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Dissertationen zum Thema „Commande automatique – Commande, Théorie de la“
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Rominger, Claude. "Extension temporelle des machines à états finis : application à l'analyse des aléas dans les systèmes séquentiels structures asynchrones." Toulouse, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAT0017.
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Pour assurer une conception correcte d'un systeme electronique sequentiel logique, la prise en compte des caracteristiques temporelles du systeme et du procede qui le commande est importante, surtout si le systeme est asynchrone et structure en modules interconnectes. En effet, comme l'aborde le premier chapitre de ce memoire, differentes causes de dispersion des parametres dynamiques d'un systeme physique logique peuvent entrainer l'apparition de divers aleas de fonctionnement. L'objectif des travaux presentes dans cette these est une analyse fine donnant l'ensemble des contraintes entre les valeurs variables des parametres temporels conditionnant chaque fonctionnement possible du systeme etudie. Le deuxieme chapitre precise les criteres qu'un modele temporel doit satisfaire pour conduire une telle analyse. L'insuffisance, par rapport aux besoins de l'etude, du pouvoir d'expression de vingt-et-un modeles principaux existants presentes dans cette partie justifie le developpement d'un nouveau modele au troisieme chapitre. Ce modele specifie les modules d'un systeme sous forme de machines a etats finies etendues a des caracteristiques temporelles variables et a divers types de concurrences de transitions d'etats pour prendre en compte le fonctionnement en mode non-fondamental des circuits reels. Suit une methode d'analyse, basee sur les specifications du modele, qui procede a une simulation temporelle dirigee par evenements pour generer l'arbre des fonctionnements possibles et les contraintes temporelles associees. Les resultats de l'un des exemples d'analyse illustrant les possibilites offertes par l'approche exposee sont valides, au dernier chapitre, par un prototype informatique ecrit en langage prolog. Enfin, des ameliorations possibles de l'outil informatique concluent la presentation
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Raczy, Côme. "Commandes optimales en temps pour des systèmes différentiellement plats : application aux commandes de satellites et de grues." Lille 1, 1997. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1997/50376-1997-55.pdf.
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Pour qu'un dispositif automatique (un robot industriel par exemple) ait un bon rendement, il faut lui fournir des commandes proches des solutions optimales pour l'index de performance retenu. Cet index peut représenter par exemple la consommation d’énergie ou la durée nécessaire pour amener le dispositif dans l’état final souhaité. Par ailleurs, pour assurer un bon fonctionnement, le système doit vérifier un ensemble de contraintes qui traduisent la solidité des matériaux employés, la puissance des moteurs, etc. Bien qu'il existe des méthodes générales pour calculer des commandes optimales, avec des contraintes sur l’état du système, le problème reste ouvert pour de nombreuses applications car certaines notions sont difficiles à prendre en compte. C'est le cas, en particulier, lorsqu'on souhaite produire des commandes lisses pour éviter l'apparition de vibrations parasites. De plus, les solutions générales sont peu algorithmiques: elles reposent sur des calculs numériques qui pénalisent les temps de calcul et la fiabilité des résultats. Il est donc nécessaire de définir des méthodes qui tirent profit des spécificités des systèmes traités, ce qui est fait dans cette étude. L'objectif est de proposer une méthode de calcul de commandes optimales en temps pour les systèmes différentiellement plats. Les propriétés de ces systèmes permettent de décomposer le problème en deux étapes distinctes: le choix d'un chemin géométrique pour une variable particulière la sortie plate puis le calcul de la trajectoire optimale en temps le long de ce chemin. Ceci simplifie considérablement les calculs car une fois le chemin fixe, tous les calculs sont faits dans un espace de dimension 1. La méthode proposée est utilisée pour deux applications. La première consiste à orienter un satellite afin d'effectuer des prises de vues de très grande précision. La seconde consiste à déplacer une charge à l'aide d'une grue en maîtrisant le ballant final.
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Bahman, Zeinal Zadeh. "Commande numérique pour la conduite automatique d'un applicateur micro-onde : amélioration du rendement énergétique." Toulouse, INPT, 1987. http://www.theses.fr/1987INPT076H.
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Marchand, Nicolas. "Commande à horizon fuyant : théorie et mise en oeuvre." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0015.
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La premiere partie de ce travail de these porte sur la stabilisation des systemes non lineaires par commande a horizon fuyant. Nous proposons tout d'abord un retour d'etat discontinu et dynamique base sur une equation d'hamilton-jacobi-bellman permettant la stabilisation des systemes non lineaires ne verifiant pas les conditions de brockett. Nous abordons ensuite le lien entre controlabilite asymptotique et stabilisabilite dans le cas des systemes non lineaires. Nous etablissons qu'un systeme asymptotiquement controlable est stabilisable par un retour d'etat continu-discret, quelque soit la frequence d'echantillonnage a priori choisie. Nous poursuivons ensuite notre etude entre boucle ouverte et boucle fermee en mettant en evidence une propriete simple des trajectoires en boucle ouverte permettant la synthese directe d'un retour d'etat stabilisant. Cette propriete est ensuite utilisee pour une mise en uvre numerique. Dans un soucis de performance, la version numerique de ce retour d'etat se limite a une classe, toutefois grande, de systemes verifiant une certaine structure triangulaire. Cette classe englobe notamment les systemes differentiellement plats et les systemes chaines. De nombreux exemples sont traites dont notamment le probleme du controle de l'attitude d'un satellite a deux moteurs. La seconde partie de ce travail de these porte sur l'observation des systemes non lineaires dont une partie des etats est donnee par une relation implicite en fonction des autres etats. Ce probleme est en fait un probleme d'observation d'un systeme evoluant sur une variete plongee. Les observateurs habituels ne permettent pas d'observer de maniere robuste vis a vis d'eventuelles erreurs ces systemes. En se basant sur l'observateur a grand gain, nous proposons un observateur qui rend la variete localement exponentiellement stable.
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Chable, Stéphanie. "Vers des correcteurs réduits robustes à des variations paramétriques." Toulouse, ENSAE, 2003. http://www.theses.fr/2003ESAE0015.
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Les systèmes industriels actuels présentent des complexités croissantes au fil des ans. Cependant, pour des raisons d'implémentation, de lisibilité et de retouche, il est préférable de commander de tels systèmes avec des correcteurs les plus simples possibles. Ces considérations ont entrainé les recherches sur la réduction de correcteur et sur la synthèse réduite de ceux-ci. Nous proposons dans cette thèse une approche basée sur les aspects modaux de la boucle fermée en synthétisant un correcteur réduit conservant la structure modale dominante de la boucle fermée initiale. Cependant, l'obtention de lois de commande réduites ne résout pas l'ensemble des exigences industrielles. Il est aussi nécessaire que la loi de commande soit robuste aux variations paramétriques que peut subir le système. En utilisant les outils d'analyse de la robustesse, Mu analyse, nous automatisons la procédure de Mu-Mu itération qui permet de robustifier un correcteur initial en se basant sur la synthèse modale multimodèles. Enfin, nous débutons l'exploration d'une nouvelle approche, les gains modaux sous forme LFT (Linear Fractional Transformation). Afin de pouvoir transposer la synthèse modale à la synthèse LFT, nous avons développé les outils nécessaires pour appliquer toutes les opérations aux objets LTF, tout en garantissant le bien posé des ces objets sur la boule unité des variations paramétriques.
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Hérail, Olivier. "Commande optimale d'ordre réduit : application au pilotage automatique longitudinal d'un avion de transport." Toulouse, ENSAE, 1986. http://www.theses.fr/1986ESAE0011.
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À côté des méthodes de commande optimale linéaire quadratique et linéaire quadratique gaussienne, la commande optimale d'ordre réduit permet de minimiser le critère quadratique classique, mais en imposant à volonté l'ordre et la structure du régulateur cherché. Une methodologie d'utilisation consiste, après avoir trouvé un critère quadratique à l'aide de la commande linéaire quadratique, à transformer le retour d'état en retour de sorties, en simplifiant et modifiant la structure du régulateur. Cette demarche peut être poursuivie jusqu'à ne plus pouvoir restaurer les performances du retour d'état. Appliquée à un problème pratique, cette technique permet d'obtenir un régulateur performant n'utilisant que les mesures habituelles en tenant compte de leur bande passante.
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Garnero, Marie-Agnès. "Commande adaptative à petit pas de temps : Théorie et application sur un four électrique." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1990. http://www.theses.fr/1990ECDL0030.
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Cette these traite en particulier des problemes d'identification des systemes a temps continu. Une approche continue est developpee, utilisant la modelisation par l'operateur delta (=(q-1)/te ou te est la periode d'echantillonnage). L'objectif est que les donnees qui interviennent dans l'equation d'observation soient physiquement realisables et conduisent a un bon conditionnement numerique de l'algorithme d'identification. Une loi de commande par placement de poles est synthetisee toujours avec l'operateur delta. Les etapes identification et commande sont donc effectuees dans un esprit continu. Les interets de cette approche sont en particulier: un bon conditionnement pour une petite periode d'echantillonnage (devant les constantes de temps en boucle fermee du processus); l'identification de parametres physiques; une robustesse de la loi de commande presqu'a temps continu. Il a ete developpe aussi une methode originale d'identification continue du retard. Ceci a prouve la robustesse naturelle de la loi de commande a placement de poles (elaboree sans la prise en compte de retard) vis-a-vis du retard. Deux methodes de modification en ligne des poles de la boucle fermee sont en outre proposees dans ce travail. De plus, des etudes de stabilite des schemas adaptatifs developpes ont ete menees. Enfin, des essais de poursuite et de regulation, appliquant les idees precedemment exposees ont ete conduits sur un four electrique monozone de laboratoire
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Guesmi, Kamel. "Contribution à la commande floue d'un convertisseur statique." Reims, 2006. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000564.pdf.
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Les convertisseurs statiques sont des systèmes électroniques caractérisés par la commutation cyclique entres les configurations du circuit. Malgré leur simplicité, ils présentent une variété de comportements non linéaires. Ceci rend l'analyse et la prédiction du comportement du système dificile. Pour étudier ces comportements, les techniques de la modélisation discrète utilisent des hypothèses et des contraintes sur les modes de fonctionnement et de commande du système pour simplifier la tâche de modélisation. Dans cette thèse nous avons proposé d'introduire quelques améliorations sur la modélisation discrète afin de mieux décrire le comportement du système sans aucune contrainte ou hypothèse simplificatrice. Les contrôleurs développés pour le convertisseur sont basés, généralement, sur son modèle mathématique, donc les variations larges des paramètres du convertisseur peuvent altérer les performances de contrôle. La logique flou est un des systèmes du contrôle où leurs paramèters peuvent varier en fonction du changement des paramètres du système. De ce fait, nous avons proposé une approche systématique pour la synthèse du contrôleur flou stabilisant afin de supprimer les phénomènes anormaux exhibés par le convertisseur et maintenir les performances de la régulation dans un grand intervalle de variation des paramètres du système<br>DC-DC power converters are electronic systems characterized by cyclic switching of circuit topologies. Despite their simple schemes, these converters exhibit a variety of non linear bahaviors. This makes it difficult to analyse the system and predict its behavior. To study these behaviors, discrete modeling techniques use hypothesis and constraints on the system operating or control modes to simplify the modelling task. In this thesis, some enhancements of the discrete modelling approach are proposed to alleviate these constraints and to better describe these behaviors without any simplifying assumption. Controllers developed for a converter are generally based on its mathematical model. Therefore, the large variation of the converter parameters can affect the control performances. In the case of fuzzy logic controllers, control parameters can vary according to the system parameters variation. Therefore, we proposed a systematic approach for synthesizing a fuzzy logic controller, in order to suppress the abnormal phenomena exhibited by the converter and to uphold the regulation performances in a wide range of the system parameters variation
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Ourth, Thierry. "Commande vectorielle d'un moteur asynchrone sans capteur de vitesse : observateur déterministe de flux rotorique." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT128H.
