Academic literature on the topic 'Systèmes linéaires et non linéaires fractionnaires'

C’est en référence à la théorie de l’auto-organisation que des modèles dynamiques non linéaires ont été transposés depuis les sciences physiques vers les sciences sociales et, en particulier, la géographie urbaine. On analyse la compatibilité entre cette théorie et les modalités observées du changement dans les systèmes spatiaux. Un bilan provisoire des principales applications à la structuration des villes et des systèmes de villes souligne les vertus heuristiques et didactiques de ces modèles, qui peuvent engendrer des changements qualitatifs à partir de petites variations quantitatives de certains paramètres. Toutefois, l’analogie entre systèmes physiques et systèmes géographiques a des limites et le résultat des expérimentations invite à compléter ces modèles dans le cadre d’une théorie évolutive, pour tenir compte des aspects créatifs et cognitifs intervenant dans la genèse de la complexité des systèmes spatiaux.

Cet article propose le contrôle d'apprentissage itératif pour les systèmes sous-actionnés non linéaires. Pour améliorer la vitesse de convergence du contrôle d'apprentissage itératif pour de tels systèmes et réduire la fluctuation de l'erreur du système, un algorithme de contrôle d'apprentissage itératif en boucle fermée de type D à gain variable exponentiel a été choisi. L'analyse de simulation MATLAB a ensuite été réalisée sur un système sous-actionné, non linéaire et instable, à savoir le pendule inversé à roue d'inertie. Les résultats de la simulation montrent que l'algorithme est efficace. De bonnes performances de suivi ont été obtenues. Le système converge vers des cycles limites stables après quelques itérations, garantissant des erreurs fluides et une vitesse de convergence satisfaisante.

Les onduleurs multi niveaux asymétriques triphasés, étudiés sont constitués de la mise en série d’onduleurs partiels par phase. La commande de ces derniers par la stratégie de l’élimination des ’harmoniques fait appel à la résolution des systèmes d’équations non linéaires pour obtenir les angles d’amorçage des composants électroniques, et l’implémentation pratique de cette stratégie nécessite une très grande capacité mémoire. Dans cet article, nous proposons une approche mathématique exigeant moins de calculs et d’implémentation facile est souhaitée. Cette approche est réalisée par les réseaux de neurones artificiels (RNA). Ces onduleurs sont utilisés pour l’entraînement de la machine asynchrone double étoile (MASDE). Les résultats de simulations obtenus ont montré un comportement très satisfaisant de la machine.

L’année universitaire 2021-2022 a vu démarrer à l’Université de Toulon la première promotion du Master Erasmus Mundus MIR (Master Sciences en robotique marine et maritime intelligente). Parmi les enseignements proposés en première année, un module a pour vocation la modélisation et la commande des robots sous-marins. Dans ce domaine, les phénomènes non modélisables sont nombreux et le recours à l’expérimentation est indispensable pour donner aux étudiants à la fois un certain nombre de savoir-faire expérimentaux très spécifiques (en particulier pour l’identification du modèle) et pour leur donner un aperçu de la complexité de la commande des systèmes fortement non linéaires que sont les véhicules sous-marins. Dans cet article, nous décrivons deux séances de travaux pratiques au cours desquelles les étudiants manipulent pour la première fois des robots sous-marins et effectuent l’identification de certains paramètres du modèle, mais aussi la commande selon deux degrés de liberté (profondeur et cap). L’article se conclut par l’évaluation de cet enseignement par les étudiants.

La dynamique des populations de larves de trichostrongylides du troisième stade (L3) autour des bouses de bovins a été ajustée avec des modèles non-linéaires (loi marginale) dans un climat tropical humide dans des situations climatiques différentes. Ces modèles marginaux ont été combinés avec la durée de survie des bouses, le poids des animaux, le nombre de bouses par vache et par jour, la charge en animaux par hectare et la masse d'herbage disponible, en tenant compte de la tendance des bovins à paître de façon inégale, afin d'estimer la probabilité d'infestation par des larves L3. Le risque d'infestation a été calculé pour différents âges de repousse de l'herbage et différents temps de pâture dans des systèmes de rotation des pâturages. Le risque d 'infestation variait entre 0 et 1400 L3 par kg de matière sèche d'herbe et par jour, dépendante de la loi marginale. Le temps de pâture, l'âge de la repousse et la disponibilité de fourrage étaient les principaux facteurs de variation du risque d'infestation.

