Dissertations / Theses on the topic 'Système linéaire non stationnaire'
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Lahaye, Sébastien. "Contribution à l'étude des systèmes linéaires non stationnaires dans l'algèbre des dioïdes." Angers, 2000. http://www.theses.fr/2000ANGE0028.
Abstract:
Les systèmes dynamiques à évènements discrets qui mettent en jeu des phénomènes de synchronisation et de saturation peuvent être modélisés par des équations linéaires dans certains dioïdes. Cette propriétés a motivé l'élaboration de la dite théorie des systèmes linéaires dans les dioïdes qui présente d'intéressantes analogies de forme avec la théorie conventionnelle des systèmes linéaires continus. Ce mémoire est consacré à l'étude des systèmes linéaires non stationnaires dans les dioïdes. De façon schématique, et comme en théorie conventionnelle des système linéaire est induit par la possible variation des systèmes (représentations entrée-sortie et description dans l'espace d'état). Un problème de commande, plus précisément, le problème de poursuite de trajectoire, est résolu. On étudie également une sous-classe de systèmes linéaires non stationnaires, à savoir, les sytèmes linéaires périodiques. En se conformant à la littérature sur les systèmes périodiques dans les dioïdes. On s'est de plus attaché à définir les classes de réseaux de Petri propres à cractériser les systèmes (max, +) et (min, +) linéaires non stationnaires. Les résultats proposés trouvent des applications en gestion de production, notamment pour la gestion en juste-à-temps d'ateliers de production, ainsi que pour la simulation et l'évluation de performance de lignes d'assemblageDiscrete event dynamic systems involving synchronization nd saturation phenomena can be modeled by linear equations in some dioids. Starting from this property a so-called linear system theory in dioids, which presents great analogies of form with the classical linear system theory, has been developed. This report is devoted to the study of non stationary linear systems in dioids. As in conventional system theory, one can claim that the non-stationary nature of a system is induced by possible variations of its state-space realization parameters. We tackle the problems of representation for these systems (input-output representation and state-space representation). A control problem, more precisely the output tracking problem, is solved. We also study a subclass of non stationary linear systems as a guideline, an analyses proper to linear periodic systems in dioids is proposed. In addition, two Petri nets subclasses have been defined in order to characterize ((max, +) and (min, +) non stationary linear systems. The proposed results find some applications in production control, notably for the just-in-time production control of workshops, as well as for the simulation and the performance evaluation of assembly lines
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Nguyên, Thùy Liên. "Quelques problèmes variationnels issus de la théorie des ondes non-linéaires." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1386/.
Abstract:
Cette thèse porte sur l'étude des solutions spéciales (de type onde progressive et onde stationnaire) pour des équations aux dérivées partielles dispersives non-linéaires dans R^N. Les problèmes considérés ont une structure variationnelle, les solutions sont des points critiques de certaines fonctionnelles. Nous démontrons l'existence des points critiques en utilisant des méthodes de minimisation. Une des principales difficultés vient du manque de compacité. Pour y remédier, on utilise quelques raffinements récents du principe de concentration-compacité de P. -L. Lions. Dans la première partie du mémoire on montre l'existence des solutions d'énergie minimale pour des équations elliptiques quasi-linéaires dans R^N. Nous généralisons les résultats de Brézis et Lieb dans le cas du Laplacien, ainsi que les résultats de Jeanjean et Squassina dans le cas du p-Laplacien. Dans la seconde partie on montre l'existence des ondes progressives subsoniques d'énergie finie pour un système de Gross-Pitaevskii-Schrödinger qui modélise le mouvement d'une impureté non chargée dans un condensat de Bose-Einstein. Les résultats obtenus sont valables en dimension trois et quatre d'espaceThis thesis focuses on the study of special solutions (traveling wave and standing wave type) for nonlinear dispersive partial differential equations in R^N. The considered problems have a variational structure, the solutions are critical points of some functionals. We demonstrate the existence of critical points using minimization methods. One of the main difficulties comes from the lack of compactness. To overcome this, we use some recent improvements of P. -L. Lions concentration-compactness principle. In the first part of the dissertation, we show the existence of the least energy solutions to quasi-linear elliptic equations in R^N. We generalize the results of Brézis and Lieb in the case of the Laplacian, and the results of Jeanjean and Squassina in the case of the p-Laplacian. In the second part, we show the existence of subsonic travelling waves of finite energy for a Gross-Pitaevskii-Schrödinger system which models the motion of a non charged impurity in a Bose-Einstein condensate. The obtained results are valid in three and four dimensional space
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Tordeux, Antoine. "Étude de processus en temps continu modélisant l'écoulement de flux de trafic routier." Phd thesis, Université Paris-Est, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00596941.
Abstract:
Ce travail présente des modèles d'écoulement en temps continu de flux de trafic routier. En premier lieu, il s'agit de modèles microscopiques de poursuite. Un modèle par systèmes d'équations différentielles couplées est proposé, basé sur le temps inter-véhiculaire. Ce modèle intègre un temps de réaction et des possibilités d'anticipation pour chaque véhicule. Les paramètres sont estimés par maximum de vraisemblance dans un modèle statistique à deux niveaux. Des simulations permettent de caractériser le comportement d'une file de véhicules. Dans une approche stochastique, un modèle d'évolution de la distance inter-véhiculaire est étudié à l'aide du processus Markovien de saut zero-range. L'introduction d'un temps de réaction tend à produire des ondes cinématiques. D'autre part, un modèle d'écoulement de trafic par le processus Markovien de saut des misanthropes est proposé. Il s'agit d'une modélisation au niveau mésoscopique, adaptée à la simulation de flux de trafic sur un réseau
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El, Akchioui Nabil. "Fluidification des réseaux de Petri stochastiques : application aux études de fiabilité des systèmes." Le Havre, 2012. http://www.theses.fr/2012LEHA0014.
Abstract:
Les études de fiabilité basées sur l’analyse et la simulation des systèmes à événements discrets tels que les réseaux de Petri stochastiques, permettent d’améliorer la sûreté de fonctionnement des procédés et systèmes industriels. Dans le cas des systèmes de grande dimension, la fluidification des processus stochastiques permet de réduire les ressources calculatoires et la durée des simulations. Cependant, la fluidification globale et directe, qui conserve la structure et les paramètres du modèle discret, conduit à une estimation biaisée des indicateurs de fiabilité. Cette thèse explore de nouvelles approches pour fluidifier les réseaux de Petri stochastiques. Lorsque l’espace de marquage possède plusieurs régions, l’introduction de réseaux de Petri continus par morceaux permet de diviser la trajectoire du marquage en plusieurs phases pour atteindre le même régime stationnaire que celui du processus stochastique. Des transformations par homothéties et projections sont également proposées pour atteindre un régime stationnaire partiellement homothétique à celui du processus stochastique. Enfin une modification adaptative des paramètres du modèle continu permet de corriger progressivement le marquage moyen. Ces différentes méthodes permettent de construire des modèles continus dont le comportement asymptotique est équivalent à celui d’un réseau de Petri stochastiqueReliability analysis based on discrete event systems and particularly on stochastic Petri nets, improves the safety of industrial processes and systems. For large scale systems, the fluidification of stochastic processes is useful to reduce the computational resources and also the duration of simulations. But global and direct fluidification that preserves the structure and the parameters of the original model leads to a biased estimation of the reliability indicators. This study explores innovative approaches to fluidify stochastic Petri nets. When the marking space has several regions, piecewise constant continuous Petri nets are introduced to divide the marking trajectory into several phases in order to reach a steady state identical with the steady state of the stochastic process. Homothetic and projective transformations are also proposed to reach a steady state that is partially homothetic to the one of the stochastic process. Finally, adaptive modifications of the parameters are used to correct progressively the mean marking. All proposed results contribute to design fluid models with asymptotic behaviours equivalent to the ones of a stochastic process
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Garcia, Iturricha Aitor. "Analyse et commande CRONE de systèmes linéaires non stationnaires." Bordeaux 1, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR12393.
Abstract:
Le thème génèral des travaux qui font l'objet de ce mémoire est l'extention de la commande CRONE à la commange de systèmes non stationnaires tel que les systèmes non stationnaires à coefficents périodiques et les systèmes non staionnaires à coefficents asymptotiquement constants. Ces extensions, menées à ̀la fois dans le domaine continu et dans le domaine discret, ont été permises grâce à la représentation des systèmes considérés au moyen de transmittances en p non stationnaires (pour les systèmes continus) et de transmittances en z non stationnaires (pour les systèmes discrets). Ces représentations ont également permis d'étendre des théorèmes bien connus tels que le théorème de la valeur finale et de la valeur initiale aux systèmes non stationnaires, ainsi que de formuler plusieur extensions du critère de Nyquist. Chaque théorème proposé et chaque extension de la commande CRONE réalisée dans le cadre de ces travaux a été validé par son application à la commande d'un banc d'essai composé de 2 moteurs à courant continuThis work deals with the extension of CRONE Control (robust control method based on fractional calculus) to the control fo time-varying systems such as time-varying systems with periodic coefficients and time-varying systems with asymptotically constant coefficients. These extensions, carried out both in the continuous and in the discret-time domain, have been feasible thanks to the representations of the considered systems using time-varying p-transfer functions (for continuous-time systems) and z-transfer functions (for discrete-time systems). These representations have also allowed to extend several well-known theorems such as initial and final value theorems to time-varying systems and have also allowed several extensions of Nyquist theorem. Each theorem and each extension fo CRONE control carried out in this work has been validated through their application to control of a testing bench with two DC motors
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Le, Ber Catherine. "Simulation sur ordinateur d'un système linéaire continu et stationnaire." Brest, 1988. http://www.theses.fr/1988BRES2020.
Abstract:
Presentation de methodes d'estimation pour la sortie d'un systeme continu lorsque l'on dispose seulement des echantillons du signal d'entree. On montre comment definir un systeme discret dont la sortie est egale aux echantillons du systeme analogique pour une classe donnee de signaux d'entree. Developpement d'une nouvelle approche, appelee convolution recursive cascade, ou la connaissance des poles de la fonction de transfert continue lineaire est necessaire
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Perruquetti, Wilfrid. "Sur la stabilité et l'estimation des comportements non linéaires non stationnaires perturbés." Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10049.
Abstract:
Ce travail concerne l'etude des systemes dynamiques, decrits par des equations differentielles d'etat en general non lineaires, non stationnaires, perturbees ou dont les parametres sont mal connus. De tels systemes peuvent presenter des comportements complexes comme par exemple des ensembles ou trajectoires localement attractifs, dont il est interessant d'obtenir une estimation robuste. Pour de type de modele, les methodes basees sur la geometrie differentielle ne peuvent s'appliquer et la presence des incertitudes fait qu'il est impossible de garantir la generalite d'un fait observe sur quelques simulations. Le travail presente utilise donc la notion de systeme de comparaison, dont le principe est de comparer les proprietes d'un systeme complexe a celles d'un systeme plus simple (lineaire ou non). De tels systemes (majorants directs ou retrogrades) sont construits a l'aide de normes vectorielles. Le chapitre 1 introduit les notions qualitative (originales ou non) relatives a ces systemes dynamiques, notamment celles liees a la stabilite asymptotique d'ensemble, et celles liees a la stabilite pratique. Le chapitre 2 rappelle des resultats importants concernant les systemes non lineaires autonomes. Le chapitre 3 presente un ensemble de lemmes de comparaison (a validites locales dans l'espace d'etat ou/et et dans le temps). Ces resultats originaux servent de base (chapitre 4) pour enoncer les principaux theoremes concernant l'etude de la stabilite asymptotique d'ensembles. Le cinquieme et dernier chapitre s'interesse a la stabilite pratique et a la commande sous contrainte. Parmi les apports de ce travail, on peut citer: 1) le travail sur les systemes majorants non lineaires, 2) la proposition d'algorithmes pour l'optimisation des modeles majorants lineaires, 3) les resultats sur la stabilite pratique, 4) la definition rigoureuse de lemmes de comparaison generaux, c'est-a-dire a validite locale.