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Dans ce travail, l'auteur presente une commande vectorielle destinee a un variateur de vitesse d'une machine asynchrone. Les contraintes des applications industrielles necessitent la suppression d'un capteur mecanique de vitesse ou de position. Dans cette logique, un algorithme de controle utilisant l'estimation de la vitesse est developpe. La mesure des courants et des tensions aux bornes de la machine asynchrone sert a la reconstitution de cette grandeur mecanique. La priorite pour l'elaboration de la loi de commande a ete sa simplicite. Les equations electriques sont les seules utilisees pour l'estimation des grandeurs de controle (flux, couple, et vitesse). La regulation des courants fournis par un onduleur de tension a m. L. I. Permet une reduction a 2 de l'ordre du modele de la machine. Ce modele est caracterise par un fort couplage entre les composantes de flux et la vitesse. Un observateur d'ordre reduit, etabli sur un modele voisin de luenberger, assure la connaissance des composantes du flux rotorique dans un repere fixe lie au stator. La vitesse est estimee a partir de ces composantes de flux et des composantes du courant statorique. Ces estimations sont utilisees pour le controle en champ oriente direct. L'ensemble du controle est analyse par simulation. Deux maquettes experimentales sont realisees, dans lesquelles l'algorithme est implante sur un processeur rapide dsp a structure risc. Les resultats experimentaux obtenus a divers points de fonctionnement confirment un comportement satisfaisant de l'ensemble de l'entrainement. Cependant, cette etude a mis en evidence le role critique des mesures de tension utilisees dans l'observateur d'ordre reduit
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Djouani, Karim. "Contribution à la commande dynamique des navires. Commande optimale non-linéaire et réseaux de neurones artificiels." Paris 12, 1994. http://www.theses.fr/1994PA120043.
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Durant ces dernieres annees, une certaine approche a ete adoptee pour l'etude de la commande des systemes mecaniques non lineaires. Vu la complexite de ce type de systemes, le probleme de commande est divise en deux sous problemes. Le premier concerne la phase de planification de trajectoires (pt) et le second la phase de suivi de trajectoires (st) avec rejets de pertubations. Dans notre cas d'application nous avons considere le cas du pilotage automatique des navires. Dans un premier lieu un modele de la dynamique des navires a ete mis au point en introduisant les effect de perturbations, a savoir vent, houle, maree et courant. La modelisation de la dynamique des navires etant basee sur des techniques semi-experimentales, une methode d'identification globale des parametres hydrodynamiques du navire a ete adoptee. Le probleme de pt pour navires (potran) est formule en termes de commande optimale fortement non lineaire et non convexe sous des contraintes intrinseques et extrinseques du systeme. L'algorithme d'uzawa base sur le lagrangien augmente discret de cohen et zhu a ete adopte pour la resolution du probleme. Dans la derniere partie de la these nous avons mis au point un controleur original en reseaux de neurones artificiels pour l'accostage des grands navires (petroliers). L'apport majeur de cette partie reside dans l'utilisation des reseaux de neurones multi-couches pour l'apprentissage d'une technique de commande optimale non-lineaire
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Brière, Yves. "Téléopération en présence de retard : le concept de téléopération hybride duale." Toulouse, ENSAE, 1994. http://www.theses.fr/1994ESAE0021.
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Le travail que nous présentons constitue une contribution dans le domaine du contrôle des forces en téléopération en présence de retards. Dans une première partie, nous passons en revue les systèmes existants et nous montrons comment ils sont adaptés au contrôle des forces. Nous mettons notamment en évidence le fait que les systèmes avec retour d'efforts sont inutilisables dès que des retards de transmission sont présents. Les systèmes à contrôle local des forces ne présentent pas cet inconvénient mais n'ont pas une très bonne ergonomie : ils sont soit mal adaptés au contrôle des forces, soit mal adaptés au contrôle des déplacements. Le concept de "téléopération hybride duale" que nous proposons résoud ces problèmes d'ergonomie : l'opérateur peut piloter à la fois des forces et des déplacements tout en ayant de bonne sensations kinesthésiques. Ce concept repose sur l'utilisation de la commande hybride position-force à la fois pour le robot maître et pour le robot esclave. Dans la deuxième partie, nous étudions trois propriétés fondamentales de la commande hybride duale : grâce à ce concept, on peut restituer simplement à l'opérateur la sensation d'un environnement virtuel. On peut utiliser les propriétés de la commande hybride pour réaliser des tâches complexes en ne laissant à l'opérateur que la gestion des degrés de liberté pertinents. Dans certains cas, il est possible de restituer des informations sous forme kinesthésique à l'opérateur sans engendrer d'instabilités. Ce travail est validé sur un site expérimental composé de deux robots à six degrés de liberté que nous décrivons dans une troisième partie.
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Bouazza, Kheir-Eddine. "Commande basée sur des observateurs pour les systèmes non-linéaires en temps discret." Nancy 1, 2004. http://www.theses.fr/2004NAN10171.
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Les travaux de recherche qui ont été menés lors de cette thèse portent sur la stabilisation, par des commandes basées sur des observateurs, des systèmes non-linéaires en temps discret. L'approche que nous avons proposée a l'avantage de ne pas imposer une structure particulière à la sortie du système, contrairement aux méthodes qui se basent sur la théorie de la passivité. A la différence de la méthode jurdjevic-quinn, elle n'exige pas la stabilité de la dynamique libre tout en utilisant une fonction de lyapunov standard et commune à plusieurs systèmes pour l'analyse de la stabilité. Utilisant les résultats établis précédemment, la synthèse d'une loi de commande basée sur l'observateur de kalman étendu a été abordée. La troisième partie, présente une loi de commande basée sur un observateur qui stabilise globalement exponentiellement une classe de systèmes non linéaires. Dans la derniere partie, nous avons presente des conditions sous forme d'inégalites matricielles linéaires assez simple a vérifier, permettant de stabiliser asymptotiquement une large classe de systemes non-lineaires avec retard. D'autres conditions, permettant de générer des observateurs pour différentes classes de systemes non lineaires avec retard, ont été présentées<br>Research activities presented in this thesis concerne the stabilisation, with obserber-based controllers, of discrete-time nonlinear systems. The approach which we proposed doesn't require a particular structure of the output contrary to the methods based on the the passivity theory. Unlike the jurdjevic-quinn method, it doesn't need the stability of the free dynamics. A lyapunov function common to a great number of systems is used for the analysis of stability. Moreover it has the advantage of being simply implementable. Using the results established previously, synthesis of a control law based on an extended kalman observer was given. The third section presents an observer based controller which stabilizes globally exponentially a class of nonlinear systems. An extension to delay systems was established. In the last section, we present a simple conditions in linear matrix inequalities form, which stbilizes asymptotically a large class of delay nonlinear systems. Some other conditions allowing the synthesis of observers for different classes of nonlinear systems were presented
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Magne, Laurent. "Commande optimale décentralisée du trafic urbain." Toulouse, ENSAE, 2001. http://www.theses.fr/2001ESAE0001.
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Ce mémoire traite de la commande du trafic routier par les feux. À partir de données sur les flux, les méthodes hors ligne construisent des plans de feux caractérisés par un cycle, des durées de vert et des décalages entre carrefours. Les méthodes en ligne peuvent adapter ces paramètres en fonction de mesures. Cette thèse applique des techniques d’estimation d’état, de prédiction et d’optimisation, à la commande décentralisée du trafic urbain. Le modèle proposé vise à estimer l’état et à prédire le temps perdu sur un horizon. On montre que, si on surestime les queues, la stabilité de l’estimation est assurée par l’optimisation de la commande. Les arrivées sont calculées, à partir de données communiquées par des carrefours amonts et de mesures pouvant être filtrées en tenant compte des incertitudes de vitesse et de destination. Les départs tiennent compte des conséquences, sur l’écoulement de chaque voie, des conditions de trafic en aval. L’optimisation d’un critère qui considère les temps perdus des chaînons pondérés en fonction de leur saturation ou de la présence de véhicule prioritaire, est réalisé en deux temps : En regroupant les feux en phases et en utilisant que les phases permettant l’obtention du cycle minimal, l’espace de recherche est réduit avec une faible perte d’optimalité ; Profitant de la commande obtenue à la période d’échantillonnage précédente et d’une propagation des contraintes, un algorithme par séparation – évaluation rend possible l’optimisation en temps réel. Des essais en simulation dans différentes configurations, montrent que le modèle est robuste vis-à-vis des incertitudes. Ainsi, l’effet d’une erreur de l’ordre de 20% sur les pourcentages directionnels ou de 10km/h sur la vitesse libre est corrigé par filtrage. La modélisation des élargissements permet de réduire de 2 à 22% les temps de parcours. Pour des réseaux la stabilité de l’estimation est assurée même en conditions saturées et les véhicules prioritaires peuvent être favorisés.
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Remaud, Patrice. "Une histoire de la genèse de l’automatique en France 1850-1950." Paris, CNAM, 2004. http://www.theses.fr/2004CNAM0466.
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L’automatique apparaît en France au lendemain de la seconde guerre mondiale. Cependant, l’histoire des techniques d’asservissement montre qu’il a existé depuis la fin du XIXe siècle une école de la régulation en France. Cette école a été remarquable mais elle n’a laissé que très peu de souvenirs. La deuxième guerre mondiale représente une fracture pour la recherche scientifique française. La rencontre à la fin des années 1940 entre les membres de l’école française de la régulation et les jeunes ingénieurs de l’armement et des télécommunications aboutit au développement de l’automatique française durant les années 1950. Dans la première partie de cette thèse, une brève présentation de l’histoire générale de l’automatique est proposée. Dans la seconde partie est développée l’étude de l’école de la régulation française. Cette école se créé progressivement à la fin du XIXe et au début du XXe siècle autour des problèmes posés par l’utilisation du régulateur de Watt. La troisième partie présente les principaux événements scientifiques qui ont contribué à l’émergence de la communauté des automaticiens après la deuxième guerre mondiale<br>Automatic control appeared in France after second World War. However, the history of the regulation techniques shows that it has existed since the beginning of the 19th century a school of the regulation in France. This school was remarkable but it left behind few remembers. Second World War represents a rupture in all the domains of French scientific research. The cooperation at the end of the 1940’s between the members of the French school of regulation and the young engineers of the armament and telecommunications led to the development of French automatic control during the 1950’s. The first part of this thesis proposes a brief presentation of the general history of automatic control. The second part deals with the study of the french school of regulation. It has been progressively created during the 19th century around the problems posed by the use of the Watt governor. The third part is devoted to some scientific events that contributed to the emergence of the automatic control in France after second World War
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Abelli, Andrea. "Commande pour l'optique adaptative : du cas linéaire au cas non linéaire." Thesis, Nice, 2013. http://www.theses.fr/2013NICE4019.