Dans ce mémoire, nous avons proposé une méthode basée sur l'utilisation de la généralisation du lemme de Gronwall-Bellman pour garantir des conditions suffisantes de stabilisation asymptotique pour une classe de systèmes non linéaires fractionnaires. Nous avons étendu ces résultats dans la stabilisation asymptotique des systèmes non linéaires singuliers fractionnaires et proposé des conditions suffisantes de stabilité asymptotique de l'erreur d'observation dans le cas de l'étude des observateurs pour les systèmes non linéaires fractionnaires et singuliers fractionnaires.Pour les systèmes non linéaires à dérivée d'ordre entier, nous avons proposé par l'application de la généralisation du lemme de Gronwall-Bellman des conditions suffisantes pour :- la stabilisation exponentielle par retour d'état statique et par retour de sortie statique,- la stabilisation exponentielle robuste en présence d'incertitudes paramétriques,- la commande basée sur un observateur.Nous avons étudié la stabilisation des systèmes linéaires fractionnaires avec les lois de commande suivantes~: retour d'état statique, retour de sortie statique et retour de sortie basé sur un observateur. Puis, nous avons proposé des conditions suffisantes de stabilisation lorsque le système linéaire fractionnaire est affecté par des incertitudes non linéaires paramétriques. Enfin, nous avons traité la synthèse d'un observateur pour ces systèmes. Les résultats proposés pour les systèmes linéaires fractionnaires ont été étendus au cas où ces systèmes fractionnaires sont singuliers.La technique de stabilisation basée sur l'utilisation de la généralisation du lemme de Gronwall-Bellman est étendue aux systèmes non linéaires fractionnaires et aux systèmes non linéaires singuliers fractionnaires. Des conditions suffisantes de stabilisation asymptotique, de stabilisation asymptotique robuste et de commande basée sur un observateur ont été obtenues pour les classes de systèmes non linéaires fractionnaires et non linéaires singuliers fractionnaires.Par ailleurs, une méthode de synthèse d'observateurs pour ces systèmes non linéaires fractionnaires et non linéaires singuliers fractionnaires est proposée. Cette approche est basée sur la résolution d'un système d'équations de Sylvester. L'avantage de cette méthode est que, d'une part, l'erreur d'observation ne dépend pas explicitement de l'état et de la commande du système et, d'autre part, qu'elle unifie la synthèse d'observateurs de différents ordres (observateurs d'ordre réduit, d'ordre plein et d'ordre minimal)
In this dissertation, we proposed sufficient conditions for the asymptotical stabilization of a class of nonlinear fractional-order systems based on the generalization of Gronwall-Bellman lemma. We extended these results for the asymptotical stabilization of nonlinear singular fractional-order systems and proposed sufficient conditions for the existence and asymptotic stability of the observation error for the nonlinear fractional-order systems and nonlinear singular fractional-order systems.For the nonlinear integer-order systems, the proposed generalization of Gronwall-Bellman lemma allowed us to obtain sufficient conditions for :- the static state feedback and the static output feedback exponential stabilizations,- the robust exponential stabilization with regards to parameter uncertainties,- the observer-based control.We treated three cases for the asymptotical stabilization of linear fractional-order systems : the static state feedback, the static output feedback and the observer-based output feedback. Then, we proposed sufficient conditions for the asymptotical stabilization of linear fractional-order systems with nonlinear uncertain parameters. Finally, we treated the observer design for the linear and nonlinear fractional-order systems and for the linear and nonlinear singular fractional-order systems.The stabilization technique based on the generalization of Gronwall-Bellman lemma is extended to nonlinear fractional-order systems and nonlinear singular fractional-order systems. Sufficient conditions for the asymptotical stabilization, the robust asymptotical stabilization and the observer-based control of a class of nonlinear fractional-order systems and nonlinear singular fractional-order systems were obtained.Furthermore, the observer design for the nonlinear fractional-order systems and nonlinear singular fractional-order systems is proposed. This approach is based on a parameterization of the solutions of generalized Sylvester equations. The conditions for the existence of these observers are given and sufficient conditions for their stability are derived using linear matrix inequalities (LMIs) formulation and the generalization of Gronwall-Bellman lemma. The advantage of this method is that, firstly, the observation error does not depend explicitly on the state and control system and, secondly, this method unifies the design of full, reduced and minimal orders observers