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Ben, slimene Byrame. "Comportement asymptotique des solutions globales pour quelques problèmes paraboliques non linéaires singuliers." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCD059/document.
Abstract:
Dans cette thèse, nous étudions l’équation parabolique non linéaire ∂ t u = ∆u + a |x|⎺⥾ |u|ᵅ u, t > 0, x ∈ Rᴺ \ {0}, N ≥ 1, ⍺ ∈ R, α > 0, 0 < Ƴ < min(2,N) et avec une donnée initiale u(0) = φ. On établit l’existence et l’unicité locale dans Lq(Rᴺ) et dans Cₒ(Rᴺ). En particulier, la valeur q = N ⍺/(2 − γ) joue un rôle critique. Pour ⍺ > (2 − γ)/N, on montre l’existence de solutions auto-similaires globales avec données initiales φ(x) = ω(x) |x|−(2−γ)/⍺, où ω ∈ L∞(Rᴺ) homogène de degré 0 et ||ω||∞ est suffisamment petite. Nous montrons ainsi que si φ(x)∼ω(x) |x| ⎺(²⎺⥾)/⍺ pour |x| grande, alors la solution est globale et asymptotique dans L∞(Rᴺ) à une solution auto-similaire de l’équation non linéaire. Tandis que si φ(x)∼ω(x) |x| (x)|x|−σ pour des |x| grandes avec (2 − γ)/⍺ < σ < N, alors la solution est globale, mais elle est asymptotique dans L∞(Rᴺ) à eᵗ∆(ω(x) |x|−σ). L’équation avec un potentiel plus général, ∂ t u = ∆u + V(x) |u|ᵅ u, V(x) |x |⥾ ∈ L∞(Rᴺ), est également étudiée. En particulier, pour des données initiales φ(x)∼ω(x) |x| ⎺(²⎺⥾)/⍺, |x| grande, nous montrons que le comportement à grand temps est linéaire si V est à support compact au voisinage de l’origine, alors qu’il est non linéaire si V est à support compact au voisinage de l’infini. Nous étudions également le système non linéaire ∂ t u = ∆u + a |x|⎺⥾ |v|ᴾ⎺¹v, ∂ t v = ∆v + b |x|⎺ ᴾ |u|q⎺¹ u, t > 0, x ∈ Rᴺ \ {0}, N ≥ 1, a,b ∈ R, 0 < y < min(2,N)? 0 < p < min(2,N), p,q > 1. Sous des conditions sur les paramètres p, q, γ et ρ nous montrons l’existence et l’unicité de solutions globales avec données initiales petites par rapport à certaines normes. En particulier, on montre l’existence de solutions auto-similaires avec donnée initiale Φ = (φ₁, φ₂), où φ₁, φ₂ sont des données initiales homogènes. Nous montrons également que certaines solutions globales sont asymptotiquement auto-similaires. Comme deuxième objectif, nous considérons l’équation de la chaleur non linéaire ut = ∆u + |u|ᴾ⎺¹u - |u| q⎺¹u, avec t ≥ 0 et x ∈ Ω, la boule unité de Rᴺ, N ≥ 3, avec des conditions aux limites de Dirichlet. Soit h une solution stationnaire à symétrie radiale avec changement de signe de (E). On montre que la solution de (E) avec donnée initiale λh explose en temps fini si |λ − 1| > 0 est suffisamment petit et si 1 < q < p < Ps = N+2/N−2 et p suffisamment proche de Ps. Ceci prouve que l’ensemble des données initiales pour lesquelles la solution est globale n’est pas étoilé au voisinage de 0In this thesis, we study the nonlinear parabolic equation ∂ t u = ∆u + a |x|⎺⥾ |u|ᵅ u, t > 0, x ∈ Rᴺ \ {0}, N ≥ 1, ⍺ ∈ R, α > 0, 0 < Ƴ < min(2,N) and with initial value u(0) = φ. We establish local well-posedness in Lq(Rᴺ) and in Cₒ(Rᴺ). In particular, the value q = N ⍺/(2 − γ) plays a critical role.For ⍺ > (2 − γ)/N, we show the existence of global self-similar solutions with initial values φ(x) = ω(x) |x|−(2−γ)/⍺, where ω ∈ L∞(Rᴺ) is homogeneous of degree 0 and ||ω||∞ is sufficiently small. We then prove that if φ(x)∼ω(x) |x| ⎺(²⎺⥾)/⍺ for |x| large, then the solution is global and is asymptotic in the L∞-norm to a self-similar solution of the nonlinear equation. While if φ(x)∼ω(x) |x| (x)|x|−σ for |x| large with (2 − γ)/α < σ < N, then the solution is global but is asymptotic in the L∞-norm toe t(ω(x) |x|−σ). The equation with more general potential, ∂ t u = ∆u + V(x) |u|ᵅ u, V(x) |x |⥾ ∈ L∞(Rᴺ), is also studied. In particular, for initial data φ(x)∼ω(x) |x| ⎺(²⎺⥾)/⍺, |x| large , we show that the large time behavior is linear if V is compactly supported near the origin, while it is nonlinear if V is compactly supported near infinity. we study also the nonlinear parabolic system ∂ t u = ∆u + a |x|⎺⥾ |v|ᴾ⎺¹v, ∂ t v = ∆v + b |x|⎺ ᴾ |u|q⎺¹ u, t > 0, x ∈ Rᴺ \ {0}, N ≥ 1, a,b ∈ R, 0 < y < min(2,N)? 0 < p < min(2,N), p,q > 1. Under conditions on the parameters p, q, γ and ρ we show the existence and uniqueness of global solutions for initial values small with respect of some norms. In particular, we show the existence of self-similar solutions with initial value Φ = (φ₁, φ₂), where φ₁, φ₂ are homogeneous initial data. We also prove that some global solutions are asymptotic for large time to self-similar solutions. As a second objective we consider the nonlinear heat equation ut = ∆u + |u|ᴾ⎺¹u - |u| q⎺¹u, where t ≥ 0 and x ∈ Ω, the unit ball of Rᴺ, N ≥ 3, with Dirichlet boundary conditions. Let h be a radially symmetric, sign-changing stationary solution of (E). We prove that the solution of (E) with initial value λ h blows up in finite time if |λ − 1| > 0 is sufficiently small and if 1 < q < p < Ps = N+2/N−2 and p sufficiently close to Ps. This proves that the set of initial data for which the solution is global is not star-shaped around 0
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Przybylski, C. "Sur la réduction structurelle des systèmes continus non linéaires à coefficients presque périodiques." Lille 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LIL10140.
Abstract:
Simplification des modèles de systèmes continus non linéaires ou/et non stationnaires (à paramètres variant périodiquement ou quasi périodiquement) pour permettre de libérer le modèle de ses termes non constants
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Olech, Michał. "Systèmes d'évolution non linéaires et leurs applications." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112250.
Abstract:
La premiere partie porte sur l'analyse de deux systemes elliptiques-paraboliques decrivant l'evolution d'un nuage de particules en interaction soumises a des forces electriques ou gravitationnelles. En utilisant des techniques d'equations differentielles ordinaires et des methodes variationnelles nous montrons l'unicite ou la non-unicite des solutions stationnaires. Nous demontrons ensuite l'existence et l'unicite d'une solution globale en temps en nous appuyant sur des methodes liees a l'analyse fonctionnelle, a la theorie des equations differentielles ordinaires et a des theoremes de point fixe dans des espaces fonctionnels varies. Nous en decrivons de plus le comportement asymptotique en temps long. Dans la deuxieme partie nous etudions un systeme parabolique de reaction-diffusion qui modelise des reactions chimiques reversibles dans le cas d'un systeme couple de deux equations non lineaires et le transport intercellulaire dans celui de n equations lineaires couplees. Nous demontrons tout d'abord une propriete de contraction dans L^1 pour le semi-groupe associe. Nous nous appuyons ensuite sur une fonctionnelle de Liapounov pour prouver la stabilisation des solutions quand t tend vers l'infini. Dans le cas du transport intercellulaire nous prouvons l'existence et l'unicite de solutions stationnaires en dimensions d'espace 1, 2, 3 et 4. Le dernier chapitre porte sur la discretisation du systeme parabolique non lineaire pour des reactions chimiques reversibles rapides. Nous demontrons la convergence d'un schema de type volumes finis. Pour la demonstration de convergence, nous recherchons des versions discretes d'estimations a priori standard, de principes de comparaison et de theoremes de compacite. Nous implementons de plus des tests numeriques dans le cas d'une reaction chimique reversible concreteThe first part is devoted to the analysis of two mean-field problems describing particles which interact with themselves either by electrical or gravitational forces. We first investigate steady state solutions for a problem with gravitational forces. We use methods of ordinary differential equations as well as variational methods to obtain the uniqueness and existence of many stationary solutions. Using methods of functional analysis, ordinary differential equations and fixed point theorems, we then prove the existence of global in time solutions of a system of partial differential equations describing the time evolution of a cloud of electrically charged particles. Moreover, we describe the large time behavior of solutions as t tends to infinity. We are especially interested in the two-dimensional case, when the system is considered in the whole space R^2. We show that in the case of small initial conditions the large time behavior of the solutions much differs from that in the higher-dimensional case. The second part involves a nonlinear parabolic reaction-diffusion system which both includes a linear model for intercellular transport in eukarya, and a reversible chemical reaction. We prove a contraction property in L^1 for the semigroup associated with the system. Then, using a Lyapunov functional, we show the convergence of the solutions to suitable steady states as t tends to infinity. In the linear case we prove the existence and uniqueness of stationary solutions in space dimensions 1, 2, 3 and 4. In the last chapter we investigate a numerical finite volume scheme for the nonlinear system modeling fast reversible chemical reactions. For the convergence proof we search for discrete versions of standard a priori estimates, comparison principles and compactness theorems. Moreover, we perform numerical experiments for the concrete example of a real chemical reaction
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Taoud, Jamal Eddine. "Commandes optimales d'un système thermique non linéaire." Nantes, 1991. http://www.theses.fr/1991NANT2076.
Abstract:
Quelques problèmes de commande optimale d'un système thermique sont étudiés dans ce travail. Le modèle considéré est un système d'équations aux dérivés partielles non linéaires. Après avoir démontré l'existence et l'unicité de la solution des équations du modèle, deux algorithmes numériques sont établis et mis en œuvre. Un problème de commande frontière est résolu en minimisant un critère comportant un terme d'écart entre l'état du système à l'instant final et un état désiré. Un résultat d'existence est démontré et un algorithme pour l'approximation de la solution est présenté, ainsi que des résultats numériques. Un deuxième problème de commande avec contrainte sur le gradient spatial de la température est étudié. Deux solutions sont proposées pour sa résolution. La première consiste à résoudre un problème pénalisé; la seconde prend directement en compte la contrainte sous forme d'inégalité sur le flux thermique. Des algorithmes sont établis et des essais numériques sont présentés. Ce travail se termine par la recherche d'une commande minimisant un critère comportant un terme d'écart entre le flux de la température et un flux désiré. Les résultats obtenus montrent que les problèmes de commandes avec contraintes sur l'état à priori délicats, peuvent être résolus en adoptant les techniques proposées dans ce travail.
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Larroque, Benoît. "Observateurs de systèmes linéaires : application à la détection et localisation de fautes." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2008. http://oatao.univ-toulouse.fr/7684/1/larroque.pdf.