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Cette thèse étudie les aspects de contrôle d'applications optique adaptative, une technologie utilisée pour améliorer la performance des systèmes optiques en réduisant l'effet des distorsions de front d'onde, à l'imagerie haute résolution angulaire. Le problème Adaptive Optics contrôle est présenté à travers une revue de la littérature. Par conséquent, la conception d'un contrôleur de rétroaction est adressée, d'un point de vue moderne de contrôle, au moyen de la méthode de contrôle Linéaire Quadratique Gaussienne. L'approche proposée met l'accent sur la capacité de la boucle d'optique adaptative de rejeter l'aberration atmosphérique. On dérive un système de représentation diagonale état-espace qui sépare nettement la dynamique de la plante (miroir déformable et le capteur de front d'onde) de la dynamique des perturbations (modèle atmosphérique). Cette représentation facilite la résolution numérique du problème. Une analyse de fréquence est effectuée pour vérifier les spécifications de performance et de robustesse de la multiple-input multiple-système de rétroaction de sortie. De plus, nous analysons les performances et la robustesse de LQG contrôle basé par rapport au témoin intégrante classique, au moyen de bout en bout des simulations et en considérant les différents niveaux de bruit du capteur de front d'onde. Durant le-ciel observations, l'énergie turbulente et la vitesse relative de chaque couche de l'atmosphère peut changer rapidement dégrader l'estimation de front d'onde. Pour cette raison, un algorithme de modèle numérique de conception garantissant une performance satisfaisante rejet de perturbations, même dans le cas de variables dans le temps caractéristique de la turbulence est dérivé. Expériences numériques en utilisant les CAOS du progiciel ont été menées pour démontrer la robustesse de chaque approche proposée. Compte tenu de la conviction auteur que l'avenir de l'optique adaptative repose également sur le développement d'un plus sophistiqués (par exemple, non linéaire) des modèles, une quantité importante de travail a été consacrée à l'étude de deux classes de méthodes de reconnaissance des formes répandues. À savoir Support Vector Machines et méthodes du noyau, dont la régression des capacités sont exploitées dans la solution du problème non linéaire suivi optimal. En ce qui concerne Support Vector Machines, grâce à la théorie du contrôle optimal singulier, les contraintes se relâchent permettant une résolution plus facile et plus rapide numérique du problème d'optimisation. Alors que, dans le cas totalement déterministe du contrôleur Support Vector résulte plus simple à synthétiser. En référence aux méthodes du noyau, une tentative originale de réunir leurs forces de régression avec le concept de contrôle adaptatif inverse est présentée. Le noyau récursif des moindres carrés algorithme est utilisé pour mettre en œuvre un contrôleur adaptatif inverse capable de forcer une dynamique non linéaire appropriés pour suivre une sortie désirée. Cette méthode très peut également être utilisé pour vérifier si une trajectoire donnée arbitraire est une sortie admissible pour le système non linéaire à l'étude. Un tel algorithme innovant pourrait être utilement appliquée dans les travaux futurs, le contrôle de Tip-Tilt miroirs. Finalement, une première esquisse du cadre théorique soutenant l'utilisation du contrôle adaptatif inverse pour la solution du problème de suivi général est donné. Après l'introduction de la formulation mathématique du problème de suivi et les définitions nécessaires mathématiques, des conditions suffisantes et nécessaires (cas linéaire) et des conditions suffisantes (cas non-linéaire) de l'existence de la solution sont dérivés<br>His thesis investigates the control aspects of Adaptive Optics applications, a technology used to improve the performance of optical systems by reducing the effect of wavefront distortions, to high angular resolution imaging. The Adaptive Optics control problem is presented through a survey of the literature. Consequently, the design of a feedback controller is addressed, from a modern control point of view, by means of the Linear Quadratic Gaussian control methodology. The proposed approach emphasizes the ability of the adaptive optics loop to reject the atmospheric aberration. We derive a diagonal state-space system representation which clearly separates the dynamics of the plant (deformable mirror and wavefront sensor) from the disturbance dynamics (atmospheric model). This representation facilitates the numerical resolution of the problem. A frequency analysis is carried out to check the performance and robustness specifications of the multiple-input multiple-output feedback system. Moreover, we analyze the performance and the robustness of LQG-based control compared to classic integral control, by means of end-to-end simulations and by considering different levels of wavefront sensor noise. During on-sky observations, the turbulent energy and relative speed of each atmospheric layer can change rapidly degrading the wavefront estimate. For this reason, a numerical model design algorithm guaranteeing satisfactory disturbance rejection performance even in the case of time-varying turbulence's characteristic is derived. Numerical experiments using the Software Package CAOS have been conducted to demonstrate the robustness of every proposed approach. Given the author firm belief that the future of Adaptive Optics also relies on the development of more sophisticated (i.e., nonlinear) models, a substantial amount of work was dedicated to the study of two classes of widespread pattern recognition methods. Namely Support Vector Machines and Kernel Methods, whose regression capabilities are exploited in the solution of the nonlinear optimal tracking problem. Concerning Support Vector Machines, thanks to the singular optimal control theory, constraints are loosened permitting an easier and faster numerical resolution of the optimization problem. So that, in the fully deterministic case the Support Vector controller results simpler to synthesize. With reference to Kernel Methods, an original attempt to bring together their regression strengths with the concept of Adaptive Inverse Control is presented. The Kernel Recursive Least-Square algorithm is used to implement an adaptive inverse controller capable of forcing a suitable nonlinear dynamics to follow a desired output. This very method can also be used to check if a given arbitrary trajectory is an admissible output for the nonlinear system under study. Such an innovative algorithm could be fruitfully applied, in future works, to the control of Tip-Tilt mirrors. Eventually, a first sketch of the theoretical framework supporting the use of Adaptive Inverse Control for the solution of the general tracking problem is given. After introducing the mathematical formulation of the tracking problem and the needed mathematical definitions, sufficient and necessary conditions (linear case) and sufficient (nonlinear case) conditions to the existence of the solution are derived
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Lustosa, Leandro R. "La Phi-théorie : une approche pour la conception de lois de commande de vol des véhicules convertibles." Thesis, Toulouse, ISAE, 2017. http://www.theses.fr/2017ESAE0026.
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A leurs débuts dans les années 50, les véhicules de décollage et d'atterrissage verticaux (VTOL) n’étaient pilotés que par les pilotes les plus expérimentés. Les avancées récentes sur les capteurs inertiels à faible coût, les systèmes embarqués intégrés, d'autre part, renforcent les systèmes d'augmentation de la stabilité (SAS) pour atténuer les modes dynamiques instables et permettre un vol par un utilisateur faiblement expérimenté puis de façon totalement autonome. Cependant, presque toutes les techniques de conception du pilote automatique reposent sur des descriptions mathématiques précises d'architectures nouvelles et donc inconnues. La présente thèse établit un cadre unifié, à savoir la Phi-théorie, pour évaluer les qualités de manipulation des véhicules hybrides et, en outre, concevoir des lois de contrôle stabilisatrices appropriées. Cette étude a consisté à établir un modèle traçable pour les véhicules tail-sitters en vue de la conception du contrôle et de l'analyse de la dynamique qualitative. La Phi-théorie proposée ne donne pas seulement un modèle avantageusement numérique, mais élargit également notre compréhension des véhicules tail-sitters. En contraste étroit avec la littérature existante, le modèle proposé est globalement non singulier, de type polynomial et contourne l'utilisation d'angles aérodynamiques d'attaque et de glissement latéral (free-stream et propwash induits). Même si mathématiquement élégant, un modèle mathématique ne présente un intérêt que s'il est conforme à la réalité. Cette thèse montre que c'est le cas au moyen de données issues d’une campagne de soufflerie ainsi que grâce à des essais en vol<br>Since their debut in the 50s, vertical take-off and landing (VTOL) aircraft would only be flown by the most experienced pilots. Recent advances on low-cost inertial sensors, embedded computing and control technology -- on the other hand -- support stability augmentation systems (SAS) in mitigating unstable dynamic modes and allowing for inexperienced (or even autonomous) flight. Nearly all autopilot design techniques, however, rely on accurate mathematical descriptions of novel and thus unfamiliar architectures (e.g., number and positioning of propellers, number and positioning of fixed/variable aerodynamic surfaces). The present thesis establishes an unified framework, namely the Phi-theory, for assessing hybrid vehicles handling qualities and, moreover, designing appropriate stabilizing control laws. This study sets out to establish a tractable model for tail-sitting vehicles in view of control design and qualitative dynamics analysis. The proposed Phi-theory not only yields a numerically advantageous model but also extends our comprehension of tail-sitting vehicles. In sharp contrast with existent literature, the proposed model is globally non-singular, polynomial-like and bypasses the use of aerodynamic angles of attack and sideslip (both free-stream and propwash-induced!). Nevertheless, even if mathematically elegant, a mathematical model has practical use only if consistent with reality. This thesis shows this is the case by means of wind tunnel data and flight experiments. I strongly believe Phi-theory provides a fitting balance between model complexity and controller design simplicity
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Lavigne, Gaëlle. "Dualité : qualité de l'identification, insensibilité de la commande : application à la synthèse de commandes robustes aux incertitudes paramétriques." Toulouse, ENSAE, 1994. http://www.theses.fr/1994ESAE0006.
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Durant cette étude, nous avons développé les résultats obtenus par M. Gauvrit et G. Gomes concernant la méthode de commande robuste PRCBI (Parameter Robust Control by Bayesian Identification). Cette méthode est fondée sur le lien entre une mauvaise qualité de l'identification paramétrique en boucle fermée et la bonne robustesse en stabilité et performance du régulateur. Notre étude a, tout d'abord, porté sur certaines propriétés de l'identification paramétrique. Deux méthodes ont été abordées : la méthode Bayésienne et celle du maximum de vraisemblance. L'équivalence (au sens de l'égalité des matrices de covariance des estimés paramétriques en régime asymptotique) de ces deux techniques a fourni deux formalismes mathématiques qui constituent la base de notre étude. Après avoir effectué une synthèse sur le domaine de stabilité d'un système, il a été possible de mettre en évidence un lien entre la qualité de l'identification et la robustesse à la stabilité de systèmes paramétriquement incertains, grâce au comportement asymptotique de la matrice de covariance des estimés en boucle fermée. Des exemples académiques, ainsi qu'une application à la commande d'un hélicoptère en vol vertical, viennent corroboer les résultats théoriques. Ensuite, nous proposons une nouvelle formulation mathématique de la mesure de robustesse, liée aux grammiens d'estimation et de commande, qui conduit à une optimisation de la mesure de robustesse par le biais de la méthode de Lagrange. De plus, cette formulation permet de mettre en évidence des liens entre la synthèse PRCBI par retour d'état et l'insensibilité des valeurs propres aux incertitudes paramétriques. Enfin, l'application à la commande robuste d'un avion de transport moderne, ainsi qu'à une structure flexible, valide les résultats présentés.
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Soua, Samir. "Étude et développement de stratégies de contrôle des courants d'une machine synchrone à aimants permanents et commutation électronique." Toulouse, INPT, 1991. http://www.theses.fr/1991INPT093H.
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En vue d'ameliorer les performances des servomoteurs a aimants permanents et commutation electronique, differentes strategies de controle des courants dans l'induit sont analysees et comparees. Apres avoir rappele les principes de fonctionnement et recense les differentes strategies, des outils de simulation numerique sont presentes, qui prennent en compte les pertes dans l'onduleur et la machine. Ces outils sont ensuite utilises pour analyser successivement les strategies de controle du type tout ou rien et les strategies de controle par regulateurs lineaires. Pour les premieres, des methodes pour diminuer la frequence de commutation et les ondulations des courants sont proposees. Pour les deuxiemes, apres avoir monte comment peuvent etre calcules les regulateurs, des ameliorations sont testees telles: la compensation des fem ou l'elimination des composants continus par retour filtre. Le comportement du servomoteur aux vitesses elevees est ensuite examine et une commande particuliere permettant d'augmenter la gamme de vitesse est proposee. Finalement, le montage experimental utilise est decrit et, sur ce montage, certaines des strategies etudiees theoriquement sont testees sur le plan fonctionnel et comparees au niveau des pertes
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Urbain, Loi͏̈c. "Analyse structurée d'un contrôleur temps réel de robot basé sur une génération en ligne des trajectoires." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0002.
