée et par conséquent assurer la poursuite de trajectoire, nous avons utilisé un système de référence. Les cas avec et sans observateurs flous de type TS ont été traités. Les résultats obtenus, sont présentés en deux approches, BMI (Bilinear Matrix Inquality) puis LMI. Cette dernière approche montre l'efficacité de l'exploitation numérique des résultats. Une deuxième approche a été également développée et concerne l'étude du même problème avec une commande sous optimale. Les résultats dans ce cas sont également reformulés directement en LMI
This work deals with a fuzzy tracking control design for uncertain nonlinear dynamic system with external disturbances and using a TS (Takagi-Sugeno) fuzzy model description. In this case, a recurring problem is related to the LMI (Linear Matrix Inequality) formulation. In this way, we have synthesised a robust control law for TS fuzzy perturbed systems an uncertain perturbed systems based on H¥ performances. To specify the desired trajectory and consequently to ensure the tracking trajectory, we have used a reference model. The cases with and without fuzzy observers are either treated. The obtained results are presented in two approaches, BMI (Bilinear Matrix Inquality) and LMI one. This last approach shows the effectiveness of the numerical exploitation of the results. A second approach was also developed and relates to the same problem and based on a suboptimal control. The results in this case are also reformulated directly in LMI's terms

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Ibrahim, Elkhatib. "Commande intelligente tolérante aux fautes des systèmes multi-sources d'énergie." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10086/document.

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Cette thèse présente une analyse de la stabilité pour une classe de systèmes non linéaires incertains et une méthode pour concevoir des contrôleurs flous robustes pour stabiliser les systèmes multi-sources d'énergie assujettis à des incertitudes paramétriques, des défauts de capteur, des défauts d'actionneurs, d’entrées inconnues et des perturbations. Tout d'abord, le modèle flou de Takagi-Sugeno (TS) est adopté pour la modélisation floue du système non linéaire incertain. Ensuite, nous proposons une méthode d’observateurs flous dédiés (OFD) et un Observateur Flou Proportionnel Intégral (OFPI) et une commande tolérante aux fautes pour les systèmes de type TS. Les observateurs dédiés fournissent des résidus pour la détection et la localisation des défauts de capteurs qui peuvent affecter un modèle TS et l’observateur proportionnel intégral permet d’estimer les défauts d'actionneurs qui alimentent le banc d’observateurs dédiés pour reconfigurer la loi de commande. Le concept de compensations distribuées parallèle (PDC) est utilisé pour concevoir une commande floue tolérante aux fautes et des observateurs à partir des modèles flous TS. Les systèmes flous TS sont classés en trois familles sur la base des matrices d'entrée et une synthèse de la commande est proposée pour chaque famille. Dans chaque famille, des conditions suffisantes sont établies pour la stabilisation robuste, dans le sens de Taylor et de Lyapunov, pour le système flou TS. Des conditions suffisantes sont formulées sous la forme d'inégalités matricielles linéaires (LMI) et d’égalités linéaires matricielles (LME). Des remarques importantes pour l'analyse de la stabilité et le concept sont données. L'efficacité de la méthodologie de conception de la commande proposée est finalement démontrée par un système hybride éolien-diesel (HWDS), système d'énergie éolienne (SEA) avec les machines asynchrones à double alimentation (MADA) et une installation photovoltaïque de nouvelle génération (PV)
This thesis presents stability analysis for a class of uncertain nonlinear systems and a method for designing robust fuzzy controllers to stabilize the multivariable multi-sources of energy systems subject to parameter uncertainties, sensor faults, actuator faults/unknown inputs and wind disturbance. First, the Takagi–Segno (TS) fuzzy model is adopted for fuzzy modeling of the uncertain nonlinear system. Next, we propose a Fuzzy Dedicated Observers (FDOS) method and a Fuzzy Proportional-Integral Estimation Observer (FPIEO) with a Fuzzy Fault Tolerant Control (FFTC) algorithm for TS systems. FDOS provide residuals for detection and isolation of sensor faults which can affect a TS model and FPIEO estimate the actuator faults which fed to the FDOS to reconfigure the controller. The concept of the Parallel Distributed Compensation (PDC) is employed to design FFTC and observers from the TS fuzzy models. Sufficient conditions are derived for robust stabilization, in the sense of Taylor series stability and Lyapunov method, for the TS fuzzy system with parametric uncertainties, sensor faults, actuator faults/unknown inputs and wind disturbance. The sufficient conditions are formulated in the format of Linear Matrix Inequalities (LMIs) and Linear Matrix Equalities (LMEs). Important issues for the stability analysis and design are remarked. The effectiveness of the proposed controller design methodology is finally demonstrated through a Hybrid Wind-Diesel System (HWDS), Wind Energy System (WES) with Doubly Fed Induction Generators (DFIG) and Photovoltaic (PV) generation system to illustrate the effectiveness of the proposed method