Abstract:
Ces travaux sont relatifs aux observateurs s'appliquant sur des systèmes linéaires stationnaires et non stationnaires. Les observateurs de systèmes linéaires sont très utilisés pour élaborer une stratégie de commande en automatique. On retrouve aussi l'utilisation d'observateurs afin de générer des résidus permettant de détecter et/ou de localiser des fautes (DLF) pouvant affecter le système. Tout d'abord nous recensons les différents types d'observateurs pouvant s'appliquer sur des systèmes linéaires stationnaires. Des procédures pour dimensionner des observateurs de fonctionnelles linéaires ainsi que des observateurs à entrées inconnues (OEI) y sont fournies. Nous avons aussi construit des procédures permettant de générer des résidus basés sur la conception d'observateurs à entrées inconnues pour la DLF. Enfin, nous présentons un travail s'appliquant sur des systèmes linéaires non-stationnaires et une procédure de dimensionnement d'un OEI non-stationnaire y est présentée.
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Ayadi, Mounir. "Contributions à la commande des systèmes linéaires plats de dimension finie." Toulouse, INPT, 2002. http://www.theses.fr/2002INPT025H.
Abstract:
Les travaux de cette thèse abordent une nouvelle méthode de calcul d'un régulateur polynomial de type RST pour les systèmes linéaires plats à paramètres constants dans le temps, aussi bien dans le cas continu que dans le cas discret. Dans le cas continu, la méthode proposée repose sur les reconstructeurs intégraux pour le calcul de la sortie plate et de ses dérivées. Le rejet de perturbations additives est également considéré. Dans le cas discret, l'utilisation du principe du modèle interne permet d'assurer la robustesse du régulateur obtenu. Cette méthode apporte une réponse claire sur le choix à effectuer pour les pôles désirés en boucle fermée. La loi de commande élaborée garantit la robustesse par rapport à des perturbations externes et assure une poursuite asymptotique d'une trajectoire de référence générée à partir de la sortie plate. La méthode proposée a été étendue au cas de systèmes linéaires non stationnaires avec la synthèse d'un régulateur de type RST pour le cas discret. Dans le cas continu, la forme d'un régulateur polynomial a été obtenue. La platitude a été également mise à profit pour l'amélioration des performances en poursuite des méthodes GPC (commande prédictive généralisée) et PSMR (commande par modèle de référence à état partiel). L'analyse des fonctions de sensibilité des régulateurs obtenus permet de faciliter le choix des paramètres de réglage de la commande prédictive.
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Muñoz, Hernández Laura Elena. "Stabilisation d'un véhicule aérien autonome en présence de vent." Compiègne, 2012. http://www.theses.fr/2012COMP2055.
Abstract:
Ce travail de thèse porte sur l’obtention des méthodes originales et robustes permettant le vol stationnaire automatique d’un véhicule aérien en présence de rafales de vent, dont les simulations développées ont été testées par des expériences en temps réel en utilisant deux plates-formes différentes. La représentation dynamique du véhicule volant en présence de vent a été bien sur un des premiers objectifs à résoudre avant le développement des stratégies de commande. Nous avons obtenu un modèle mathématique pour l’avion du type PVTOL (Planar Vertical Take-Off and Landing) et pour l’hélicoptère à quatre rotors qui tient compte des forces aérodynamiques produites par le vent. Ces modèles permettent d’expliquer le fonctionnement de ces types d’engins volants, à savoir comment sont générées les forces et les couples induits par le vent qui agissent sur l’appareil. Par ailleurs, trois lois de commande non linéaires basées sur l’analyse de Lyapunov ont été proposées pour stabiliser le drone en présence de vent. La première approche utilise des RCLFs (Robust Control Lyapunov Functions). Etant donné la complexité du problème, nous avons commencé par un système qui se déplace sur un seul axe, c’est à dire, un chariot. Ce résultat a ensuite été étendu pour le cas d’un avion du type PVTOL et pour l’hélicoptère à quatre rotors. Pour valider les algorithmes de commande plusieurs simulations ont été réalisées. Pour tester sa viabilité dans une application réelle, nous avons fait des expériences à l’aide du prototype de l’avion PVTOL. Les résultats en simulation et en temps réel nous ont montré la bonne performance de la loi de commande en boucle fermée. La deuxième approche est basée sur des fonctions de saturations séparées. Cette loi de commande a été proposée, à l’origine, par G. Sanahuja et al, cependant, nous avons montré une analyse de robustesse par rapport à des perturbations externes inconnues et des incertitudes non linéaires dans le modèle. La preuve prend en compte comme seule hypothèse le fait que la perturbation soit bornée (comme des rafales de vent). Les algorithmes ont été testés sur le prototype aérien et les résultats expérimentaux ont montré une bonne performance en présence de fortes perturbations. La dernière approche prend en compte les propriétés intrinsèques de l’hélicoptère à quatre rotors, en particulier, la passivité Ainsi, une loi de commande sous-optimale a été développée. L’analyse est basée sur l’énergie complète du système, la passivité, la théorie de stabilité de Lyapunov et l’utilisation de la programmation dynamique. Les résultats en simulation ont montré que cette commande peut être utile quand l’hélicoptère doit faire des manœuvres plus complexes que le vol stationnaire. Enfin, un schéma de contrôle utilisant un observateur d’état a été développé. Ce schéma emploie le filtrage de Kalman étendu pour estimer la position dans le plan (x,y) et la vitesse verticale z du drone. En utilisant des mesures d’une centrale inertielle, un capteur d’altitude, un système de vision et les entrées de commande, l’état du système est estimé. Le système de vision est utilisé pour obtenir les vitesses de translation du véhicule et il se compose d’une caméra et un algorithme de flux optique. L’observateur a été validé par des expériences en temps réel pour l’hélicoptère à quatre rotors dont les résultats ont été très concluantsThis thesis is focused in the design of original and robust control strategies to stabilize an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) in presence of wind disturbances. The proposed control strategies have been tested in simulations and in real-time experiments in two different platforms. It introduces the mathematical model of a UAV in presence of wind. We obtained the dynamical model which takes into account the complementary forces induced by the wind for a Planar Vertical Take-Off and Landing (PVTOL) aircraft and for the quadrotor rotorcraft. On the other hand, three different nonlinear control laws based on the Lyapunov analysis have been developed to stabilize the UAV in presence of wind. The first approach uses the Robust Control Lyapunov Functions (RCLFs). Given the complexity of the problem, we begun with a mini car which moves on its longitudinal axis. This result has been extended to the case of the PVTOL aircraft and to the quadrotor rotorcraft. Several simulations have been carried out to validate the proposed algorithms. To test its viability in a real application, we have realized experiments using a PVTOL prototype. The simulations and experimental results in real time showed the good performance of the control law in closed loop. The second approach is based on the saturation functions. We have proposed a robust analysis with respect to unknown external disturbances and nonlinear uncertainties in the model. The proof takes the hypothesis that the wind is bounded. The algorithms have been tested in a quadrotor prototype and the results showed a good performance even in presence of wind disturbances. The last approach considers the intrinsic properties of the quadrotor flying vehicle, specially the passivity. Thus, a sub-optimal control law has been developed. The analysis is based on the full energy of the system, the passivity, the Lyapunov theory and the use of dynamic programming. The simulation results have showed that this control law can be useful when the flying vehicle has to do more complex maneuvers than hover. Finally, a control scheme using a state observer has been developed. This scheme uses the Extended Kalman Filter (EKF) to estimate the position in the (x,y) plain and the vertical velocity z of a quadrotor rotorcraft. Using the measurements of an inertial measurement unit, an altitude sensor, a vision system and the control inputs the system state is estimated. The vision system is used to compute the translational velocities of the vehicle and it is composed by a camera and an optical flow algorithm. The estimator has been validated by experiments in real time and the results have been very conclusive
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Fossa, Manuel. "Variabilité hydroclimatique en France et dans la zone Euro-Atlantique : Aspects non-lineaires et non-stationnaires." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR011.
Abstract:
Dans ce manuscrit, nous avons exploré la non-linéarité et la non stationnarité de la variabilité hydroclimatique en France et dans la zone Euro-Atlantique. Dans la partie I « Échelles spatiotemporelles de la variabilité hydroclimatique en France », nous avons réalisé les classifications spatiales de précipitations, températures et débits de 152 bassins versants, basées sur les caractéristiques spectrales non-stationnaires de ces variables, puis étudier comment ces caractéristiques spectrales interagissaient entre elles. Nous avons montré que les régions de variabilité hydroclimatique homogène étaient spatialement continues, et de superficie très différentes. Les interactions spectrales dans chaque région homogène sont très complexes, et deux régions aux propriétés spectrales similaires, peuvent être le siège de différentes interactions. Dans la Partie II « Échelles spatiotemporelles de la variabilité hydroclimatique large échelle », nous avons tout d’abord exploré la modulation exprimée sur les entrées de précipitation et température par les caractéristiques du bassin versant. Nous avons montré que la température montre un lien direct avec les débits à l’échelle annuelle, tandis que la précipitation est directement liée aux débits pour les échelles saisonnières, 2-4 et 5-8 ans. Ensuite, nous avons étudié la variabilité climatique large échelle liée aux précipitations et débits, via l’analyse composite et de corrélation spectrale de champs de géopotentiels à 500hPa. Les régimes de géopotentiels liés aux précipitations et débits sont différents en fonction des échelles de temps considérées, et en fonction de la zone considérées, les corrélations se font à différentes échelles, montrant la non-linéarité des liens entres climat large échelle et hydroclimat local. Enfin, dans la Partie III « Dynamique de la circulation atmosphérique Nord Atlantique, et variabilité hydroclimatique », nous avons exploré les propriétés dynamiques d’un objet géométrique, invariant conforme, la longueur extrémale. Nous avons montré qu’une longueur extrémale de dérivée nulle implique une dynamique constante, c’est-à-dire, une dynamique dont les équations de mouvement respectent certaines lois de conservation. L’application de ces résultats théoriques sur la variabilité atmosphérique dans la zone Nord Atlantique montre que la dynamique des géopotentiels peut changer et que les régimes de temps, extrapolés statistiquement, ne sont pas représentatifs d’une seule dynamique. L’ensemble des dynamiques possibles, ainsi que leur stabilité et stationnarité, dépend de l’échelle temporelle considérée.À travers les résultats présentés dans ce manuscrit, nous avons montré l’importance de prendre en compte la non-linéarité (i.e. les interactions entre les composants du système climatique qui peuvent donner lieu à des comportements complexes) et la non-stationnarité (i.e. les changements brusques de dynamiques dus aux changements de paramètres de contrôle) de la variabilité hydroclimatique. A minima, la prise en compte des différences de dynamiques en fonction des échelles de temps est cruciale. Idéalement, la prise en compte simultanée des variabilités spatiales, temporelles et dynamiques devrait être encouragéeThe works presented in this thesis explore the non-linearity and non-stationarity aspects of the hydroclimate system in France and the Euro-Atlantique area. In part I, «Spatio-temporal scales of hydroclimate variability in France», classifications of precipitation, temperature and discharge time series of 152 watersheds were established, based on non-linear and non-stationary characteristics. In particular, we based our classifications on spectral contents and cross-scale, phase-phase, phase-amplitude interactions. Results show clear homogeneous regions for each variable, but with complex spectral content and cross-scale interactions. Part II, « Spatiotemporal of local and large-scale climate variability», we studied how the watershed modulation altered the spectral correlation between local climate (precipitation, temperature) and discharge. We then studied the large-scale atmospheric patterns linked to discharge, with a combined spatial and temporal spectral analysis. Results show than temperature is the main driver of discharge at the annual scale, but precipitation is the main driver for other time scales. The large scale atmospheric patterns linked to discharge were shown to be time scale dependent and heavily modulated from West to east, with interacting atmospheric components shifting the main time scales of spectral correlation with discharge. Finally, Part III « North Atlantic atmospheric circulation dynamics», introduces a new conjecture linking the geometrical theory of the extremal length (a conformal invariant) and conservative atomspheric systems, such as the North Atlantic atmospheric circulation. We have shown that the time invariance of the extremal length implies conservation in mechanical energy within the atmospheric system, and that the increase/decrease of invariance induces mechanical energy losses/gains. The application of the theory to the North Atlantic atmospheric circulation, shows that depending on the time scale, the dynamics are vastly different, ranging for asymptotically stable to unstable, and that the atmospheric circulation for the last 40 years has seen large changes in its dynamics. Through this thesis, we showed the importance of time scale dependence, interactions between them, and more generally, of non-linearity and non-stationarity. We encourage hydrologist and climate scientists to adopt a combined physics-statistical approach in order to better grasp the complexity of hydroclimate systems
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Sabatier, Jocelyn. "La dérivation non entière en modélisation des systèmes à paramètres distribués récursifs et en commande robuste des procédés non stationnaires." Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR11939.