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Afin de repondre a un besoin de robotique de manipulation fortement contraint, la societe sinters a du, dans les annees 90, acquerir la maitrise de la structure de controle des bras manipulateurs basee sur une generation en ligne des trajectoires. Ce memoire presente la synthese des travaux effectues sur ce sujet. Deux aspects sont notamment precisees: une analyse des generateurs de trajectoires montre que la technique de generation par mise en sequence de motifs elementaires constitue actuellement le moyen le plus adapte pour generer en ligne les trajectoires de robots. La methode sart presentee ensuite et empruntee au genie logiciel constitue une alternative interessante pour specifier les systemes temps reel tels que les controleurs de robots. Appliquee a la structure a trois niveaux hierarchiques proposee (asservissement des axes, generation de la trajectoire, planification de la trajectoire), elle nous permet d'obtenir un modele coherent directement utilisable pour concevoir le systeme. Les performances du controleur presentees a la fin du memoire montre la reactivite et l'amelioration de l'autonomie de la structure ainsi realisee
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Babet, Fabrice. "Modélisation par équations aux dérivées partielles des retards pour la commande des systèmes robotiques télé-opérés." Orléans, 2008. http://www.theses.fr/2008ORLE2043.
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Cette thèse s'inscrit dans le domaine de la télé-opération robotisée avec retards, et traite le problème de la viabilité d'une modélisation des retards de communication par Équations aux Dérivées Partielles (EDP) en vue de réaliser la commande du système télé-opéré global. La réponse comporte un volet théorique, par l'utilisation de la théorie de la perturbation des opérateurs et des semigroupes, et un volet décrivant la mise en œuvre, sur notre système ramené en dimension finie, d'une commande optimale classique dont l'objectif est de suivre une trajectoire de référence, avec utilisation d'une structure de commande par modèle interne. Les besoins expérimentaux nous ont conduit à la réalisation de notre propre plate-forme modulaire de tests, qui a bien sûr permis de valider l'approche présentée au long du mémoire, mais dont l'aspect ouvert et facilement modifiable permettra aussi d'expérimenter différentes commandes télé-opérées dans diverses conditions.
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Uhlemann, Jens. "Optimisation et conduite automatique d'un réacteur discontinu-application à la synthèse du 2-furyl oxirane." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT070G.
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Ce travail s'inscrit dans le cadre general de la conduite optimale des reacteurs de synthese de la chimie fine, a l'aide d'une approche conjuguant optimisation et automatisation. La demarche est appliquee a l'exemple de la synthese du 2-furyl oxirane. Le texte est divise en 4 parties et 13 chapitres. La premiere partie bibliographique situe le contexte general des procedes discontinus de la chimie fine. Les chapitres abordent successivement les problemes generaux associes a la conduite des reacteurs discontinus, outil principal de la transformation de la matiere en chimie fine. La deuxieme partie presente l'application de notre approche a l'optimisation de la synthese du 2-furyl oxirane. L'optimisation fait appel a un modele dit de tendance de la stchiometrie et de la cinetique qui est obtenu a partir des donnees experimentales facilement accessibles telles que concentrations initiales et finales, duree de reaction et temperature. Ce modele est utilise dans l'optimisation des conditions operatoires. La troisieme partie presente notre approche concernant la conduite automatique du reacteur de synthese a l'aide d'un algorithme de commande adaptative (la commande predictive generalisee avec multiples modeles de references). Les resultats de l'optimisation sont utilises pour la conduite automatique simulee et experimentales de la synthese du 2-furyl oxirane dans un reacteur pilote d'un volume nominal de 2 litres. La quatrieme partie vise a placer l'etude de la synthese dans le cadre general d'un procede de fabrication du 2-furyl oxirane incluant la phase reactionnelle et les differentes etapes d'isolement. Cette partie de l'etude est basee sur une modelisation thermodynamique des operations de separation envisagees (distillation, extraction par solvant) et les procedes sont decrits par des modeles a etages d'equilibre. Sur cette base une comparaison de plusieurs procedes a ete effectuee
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Cerisara, Christophe. "Contribution de l'approche multi-bandes à la reconnaissance automatique de la parole." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL077N.
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Le travail de recherche présenté dans ce mémoire réalise l'étude d'une nouvelle architecture pour les systèmes de reconnaissance automatique de la parole. Cette architecture est basée sur un découpage du spectre du signal en plusieurs zones fréquentielles, éventuellement recouvrantes, et sur un traitement indépendant de chacune de ces «bandes». Celles-ci sont ensuite recombinées afin de fournir une réponse unique au problème de la reconnaissance. L'utilisation de cette méthode dite « Multi-Bandes » est à l'origine motivée par les travaux du psycho-acousticien H. Fletcher, travaux qui ont été récemment reconsidérés par J. B. Allen et qui aboutissent à un modèle de l'audition humaine proche de ce principe. L'application de celui-ci à une tâche de reconnaissance automatique de la parole est généralement motivée par sa robustesse aux bruits limités fréquentiellement. Nous montrons dans ce mémoire qu'il possède d'autres avantages, moins attendus, comme la résistance à tous les types de bruits stationnaires, et qu'il peut également surpasser le système de référence dans des environnements non bruités. Ce mémoire commence par présenter les travaux existant dans le domaine du « Multi-Bandes », puis réalise une étude préliminaire du comportement de chacune des bandes. Ensuite, le problème du choix du module de recombinaison est posé, et plusieurs solutions sont proposées et testées. De même, nous montrons qu'il n'est pas possible d'utiliser l'algorithme classique de Viterbi en reconnaissance continue lorsque les bandes sont asynchrones, et différentes autres possibilités sont étudiées. Nous proposons ainsi deux algorithmes permettant de recombiner les bandes soit en fin de phrase, soit après des segments temporels associés à des unités de parole, comme les phonèmes.
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Grisvard, Olivier. "Modélisation et gestion du dialogue oral homme-machine de commande." Nancy 1, 2000. http://www.theses.fr/2000NAN10011.
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La conception et la réalisation d'un système de dialogue oral homme-machine de commande accessible au plus grand nombre, c'est-à-dire à des utilisateurs non spécialistes du dialogue avec une machine, nécessite la prise en compte de certaines caractéristiques de la conversation humaine en général, pour permettre une interaction langagière la plus naturelle possible entre le système et l'utilisateur, et le respect de contraintes propres au dialogue finalisé, c'est-à-dire dédié à la gestion d'une tâche informatique précise. Dans ce contexte, nous proposons un modèle pour ce type de dialogue, destiné in fine à être implanté dans un système de commande opérationnel, mais dont la définition repose sur une étude approfondie des principes et mécanismes du dialogue homme-homme. Plus précisément, notre modélisation du dialogue se compose d'un formalisme de représentation structurée des données du dialogue et de la tâche, fondé sur la notion d'éventualité, et d'une procédure de gestion du dialogue qui comprend l'analyse pragmatique des énoncés de l'utilisateur, la gestion effective de la représentation événementielle du dialogue, la gestion de l'application sous-jacente, et la production des énoncés du système. Notre modèle se veut générique vis-à-vis de l'application à piloter<br>To design a spoken man-machine command dialogue system to be used by the largest number of people, that is even people who are not specialists of interacting with computers, is not an easy task. On the one hand, it requires to take into account sorne characteristics of human conversation in general, in order to provide the system with natural means of interacting with the user. On the other hand, it implies to respect constraints specifie to task-based dialogue, that is dialogue used to manage a definite computer task. Given such a framework, we propose a model for this class of dialogues. Although the model's main purpose is to be implemented in a real command system, its definition is based on an in-depth study of princip les and mecanisms of man-man dialogue. More precisely, our dialogue model comprises a structured representation formalism for task and dialogue data, which is based on the notion of eventuality, as well as a dialogue management procedure. This procedure includes pragmatic analysis of user utterances, effective management of the event-based dialogue representation, application management, and system utterance production. The model we propose is intended to be generic enough in order to be independent of the application
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Vasilache, Adriana. "Les réseaux de neurones pour la modélisation et la commande des procédés biotechnologiques." Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0050.
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Dans ce travail nous réalisons une étude sur l'utilisation de réseaux de neurones pour la modélisation, la classification et la prédiction appliquées aux procédés de fermentation. Les modèles de type boîte noire (et nous classifions ici les réseaux de neurones) sont utiles pour la modélisation des procédés ou des phénomènes pour lesquels des modèles analytiques ne peuvent pas être déduits à partir de considérations physiques. Parmi les avantages des modèles neuronaux par rapport aux autres modèles boîte noire, nous mentionnons le fait qu'ils sont des approximateurs universels, leurs fonctions de base sont adaptatives, leur structure répétitive permet une facile implémentation logicielle et matérielle et ils ont la propriété de la régularisation implicite. Ceux-ci, combinés avec les caractéristiques de procédés biologiques (procédés non-linéaires et non-stationnaires dont la dynamique et peu connue), fournissent la raison pour laquelle les réseaux de neurones sont un outil très apprécié pour la modélisation des procédés biologiques, ou des procédés de fermentation, dans notre cas. Nous avons donc utilisé des structures de modèles neuronaux déjà existants et proposé aussi de nouvelles structures pour les cas ciblés de fermentations alcoolique et lactique. Nous présentons deux approches pour la caractérisation de la dynamique d’un procédé de fermentation: la modélisation du taux de croissance en biomasse, le paramètre dynamique principal du procédé et la caractérisation globale du type de la dynamique du procédé à l’aide d’un classifieur neuronal. Les deux approches sont testées en simulation et sur des données expérimentales pour une fermentation lactique et une fermentation alcoolique. La caractérisation globale de la dynamique d’un procédé de fermentation représente un outil potentiel pour la supervision des procédés en détectant les changements dans la dynamique du système où une aide à la modélisation des procédés de fermentation en mode discontinu. Nous avons considéré aussi la prédiction de la biomasse pour une fermentation en mode continu et les modèles neuronaux de prédiction ont été testés dans une stratégie de commande prédictive. Les résultats sont comparés avec la même stratégie prédictive mais utilisant une approche adaptative et l'approche neuronale a un succès incontestable pour les cas ou la dynamique du procédé change dans le temps. Finalement nous nous sommes intéressés à la prédiction du quotient respiratoire, proposant un modèle neuronal de prédiction. Il est réalisé en vue d'une commande prédictive du procédé pour la maintenance d'un certain régime de fonctionnement (oxydatif ou fermentaire)<br>In this work we realize a study on the use of the neural nets for the modeling, classification and the control of fermentation processes. The black-box models (we consider a neural net like a black box model) are of great help for processes or phenomena modeling when analytical models cannot be deduced from physical considerations. Some of the advantages of the neural nets when compared to other black-box models are: they are universal approximators using a small number of parameters, their basis functions are adaptive, their repetitive structure permits an easy implementation both software and hardware and they have the property of implicit regularization. These, combined with the characteristics of the biological processes (which are non-linear, non-stationary processes whose dynamics isn’t entirely known), are the reason for which the neural nets are used for the modeling of such processes. We have thus used existing neural models and proposed new ones for the cases of lactic and alcoholic fermentations. We have presented two approaches for the characterization of the fermentation process dynamics: the modeling of the specific biomass growth rate, the most important dynamic parameter of a fermentation process and the global characterization of the process dynamics using a neural classifier. The two approaches have been tested in simulation and on real data for lactic or alcoholic fermentation processes. The use of a classifier of the process dynamics represents a potential tool for process supervision by means of detecting the changes in the process dynamics as well as an aid for the process modeling in the case of batch processes. The prediction of the biomass concentration has also been considered for a continuous fermentation process. The neural models have been tested in a predictive control strategy and compared with a similar strategy using adaptive modeling. The neural prediction has been an incontestable winner for the cases where the process dynamics changes in time. The last issue of our study has been the prediction of the respiratory quotient for a alcoholic fermentation for which we proposed a neural model. It has been proposed in view of a predictive control strategy for the maintenance of a certain regime (fermentative or oxidative)
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Rachid, Ahmed. "Contribution à la modélisation et à la commande d'un haut-fourneau." Nancy 1, 1986. http://www.theses.fr/1986NAN10016.