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Zouari, Talel. "Diagnostic des systèmes dynamiques hybrides à modes non linéaires." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10071/document.

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Cette thèse concerne le diagnostic des systèmes à commutations (classe particulière de systèmes dynamiques hybrides) à modes non linéaires. Certains modes correspondent au fonctionnement normal, sans défaut ; d’autres modes représentent le comportement du système en présence de défauts capteurs, actionneurs ou composants internes. Une représentation générale multi-mode/multimodèle est proposée. Chaque mode non linéaire est modélisé sous la forme multimodèle de type Takagi-Sugeno. Cette modélisation permet de représenter un système non linéaire par une agrégation de modèles locaux linéaires. Une fonction de pondération est utilisée pour déterminer la contribution de chaque modèle local linéaire. Une conception robuste de résidus, basée sur des techniques de projection matricielle est proposée. Cette méthode utilise uniquement les données d’entrées/sorties et la connaissance des fonctions de pondération. En premier lieu, la méthode de projection des données permet de détecter et de localiser les défauts affectant les capteurs dans un mode non linéaire. En deuxième lieu, elle permet de détecter les défauts actionneurs ou les défauts internes en détectant les commutations et en reconnaissant, à chaque instant, le mode actif. Des conditions de discernabilité entre les modes sont établies et un indice de discernabilité calculé en-ligne est utilisé pour réduire la complexité de la méthode d’identification du mode courant. Des exemples académiques sont traités tout au long de la thèse afin d'illustrer en simulation, les différentes méthodes proposées
This thesis deals with the diagnosis of switching systems (a special class of hybrid dynamical systems) with nonlinear modes. Some modes correspond to the normal operation, i.e. the fault-free case. The other modes may represent the system behavior in the presence of sensors, actuators or internal component faults. A general representation called multimode/multimodels is proposed. It models each nonlinear mode by a set of linear models. A weighting function is used to determine the contribution of each local model. A design method of robust residuals based on projection techniques is proposed. It uses only inputs/outputs data and the weighting functions. The knowledge of local parameters is not needed to compute the residuals. The fault detection and isolation with the data projection method includes firstly, the sensor faults in a nonlinear mode and secondly, the actuator faults or internal faults by detecting the mode switching and by recognizing, at each time-instant, the active mode.Discernability conditions between modes are established and a discernability index computed online is introduced in order to reduce the complexity of the current mode identification method. Academic examples are taken all along the thesis in order to illustrate the effectiveness of the different proposed methods and tools

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Djemili, Issam. "Contribution au diagnostic et à la commande tolérante aux fautes des moteurs Diesel." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10177.