Abstract:
Le thème général des travaux qui font l'objet de ce mémoire est l'application de la dérivation non entière en modélisation et en commande robuste. La première partie de ce mémoire traite en effet de la modélisation de systèmes à paramètres distribués récursifs propagatifs et non propoagatifs, systèmes caractérisés par des équations aux dérivées partielles dont les coefficients sont des fonctions exponentielles de la variable spatiale. L'analyse de ces systèmes, et plus précisément de leur transfert entre la grandeur d'entrée et la grandeur de sortie, conduit dans les deux cas à une transmittance non entiere. La deuxième partie de la thèse est consacrée à l'extension de la commande CRONE de troisième génération à la commande de procédés non stationnaires et non stationnaires à coefficients périodiques. Chacune de ces deux extensions s'achève par l'application des méthodes de synthèse développées à la commande d'un banc d'essai composé de deux moteurs à courant continu couplés par une liaison rigide.
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El, Hamidi Mohamed. "Propriétés stochastiques d'un système non-linéaire en dimension finie." Pau, 1989. http://www.theses.fr/1989PAUU3014.
Abstract:
Après avoir rappelé les origines physiques de la théorie ergodique nous décrivons les développements mathématiques nouveaux liés a une formulation rigoureuse des propriétés chaotiques et a leur hiérarchisation. Ensuite un rappel sur les comportements qualitatifs des équations différentielles ordinaires nous permet de préciser la forte instabilité de certains systèmes dynamiques (systèmes chaotiques). Une méthode numérique d'intégration d'équations différentielles doit donc répondre, pour de tels systèmes, a certains critères de stabilité. Nous avons été amené a choisir parmi les différentes méthodes, celle qui nous paraissait a même de satisfaire au mieux ces exigences. Le système dynamique qui fait l'objet de ce mémoire est un modèle non linéaire en dimension cinq issu de la mécanique des fluides. Les caractères ergodique et mixing du système ont été établis par plusieurs tests : comparaison entre moyennes temporelles et moyennes microcanoniques, nombre de zéros des solutions par unité de temps, et un test statistique portant sur les propriétés topologiques de ces deux caractères. Grâce a la technique des exposants caractéristiques de Lyapounov, on montre le caractère Kolmogorov du système (entropie positive), ainsi que son caractère Anosov (existence pour une évolution a long terme, d'une direction dilatante et d'une direction contractante) assurant le mixing et l'ergodicite
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Gherari, Zineddine. "Stratégie de commandes neurofloues pour un système continu non linéaire." Paris 12, 1998. http://www.theses.fr/1998PA120062.
Abstract:
Dans ce memoire les outils developpes dans le cadre de la commande neurofloue ont permis de resoudre, en simulation, les problemes de la classe des systemes non lineaires continus qu'ils soient mono-dimensionels ou multidimensionels. Apres une phase bibliographique sur les reseaux de neurones artificiels ou nous avons analyses en details les algorithmes d'apprentissage par renforcement et leurs applications et apres un bref apercu sur la theorie de la logique floue, nous avons mis au point une architecture de commande neurofloue bnfc basee sur l'algorithme de la retro propagation pour l'apprentissage pouvant etre interpretee et appliquee suivant un triple cas d'utilisation : d'une maniere numerique, linguistique et lineaire. Nous introduisons egalement le concept d'apprentissage par renforcement pour la commande neurofloue des systemes non lineaires continus, domaine qui a ce jour, a notre connaissance, n'a jamais ete aborde avec succes. En proposant une methodologie generale d'apprentissage basee sur la technique des differences temporelles et l'algorithme de la retro propagation, nous avons mis en evidence une architecture de commande neurofloue bac-nfc qui de la meme maniere peut avoir une triple interpretation. L'application en simulation des deux architectures de commande proposees sur une fonction non lineaire, puis sur un prototype de chaudiere a gaz, demontre ainsi avec les resultats obtenus l'interet de la demarche.
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Desceliers, Christophe. "Dynamique non linéaire en déplacements finis des structures tridimensionnelles viscoélastiques en rotation." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2001. http://www.theses.fr/2001ECAPO720.
Abstract:
Cette recherche est relative à la dynamique non linéaire pour des déplacements finis, des structures tridimensionnelles en rotation ayant un comportement viscoélastique. La structure est mise en mouvement en imposant sur une partie de son bord un mouvement de corps rigide en rotation. Sur une deuxième partie de son bord, on définit une seconde condition de Dirichlet non homogène dépendant du temps. Enfin sur une troisième partie de son bord agissent des forces surfaciques fonctions de l'histoire du champ de déplacement. Le premier objectif de la thèse est de formuler les équations en se plaçant dans le cadre de la viscoélasticité non linéaire en déplacements finis. Cette modélisation est basée sur l'introduction d'une configuration de référence définie par un problème stationnaire non linéaire et en reprenant les travaux de Coleman-Noll. Les formulations variationnelles sous-jacentes sont construites et discrétisées par la méthode des éléments finis. Afin de faciliter l'étude mathématique du problème, nous avons introduit une algèbre qui fait intervenir des applications multilinéaires, applications dont les propriétés algébriques de symétrie sont étudiées en détail. Le second objectif de la thèse est de modéliser les perturbations de la géométrie, de la masse volumique et des paramètres de la loi de comportement au niveau des équations établies. Des développements algébriques asymptotiques des équations sont présentés afin de construire la solution du problème perturbé.
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Hoernel, Jean-David. "Etudes théorique et numérique d'un modèle non-stationnaire de catalyseurs à passages cylindriques." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002403.
Abstract:
L'objectif de ce travail est d'étudier un modèle décrivant les évolutions spatiale et temporelle des concentrations de différentes espèces chimiques sous forme gazeuse et de la température dans un canal cylindrique et sur sa paroi extérieure. Il s'agit d'un système couplant des équations aux dérivées partielles paraboliques décrivant l'évolution spatiale des espèces chimiques et de la température dans le cylindre avec une équation aux dérivées partielles et des équations différentielles ordinaires décrivant l'évolution temporelle des mêmes espèces chimiques et de la température sur la paroi. Ce système présente la particularité supplémentaire de coupler les équations sur la paroi entre elles.Nous établissons l'existence et l'unicité de la solution, ainsi que quelques propriétés qualitatives de cette solution, en particulier l'existence de bornes supérieures et inférieures. Nous étudions également le comportement limite de la solution quand le temps tend vers l'infini.
Nous mettons ensuite en oeuvre une méthode numérique permettant d'obtenir des courbes décrivant le comportement de la solution.
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Fantoni-Coichot, Isabelle. "Commande non linéaire des systèmes mécaniques sous-motorisés." Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2000COMP1301.
Abstract:
Mes travaux présentent l'application d'algorithmes théoriques modernes non linéaires pour commander quelques classes importantes de systèmes mécaniques sous-actionnés, qui sont les systèmes ayant plus de degrés de liberté que d'actionneurs. L'obtention des modèles et le développement des différentes lois de commande sont décrits pour les systèmes suivants : le pendule inversé, le système du transport d'une grue, le système du pendubot, le pendule rotationnel de Furuta, le pendule actionné par une roue inertielle, le système constitué de plusieurs bras reliés par des ressorts sur un plan horizontal, le robot manipulateur planaire possédant deux joints prismatiques et un joint de révolution. Pour chaque système, le modèle est obtenu en utilisant le formalisme d'Euler-Lagrange. Puisque l'utilisation des techniques standard de commande non linéaire ne sont pas toujours applicables pour de tels systèmes, il a été montré qu'une approche basée sur l'énergie et sur les propriétés de passivité de chaque système pouvait être appliquée pour établir l'algorithme de commande et ainsi résoudre le problème de stabilisation. L'approche a été basée sur la théorie de Lyapunov et l'analyse de la stabilité a été étudiée pour chaque système pour prouver la convergence de l'algorithme vers un ensemble invariant désiré. Des simulations et des applications réelles ont illustré la performance des algorithmes sur plusieurs plates-formes expérimentales. Des algorithmes de contrôle ont également été établis pour deux véhicules sous-motorisés : l'aéroglisseur et l'avion à décollage et atterrissage vertical. Différentes stratégies de commande basées sur la théorie de Lyapunov ont été proposées pour arrêter simplement le système de l'aéroglisseur ou bien le stabiliser à un endroit précis. Pour le PVTOL, la construction d'une fonction de Lyapunov a été établie et a donné lieu à une nouvelle loi de commande basée sur la technique du forwarding.
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Nicolas, Jean-Philippe. "L'équation non linéaire de Klein-Gordon et le système linéaire de Dirac en métrique de type Schwarzschild." Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR10501.
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Airiau, Christophe. "Stabilité linéaire et faiblement non linéaire d'une couche limite laminaire incompressible par un système d'équations parabolisé (PSE)." Toulouse, ENSAE, 1994. http://www.theses.fr/1994ESAE0023.
Abstract:
Les équations de stabilité sont parabolisées dans la direction x longitudinale de l'écoulement (équations PSE). A la théorie classique, locale, linéaire parallèle d'Orr-Sommerfeld, est substitué un problème d'évolution résolu par une simple marche en x. Cette nouvelle approche permet de traiter simplement et simultanément les effets non parallèles et les effets faiblement non linéaires. En théorie linéaire, après des comparaisons avec la théorie parallèle, la méthode des échelles multiples, des résultats expérimentaux et avec des Simulations Numériques Directes (DNS), on trouve des effets non parallèles importants pour des perturbations et des écoulements moyens tridimensionnels. En théorie faiblement non linéaire, les résonances fondamentale et subharmonique sont obtenues pour des couches limites bidimensionnelles. On montre que les PSE sont en accord avec les expériences, la théorie de l'instabilité secondaire, et les DNS, pour les écoulements de similitude de Falkner-Skan. L'état de saturation en amplitude des perturbations instationnaires ainsi que l'augmentation du coefficient de frottement près du début de la transition sont ainsi mis en évidence. Enfin, l'approche PSE est appliquée sur des expériences faites au CERT-ONERA, pour des écoulements de couche limite quelconques avec de forts gradients de pression.
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Chandra, Johanes. "Analyses expérimentales de la réponse sismique non-linéaire du système sol-structure." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENU023/document.