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Ces travaux traitent de la modélisation et de la commande d'un haut fourneau. Le problème de la validation de données est pose en termes d'équilibrage de bilans et une résolution utilisant le calcul hierarchisée est proposée. Une approche à l'étude dynamique du haut fourneau aboutit à un modèle d'état stochastique et permet la conception et l'élaboration d'une loi de commande
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Viargues, Ghislaine. "Techniques d'immersion et de parallélisation en programmation dynamique pour la commande en boucle fermée." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30179.
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Le travail presente dans cette these a pour objet la resolution numerique de problemes de commande optimale par des methodes de programmation dynamique. Differentes interpretations et applications du principe d'optimalite sont considerees. L'accent est plus particulierement porte sur la resolution d'une equation fonctionnelle, qualifiee d'etendue et qui est basee sur une generalisation du concept d'immersion. Un des interets principaux de cette approche est de resoudre une famille elargie de problemes d'optimisation conduisant a une solution de type boucle fermee, parametree a la fois par l'etat initial et par l'etat final du systeme. Differentes techniques necessaires a la mise en uvre de la resolution de l'equation fonctionnelle sont proposees (techniques d'interpolation par exemple). Une analyse de complexite de l'algorithme en temps et en espace fait apparaitre toutefois de serieuses limitations quant a l'application de cette methode dans le cas general. Les moyens de contourner celles-ci, parmi lesquels les possibilites de parallelisation, sont etudies. On montre egalement qu'il est possible d'exploiter la structure particuliere de certains problemes correspondant a des hypotheses relativement courantes. Les applications numeriques qui font l'objet de la derniere partie du memoire ont permis dans un premier temps de valider l'algorithme, puis d'effectuer quelques tests au niveau vectorisation et parallelisation sur une machine a memoire partagee, le cray-98
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Chtourou, Mohamed. "La modélisation et la commande des procédés par les réseaux neuromimétiques." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT023G.
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Les reseaux neuromimetiques sont un ensemble de modeles parametriques non lineaires. L'algorithme de retropropagation est la technique la plus utilisee pour l'apprentissage de ces reseaux. Cette these presente plusieurs techniques de synthese de reseaux neuromimetiques pour la modelisation et la commande de procedes. Trois algorithmes de synthese de reseaux ont ete developpes. Ces algorithmes reposent sur: les techniques de recherche aleatoire, les methodes d'approximation stochastique et les automates a apprentissage. Ces algorithmes ont ete testes sur divers exemples. Les resultats obtenus illustrent la performance des algorithmes d'optimisation de fonctions multimodales
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Israilov, Sardor. "De l'identification basée apprentissage profond à la commande basée modèle." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ4003.
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La nage des poissons reste un sujet complexe qui n'est pas encore totalement compris en raison de son aspect interdisciplinaire qui mêle la biologie et dynamique des fluides. Au fil des millénaires, les organismes naturels ont perfectionné leur biologie pour naviguer efficacement dans leur environnement et s'adapter à tout type de situations. Tout au long de l'histoire, l'humanité s'est inspirée de la nature pour innover et développer des systèmes biomimétiques. Le poisson robotique, en particulier, trouve nombres d'applications dans le monde réel et son contrôle doit encore être optimisé. L'apprentissage par renforcement profond a donné d'excellents résultats dans le contrôle des systèmes robotiques, dont la dynamique est trop complexe pour être entièrement modélisée et analysée. Dans cette thèse, nous avons exploré de nouvelles voies de contrôle d'un poisson biomimétique via l'apprentissage par renforcement afin de maximiser efficacement la force de poussée et la vitesse de déplacement. Cependant, pour comprendre pleinement ces nouveaux algorithmes basés sur les données, nous avons d'abord étudié l'application de ces méthodes sur une référence standard de la théorie du contrôle, le pendule inversé sur un chariot. Nous avons démontré que l'apprentissage par renforcement profond pouvait contrôler le système sans aucune connaissance préalable du système, en obtenant des performances comparables aux méthodes traditionnelles de la théorie du contrôle basée sur un modèle. Dans le troisième chapitre, nous nous concentrons sur la nage ondulatoire d'un poisson robotique avec différents objectifs et sources d'information de contrôle. Nos études indiquent que la force de poussée d'un poisson robotique peut être optimisée en utilisant des données provenant à la fois de capteurs de force et d'une caméra comme retour d'information pour la commande. Nos résultats démontrent qu'une commande carrée avec une fréquence particulière maximise la poussée et nous la rationalisons en utilisant le principe du maximum de Pontryagin. Un modèle approprié est établi qui montre un excellent accord entre la simulation et les résultats expérimentaux. Ensuite, nous nous concentrons sur la maximisation de la vitesse d'un poisson robotique à la fois dans plusieurs environnements virtuels et dans des expériences utilisant des données visuelles<br>Fish swimming remains a complex subject that is not yet fully understood due to the inter-section of biology and fluid dynamics. Through years of evolution, organisms in nature have perfected their biological mechanisms to navigate efficiently in their environment and adaptto particular situations. Throughout history, mankind has been inspired by nature to innovateand develop nature-like systems. Biomimetic robotic fish, in particular, has a number of appli-cations in the real world and its control is yet to be optimized. Deep Reinforcement Learning showed excellent results in control of robotic systems, where dynamics is too complex to befully modeled and analyzed. In this thesis, we explored new venues of control of a biomimetic fish via reinforcement learning to effectively maximize the thrust and speed. However, to fully comprehend the newly-emerged data-based algorithms, we first studied the application of these methods on a standard benchmark of a control theory, the inverted pendulum with a cart. We demonstrated that deep Reinforcement Learning could control the system without any prior knowledge of the system, achieving performance comparable to traditional model-based con-trol theory methods. In the third chapter, we focus on the undulatory swimming of a roboticfish, exploring various objectives and information sources for control. Our studies indicate that the thrust force of a robotic fish can be optimized using inputs from both force sensors and cameras as feedback for control. Our findings demonstrate that a square wave control with a particular frequency maximizes the thrust and we rationalize it using Pontryagin Maximum Principle. An appropriate model is established that shows an excellent agreement between simulation and experimental results. Subsequently, we concentrate on the speed maximization of a robotic fish both in several virtual environments and experiments using visual data. Once again, we find that deep Reinforcement Learning can find an excellent swimming gait with a square wave control that maximizes the swimming speed
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Gaudy, Anne-Marie. "Conduite automatique et simulation d'un réacteur discontinu de développement industriel à système de chauffage-refroidissement par monofluide." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT034G.
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Ce travail concerne la conduite thermique d'un reacteur discontinu a double-enveloppe muni d'un systeme de chauffage-refroidissement par monofluide, qui circule a debit constant dans une boucle en circuit ferme. Sur ce circuit, sont disposes des echangeurs et un crayon chauffant. Le controle de la temperature masse, lors du suivi d'un profil de consigne, est realise en modifiant la temperature du monofluide par action sur la puissance de chauffe ou sur les debits de refrigerants des echangeurs. Un reacteur pilote de 1 litre a ete realise pour notre etude et parallelement, nous avons developpe un modele de simulation de l'ensemble reacteur-systeme thermique afin de multiplier a la fois les experiences et d'extrapoler les resultats a des reacteurs de taille industrielle. Nous avons etudie deux structures de regulation qui sont, d'une part la commande directe entre la temperature masse et la puissance de chauffe ou le debit des refrigerants, et d'autre part, la commande en cascade entre la temperature masse, celle de la double enveloppe et les elements externes. Deux types d'algorithmes de controle ont ete compares: un pid classique et un algorithme de commande adaptative basee sur la commande predictive generalisee a double modele de reference (gpc). Notre etude a montre que les meilleurs resultats etaient obtenus en associant un gpc pour la boucle maitre avec un pid sur la boucle esclave. Enfin, nous avons etudie l'influence de la dynamique de la boucle externe sur la conduite du reacteur. Finalement, nous avons envisage en simulation, d'autres configurations de systemes monofluides et analyse leur conduite, pour des reacteurs d'1 litre et de 100 litres
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Fournier, Olivier. "Conception de la commande d'un système automatisé de productio : apport des graphes et de l'ordonnancement cyclique." La Réunion, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00561342/fr/.
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Les travaux exposés dans ce mémoire portent sur la conception préliminaire de la commande des systèmes automatisés de production, l'objectif étant d'en améliorer la productivité et la flexibilité. La stratégie retenue consiste à définir une commande idéale et spécifique pour chaque type de produit fabriqué par le système automatisé. Nous définissons un formalisme noté GMT (Graphe Marqué et Temporisé) dans lequel nous représentons la gamme opératoire de chaque production. Nous développons ensuite une métohde capable d'ordonnancer cycliquement des gammes non linéaires, prenant par exemple en compte des opérations d'assemblage ou de désassemblage. Cette méthode est basée sur un simulateur qui exécute le plan de production en arbitrant les conflits d'affectation selon le comportement social des colonies de fourmis. Il résulte de cette simulation un diagramme de GANTT duquel nous extrayons le graphe GMT de commande de l'application. Les outils conventionnels de la théorie de graphes permettent alors d'analyser l'architecture et de vérifier les propriétés de célérité et de vivacité du graphe obtenu. Finalement, une passerelle GMT/Grafcet produit le Grafcet de commande de façon systématique. Ces travaux se terminent par l'étude d'un cas de MPS variable (Minima Part Set), montrant ainsi le bien fondé de notre démarche.
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Farges, Christophe. "Méthodes d'analyse et de synthèse robustes pour les systèmes linéaires périodiques." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00132343.