Dans ce mémoire, nous avons proposé une méthode basée sur l'utilisation de la généralisation du lemme de Gronwall-Bellman pour garantir des conditions suffisantes de stabilisation asymptotique pour une classe de systèmes non linéaires fractionnaires. Nous avons étendu ces résultats dans la stabilisation asymptotique des systèmes non linéaires singuliers fractionnaires et proposé des conditions suffisantes de stabilité asymptotique de l'erreur d'observation dans le cas de l'étude des observateurs pour les systèmes non linéaires fractionnaires et singuliers fractionnaires. Pour les systèmes non linéaires à dérivée d'ordre entier, nous avons proposé par l'application de la généralisation du lemme de Gronwall-Bellman des conditions suffisantes pour : - la stabilisation exponentielle par retour d'état statique et par retour de sortie statique, - la stabilisation exponentielle robuste en présence d'incertitudes paramétriques, - la commande basée sur un observateur. Nous avons étudié la stabilisation des systèmes linéaires fractionnaires avec les lois de commande suivantes~: retour d'état statique, retour de sortie statique et retour de sortie basé sur un observateur. Puis, nous avons proposé des conditions suffisantes de stabilisation lorsque le système linéaire fractionnaire est affecté par des incertitudes non linéaires paramétriques. Enfin, nous avons traité la synthèse d'un observateur pour ces systèmes. Les résultats proposés pour les systèmes linéaires fractionnaires ont été étendus au cas où ces systèmes fractionnaires sont singuliers. La technique de stabilisation basée sur l'utilisation de la généralisation du lemme de Gronwall-Bellman est étendue aux systèmes non linéaires fractionnaires et aux systèmes non linéaires singuliers fractionnaires. Des conditions suffisantes de stabilisation asymptotique, de stabilisation asymptotique robuste et de commande basée sur un observateur ont été obtenues pour les classes de systèmes non linéaires fractionnaires et non linéaires singuliers fractionnaires. Par ailleurs, une méthode de synthèse d'observateurs pour ces systèmes non linéaires fractionnaires et non linéaires singuliers fractionnaires est proposée. Cette approche est basée sur la résolution d'un système d'équations de Sylvester. L'avantage de cette méthode est que, d'une part, l'erreur d'observation ne dépend pas explicitement de l'état et de la commande du système et, d'autre part, qu'elle unifie la synthèse d'observateurs de différents ordres (observateurs d'ordre réduit, d'ordre plein et d'ordre minimal).

Dans cette thèse, nous étudions certaines régularisations conservatives et non dispersives pour des lois de conservation. Ces régularisations sont obtenues en s’inspirant de celle du système de Saint-Venant introduite par Clamond et Dutykh. Nous étudions également la régularité, dans des espaces BV généralisés, des solutions entropiques de certaines équations hyperboliques non linéaires. Dans la première partie, nous obtenons et étudions une régularisation appropriée de l’équation de Burgers inviscide, ainsi que sa généralisation aux lois de conservation scalaires. Nous prouvons que cette généralisation est localement bien posée pour les solutions régulières. Nous montrons aussi l’existence globale des solutions qui satisfont une inégalité d’Oleinik pour des flux uniformément convexes. Lorsque le paramètre de régularisation ``l’’ tend vers zéro, nous prouvons que ces solutions convergent, pour une sous-suite, vers les solutions de la loi de conservation scalaire originale, au moins pour un petit intervalle de temps.Nous généralisons également les équations Saint-Venant régularisées afin d’obtenir une régularisation du système d’Euler barotrope, ainsi qu’une régularisation du système de Saint-Venant avec fond variable. Nous montrons que ces deux systèmes sont bien posés localement dans Hs, avec s≥2. Dans la deuxième partie, nous démontrons un effet régularisant, sur les conditions initiales, des lois de conservation scalaires pour un flux lipschitzien strictement convexe, ainsi que pour des équations scalaires avec un terme source linéaire. Dans certains cas, nous donnons une borne de l’effet régularisant. Enfin, nous prouvons l’existence globale des solutions entropiques d’une classe de système triangulaire ayant une équation de transport dans BV^s x L^∞ où s > 1/3
In this thesis, we study some non-dispersive conservative regularisations for the scalar conservation laws and also for the barotropic Euler system. Those regularisations are obtained inspired by a regularised Saint-Venant system introduced by Clamond and Dutykh in 2017. We also study the regularity, in generalised BV spaces, of the entropy solutions of some nonlinear hyperbolic equations. In the first part, we obtain and study a suitable regularisation of the inviscid Burgers equation, as well as its generalisation to scalar conservation laws. We prove that this regularisation is locally well-posedness for smooth solutions. We also prove the global existence of solutions that satisfy a one-sided Oleinik inequality for uniformly convex fluxes. When the regularising parameter ``l’’ goes to zero, we prove that the solutions converge, up to a subsequence, to the solutions of the original scalar conservation law, at least for a short time. We also generalise the regularised Saint-Venant equations to obtain a regularisation of the barotropic Euler system, and the Saint-Venant system with uneven bottom. We prove that both systems are locally well-posed in Hs, with s ≥ 2. In the second part, we prove a regularising effect, on the initial data, of scalar conservation laws with Lipschitz strictly convex flux, and of scalar equations with a linear source term. For some cases, we give a limit of the regularising effect.Finally, we prove the global existence of entropy solutions of a class of triangular systems involving a transport equation in BV^s x L^∞ where s > 1/3