Abstract:
La concentration de plus en plus importante de la population dans les milieux urbains exposés à une forte sismicité peut générer de plus en plus de dommages et de pertes. La réponse sismique en milieu urbain dépend des effets du site (direct amplification et non-linéarité du sol) et du couplage entre le sol et les structures (interaction sol-structure et site-ville). Par conséquent, la compréhension de la sismologie urbaine, c'est-à-dire le mouvement du sol intégrant l'environnement urbain, est critique pour réduire les dommages. Cela passe par la prédiction du mouvement du sol dans le milieu urbain, ingrédient fondamental à l'évaluation de l'aléa sismique. La prise en compte de l'amplification provoquée par la présence de sédiments est largement étudiée. Au contraire, la réponse non-linéarité du sol et du couplage entre le sol et la structure est rarement intégrée à la prédiction du mouvement du sol. A cause de leur complexité, ces problèmes ont toujours été abordés séparément. Dans ce contexte, cette thèse analyse la réponse non-linéaire du système sol-structure en intégrant la non-linéarité du sol et de l'interaction sol-structure. Deux travaux expérimentaux ont été conduits, avec comme but de proposer un proxy, rendant compte de la non-linéarité du sol. Le premier est l'essai en centrifugeuse qui reproduit à échelle réduite la réponse du sol et des structures. L'état de contrainte et de déformation est conservé en appliquant une accélération artificielle au modèle. Cet essai a été effectué à IFSTTAR Nantes dans le cadre de l'ANR ARVISE. Différentes configurations ont été testées, avec et sans bâtiments, sous différents niveaux de sollicitation, pour analyser la réponse du sol et des structures. Le deuxième utilise les enregistrements des réseaux accélérométriques verticaux de deux sites tests californiens : Garner Valley Downhole Arrat (GVDA) et Wildlife Liquefaction Array (WLA), gérés tout deux par l'Université de Californie, Santa Barbara (UCSB), Etats-Unis. La réponse in-situ est importante car elle décrit le comportement réel du site. Plusieurs informations décrivant les conditions de sites sont disponibles et les séismes enregistrés ont permis de tester plusieurs niveaux de déformations pour reconstruire la réponse globale de chaque site. De plus, le site GVDA est équipé d'une structure Soil-Foundation-Structure-Interaction (SFSI) qui a comme objectif d'étudier les problèmes d'interaction sol-structure. Dans les deux expériences, grace au réseau accélérométrique vertical dans le sol et la structure, on peut appliquer la méthode de propagation d'ondes 1D pour extraire la réponse de ces systèmes. Les ondes sont considérées comme des ondes SH qui se propage horizontalement dans une couche 1D. La méthode interférométrie sismique par déconvolution est appliquée pour extraire l'Impulse Response Function (IRF) du système 1D. On analyse ainsi la variation de Vs en fonction de la solliictation et à différente position dans le sol ainsi que la variation des éléments expliquant la réponse dynamique du système sol-structure. On propose au final un proxy de déformation permettant de rendre compte mais aussi de prédire la nonlinéarité des sols en fonction des niveaux sismiques subitsThe concentration of population in urban areas in seismic-prone regions can generate more and more damages and losses. Seismic response in urban areas depends on site effects (direct amplification and nonlinearity of the soil) and the coupling between the soil and structures (soil-structure and site-city interaction). Therefore, the understanding of urban seismology, that is the ground motion incorporating the urban environment, is critical to reduce the damage. This requires the prediction of ground motion in urban areas, a fundamental element in the evaluation of the seismic hazard. Taking into account the amplification caused by the presence of sediment has been widely studied. However, the non-linearity of the soil and the coupling between the ground and the structure is seldom integrated to the prediction of the ground motion. Because of their complexity, these problems have been addressed separately. In this context, this dissertation analyzes the non-linear response of the soil-structure by integrating the non-linearity of the soil and the soil-structure interaction. Two experimental studies were performed, with the aim of providing a proxy that reflects the non-linearity of the soil. The first is the centrifuge test that reproduces the response of soil and structures at reduced scale. The state of stress and strain is conserved by applying an artificial acceleration model. This test was performed at IFSTTAR Nantes in the framework of the ANR ARVISE. Different configurations were tested with and without buildings, under different stress levels, to analyze the response of the soil and structures. The second uses the vertical accelerometric networks of two sites in California: Garner Valley Downhole (GVDA) and the Wildlife Liquefaction Array (WLA), both managed by the University of California, Santa Barbara (UCSB), USA. In-situ response is important since it describes the actual behavior of the site. Information describing the conditions of sites is widely available and the earthquakes recorded were used to test several levels of shaking to reconstruct the overall response of each site. In addition, the GVDA site is equipped with a Soil-Foundation-Structure-Interaction structure (SFSI) which aims to study the problems of soil-structure interaction. In both experiments, thanks to the vertical accelerometer network in the ground and the structure we are able to apply the 1D wave propagation method to extract the response of these systems. The waves are considered as an SH wave which propagates in a 1D horizontal layer. Seismic interferometry by deconvolution method is applied to extract the Impulse Response Function (IRF) of the 1D system. Thus the analysis of the variation in function of elastic properties of the soil and the structure is done under several magnitude of shaking, including variation in depth and the elements of the total response of the structure including the soil-structure interaction. At the end, a deformation proxy to evaluate and also to predict the nonlinear response of the soil, the structure and the soil-structure interaction is proposed
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Honoré, Cécile. "La photochimie de l'Ozone à l'Echelle Urbaine, un Système Dynamique Non-Linéaire." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066214.
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Alhamed, Aldwaihi Hani. "Commande non linéaire fondée sur la platitude d'un système de production éolien." Thesis, Brest, 2013. http://www.theses.fr/2013BRES0080/document.
Abstract:
La problématique de la production d'énergie renouvelable, l'énergie du vent dans notre cas, est liée au réglage de l'amplitude et de la fréquence de la tension du générateur entraîné par l'éolienne. Ces réglages sont nécessaires pour injecter la puissance électrique produite sur le réseau électrique. Les avancées de l'électronique de puissance, en particulier les convertisseurs de puissances commandés (redresseur, onduleur, convertisseur boost, etc), ont aidé à résoudre ces problèmes de réglage. Le défi de la production éolienne est d'améliorer la stratégie de commande appliquée aux convertisseurs, afin d'augmenter la qualité de la puissance produite et de minimiser les pertes électriques et ainsi de réduire le coût de production. Dans cette thèse, nous avons développé la commande non linéaire fondée sur la platitude d'un système de production éolien et son couplage au réseau. Cette approche permet de faciliter la construction de la loi de commande. Nous avons exposé un réglage simple et intuitif des gains des contrôleurs, reposant sur très peu de paramètres. Les pertes électriques au stator du GSAP sont minimisées, la stratégie de MPPT est réalisée sur la partie de production. Le facteur de puissance de l'énergie injectée sur le réseau électrique est contrôlé à n'importe quelle valeur désirée comprise entre zéro et unThe problem of the production of renewable energy, ``wind energy in our case'' is related to the adjustment of the amplitude and the frequency of the voltage of the generator driven by the wind turbine. These settings are required to supply the produced electrical power to an electrical network. The advancement of the power electronics used in the power converters (rectifiers, inverters, boost converters, etc.), helped to solve these two problems of adjustment. The challenge of wind generation is to improve the control strategy applied to the converters to increase the quality of the produced power and to minimize the electrical losses of the generator, and therefore to reduce the cost of production system. In this thesis, we developed the nonlinear flatness-based control of a wind generation system. This command is used to facilitate the construction of the control law. We have shown that this command allows the designer to choose the controller gains with few and intuitive tuning parameters. Electrical losses in the stator of the Permanent Magnets Synchronous Generator (PMSG) are minimized, the Maximum Power Point Tracking strategy (MPPT) is applied to the production system and the power factor of the apparent power injected to the grid is controlled to obtain any desired value between zero and one
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Ghilani, Mustapha. "Simulation numérique de flammes planes stationnaires avec chimie complexe." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112325.
Abstract:
L'objectif de cette thèse est la résolution numérique d'un système d'équations différentielles non-linéaire décrivant une flamme plane stationnaire, avec chimie complexe et modèles de transport et de diffusion réalistes, par la méthode des éléments finis décentrés de Petrov-Galerkin. Du point de vue numérique nous montrons que l'utilisation de la méthode de Petrov-Galerkin supprime les instabilités spatiales qui apparaissent lors de l'utilisation d'un schéma centré, ce qui augmente la robustesse du schéma sans détériorer sa précision. Du point de vue mathématique nous présentons un nouveau résultat concernant l'analyse numérique des méthodes implicites utilisées pour le calcul des flammes stationnaires. Trois études ont été réalisées par cette méthode sur la flamme d'oxydation d'hydrogène dans l'air: la première sur une flamme stœchiométrique, la deuxième sur la variation de la vitesse de propagation de la flamme avec la richesse du mélange, et la troisième sur un phénomène d'extinction purement cinétique.
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Courty, Jean-Michel. "Les fluctuations quantiques dans l'interaction d'un système non-linéaire avec un réservoir harmonique." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1990. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011868.
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Binczak, Stéphane. "Etude d'un système expérimental de diffusion non linéaire : application au traitement du signal." Dijon, 1999. http://www.theses.fr/1999DIJOS003.
Abstract:
Nous étudions théoriquement et expérimentalement la dynamique des excitations non linéaires dans une ligne électrique discrète de réaction-diffusion. En premier lieu, nous établissons le lien existant entre un modèle mathématique décrivant l'axone neuronal et la ligne électrique que nous souhaitons étudier. Nous présentons alors le modèle de ligne électrique diffusive et non linéaire utilisée pour notre étude ainsi que sa mise en œuvre expérimentale. L'équation d'évolution du système est l'équation de Fitzhugh-Nagumo sans recouvrement, introduite pour décrire une partie des processus de propagation axonale. Nous étudions alors la propagation d'ondes non linéaires topologiques en montrant que la ligne électrique est constituée de cellules discrètes bistables. Nous donnons l'expression analytique du profil de l'onde et nous établissons l'unicité et l'expression de sa vitesse dans le cas limite continu. Nous étudions alors les effets de réseau en introduisant une condition critique du couplage en deça de laquelle la propagation est bloquée. Nous nous intéressons alors à l'étude des ondes stationnaires de façon théorique et expérimentale en montrant qu'il existe une famille de solutions stationnaires. Le cas de deux lignes électriques parallèles et discrètes est abordé par l'étude du phénomène de synchronisation des ondes de propagation. Les propriétés inhérentes au réseau électrique sont ensuite utilisées pour exposer des applications dans le domaine du traitement du signal et de l'image. Sont spécifiés les applications de binarisation par seuillage d'amplitude et par seuil local d'énergie, d'éléments de morphologie mathématique tels que la dilation et l'érosion d'objets, de filtrage et de détection de défauts.
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Mahé, Alexandre. "Caractérisation du comportement non-stationnaire du système d'admission d'air d'un moteur à combustion interne : incidence sur le remplissage." Ecole centrale de Nantes, 2011. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01207529.
Abstract:
Ce travail est consacré au développement d’une méthodologie expérimentale de caractérisation des écoulements non-stationnaire dans les systèmes d’admission d’air des moteurs à combustion interne. Un dispositif expérimental a alors été mis au point dans le but de générer une onde de pression à partir d’une variation brutale de débit. La méthode de mesure associée permet de fournir une mesure de l’impédance d’un circuit d’admission. Cette méthode qui atteint des niveaux de pression comparables à ceux observés dans les moteurs permet d’analyser les phénomènes de propagations et de réflexions des ondes de pression. D’autre part, un modèle de comportement des écoulements non-stationnaires en conduit a été développé afin d’évaluer l’incidence de géométrie d’admissionsur le rendement volumétrique d’un moteur. Les paramètres de ce modèle sont alors identifiés pour chaque système d’admission à partir des essais expérimentaux du banc de caractérisation. L’ensemble de la démarche est finalement validé sur un banc d’essai monocylindre qui a été complété par l’étuded’une ligne d’admission d’un moteur multicylindresThe aim of this PhD thesis is to develop a new characterization method of unsteady flow in internal combustion engine intake manifold. Then, an experimental setup was developed in order to generate pressure waves from a fast change in flow. The measurement method coupled to this device allows to obtain the air intake system impedance. This method is able to produce very high pressure oscillations which are similar to those encountered in an engine. On the other hand, an unsteady flow modelisation ofintake pipes was developed to assess the impact of the manifold geometry on the engine volumetric efficiency. The model parameters are then identified for each intake system by experimental characterizationresults from the test bench. Finally, the whole process is evaluated on a one cylinder engine test bench. Furthermore, a study of a line for admission of a multi-cylinder engine manifold was conducted
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Ribot, Magali. "Étude théorique de méthodes numériques pour les systèmes de réaction-diffusion; application à des équations paraboliques non linéaires et non locales." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004563.