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Cette thèse porte sur la commande robuste des systèmes linéaires périodiques qui constituent une classe particulière de systèmes variant dans le temps. Des dynamiques périodiques apparaissent dans de nombreux domaines des sciences de l'ingénieur tels que l'aéronautique, l'espace ou les systèmes de télécommunication. Des méthodes systématiques pour l'analyse et la synthèse robuste de ces systèmes sont proposées. Le cadre de travail choisi est celui de la théorie de Lyapunov et fait appel principalement à des outils numériques de type inégalités matricielles linéaires (LMI). La robustesse est envisagée de manière duale par la prise en compte d'incertitudes pouvant non seulement affecter le système à commander mais également le correcteur lui même. Ce dernier problème est traité par la synthèse d'ensembles convexes de correcteurs assurant un certain niveau de performances garanties vis-à-vis du système bouclé. La question de la structure temporelle du correcteur est également posée. Le correcteur doit il nécessairement être de même périodicité que le système? Est-il possible de réduire le nombre de paramètres à mémoriser? Pour répondre à ces différentes questions, nous avons défini la classe des correcteurs périodiques structurés dans le temps et développé des méthodes de synthèse adaptées. Les résultats théoriques sont illustrés sur le problème du maintien à poste autonome d'un satellite en orbite basse consistant à maintenir un satellite sur une orbite de référence excentrique malgré les différentes forces perturbatrices pouvant l'en écarter (frottement atmosphérique, effet de la distribution non-sphérique de la masse de la Terre). Différentes lois de commande minimisant certains critères de performances tels que la quantité de carburant consommée ou l'influence d'accélérations perturbatrices sont calculées. Leur qualité est ensuite évaluée à l'aide de simulations non-linéaires.
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Bagdouri, Mohammed el. "Commande optimale d'un systeme thermique non lineaire." Nantes, 1987. http://www.theses.fr/1987NANT2023.
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Etude de problemes de commande d'un systeme thermique, le modele considere etant un systeme non lineaire a parametres repartis. La non-linearite peut etre due a la variation des caracteristiques thermophysiques du systeme en fonction de la temperature ou a un phenomene de changement de phase entrainant un saut dans l'enthalpie du systeme
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Jarupintusophon, Pongsak. "Conduite automatique de réacteurs semi-continus à l'aide d'un algorithme de commande prédictive et adaptative intégrant un modèle de connaissance." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT039G.
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Ce travail concerne la conduite thermique d'un reacteur discontinu ou semi-continu entoure d'une double-enveloppe et equipe d'un systeme de chauffage-refroidissement a fluides alternatifs. Le controle de la temperature du milieu reactionnel lors du suivi d'un profil de consigne de type chauffe-maintien-refroidissement est realise par le choix du fluide approprie et par action sur le debit de ce fluide. L'absence de regime permanent et la succession de dynamiques tres differentes, nous a amene a utiliser un algorithme de commande adaptative utilisant une methode d'estimation des parametres par la methode de moindres carres recursifs et base sur la technique de commande predictive generalisee avec double-modele de reference. L'originalite de cette etude a consiste a substituer dans l'algorithme de commande un modele de connaissance deduit des bilans thermiques sur le reacteur et sa double-enveloppe au modele entree-sortie habituellement utilise. Le modele de connaissance a pu etre utilise par exemple pour estimer le degagement de chaleur pour des reactions chimiques exothermiques. Par ailleurs, la disponibilite d'un modele physique du reacteur dont les parametres sont reajustes en temps reel a permis d'effectuer des previsions sur son comportement lorsque l'on impose des commandes particulieres. Ceci a ete mis a profit pour developper une technique de supervision permettant de corriger les imperfections de la regulation en boucle fermee. L'application de l'algorithme de commande et de la technique de prevision a ete realisee a la fois sur un reacteur pilote de 2 litres aussi bien en simulation qu'experimentalement et sur un reacteur industriel en acier emaille de 1000 litres en simulation
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Schaep, Thomas. "Conception et commande optimale d’une architecture hybride hydraulique de reach stacker." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI121/document.
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L'accroissement permanent du commerce intercontinental et la mondialisation s'accompagnent d'une augmentation de la productivité des ports et des terminaux à conteneurs. Le besoin de compétitivité des exploitants auquel s'additionnent les législations environnementales, poussent les fabricants d'engins de manutention de conteneurs à développer de nouvelles solutions afin de produire des machines plus respectueuses de l'environnement à un coût de possession acceptable. Pour ce faire, l'hybridation des sources d'énergie et l'utilisation de chaînes d'actionnement plus efficaces d'un point de vue énergétique sont les solutions envisagées. En conséquence, les cahiers des charges sont de plus en plus complexes, et les spécifications qu'ils stipulent sont de nature hétérogène. Ce travail de thèse s'intéresse à deux aspects majeurs en lien avec ces problématiques. Il s'articule donc d'une part autour d'un développement méthodologique concernant le dimensionnement de systèmes suractionnés par couplage de problèmes d'inversion et d'optimisation, et d'autre part, autour d'un développement applicatif visant la conception, la commande et la validation expérimentale d'une chaîne d'actionnement hybride d'un engin portuaire. Premièrement, nous proposons une procédure de construction d'un modèle s'appuyant sur le langage bond graph permettant de prendre en compte des spécifications exprimées en termes de critère à minimiser et de fonctions du temps désirées en sortie du système. Ce problème prend alors la forme d'un problème couplé d'inversion-optimisation. Du modèle bond graph obtenu, il est possible de déterminer directement les conditions nécessaires d'optimalité, et donc le système d'équations algébrodifférentielles associé. Nous nous intéressons ensuite à l'extension de la procédure de représentation d'un problème d'optimisation seul, dans le cas où des non linéarités apparaissent au niveau des phénomènes de dissipation d'énergie. Dans un second temps, nous proposons une nouvelle architecture pour un engin de manutention de conteneurs afin d'améliorer son efficacité énergétique. Cette solution de récupération d'énergie à la descente du conteneur est basée sur un transformateur hydraulique. L'énergie est stockée dans un accumulateur hydropneumatique, puis, elle est restituée grâce à un moteur hydraulique complémentaire couplé au moteur diesel. Un redimensionnement de la chaîne d'actionnement hydraulique ainsi qu'une stratégie de commande plus adaptée sont également proposées. Ces modifications offrent la possibilité de réaliser une récupération d'énergie à la décélération du véhicule sans ajout de composant majeur. L'architecture globale obtenue associée à une stratégie de commande adéquate génèrent une réduction de la consommation de carburant de 16% à 18%. Finalement, une validation expérimentale du système de récupération d'énergie potentielle est effectuée et les performances dynamiques et énergétiques sont analysées avec la commande proposée<br>The continuously increasing of the intercontinental trade as well as the globalization lead to the need of higher productivity for ports and container terminals. In order to fulfill the need of competitiveness of terminal operators and in the same time respect the environmental legislation, container handling machine manufacturers are developping new solutions. Hybridization of energy sources is an interesting way but using more energy efficient actuation lines is also suitable. As a consequence, specifications are more and more complex, and can in particular have heterogeneous natures. In this thesis, the focus is made on two main topics linked to those problematics. On the one hand, a methodology concerning the sizing of over-actuated systems thanks to a coupling between inverse problems and dynamic optimization is exposed. On the other hand, the design, control strategies and an experimental validation of an hybrid actuation line applied to an container handling machine is presented. First of all, we propose a new procedure based on the bond graph language allowing the designer to take into account simultaneously two types of specifications, namely a cost function to minimize and functions of time specifying desired outputs of the system. This results in a coupled problem of state-space inversion and optimization. The procedure lead to a bond graph from which it is possible to directly derive the analytical system of the problem. The fundamental theory for proving the effectiveness of this procedure is carried out using the port hamiltonian systems. The bond graph representation of an optimal control problem is then extended to systems involving non linearities on dissipative R elements. In a second part, a new actuation architecture is proposed for a container handling machine, in order to improve the fuel efficiency. On the one hand, a transformer based system to recover the potential energy released during container lowering is exposed. This energy is stored into a hydropneumatic accumulator. Then, it is returned thanks to an extra hydraulic motor coupled to the engine shaft. On the other hand, a resizing of the main hydraulic pumps as well as a more suitable control law is proposed in order to make the engine work at better efficiency points. All those evolutions previously mentionned give now the possibility to perform kinetic energy recuperation during vehicle deceleration without adding any major component. The new architecture combined with more effetive control laws lead to a fuel consumption reduction of 16% up to 18%. Finally, the potential energy recovery system is validated on a test rig. The control laws are implemented and the dynamic and energetic performances are then analysed
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Goubali, Olga. "Apport des techniques de programmation par démonstration dans une démarche de génération automatique d'applicatifs de contrôle-commande." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0003/document.
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Pour la conception d’un système contrôle-commande, les spécifications fonctionnelles sont à la charge des concepteurs car ce sont eux qui en maîtrisent le fonctionnement. Ces experts n’ont pourtant généralement pas les connaissances en programmation de ceux qui conçoivent le système de pilotage. Ils écrivent alors ces spécifications fonctionnelles en langage naturel, les communiquent ensuite aux concepteurs de l’interface de supervision et du programme de commande qui sont en charge de les implémenter et de les intégrer au système. Les erreurs qui découlent de l’interprétation des spécifications émanent de la différence de culture technique entre les différents intervenants du projet. De plus, suivant la complexité du système, la définition des spécifications fonctionnelles peut être fastidieuse. Nous proposons une approche de conception basée d’une part sur l’analyse de la tâche et sur les techniques du End User Development pour l’obtention de spécifications fonctionnelles validées par les experts métiers. Les techniques de l’ingénierie dirigée par les modèles sont mises en oeuvre pour générer automatiquement l’interface de spécification (qui intègre un Enregistreur, un Généralisateur, un Rejoueur, et un Correcteur), l’interface de supervision du système à piloter et son programme de commande. La démarche proposée a fait l’objet d’une preuve de concept démontrant sa faisabilité technique. Cette preuve de concept a fait l’objet d’évaluations qui ont démontré son intérêt dans le cadre de la conception de système de supervision<br>For designing complex and sociotechnical systems, business experts are responsible for writing the functional specifications because of their operational expert knowledge. However, these experts do not usually own the programming knowledge of those who design supervision systems. The task of the system design expert is then to define the functional specifications. S/he writes them in natural language, and then provides them to the designers of the supervision interface and the control-command code. The designers’ job is then to implement and integrate the specifications into the system. Errors from the specification interpretation come from the difference of technical knowledge between the various partners involved in the project. Moreover, depending on the complexity of the system, the definition of functional specifications can be tedious.We propose a design approach based on task modelling and End User Development in order to obtain functional specifications validated by the business experts (mechanical engineer for example).Model-driven engineering techniques are implemented to automatically generate the specification interface (that integrates Recorder, Generalizer, Replayer, and Corrector), the system supervision interface to be piloted and its control program.The technical feasibility of the proposed approach was demonstrated through a proof of concept. This proof of concept was evaluated to demonstrate the interest of the approach in the design of supervision systems
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Westerholt, Eckart Graf von. "Commande non linéaire d'une machine asynchrone : filtrage étendu du vecteur d'état : contrôle de la vitesse sans capteur mécanique." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT050H.
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Dans ce travail, l'auteur met au point une strategie de controle de vitesse d'une machine asynchrone. L'objectif poursuivi est de s'affranchir de certaines hypotheses emises dans les commandes classiques de tels processus: utilisation d'un capteur mecanique, separation des modes electriques et mecaniques, et flux stationnaire. La prise en compte du couplage des modes conduit alors a une modelisation non lineaire du processus. L'absence de capteur de vitesse necessite l'observation de celle-ci et du couple de charge. Dans ce contexte, la definition de la strategie de commande a demande au prealable une etude des reperes de modelisation, une comparaison des methodes d'observation deterministes et stochastiques, ainsi qu'une analyse detaillee de l'observabilite. La commande proposee est constituee d'un filtre de kalman etendu et d'une regulation non lineaire basee sur la methode du decouplage entree-sortie. Le filtre etendu permet l'estimation robuste des courants, des flux, de la vitesse et du couple de charge pour un fonctionnement avec ou sans capteur de vitesse. La regulation non lineaire garantit une commande precise de la vitesse en presence d'un flux variable. Ces etudes ont abouti a la realisation d'un variateur asynchrone, dont la commande a ete implantee sur un microprocesseur a structure risc (dsp32c). Les resultats obtenus montrent de tres bonnes performances statiques et dynamiques du variateur et confirment la robustesse de la commande sur toute la plage de vitesse meme en l'absence d'un capteur de vitesse
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Souvay, Gilles. "Diapason : Un environnement de développement pour l'intégration d'une entrée vocale dans des applications de type commande de machine." Nancy 1, 1992. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1992_0372_SOUVAY.pdf.