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Les moteurs Diesels modernes sont équipés de capteurs et d’actionneurs contrôlables tels que la vanne de recirculation des gaz d’échappement, le turbocompresseur à géométrie variable. Cette instrumentation sophistiquée nécessite de faire appel à des systèmes de diagnostic embarqués pour déceler et localiser les défaillances. Les techniques utilisées actuellement basées sur le traitement des signaux s’avèrent insuffisantes. Notre motivation est de concevoir un système de diagnostic à base de modèles mathématiques permettant au moteur d’avoir un fonctionnement sûr et optimisé. Le travail consiste donc à surveiller les défaillances du moteur notamment au niveau de la boucle d’air. Ainsi une défaillance peut entraîner une augmentation de la consommation ou une augmentation des émissions polluantes. Dans un premier temps, un système de diagnostic basé sur un observateur non linéaire robuste à entrées inconnues est proposé en vue de détecter et de localiser les défauts d’actionneurs. Dans un deuxième temps, la boucle d’air du moteur diesel est modélisée en présence de fuites au niveau du collecteur d’admission. Des approches basées sur des observateurs sont proposées pour la détection et l’estimation de ces fuites. Une fois les fuites détectés et estimées, une stratégie de commande tolérante aux fautes du moteur diesel soumis à ces fuites est proposée. La commande tolérante aux fautes intègre l'estimation de l'état, l'identification de la fuite et la loi de commande nominale, en vue de garantir la stabilisation du système défaillant. Les performances des approches proposées sont illustrées par le simulateur professionnel AMEsim en co-simulationavec MATLAB. Une installation expérimentale est mise en œuvre en utilisant un dSPACE MicroAutoBox
Modern Diesel engines are equipped with sensors and actuators such as the controllable valve of the exhaust gas recirculation, variable geometry turbocharger. This requires sophisticated instrumentation to need on board diagnostic systems to detect and isolate faults. Techniques currently used in industry based on signal processing are limited. Our motivation is to develop a model based diagnostic system allowing the engine to have a safe and optimized functioning. The work is to monitor the diesel engine including the air loop. At first, a diagnostic system based on a robust nonlinear unknown input observer is developed to detect and to isolate actuators faults. In a second step, the air path subject to intake manifold leakages is modeled. Three approaches based on observers are developed to detect and estimate such leakages. Once the leakages detected and estimate, a fault tolerant control strategy for diesel engine subject to leakages is proposed. The proposed FTC design scheme integrates the state estimation, the leakage identification and the state feedback control law, to guaranty the stabilization of the faulty plant. The performances of the proposed approaches are illustrated by a professional simulator AMESim in co-simulation with MATLAB. In order to test these approaches in real time, experimental facility is implemented using a dSPACE MicroAutoBox

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Olteanu, Severus. "Contribution à l’estimation et au diagnostic robuste des piles à combustibles basse température." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10115/document.