Abstract:
On s'intéresse dans cette thèse à l'étude de méthodes numériques pour les systèmes de réaction-diffusion. Tout d'abord, on étudie le schéma par régularisation du résidu et ses extrapolations; ce schéma introduit un préconditionneur en espace lors de la discrétisation en temps. On prouve la stabilité en norme usuelle et la convergence en norme d'énergie de cette méthode et on l'applique au préconditionnement de méthodes spectrales par des méthodes d'éléments finis. Cette application nécessite le calcul d'asymptotiques précises des polynômes de Legendre et de leurs extrema. On prouve aussi la convergence et l'ordre deux d'une méthode de splitting semi-discrétisée en temps pour les systèmes de réaction-diffusion, l'approximation de Peaceman-Rachford. Enfin, on applique ces méthodes à la simulation d'une équation parabolique non linéaire pour modéliser la croissance de grains et à une équation parabolique non locale venant de la mécanique statistique et modélisant les systèmes autogravitants de fermions.
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Muzard, Philippe. "Etude du comportement dynamique linéaire et non-linéaire d'un rotor d'hélicoptère : Application au couplage rotor-fuselage." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1994. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1582_pmuzard.pdf.
Abstract:
Le développement croissant des moyens de calculs et des méthodes d'optimisation mis a la disposition des ingénieurs conduit à mieux dimensionner les structures. La conséquence immédiate est l'apparition de phénomènes non-lineaires dans le comportement dynamique qui peuvent modifier considérablement la réponse linéaire. Le premier thème abordé dans cette étude concernera donc la prise en compte des non-linéarites dans la dynamique des rotors d'hélicoptères. Nous montrerons que les non-linéarites ne peuvent pas toujours être négligées et conduisent parfois à des comportements chaotiques voire instables. Une analyse spécifique de ces phénomènes nous conduira à appliquer des méthodes classiques - séries de Volterra, théorie de la forme normale - afin d'identifier les principaux paramètres non-linéaires. L'originalité de cette étude réside dans l'application de méthodes d'analyse non-lineaire à un système physique multi-dimensionnel proche de la réalité. Nous traiterons ensuite du couplage entre deux structures linéaires. Dans le cas de l'hélicoptere, la particularité tient au fait que le rotor présente un caractère gyroscopique marqué. La description modale du fuselage sera adoptée pour simplifier l'analyse. Deux approches seront abordées. Un modèle simplifié permet dans un premier temps d'identifier les degrés de liberté qui se couplent. Un second modèle, qui prend en compte de nombreux effets aérodynamiques, sera utilisé comme moyen de conception et de dimensionnement des hélicoptères. Enfin, nous étudierons un phénomène vibratoire de couplage instable entre le rotor et le fuselage par l'intermediaire d'ensembles mécaniques secondairesThe development of computing power and optimisation methods used by the engineers leads to a better design of structures. It has for first consequence the appearance of non linear phenomena affecting the dynamic behaviour which can modify in a large part the linear response. The first part of this work deals also with the insertion of non linearities in the modelling of helicopter rotor dynamics. We will show that non linearities can't be always neglected and leads sometimes to chaotic behaviour and even instability. A particular analysis of these phenomena is made using well-known methods - Volterra's series, normal form theory - in order to identify the main non linear parameters. The original aspect of this work lies in the application of non linear analysis to a multi-dimensional system which is close to reality. We will study afterwards the coupling between two linear structures. In the case of helicopter, the particularity is that the rotor is strongly gyroscopic. We will use a modal approach of the fuselage to simplify the analysis. Two directions will be explored. A simplified model permits us to identify the coupled degrees of freedom. A second modelling, taking into account numerous aerodynamic effects, will be used as a tool for conception and design of helicopters. At last, we will study an unstable coupling between rotor and fuselage through particular mechanical organs
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Langlois, Sébastien. "Prédiction des vibrations éoliennes d'un système conducteur-amortisseur avec une méthode temporelle non linéaire." Thèse, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6133.
Abstract:
Les vibrations éoliennes sont la cause principale de bris de conducteurs en fatigue des lignes aériennes de transport d'énergie électrique. Ces vibrations sont dues à des détachements tourbillonnaires produits dans le sillage du conducteur. Une méthode commune de réduction des vibrations est l'ajout d'amortisseurs de vibrations près des pinces de suspension. Contrairement aux essais en ligne expérimentale, la modélisation numérique permet d'évaluer rapidement et à faible coût la performance d'un amortisseur de vibration sur une portée de ligne aérienne. La technologie la plus fréquemment utilisée fait appel au principe de balance d'énergie (PBE) en évaluant le niveau de vibrations pour lequel la puissance injectée par le vent est égale à la puissance dissipée par le conducteur et l'amortisseur. Les méthodes actuelles pour la prédiction des vibrations reposent sur des hypothèses simplificatrices quant à la modélisation de l'interaction conducteur-amortisseur. Une approche prometteuse pour la prédiction des vibrations est l'utilisation d'un modèle numérique temporel non linéaire qui permet de mieux représenter la masse, la géométrie, la rigidité et l'amortissement du système. L'objectif principal de ce projet de recherche est de développer un modèle numérique avec intégration temporelle directe d'un conducteur et d'un amortisseur en vibration permettant de reproduire le comportement dynamique du système pour la gamme de fréquence et d'amplitude typique des vibrations éoliennes des conducteurs. Un modèle par éléments finis d'un conducteur seul en vibration résolu par intégration temporelle directe a d'abord été développé en considérant une rigidité de flexion variable. Comme une rigidité de flexion constante et égale à 50% de la rigidité de flexion maximale théorique ( EImax ) est jugée adéquate pour la modélisation du conducteur, c'est cette valeur qui a été utilisée pour la suite du projet. Ensuite, des modèles non-linéaires pour deux types d'amortisseur de vibrations (Stockbridge et Hydro-Québec) ont été développés. Ces modèles reproduisent adéquatement le comportement dynamique des amortisseurs pour une grande gamme de fréquences et d'amplitudes de déplacement. Finalement, les modèles d'amortisseur ont été intégrés au modèle de conducteur et uil nouvel outil de prédiction de vibrations éoliennes basé sur le principe de balance d'énergie (PBE) a été développé. Celui-ci permet de bien reproduire des àmplitudes de vibration mesurées sur une ligne expérimentale, en particulier dans la gamme 8 à 35 Hz. À plus long terme, un tel modèle pourrait servir de point de départ vers une modélisation temporelle complète du phénomène de vibrations éoliennes des conducteurs incluant l'excitation éolienne, l'auto-amortissement des conducteurs et des conditions limites réalistes pour les lignes aériennes.
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Ruiz, Virginie. "Estimation et prédiction d'un système évoluant de façon non linéaire : filtrage par densités approchées." Rouen, 1993. http://www.theses.fr/1993ROUE5018.
Abstract:
De nombreuses situations physiques relèvent de modèle d'état, dont l'évolution est aléatoire et non linéaire. La modélisation et le filtrage doivent suivre la dynamique de ces modèles non linéaires, même en cas de ruptures. Les changements de modèles aléatoires doivent être pris en compte. Certaines situations introduisent des lois de probabilité multimodales, qui ne peuvent être traitées par les techniques de filtrage de Kalman-Bucy: les lois gaussiennes sont unimodales. De plus, quelles que soient les hypothèses gaussiennes sur les lois a priori, le caractère gaussien des lois a posteriori, est perdu en raison de l'évolution non linéaire. La methodologie originale du filtrage par densités approchées est présentée. Celle-ci introduit des lois de probabilité a priori, et a posteriori, multimodales. Un principe de maximum d'entropie sous contraintes linéaires, assure la fermeture des équations du filtre et permet l'approximation des lois de probabilité à l'aide de densités exponentielles, dont le logarithme est développé linéairement sur des fonctions à choisir astucieusement. La mise à jour utilise la méthode bayesienne de calcul des lois a posteriori. La méthode appliquée sur un modèle d'état sinusoïdal révèle les transitions entre les deux attracteurs liés au modèle (situation typique des chaos déterministes). L'étude de l'état de modèles non linéaires faisant intervenir des évolutions markoviennes conduit à dépasser la seule étude des moments d'ordre deux pour utiliser les moments d'ordre supérieur
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Mouelhi, Amjed. "Analyse et synthèse d’observateur pour l’inversion à gauche de classes de système non linéaire." Thesis, CY Cergy Paris Université, 2020. http://www.theses.fr/2020CYUN1063.
Abstract:
Cette thèse étudie l'inversion à gauche et les différentes difficultés supplémentaires telle que la singularité d'observabilité et la singularité d'inversion à gauche qui apparaissent lors de la synthèse d'observateurs des systèmes non linéaires et plus spécifiquement pour les systèmes chaotiques. Sous certaines conditions, ces difficultés peuvent être surmontées en utilisons la technique d'immersion dual. La première partie de ce travail porte sur la technique d'immersion dual qu'est basée sur la submersion des sorties et leurs dérivées dans un espace de plus grande dimension afin de contourner les singularités et de trouver de nouveaux chemins pour reconstruire les états et l'information noyés dans le système à la fin de cette partie un algorithme d'immersion est présenté et une application de l'algorithme est illustré dans le contexte d'un système chaotique autonome mono-sortie. Plus précisément, nous avons considéré le circuit de Lorenz. La deuxième partie de ce travail est consacré entièrement à une application plus complexe de la méthode proposée dans le contexte de la cryptographie, nous avons considéré le circuit Qi en deux configurations différentes. Afin de souligner la robustesse de l'approche proposée, les deux cas sont validés par une simulation sur Matlab. Pour surmonter les problèmes liés à la mise en œuvre analogique des systèmes chaotiques, tels que la sensibilité aux conditions extérieures comme l'humidité, la température et toutes variations de paramètres associés pouvant modifier le comportement chaotique du système, nous avons réalisé une implémentation discrète expérimentale en temps réel, sous échantillonnage rapide, de la méthode proposée. Ainsi, l'implémentation numérique du système de transmission à partir du circuit de Qi est proposée à la fin cette partie et est testé expérimentalement sur un module (NI-MyRIO) basé sur LabVIEWThis thesis focuses on the left invertibility and the various additional difficulties such as the singularity of observability and the singularity of left invertibility which appear when observers for nonlinear systems and more specifically for chaotic systems are synthesized. Under certain conditions, these difficulties can overcomed using the dual immersion technique. The first part of this thesis deals with the dual immersion technique, which is based on submerging the outputs and their derivatives in space of more large dimension, in order to circumvent the singularities and to find new pathes to reconstruct the states and the information embedded in the system, at the end of this part an dual immersion algorithm is presented and an application of the algorithm is illustrated in the context of a single output chaotic autonomous system. More specifically, we considered the Lorenz circuit. The second part of this thesis is entirely devoted to a more complex application of the proposed method in the context of cryptography, we have considered the Qi circuit in two different configurations. In order to emphasize the robustness of the proposed approach, the two cases are validated by simulation on Matlab. To overcome the problems linked to the analogical implementation of chaotic systems, such as the sensitivity to external conditions like humidity, temperature and all variations of associated parameters which can modify the chaotic behavior of the system, we carried out a discrete experimental implementation. in real time, under rapid sampling, of the proposed method. Thus, the digital implementation of the transmission system based on the Qi circuit is proposed at the end of this part and tested experimentally on a (NI-MyRIO) module based on LabVIEW
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Clément, Céline. "L'ontogenèse du contrôle temporel du comportement humain envisagé comme un système dynamique non linéaire." Lille 3, 1999. http://www.theses.fr/1999LIL30027.