Ce travail de thèse concerne la synthèse des observateurs et des lois de commande des systèmes d’ordre fractionnaire. Le document présenté est constitué de 4 chapitres : Le premier chapitre du manuscrit de thèse contient une introduction, traitant les notions mathématiques de base et de stabilités des systèmes d’ordre fractionnaire ainsi qu’une présentation des différentes définitions. Les conditions de stabilités de ces systèmes et quelques exemples de systèmes modélisés par des équations différentielles fractionnaires sont présentés. Dans le deuxième chapitre, nous nous sommes intéressés à la conception de plusieurs types d’observateurs dits d’ordre réduit, d’ordre plein et des observateurs fonctionnels pour les systèmes d’ordre fractionnaire avec et sans retards. Dans le cas où il n’y a pas de retards dans la dynamique du système, des observateurs d’ordres plein et réduit ont été synthétisé afin d’assurer l’estimation des pseudo-états. Dans un deuxième temps, un observateur fonctionnel a été synthétisé dans le cas où le retard est présent dans la dynamique du système. Dans le chapitre 3, nous avons travaillé sur la synthèse d’observateur pour les systèmes d’ordre fractionnaire incertains. Nos contributions sont classées en trois grandes lignes : premièrement, quand le système considéré est affecté par des entrées inconnues, un observateur fonctionnel a été proposé. En deuxième partie, des observateurs H∞ pour les systèmes d’ordre fractionnaire avec et sans retards ont été synthétisés afin d’assurer la stabilité de l’erreur d’observation. Il s’agit en fait de garantir une borne du gain L2 entre l’erreur d’observation et les perturbations non mesurables affectant la dynamique du système : ce gain L2 est aussi appelé norme H∞. Ce chapitre présente aussi la synthèse d’un observateur robuste vis-à-vis des incertitudes de modélisation pour cette classe de systèmes. Les conditions suffisantes de convergence des erreurs d’estimations des pseudo-états obtenues sont établies sous la forme d’un ensemble d’inégalités matricielles LMIs. Le dernier chapitre du manuscrit est consacré à la commande basée sur les différents observateurs obtenus. Nous nous sommes intéressés à la commande basée sur un observateur pour les systèmes d’ordre fractionnaire. Cette commande est basée sur les observateurs proposés dans les chapitres précédents. Des conditions de stabilité et des procédures de synthèse sont présentées
This work focuses on the synthesis of observers and the controller laws for fractional order systems. The presented document consists of 4 chapters: The first chapter of the theses manuscript contains an introduction dealing with the basic mathematical notions and the stability analysis of fractional systems as well as a presentation of the different definitions. The stability conditions of these systems and some examples of systems modeled by fractional differential equations are presented. In the second chapter, we were interested in the design of several types of observers of reduced order, full order, and functional observers for fractional systems with and without delays. In the case where there are no delays in the dynamics of the system, observers of full and reduced orders have been synthesized in order to ensure the estimation of the pseudo-states. In a second step, a functional observer was synthesized in the case where the delay is present in the dynamics of the system. In Chapter 3, we worked on observer synthesis for uncertain fractional order systems. Our contributions are classified into three main lines: first, when the system under consideration is affected by unknown inputs, a functional observer has been proposed. In the second part, H∞ observers for fractional order systems with and without delays have been synthesized to ensure the stability of the estimation error. It is a question of guaranteeing a bound of the L2 gain between the observation error and the non-measurable perturbations affecting the dynamics of the system: this gain L2 is also called H∞ norm. In last part of this chapter, the synthesis of a robust observer with respect to modeling uncertainties for this class of systems is presented. The sufficient conditions of convergence of the estimation errors of the pseudo-states obtained are established in the form of a set of matrix inequalities LMIs. The last chapter of the manuscript is devoted to the command based on the different observers obtained. We were interested in observer-based control for fractional order systems. This command is based on the observers proposed in the previous chapters. Stability conditions and synthesis procedures are presented