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La thèse contribue à la conception des observateurs et au diagnostic pour les piles à combustible de type ’membrane échangeuse de protons’ en utilisant la théorie Takagi-Sugeno. Il y a trois objectifs de recherche dans cette thèse. La première est axée sur la modélisation, l’estimation et le diagnostic. Le modèle dynamique non linéaire de la pile est proposé, en considérant les composants auxiliaires. En termes d’estimation de paramètre, une approche non linéaire est développée pour concevoir des observateurs basés sur le modèle non linéaire de Takagi-Sugeno afin de parvenir à une estimation plus robuste. Les observateurs peuvent remplacer les capteurs de débit massique dont l’instrumentation est chère et difficile d’implémenter pour la mesure du débit massique. En utilisant de tels observateurs pour développer des algorithmes pour le diagnostic, la durée de vie de l’empilement de piles à combustible peut être prolongée. Une méthode simple de diagnostic basée sur un observateur PI pour l’estimation d’état et de défaut du capteur a été étudiée. Le deuxième objectif sur des algorithmes non linéaires embarqués, agit sur le potentiel de l’utilisation de systèmes embarqués de petite échelle pour des tâches complexes, réduisant ainsi le coût et la taille physique du système. Plus précisément, l’utilisation de l’approche de Takagi-Sugeno dans les applications embarquées a été développée. Différentes solutions pour les observateurs embarqués ont été fournies. Le dernier objectif concerne les tests de ces algorithmes embarqués pour des piles à combustible dans une architecture HIL, avec le logiciel professionnel AMESim et Matlab dans un environnement d’exploitation Windows. Une pile à combustible réelle a été utilisée afin de prouve l’efficacité de notre approche
The thesis contributes to the observer and diagnosis design for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells using Takagi-Sugeno theory. There are three research objectives in this thesis. First is focused on modeling, estimation and diagnostics. The dynamic nonlinear model of PEMFCs is proposed, which considers the auxiliary components. In terms of parameter estimation for PEMFCs, a nonlinear approach is developed to design observers based on the nonlinear Takagi-Sugeno model in order to achieve a more robust estimation. The observers can replace the mass flow sensors which results in getting rid of expensive and cumbersome to install instrumentation for measurement of mass flow rates. By using such observers to develop algorithms for diagnosis, the fuel cell stack’s life can be prolonged. A simple method of diagnostic based on PI observer for state and sensor fault detection has been investigated. The second topic on embedding nonlinear algorithms, acts upon the potential of using small scaled embedded systems for complex tasks, thus reducing cost and physical size of the automatic system. More precisely the use of the Takagi-Sugeno approach in embedded applications is investigated. Different solutions for embedded observers have been provided. The last topic was the testing of these embedded solutions for fuel cell system in a Hardware In the Loop architecture, based on the professional software AMESim and Matlab for a Windows operating system. A real Fuel Cell has been used in order to prove the effectiveness of our approach

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Marx, Didier. "Contribution à l'étude de la stabilité des systèmes électrotechniques." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL078N/document.

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Dans cette thèse différents outils issus de l'automatique non linéaire ont été mis en œuvre et ont permis d'apporter une première solution au problème de stabilité large signal des dispositifs électriques. A l'aide de modèles flous de type Takagi-Sugeno, on a montré qu'il était possible de résoudre le problème de stabilité dans le cas de deux applications électrotechniques à savoir un hacheur contrôlé en tension et l'alimentation par l'intermédiaire un filtre d'entrée d'un dispositif électrique fonctionnant à puissance constante. Dans le cas du hacheur, la taille estimée des bassins d'attraction reste modeste. Les raisons essentielles à l'échec obtenu dans la recherche de bassin de grande taille peut résulter dans le fait que d'une part , la mise sous forme TS du système n'est pas unique et que d'autre part les matrices du sous modèle TS du système ne sont de Hurwitz que dans une gamme très restreinte de variations du rapport cyclique. Dans le cas de l'alimentation par l'intermédiaire d'un filtre d'entrée d'un dispositif fonctionnant à puissance constante, on a montré que l'utilisation d'un modèle flou de type Takagi-Sugeno permettait d'exhiber un domaine d'attraction de taille significative. On a fourni des outils permettant de borner la plage de variations des pôles du système dans un domaine donné de l'espace d'état, domaine dans lequel la stabilité du modèle TS est prouvée. L'utilisation de la D-stabilité permet de connaitre les dynamiques maximales du système. La notion de stabilité exponentielle permet de connaître les dynamiques minimales du système. L'approche utilisée pour prouver la stabilité du système en présence de variations paramétriques, pour les deux systèmes étudiés, n'autorise que des variations extrêmement faibles de la valeur du paramètre autour de sa valeur nominale
In this thesis, various tools resulting from the nonlinear automatic were implemented and made it possible to bring a first solution to the problem of large signal stability of the electric systems. Using Takagi-Sugeno fuzzy models, one showed that it was possible to in the case of solve the problem of stability two electrotechnical applications to knowing a Boost converter controlled in tension and an electric system constituted by an input filter connected to an actuator functioning at constant power. In the case of the Boost converter, the estimated size of attraction domain remains modest. The reasons essential with the failure obtained in the search for domain of big size can result in the fact that on the one hand, the setting TS fuzzy models of the system is not single and that on the other hand the matrices of local model of TS model of the system are of Hurwitz only in one very restricted range of variations of the cyclic ratio. In the case of the electric system via a filter of entry of a functioning device at constant power, one showed that the use of a Takagi-Sugeno fuzzy model allowed exhibit a attraction domain of significant size. One provided tools allowing to limit the variations of the poles of the system in a given field of the state space, domain in which the stability of model TS is proven. The use of D-stability makes it possible to know dynamic maximum system. The concept of exponential stability makes it possible to know dynamic minimal system. The approach used to prove the stability of the system in the presence of parametric variations, for the two studied systems, authorizes only extremely weak variations of the value of the parameter around its maximal value