Abstract:
L'objectif de cette thèse était de préciser certains processus mis en jeu dans l'ontogenèse de la régulation temporelle chez l'humain. Celle-ci est étudiée grâce aux programmes opérants à composante temporelle. Ils nous permettent de considérer nos résultats dans une perspective inter-espèces. De nouveaux éléments plaident en faveur de différences comportementales précoces entre l'animal et l'humain. Par ailleurs, reconsidérer la variabilité comportementale nous semble important pour la compréhension de l'ajustement aux contraintes temporelles, qui est un processus non linéaire. L'utilisation des outils issus de la théorie des systèmes dynamiques non linéaires met en évidence que la variabilité du débit de réponses chez l'enfant est le produit d'un système déterministe. Enfin, le système impliqué dans la catégorisation du stimulus temporel est non linéaire. L'ensemble des résulats recueillis nous permettent de considérer qu'il existe une convergence d'ordre épistémologique et une complémentarité entre la théorie des systèmes dynamiques et l'analyse du comportement
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Hajraoui, Abderrahmane. "Architecture multi-processeurs en automatisme non linéaire." Rouen, 1989. http://www.theses.fr/1989ROUES023.
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Budiwantoro, Bagus. "Identification temporelle des structures linéaires et non linéaires." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1990. http://www.theses.fr/1990ECDL0033.
Abstract:
L'identification temporelle des structures linéaires vise à déterminer les paramètres modaux d'un système dynamiques par la connaissance des signaux d'excitations et des réponses. Les méthodes d'identification dans le domaine temporel utilisent soit des reponses forcées, qui permettent la construction des fonctions des fonctions de transfert, soit les reponses libres, qui facilitent la recherche des modes normaux. En régime force, les fréquences propres et les facteurs d'amortissements sont extraits des fonctions de transfert comme étant les pôles de fractions rationnelles alors qu'en regime libre, ils sont obtenus comme solutions d'un problème aux valeurs propres ou les vecteurs propres coïncident avec les modes complexes. L'une des principales difficultés dans l'identification des structures réside dans le choix du nombre de degrés de liberté à prendre en compte. L'approximation linéaire du comportement des structures est souvent mise en défaut par la présence de non linéarités. Celle-ci peuvent devenir très importantes et sont alors essentielles a détecter et a identifier. Cette identification doit alors fournir un modèle susceptible de simuler le comportement non linéaire de la structure avec le plus d'exactitude possible. Le modèle de la force interne et le modèle narmax permettent de déduire le comportement dynamique d'une structure non linéaire.
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Scorletti, Gérard. "Approche Unifiée de l'Analyse et de la Commande des Systèmes par Optimisation LMI." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009249.
Abstract:
L'optimisation convexe sur des contraintes inégalités matricielles affines (plus connues sous le sigle LMI) apparaît dans de nombreux problèmes d'Automatique. Dans cette thèse, on propose une méthodologie générale de mise de problèmes d'Automatique sous forme de problèmes d'optimisation. Inscrite dans l'approche entrée/sortie, elle repose sur la modélisation de systèmes comme des interconnexions de sous systèmes, sur la caractérisation des signaux entrée/sortie de ces derniers par des inégalités quadratiques et sur l'obtention de critères de stabilité et de performance par application d'arguments du type séparation des graphes et S procédure. Cette méthodologie est mise en oeuvre pour démontrer des théorèmes qui unifient et étendent des résultats d'analyse et de commande des systèmes. Parmi les nouveaux résultats, on peut citer la commande par séquencement de gains (qui a motivé cette thèse), la commande décentralisée, la commande avec saturation et la commande ``quadratique'' de systèmes non linéaires rationnels, etc... L'analyse de la robustesse est étendue à des classes d'incertitudes plus importantes. Une description plus fine est proposée et de nouveaux objectifs de performance sont aisément traités en caractérisant le comportement entrée/sortie du système incertain par des inégalités quadratiques. Cela permet d'aborder des problèmes comme l'analyse hiérarchisée de systèmes incertains de grande dimension. L'extension aux systèmes non linéaires, non stationnaires est ensuite considérée avec des critères pour des paramètres incertains non stationnaires (vitesse bornée, bornée en moyenne). Enfin, certains outils sont appliqués à un problème de pilotage de missile. On montre que la robustesse et la performance sont obtenues lorsque le missile, décrit par un modèle non linéaire, est bouclé par un correcteur proportionnel intégral. Un correcteur obtenu par la méthode de séquencement de gains permet d'améliorer les performances de la commande.
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Theilliol, Didier. "Identification de systèmes siso linéaires et non linéaires par réseaux de neurones multicouches." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10261.
Abstract:
Cette thèse décrit l'application de techniques connexionnistes à l'identification de systèmes siso non linéaires. L'établissement de modèles de comportement des systèmes linéaires et non linéaires en vue de leur conduite est un domaine incontournable en automatique. Les systèmes linéaires ne représentent le plus souvent qu'une approximation sur un domaine réduit de systèmes intrinsèquement non linéaires. Nous nous intéressons, ainsi, à l'identification de systèmes non linéaires en privilégiant un domaine de recherche: les réseaux de neurones multicouches. Les capacités d'approximation de systèmes non linéaires constituent l'atout majeur des réseaux de neurones. Nous transposons les techniques élaborées pour les systèmes linéaires dans le domaine de l'automatique aux systèmes non linéaires en faisant appel aux réseaux de neurones multicouches, afin de construire des modèles neuronaux. A travers différentes études, réalisées pour des systèmes linéaires et non linéaires, nous montrons qu'un lien étroit existe entre les méthodes classiques d'identification des modèles paramétriques discrets et les méthodes neuronales tant au niveau des techniques d'estimation des paramètres qu'au niveau de l'identification structurelle. A partir de différents algorithmes d'estimation, nous élaborons une démarche d'identification qui permet de déterminer la structure du modèle neuronal, c'est-à-dire d'évaluer le retard pur, d'estimer les ordres du système et d'optimiser le nombre de neurones dans la couche cachée
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Yengui, Hédi. "Modélisation du comportement dynamique non linéaire d'un système machine - outil - pièce lors d'une opération de fraisage." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00619636.
Abstract:
Les travaux de recherche menés dans cette thèse représentent une méthodologie de travail pour contribuer à l'étude du comportement dynamique non linéaire du système M - O - P en fraisage. Cette méthodologie est orientée selon les objectifs principaux relatifs à cette thèse. En effet, la recherche bibliographique réalisée a permis de donner un aperçu sur les travaux existants dans ce cadre et d'identifier les phénomènes vibratoires générés par la dynamique de coupe et les mécanismes d'instabilité mis enjeu. En fait, le processus de coupe génère, selon le cas, deux formes de vibrations : les vibrations forcées et les vibrations auto - entretenues. Dans une première approche, nous avons développé un modèle masse - ressort (à deux degrés de liberté) du système O - P pour étudier et analyser le comportement dynamique de la cellule élémentaire en fraisage. Ce modèle a permis d'examiner l'influence de la profondeur de passe sur la stabilité de la coupe. Cependant, ce modèle semble être insuffisant pour quantifier avec précision les vibrations en fraisage car les sources vibratoires générées par la dynamique de la machine ne peuvent être négligées. Dans une deuxième approche, nous avons modélisé le système globale Machine - Outil - Pièce. En effet, un modèle numérique basé sur la méthode de sous-structuration par éléments finis de l'ensemble M - O - P a été développé. Cette modélisation permet de tenir compte de l'effet de l'inertie des différents éléments tournants de la fraiseuse, de la structure de la machine et de la forme de l'outil. Nous avons ainsi réalisé des simulations du comportement dynamique global de l'opération du fraisage. L'influence de différents paramètres sur l'effort de coupe tels que l'avance, la profondeur de passe, les réponses dynamiques suivant les trois axes a été étudié. Cette étude a permis de conclure que ces paramètres sont fortement affectés par l'usinage. Pour compléter cette étude numérique, une étude expérimentale a été menée afin d'étudier l'influence de différents paramètres de coupe. En effet, la méthodologie expérimentale développée a mis en évidence les paramètres les plus importants qui influent sur le comportement dynamique globale du système M - O - P. Cette étude expérimentale a nécessité le développement d'un plan d'expérience complet pour pouvoir définir les paramètres d'entrées/sorties et organiser les essais à effectuer. L'analyse des résultats a permis de détecter l'influence de l'avance et de la profondeur de passe sur le niveau des vibrations générées. Le bilan de ces résultats a mis le point sur les niveaux extrêmes des variables provoquant le niveau vibratoire le plus élevé. De plus une confrontation entre les résultats expérimentaux et numériques a été effectuée et a montré une bonne concordance.
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Zhou, Weijun. "Approche thermodynamique pour la commande d’un système non linéaire de dimension infinie : application aux réacteurs tubulaires." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10084/document.
Abstract:
Le travail présenté dans cette thèse porte sur la modélisation et la commande d'un système thermodynamique non linéaire de dimension infinie, le réacteur tubulaire. Nous abordons le problème de commande sur ce système non linéaire en nous appuyant sur les propriétés thermodynamiques du procédé. Cette approche nécessite l'utilisation d'un modèle ayant comme variables d'état les variables extensives thermodynamiques classiques. Nous utilisons la fonction de disponibilité thermodynamique ainsi qu'une autre fonction déduite de la précédente, la disponibilité réduite, comme fonction de Lyapunov candidate pour résoudre le problème de stabilisation du réacteur autour d'un profil d'équilibre en utilisant comme commande distribuée la température de la double enveloppe. Des simulations illustrent ces résultats ainsi que l'efficacité des commandes en présence de perturbations. Nous nous intéressons aussi à la représentation hamiltonienne à port des systèmes irréversibles de dimension infinie. La structure de Stokes-Dirac pour un modèle réaction diffusion est obtenue en étendant les vecteurs de variables de flux et d'effort. Nous présentons cette démarche pour les équations du système réaction-diffusion en prenant premièrement l'énergie interne comme Hamiltonien puis deuxièmement l'opposé de l'entropie. Nous montrons dans les deux cas qu'en utilisant une extension des couples de variables effort-flux thermodynamiques classiques nous obtenons une structure de Stokes-Dirac. Enfin nous donnons quelques résultats aboutissant à une représentation pseudo hamiltonienne. Enfin nous abordons le problème de commande à la frontière. L'objectif est d'étudier l'existence de solutions associées à un modèle linéarisé de réacteur tubulaire complet commandé à la frontièreThe main objective of this thesis consists to investigate the problem of modelling and control of a nonlinear parameter distributed thermodynamic system : the tubular reactor. We address the control problem of this non linear system relying on the thermodynamic properties of the process. This approach requires to use the classical extensive variables as the state variables. We use the thermodynamic availability as well as the reduced thermodynamic availability (this function is formed from some terms of the thermodynamic availabilty) as Lyapunov functions in order to asymptotically stabilize the tubular reactor aroud a steady profile. The distributed temperature of the jacket is the control variable. Some simulations illustrate these results as well as the eficiency of the control in presence of perturbations. Next we study the Port Hamiltonian representation of irreversible infinite dimensional systems. We propose a Stokes-Dirac structure of a reaction-diffusion system by means of the extension of the vectors of the flux and effort variables. We illustrate this approach on the example of the reaction-diffusion system. For this latter we use the internal energy as well as the opposite of the entropy to obtain Stokes-Dirac structures. We propose also a pseudo-Hamiltonian representation for the two Hamiltonians. Finally we tackle the boundary control problem. The objective is to study the existence of solutions associated to a linearized model of the tubular reactor controlled to the boundary
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Kessentini, Amir. "Modélisation du comportement dynamique non linéaire d'un système machine-outil-pièce lors d'une opération de perçage." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2008. http://www.theses.fr/2008ECAP1077.