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Les machines et les systèmes que nous utilisons dans la vie courante ou dans la vie professionnelle deviennent de plus en plus sophistiques et leur commande s'avère d'autant plus complexe. Il serait donc utile de trouver un moyen aisé pour leur faire exécuter les taches que nous leur demandons. Une idée simple en apparence, consiste à remplacer la méthode classique, appui sur une série de boutons, choix dans un menu, par une phrase prononcée dans un microphone relié à la machine qui doit être commandée. Seulement dans la pratique cela s'avère plus complexe qu'on ne se l'imagine. Introduire une composante orale ne consiste pas seulement à greffer une boite noire qui en entrée reçoit de la parole et en sortie la phrase prononcée. La parole porte en elle un éventail de formulations différentes pour un même sens, des possibilités de mauvaises compréhensions, de mauvaises interprétations, d'ambigüités, d'imprécisions qui s'ajoutent à de nouvelles erreurs commises par le locuteur du fait qu'il est moins astreint à suivre un schéma imposé par la machine. Il faut alors réaliser une interface entre le système de reconnaissance vocale et la machine à diriger: le système d'interprétation et de gestion du dialogue. De plus si l'on veut pouvoir réutiliser ce système pour une nouvelle application, il faut définir des outils d'aide à la mise en place des connaissances spécifiques à l'application. L'ensemble formera un environnement de travail, qui dans notre cas tire son nom du système de dialogue: l'environnement diapason.
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Merlet, Jean-Pierre. "Contribution à la formalisation de la commande par retour d'efforts en robotique : application à la commande de robots parallèles." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066296.
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Recherches dans les systèmes robotisés à retour d'efforts. Quelques cas d'assemblage. Capteurs de force. Mécanique de l'assemblage. C-surfaces et définition de tache. Commande avec modèle de comportement. Méthode locale et fonction d'évaluation. Commande avec c-surface. Robots parallèles.
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Tuveny, Olivier. "Modélisation "incertaine" en pistage multi-hypothèses : application à un problème d'initialisation automatique de pistes dans un environnement perturbé." Nice, 1994. http://www.theses.fr/1994NICE4769.
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Notre objectif au travers de cette étude est double : d'une part, mettre en oeuvre une méthode de pistage capable de traiter, de manière autonome, le problème d'initialisation automatique de pistes dans un environnement comportant de la fausse alarme. D'autre part, améliorer la caractérisation de la modélisation probabiliste, par la prise en compte de modèles et de données incertains. Pour satisfaire cette problématique, la méthode d'association plot-piste, Générateur d'Hypothèses Multiples de D. Reid (MHF Multiple Hypothese Filter), a été utilisée. En effet, cette technique traite à part entière l'initiatisation de pistes, tout comme leur entretien et leur destruction. En revanche, cette méthode génère une arborescence importante, qui implique une gestion de celle-ci, indispensable. Une autre modélisation de la vraisemblance des hypothèses a donc été envisagée en exploitant à la fois, le potentiel de la Théorie de l'Evidence de A. P. Dempster et G. Shafer et l'évaluation, tour à tour, de la densité de plots. Le choix de cette théorie est appuyé par le fait qu'elle peut considérer des données de nature incertaine et les fusionner entre elles. Cette approche améliore les performances du MHF et plus particulièrement sur le taux de fausses pistes.
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Pralx, Laurent. "Commande linéaire adaptative : solutions bornées et leurs propriétés." Paris 9, 1988. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=1988PA090035.
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On est amené à modifier des lois d'adaptation en remarquant que les effets non modélisés par un modèle linéaire peuvent sous des hypothèses réalistes être majorées par une norme des signaux d'entrées-sorties. D'autre part, on propose une méthode d'analyse des portraits de phase des systèmes linéaires adaptatifs
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Khansah, Hael. "Sur la commande de systèmes non linéaires par gains robustes séquencés." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00168054.
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Dans ce travail, nous avons développé une approche systématique traitant un problème particulier dans le domaine de la commande non linéaire. Il concerne le fait d'assurer une transition stable entre deux points opérationnels d'un système non linéaire. Cette approche emploie la stratégie de séquencement de gain et la notion d'incertitude bornée en norme pour approximer un système non linéaire à travers une famille de systèmes linéaires incertains à incertitude bornée en norme. Autour d'un ensemble de points d'équilibre, des lois de commande locale sont déterminées en garantissant quelques spécifications de performances locales. Le séquencement est déterminé de sorte que la stabilité est garantie. Par interpolation polynômiale continue, une loi de commande continue est établie à partir des points d'équilibre trouvés hors ligne et des correcteurs associés. Une stratégie de commande séquencée par retour d'état ainsi qu'une stratégie par retour de sortie dynamique ont été envisagées. Dans le premier cas, la commutation est faite lorsque l'état se trouve dans le bassin d'attraction du point d'équilibre ultérieur visé. Dans le deuxième, nous avons déterminé une loi de commande par retour de sortie dynamique o'u la politique de commutation est basée sur les états éstimés. Quelques exemples ont été donnés pour montrer l'efficacité de la méthode proposée.
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Colmenares, William. "Sur la robustesse des systèmes linéaires incertains : approche quadratique, retour de sortie." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00139742.
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Le travail concerne la commande robuste de systèmes linéaires à modèle incertain et incertitude paramétrique. L'approche développée est l'approche quadratique se basant sur la recherche et l'exploitation de fonctions de Lyapunov quadratiques en l'état. La partie la plus originale des travaux est relative à la commande par retour de sortie, c'est à dire celle basée sur un traitement de l'information contenue dans les mesures disponibles effectivement sur l'état du système et pour le cas d'incertitudes paramétriques polyédriques (cas de matrices intervalle). Une synthèse portant sur la commande robuste par retour d'état dans l'approche quadratique fournit les éléments essentiels pour la formalisation du problème de commande par retour de sortie : incertitudes non structurées et structurées. Le cas des systèmes à incertitude structurée (cas pour lequel demeure encore un besoin de résultats ¿forts¿) est abordé, après un rappel de quelques résultats concernant les cas d'incertitude ¿bornée en norme¿ non structurée pour laquelle existent des conditions nécessaires et suffisantes de stabilité, de nouveaux résultats sont énoncés pour le cas d'incertitude bornée en norme structurée sous la forme de conditions nécessaires et de conditions suffisantes. Il est montré que le cas de l'incertitude polyédrique est un cas extrême d'incertitude bornée en norme structurée. Ce dernier cas présente un degré de complexité important et, pour ce cas, un algorithme itératif pour le calcul d'un retour de sortie dynamique du type observateur de Luenberger est présenté. Le résultat obtenu permet également d'aborder le problème de la détermination du domaine d'incertitude (maximal). Ayant été développés pour les systèmes dynamiques en temps continu, les résultats obtenus sont étendus au cas des systèmes dynamiques en temps discret, résolvant par là même, le problème de la commande robuste avec placement des modes dans une régio n circulaire (problème d'intérêt pratique car permettant la maîtrise de la dynamique du système commandé). Enfin, dans la thèse le problème de la synthèse de commandes robustes avec critères de performance de type H2 (critère quadratique) ou H¿ (cas le plus défavorable) permettant (entre autres) de traiter le problème de rejet de perturbations est abordée.
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Silveira, Filho Geraldo. "Contributions aux méthodes directes d'estimation et de commande basées sur la vision." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005340.
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Dans leur grande majorité les techniques d'estimation et de contrôle basées sur la vision s'appuient sur l'extraction d'informations géométriques dans les images. L'objectif de cette thèse est de développer une nouvelle approche exploitant directement l'intensité des pixels dans l'image en s'affranchissant de l'étape d'extraction de ces informations. Nous espèrons montrer que le fait d'utiliser toute l'information contenue dans l'image permet en outre d'augmenter la précision et le domaine d'application. Dans ce but, nous proposons un modèle générique de transformation prenant à la fois en compte les aspects géométriques et photométriques que l'on associe à une méthode efficace d'optimisation pour le recalage d'images, qui est valide pour des modes d'acquisition variés (incluant les images couleurs) et pour des classes d'objets rigides ou déformables. En particulier, le nouveau modèle photométrique assure une robustes aux variations d'éclairage quelconques, et il est indépendants des attributs des objets et des caractéristiques de la caméra. Ce cadre méthodologique est formulé, dans le cas d'un modèle sténopé, à la fois dans le cas calibré et non calibré, les différences portant principalement sur la nature de la paramétrisation choisie. Une méthode robuste de suivi visuel est proposée permettant le recalage d'une image de référence tout au long de la séquence. A partir des paramètres estimés liant l'image de référence à l'image courante, nous proposons une nouvelle stratégie d'asservissement visuel permettant de contrôler les six degrés de liberté du mouvement de la caméra pour l'amener dans la pose où a été acquise l'image de référence. Cette nouvelle approche ne nécessite pas de connaissance précise sur les paramètres de la caméra ni sur la géométrie de l'objet observé, permettant ainsi d'obtenir une méthode générique et fiable. Dans le cas de l'utilisation d'une caméra calibrée, la méthode de suivi robuste permet d'accéder directement à la pose de la caméra et à la structure géométrique de la scène. Elle peut donc être appliquée pour proposer une nouvelle solution au problème de SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) visuel. Enfin, nous présentons une méthode d'asservissement visuel intégrant directement les estimées fournies par la méthode de suivi et permettant ainsi la navigation autonome de robot dans un environnement inconnu a priori. Les méthodes développées tout au long de cette thèse ont été confrontées aux approches classiques de la littérature, et ont montré des avantages certains. Elles ont également été testée en condition réelle sur des séquences caractéristiques de différentes applications et dans des conditions variées. Les conditions et compromis à faire pour obtenir performances temps réel et précision, sont également discutés dans le document.
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Abou-Kandil, Hisham. "Elaboration de structures de commande hiérarchisées : approches monocritère et multicritères." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066074.
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Pour un problème de commande optimale linéaire-quadratique monocritère les lois de commande partiellement en boucle fermée à deux niveaux sont étudiées. Une généralisation des moyens de synthèse de ces lois est proposée. Pour les problèmes multicritères linéaires-quadratiques, l'utilisation des stratégies de Nash et de Stackelberg nécessite la résolution d'un ensemble d'équations matricielles couplées. La solution analytique exacte de tous les jeux de Stackelberg en boucle ouverte et d'une large classe des jeux de Nash est obtenue. Ces résultats s'appuient sur les propriétés des spectres des matrices caractérisant les conditions nécessaires à satisfaire par les différentes stratégies.
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Daoudi, Paul. "Apprentissage par renforcement sur des systèmes réels : exploitation de différents contextes industriels." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALT047.