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Marx, Didier. "Contribution à l'étude de la stabilité des systèmes électrotechniques." Electronic Thesis or Diss., Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL078N.

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Анотація:

Dans cette thèse différents outils issus de l'automatique non linéaire ont été mis en œuvre et ont permis d'apporter une première solution au problème de stabilité large signal des dispositifs électriques. A l'aide de modèles flous de type Takagi-Sugeno, on a montré qu'il était possible de résoudre le problème de stabilité dans le cas de deux applications électrotechniques à savoir un hacheur contrôlé en tension et l'alimentation par l'intermédiaire un filtre d'entrée d'un dispositif électrique fonctionnant à puissance constante. Dans le cas du hacheur, la taille estimée des bassins d'attraction reste modeste. Les raisons essentielles à l'échec obtenu dans la recherche de bassin de grande taille peut résulter dans le fait que d'une part , la mise sous forme TS du système n'est pas unique et que d'autre part les matrices du sous modèle TS du système ne sont de Hurwitz que dans une gamme très restreinte de variations du rapport cyclique. Dans le cas de l'alimentation par l'intermédiaire d'un filtre d'entrée d'un dispositif fonctionnant à puissance constante, on a montré que l'utilisation d'un modèle flou de type Takagi-Sugeno permettait d'exhiber un domaine d'attraction de taille significative. On a fourni des outils permettant de borner la plage de variations des pôles du système dans un domaine donné de l'espace d'état, domaine dans lequel la stabilité du modèle TS est prouvée. L'utilisation de la D-stabilité permet de connaitre les dynamiques maximales du système. La notion de stabilité exponentielle permet de connaître les dynamiques minimales du système. L'approche utilisée pour prouver la stabilité du système en présence de variations paramétriques, pour les deux systèmes étudiés, n'autorise que des variations extrêmement faibles de la valeur du paramètre autour de sa valeur nominale
In this thesis, various tools resulting from the nonlinear automatic were implemented and made it possible to bring a first solution to the problem of large signal stability of the electric systems. Using Takagi-Sugeno fuzzy models, one showed that it was possible to in the case of solve the problem of stability two electrotechnical applications to knowing a Boost converter controlled in tension and an electric system constituted by an input filter connected to an actuator functioning at constant power. In the case of the Boost converter, the estimated size of attraction domain remains modest. The reasons essential with the failure obtained in the search for domain of big size can result in the fact that on the one hand, the setting TS fuzzy models of the system is not single and that on the other hand the matrices of local model of TS model of the system are of Hurwitz only in one very restricted range of variations of the cyclic ratio. In the case of the electric system via a filter of entry of a functioning device at constant power, one showed that the use of a Takagi-Sugeno fuzzy model allowed exhibit a attraction domain of significant size. One provided tools allowing to limit the variations of the poles of the system in a given field of the state space, domain in which the stability of model TS is proven. The use of D-stability makes it possible to know dynamic maximum system. The concept of exponential stability makes it possible to know dynamic minimal system. The approach used to prove the stability of the system in the presence of parametric variations, for the two studied systems, authorizes only extremely weak variations of the value of the parameter around its maximal value

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