Abstract:
Les travaux de recherche menés dans cette thèse représentent une méthodologie de travail pour contribuer à l'étude du comportement dynamique non linéaire du systhème machine-outil-pièce en perçage. Cette méthodologie est orientée selon les objectifs pricipaux relatifs à cette thèse. En effet, la recherche bibliographique réalisée a permis d'effetuer un aperçu sur les travaux existants dans ce cadre et indentifierles phénomènes vibratoires générés par la dynamique de coupe et des mécanismes d'instabilité de la coupe mis en jeu. Ensuite, les modèles numériques développés ont fait l'objet d'une étude du comportementdynamique des systèmes outil-pièce et machine-outil-pièce. Une première modélisation masse-ressort du système outil-pièce a été réalisée pour analyser le comportement dynamique de le cellule élémentaire d'usinage. Une deuxième modélisation par la methode des éléments finis de poutre du système machine-outil-piècea été dévelopée en tenant compte de l'effet gyroscopique. Enfin, la méthodologie experimentale développée a mis en evidence l'influence de "l'effet gyroscopique" sur le comportement dynamique global du système machine-outil-pièce. Cette étude expérimentale a necessité le développement d'un plan d'experiences complet pour bien définir les paramètres d'entrée/sortie et organiser les essais. Des essais préliminaires ont été réalisés pour bien sélectionner les variables. Les modèles et les études issus de cette thèse donnent une vue d'ensemble de la dynamique compliquée de la coupe en perçage et apportent une compréhension du problème de vibration du système machne-outil-pièce pour cette application.
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Denis-Vidal, Lilianne. "Identification d'un système biochimique, modélisation et contrôle d'un système de réacteurs." Compiègne, 1993. http://www.theses.fr/1993COMPD640.
Abstract:
Le premier problème aborde dans ce travail est celui de l'identifiabilité de paramètres cinétiques intervenant dans la vitesse d'une réaction biochimique. Le cadre est non linéaire, deux techniques ont été employées pour conduire cette étude. La linéarisation autour d'un point d'équilibre et le développement en série autour de l'état initial. Nous montrons d'une part que la deuxième technique est la mieux adaptée a notre problème et que d'autre part avec quatre expériences bien choisies tous les paramètres sont structurellement globalement identifiables. Nous traitons ensuite le problème de l'identification numérique par une méthode de moindres carres pondérés pénalisée. Plusieurs poids sont envisages. Enfin nous étudions la précision des résultats obtenus et la possibilité de l'améliorer. Le deuxième problème aborde est celui de l'optimisation d'un système de réacteurs en boucle fermée. Nous modélisons d'abord ce système : un réacteur d'oxydation modélisé par des équations de transport à vitesse constante et dont les deuxièmes membres non linéaires comportent le terme cinétique dont on a identifie les paramètres dans la première partie, et, un réacteur de réduction modélisée par des équations différentielles linéaires. Ensuite nous montrons l'existence, l'unicité et la positivité des solutions de ce modèle. Nous abordons enfin le problème d'optimisation du rendement du système.
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Thenint, Thibaud. "Etude d'un système non linéaire à chocs sous excitation large bande : application à un tube de générateur de vapeur." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00677440.
Abstract:
Le générateur de vapeur a un rôle d'échangeur thermique et de sûreté nucléaire. L'énergie du fluide primaire est transférée au circuit secondaire via un faisceau de tubes en U soutenus par des plaques entretoise. Un dépôt modifie les conditions de liaison et l'écoulement du fluide secondaire. Le tube peut alors entrer en instabilité fluide-élastique, qui aboutit à une ruine rapide. Cette thèse vise à mieux comprendre l'effet de la non-linéarité de contact sur la dynamique d'un tube en air rentrant en contact intermittent avec les entretoises et ses conséquences en présence d'une instabilité. La discrétisation des conditions de contact entre le tube et les plaques, par des obstacles circulaires répartis sur l'épaisseur, ainsi que l'utilisation de bases de réductions enrichies permettent des résolutions numériques non-linéaires fiables et rapides, numériquement valides pour de fortes non-linéarités et des amortissements modaux négatifs, et bien corrélées avec les mesures correspondantes. On analyse les évolutions du contenu spectral (DSP) en fonction de l'amplitude d'excitation : remplissage des anti-résonances, décalage et étalement des pics ; puis on met en évidence la pertinence d'une notion de raideur apparente d'un contact bilatéral permanent qui permet de décrire ces transitions. En présence d'un système libre instable, on montre enfin que la non-linéarité conduit à des réponses bornées ou stabilisées ouvrant ainsi la voie vers une extension des travaux réalisés vers des applications avec fluide réel ou simulé.
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Fragkoulis, Dimitrios. "Détection et localisation des défauts provenant des capteurs et des actionneurs : application sur un système non linéaire." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00339630.
Abstract:
Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à la détection, l'isolation et l'identification de défauts pour une classe de systèmes dynamiques continus non linéaires avec entrées affines. Nous avons focalisé notre étude sur les défauts additifs qui apparaissent au niveau des actionneurs et des capteurs. En supposant que nous disposons de l'état du système, des algorithmes de détection, d'isolation et d'identification de défauts basés sur des observateurs adaptatifs ont été développés. Le premier algorithme proposé traite les défauts actionneurs et est constitué de deux banques d'observateurs adaptatifs ayant une structure particulière qui nous permet d'isoler des défauts simples et multiples. La première banque est dédiée à la détection et l'identification du défaut ; ensuite sur la base des valeurs candidates, issues de l'identification, la deuxième banque isole l'actionneur en défaut. Un deuxième algorithme est proposé pour les défauts capteurs. Avant de traiter le problème, nous avons reformulé le modèle avec l'aide d'un filtre, ce qui a permis d'augmenter l'état du système et ainsi transformer les capteurs du système originel en actionneurs du nouveau système augmenté. Ce deuxième algorithme est basé sur la création d'une banque d'observateurs adaptatifs non linéaires, où chaque observateur isole le défaut associé à chaque capteur. Les avantages de la méthode proposée est qu'il ait possible de détecter, d'isoler et d'identifier les défauts simples, multiples et simultanés. La pertinence de ces deux algorithmes est examinée à partir de résultats de simulation obtenus sur un modèle académique de la littérature et sur un modèle d'un procédé de traitement des eaux usées en présence de bruit de mesure.
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Talj, Reine. "Modélisation et commandes non linéaires du système d’air des piles à combustible type PEM (Proton Exchange Membrane)." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112139.
Abstract:
Le travail de thèse porte sur les systèmes d’alimentation en air des piles à combustible type PEM (Proton Exchange Membrane). Une première étape du travail a porté sur la modélisation, et consistait à réduire le modèle dynamique d’ordre 4 à un modèle plus simple d’ordre 3. Ce dernier a été validé expérimentalement avec une erreur relative moins de 5%. Le modèle réduit a été décomposé en l’interconnection de 3 sous-systèmes dont l’un est strictement passif en sortie ; et une structure de commande en cascade a été conçue. Une étude de stabilité basée sur la passivité a permis d’établir une méthodologie générale pour le réglage de tout type de contrôleur tout en garantissant la stabilité du système bouclé. De plus, une autre étude basée sur les caractéristiques de monotonicité du système a montré que le système est localement asymptotiquement stabilisable autour de tout point d’équilibre, par un simple contrôleur proportionnel (p) ou proportionnel-intégral (pi), si la variable de retour est bien choisie. Plusieurs lois de commande ont été étudiées pour le réglage du débit d’air du compresseur, et la stoechiométrie de la pile, comme le mode glissant, le rst, l’ip, le backstepping, et l’ors (output regulation subspaces). Des validations expérimentales ont mis en évidence les performances de la commande par mode glissant du second ordre, algorithme du super-twisting, avec gains variablesThis thesis deals with the air supply system of PEM (Proton Exchange Membrane) fuel cells. The first part treats modelling, and consist on the reduction of the 4th order dynamical model into a simpler 3rd order one. The latter has been validated experimentally with a relative error less than 5%. The reduced model has been decomposed into the interconnection of 3 subsystems, with one of them being output strictly passive; and a cascaded control structure has been designed. A passivity based stability study results in a general methodology for tuning any controller, with guaranteed stability of the closed-loop system. Moreover, another stability study, based on the monotonicity characteristics of the system, shows that the system is locally asymptotically stabilisable around any equilibrium point, with a simple proportional or proportional-integral controller, if the feedback variable is well chosen. Many control laws have been designed to regulate the compressor air flow and the oxygen stoechiometry. The used controllers are higher order sliding mode, rst, ip, backstepping, and ors (output regulation subspaces). Experimental validation proves the performance of the second order sliding mode control, precisely, the super-twisting algoritm with variable gains
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Haddad, Ahmad. "Modèle dynamique non linéaire de la pile à combustible du type PEM : application à la régulation de l'humidité dans la membrane électrolytique." Phd thesis, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00608632.
Abstract:
Bien que les piles à combustible de type PEM représentent de composantes majeures capables de provoquer l'évolution du domaine énergétique, il reste néanmoins de nombreux problèmes à résoudre avant d'envisager leur développement et leur commercialisation. Le caractère très fortement couplé des phénomènes physico-chimiques se produisant dans le coeur de piles rend ces systèmes très complexes et difficiles à maîtriser. Dans ce contexte, la modélisation mathématique se positionne comme un outil précieux pour la compréhension, la prédiction et l'amélioration du comportement de ces systèmes. Parmi les différentes approches de modélisation existantes, nous nous sommes intéressés à la représentation d'état qui présente des avantages vis-à-vis de l'analyse, de la commande et de la prédiction des processus internes. Ce travail de thèse propose une modélisation dynamique non linéaire qui prend en compte le couplage entre les différents phénomènes physiques internes afin de traduire aussi bien que possible le comportement réel du système. Nous élaborons des modèles sous forme de représentation d'état destinés aux applications stationnaires et de transport. Le circuit équivalent électrique proposé pour la cellule permet de coupler les différents phénomènes étudiés. Les modèles qui sont évalués par des simulations, sont ensuite validés expérimentalement sur une pile PEM de puissance 50 W. Le modèle de transport est exploité pour élaborer une stratégie de commande assurant une régulation de l'humidité en fonction de la demande de puissance. La régulation proposée a permis d'améliorer le rendement électrique du système.
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Girin, Alexis. "Contribution à la commande non linéaire d'un système électropneumatique pour une utilisation aéronautique : application sur un benchmark dédié." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00207714.
Abstract:
L'objectif de ce travail de thèse est d'évaluer la pertinence et les performances des techniques avancées de commande et d'observation des systèmes non linéaires et de voir si elles rendent possible l'utilisation d'un système électropneumatique haute performance pour le positionnement de gouvernes d'engin aérodynamique. Pour cela un banc d'essai et un benchmark associé ont été réalisés, en collaboration par les laboratoires AMPERE / IRCCyN, par le Laboratoire de Recherche en Balistique et Aérodynamique de la DGA et par MBDA (Groupe EADS). L'étude montre que l'utilisation de commandes non linéaires permet d'obtenir les performances souhaitées. Des commandes non linéaires par modes glissants d'ordre supérieur mono et multi variables sont appliquées sur le système électropneumatique lui assurant une convergence en temps fini et la robustesse face aux incertitudes paramétriques et aux perturbations, ce qui constitue une des principales contributions de ce travail. Par ailleurs, dans le but de minimiser le nombre de capteurs et/ou pallier à leur défaillance, la synthèse d'observateurs pour cette plateforme expérimentale a été étudiée. Ainsi, une étude de l'observabilité, une synthèse d'observateurs à grands gains et par modes glissants a été effectuée.
La conclusion de ce travail permet de déterminer qu'il est possible d'utiliser des actionneurs électropneumatiques pour le positionnement d'une gouverne de missile, sous réserve de concevoir des composants intégrables. Cette thèse permet de déterminer les caractéristiques que devront avoir ces composants pour permettre d'obtenir l'ensemble des performances souhaitées.
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Saddek, Lhassane. "Solutions d'un problème aux limites non linéaire discontinu à l'infini." Paris 9, 1988. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=1988PA090010.
Abstract:
On recherche par une méthode variationnelle les solutions t-périodiques d'un système dynamique comportant un potentiel convexe sous quadratique ou super quadratique. On démontre des théorèmes d'existence d'une solution non triviale