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Il existe dans l'industrie de nombreuses infrastructures requérant un contrôle complexe dont le rôle est crucial. Traditionnellement, ce problème est abordé par l'utilisation de méthodes d'automatique et de commande optimale. Celles-ci nécessitent d'avoir un modèle des dynamiques du système, qui peut être imprécis dans le cadre de systèmes complexes. L'apprentissage automatique propose une solution alternative à ce problème, où le modèle du système considéré s'obtient par extrapolation à partir de données entrées/sorties tout en étant agnostique à la physique sous-jacente du système. L'apprentissage par renforcement est la réponse de l'apprentissage à ces problèmes de décision dans un environnement incertain. Selon ce paradigme, l'objectif est de concevoir une politique, i.e. une correspondance entre état du système et contrôles maximisant un certain critère de réussite tenant compte des futurs états du système. Ce paradigme a connu de nombreux succès au cours des dernières années et sur différentes tâches telles que les jeux vidéos ATARI, le jeu de go, Dota2... Son application à des systèmes réels se heurte cependant à de nombreuses difficultés : contraites de sûreté, peu de données disponibles, apprentissage hors-ligne, système partiellement observable... L'objectif de cette thèse sera de tirer partie de la puissance de l'apprentissage par renforcement pour le contrôle de systèmes réels en se focalisant sur les deux premiers points exposés précédemment : apprendre une politique en tenant compte de contraintes de sûreté dans un cadre avec peu de données<br>There are many infrastructures in the industry that require complex control with a crucial role. Traditionally, this problem is addressed by the use of automatic and optimal control methods. These methods require a model of the system dynamics, which can be inaccurate in complex systems. Machine learning offers an alternative solution to this problem, where the model of the system under consideration is obtained by extrapolation from input/output data while being agnostic to the underlying physics of the system. Reinforcement learning is the learning response to these decision problems in an uncertain environment. According to this paradigm, the objective is to design a policy, i.e. a correspondence between system state and controls maximizing a certain success criterion taking into account the future states of the system. This paradigm has been very successful in the last few years and on different tasks such as ATARI video games, the game of go, Dota2... However, its application to real systems faces many difficulties: safety constraints, learning with limited data, off-line learning, partially observable system... The objective of this thesis will be to take advantage of the power of reinforcement learning for the control of real systems by focusing on the first two points exposed above: learning a policy while taking into account safety constraints in a framework with little data
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Alamir, Mazen. "Contributions à l'étude de la commande optimale à horizon fuyant des systèmes non linéaires." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0135.
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Dans ce travail, plusieurs aspects de la commande optimale à horizon fuyant sont considérés. Selon cette stratégie de commande, un problème d'optimisation en boucle ouverte est d'abord résolu sur un horizon donné; la première commande de la séquence optimale résultante est seule appliquée au système et le tout est recommencé au pas suivant, ceci pose le problème de la stabilité du schéma obtenu. Dans une première partie, des conditions suffisantes de stabilité sont proposées pour les différentes formulations possibles (Horizon fini avec contrainte sur l'état final, horizon infini sans contrainte finale, horizon fini sans contrainte finale). Dans la suite, une loi de commande inspirée du principe de l'horizon fuyant est proposée pour les systèmes discrets non linéaires définis avec des incertitudes additives non structurées. Cette loi est fondée sur l'utilisation des problèmes d'optimisations avec contraintes finales d'inégalité dans lesquels la longueur de l'horizon est aussi une variable d'optimisation. La robustesse de la loi de commande périodique ainsi obtenue est alors discutée. La mise en œuvre de la commande optimale à horizon fuyant en temps réel dans le cas général reste un problème sérieux. Dans la troisième partie de ce travail, nous caractérisons une classe particulière de systèmes continus non linéaires pour lesquels la stabilisation par retour d'état peut être résolue au moyen d'une formulation fondée sur les principes de l'horizon fuyant où le problème d'optimisation est linéaire quadratique d'où une mise en œuvre en temps réel possible<br>In this work, several aspects of the receding horizon control strategy are discussed. First of all, some suffisant conditions for the stability of the closed loop system are proposed for different possible formulations (finite or infinite prediction horizon, with or without final constraint on the state). In a second part, a robust stabilizing feedback strategy is proposed to stabilize uncertain discrete-time nonlinear systems defined with additive unmatched uncertainties. The feedback law is periodic and is based on the use of optimization problems with final inequality constraints. Finally, a special class of continuous nonlinear systems is characterized for which a real time implementation of the receding horizon principle is possible through a linear quadratic optimization problem formulation
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Hassan, Lama. "Observation et commande des systèmes non-linéaires à retard." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0141.
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L'objectif de cette thèse est de développer des méthodes de synthèses d'observateurs et des contrôleurs basés sur un observateur pour les systèmes à retard. Différentes classes de systèmes ont été traitées avec différents types de retard. Trois méthodes ont été développées. La première méthode traite des systèmes non linéaires avec des non-linéarités lipschitziennes et consiste à transformer le système d'origine à un système LPV grâce à une reformulation de la propriété classique de Lipschitz. Cette technique est formulée pour les cas continu et discret, respectivement. Nous avons démontré, à travers des exemples numériques, que cette technique offre des conditions de synthèse moins restrictives par rapport aux résultats existants dans la littérature. La seconde méthode est développée pour une classe de systèmes singuliers avec des perturbations. La principale difficulté résidait dans la présence des dérivées des perturbations qui entravent l'analyse de la stabilité et pour laquelle deux approches ont été proposées: une approche H∞ en utilisant une fonctionnelle de Lyapunov-Krasovskii spéciale dépendante des perturbations et une approche basée sur l'utilisation d'un critère de performance {W}^{1,2}. La dernière méthode est basée sur l'utilisation des matrices de pondération libres pour résoudre le problème de contrôle des systèmes non-linéaires à retards inconnus. La solution proposée fournit une condition de synthèse LMI garantissant la stabilisation du système en boucle fermée malgré la présence du retard inconnu, au lieu d'une inégalité matricielle linéaire itérative ILMI trouvée habituellement dans la littérature<br>The objective of this dissertation is to develop observers and observer-based controllers synthesis methods for time-delay systems. Different classes of systems were treated with different types of delay. Three different methods were developed. The first one treats nonlinear systems with Lipschitz nonlinearities and consists in transforming the original system into an LPV system based on a reformulation of the classical Lipschitz property. This technique was formulated for continuous and discrete cases respectively and it was proven to provide less restrictive synthesis conditions when compared to the existing results in the literature. The second method deals with singular systems with disturbances. The main difficulty lay in the presence of the derivatives of the disturbances which hinder the stability analysis and for which two approaches are proposed:~a H∞ criterion combined with a special Lyapunov-Krasovskii functional depending on disturbances and a {W}^{1,2} criterion based on the use of Sobolev norms. The last method is based on the Free Weighting Matrices technique to solve the observation and control problems of a class of nonlinear systems with unknown delays. The proposed solution provides a sufficient LMI synthesis condition ensuring the asymptotic stabilization of the closed loop system, instead of the iterative LMI condition usually found in the literature
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Olympio, Joris. "Techniques de commande optimale pour la recherche automatique de stratégies avec assistances gravitationnelles dans le cadre de missions interplanétaires." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00365115.
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Cette thèse porte sur la conception de trajectoires interplanétaires, à poussée faible. Les systèmes de propulsion électriques, à poussée faible ou continue, ont permis d'accroître significativement les possibilités de trajectoires, au détriment de mission plus longues. La poussée faible limite également la manoeuvrabilité du système. Afin de parer à ces inconvénients, on utilise généralement des manoeuvres d'assistances gravitationnelles, pour ainsi réduire la consommation et la durée de transfert de la sonde. Le rôle de l'analyste mission est donc de déterminer le meilleur scénario (la séquence de planètes à visiter). De nos jours, ce problème est résolu de manière expérimentale et heuristique. Cependant, bien que la trajectoire produite soit optimale à scénario donné, il n'y a aucune garantie que le scénario en lui-même soit optimal. De plus, cette approche est relativement fastidieuse. Notre objectif a donc été de mettre en place des outils et méthodes permettant de trouver des scénario optimaux pour un objectif fixé. Durant cette thèse, nous avons suivit 2 approches. La première approche consiste à considérer le problème comme étant un problème d'optimisation globale, à variables discrètes. Un ensemble de scénario est étudié à priori. Pour simplifier et faciliter la recherche de séquences, on a modélisé le problème de transfert à poussée faible, en utilisant un principe d'inversion dynamique. Ce modèle utilise des arcs balistiques pour minimiser la consommation, et introduire des degrés de liberté supplémentaires pour satisfaire des contraintes terminales. On a mis au point un algorithme de complexité polynomiale pour résoudre le problème. Afin de réduire le coût calculatoire, nous avons mis en place des contraintes de " pruning " permettant de réduire l'espace de recherche. La deuxième approche consiste à formuler le problème comme un problème de commande optimale, où la dynamique inclut les principaux corps perturbateurs. Le scénario est alors déterminé à postériori. On résoud numériquement le problème au N corps. On montre que les méthodes indirectes (Pontryaguin) et directes (Collocation, Transcription) ne nous permettent pas de résoudre ce problème. On a donc mis au point un solveur de deuxième ordre respectant à la fois les conditions d'optimalité et de précision connues des méthodes indirectes, et des propriétés de robustesse généralement attribué aux méthodes directes.
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Perrier, Michel. "Observation d'état par fonctions de prédiction : maintien de la cohérence du modèle de l'environnement d'un robot mobile." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20115.
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Ce memoire de these decrit le module d'observation contenu dans la structure de commande d'un robot mobile navigant dans un environnement mal structure, c'est-a-dire pour lequel seul un modele imparfait est initialement connu. Le role de cette observation est d'assurer la cooperation bidirectionnelle entre le modele et un systeme de perception. Pour cela, il fournit un etat reconstruit du systeme compose du vehicule et de son environnement, a partir de l'observation de l'etat reel (perception) et de l'etat estime (prediction). Le principe de la prediction est d'evaluer, pour chaque objet du modele, la probabilite d'etre percu par le vehicule: cette prediction, ou perception virtuelle, prend en compte l'estimation de l'erreur de localisation du robot mobile, ainsi que l''estimation de l'erreur de position des objets. L'intelligence artificielle est utilisee pour effectuer une approche qualitative et symbolique de la prediction, mais eglaement pour gerer le processus de raisonnement de l'observateur base sur la representation de dempster-shafer utilisant la theorie de la croyance
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Fournier, Olivier. "Conception de la commande d'un système automatisé de production : apport des graphes et de l'ordonnancement cyclique." Phd thesis, Université de la Réunion, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00561342.
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Les travaux exposés dans ce mémoire portent sur la conception préliminaire de la commande des systèmes automatisés de production, l'objectif étant d'en améliorer la productivité et la flexibilité. La stratégie retenue consiste à définir une commande idéale et spécifique pour chaque type de produit fabriqué par le système automatisé. Nous définissons un formalisme noté GMT (Graphe Marqué et Temporisé) dans lequel nous représentons la gamme opératoire de chaque production. Nous développons ensuite une métohde capable d'ordonnancer cycliquement des gammes non linéaires, prenant par exemple en compte des opérations d'assemblage ou de désassemblage. Cette méthode est basée sur un simulateur qui exécute le plan de production en arbitrant les conflits d'affectation selon le comportement social des colonies de fourmis. Il résulte de cette simulation un diagramme de GANTT duquel nous extrayons le graphe GMT de commande de l'application. Les outils conventionnels de la théorie de graphes permettent alors d'analyser l'architecture et de vérifier les propriétés de célérité et de vivacité du graphe obtenu. Finalement, une passerelle GMT/Grafcet produit le Grafcet de commande de façon systématique. Ces travaux se terminent par l'étude d'un cas de MPS variable (Minima Part Set), montrant ainsi le bien fondé de notre démarche.