Le memoire presente a pour objet la poursuite d'etudes sur deux problemes d'iteration, abordes dans le passe par le gr. E. S. N. L. A. (gesnla): le premier probleme est celui de la determination analytique effective d'iterees fractionnaires d'endomorphismes de dimension un et deux, sujet pratiquement non traite en dehors des travaux du gesnla, (cf. These 3#e cycle de l'universite paul sabatier no 2785, 1983, de s. Mullenbach). Les methodes utilisees sont basees sur un elargissement du domaine de definition de la fonction a iterer. Par rapport aux resultats precedemment obtenus, la demarche utilisee dans le memoire s'affranchit de l'utilisation de la solution d'une equation de schroder. Elle definit des iterees fractionnaires pouvant appartenir a des classes variees dont les proprietes sont decrites: le second probleme concerne les proprietes des solutions engendrees par iterations entieres successives d'un endomorphisme bi-dimensionnel, dont le jacobien s'annule sur une courbe du plan phase. Plus precisement il s'agit d'etudier la nature de la frontiere de bassins d'attracteurs, frontiere pouvant etre fractale, et de celle de regions du plan de phase a comportement chaotique. Les bifurcations modifiant, ou detruisant, ces regions, sont aussi considerees

La platitude différentielle est une propriété des systèmes dynamiques qui permet la transformation d'un système très complexe en un système plus simple appelé système plat.On dit qu'un système dynamique est plat si, et seulement si, il existe un vecteur, appelé vecteur de sortie plate et formé par les variables d'état et d'entrée du système, tel que tous les états, entrées et sorties du système peuvent être exprimés en fonction de ce nouveau vecteur et de ses dérivées temporelles successives. La platitude différentielle a de nombreuses applications dans la théorie du contrôle automatique, telles que la planification des trajectoires, le suivi des trajectoires et la conception de contrôleurs robustes. De plus, la propriété de platitude est récemment entrée dans le domaine de la détection et de l'isolation des défauts. En bref, la détection et l'isolation des défauts sont un sous-domaine de l'ingénierie de contrôle automatique qui traite de la surveillance d'un système, de l'identification du moment où un défaut s'est produit, et de la détermination du type de défaut et de sa localisation. La détection des défauts est effectuée en analysant la différence entre les mesures des capteurs et des actionneurs et les valeurs attendues, dérivées de n'importe quel modèle et appelées valeurs redondantes. Il est courant de dire qu'une erreur est détectée si l'écart ou le résidu dépasse un certain seuil prédéfini. L'isolation des défauts, à son tour, doit permettre de localiser le défaut dans la machine. La méthode la plus récente de détection et d'isolation des défauts, basée sur la propriété de la platitude, calcule des variables redondantes à partir de la mesure de la sortie plate du système et de ses dérivées temporelles successives. Ensuite, des résidus sont déduits de la différence entre les variables mesurées et les variables redondantes. La détection des défauts par cette méthode est garantie. Cependant, l'utilisation d'une seule sortie plate ne permet pas, dans certains cas, d'isoler certains défauts. L'idée proposée par les développeurs de la méthode était d'utiliser plusieurs sorties plates pour augmenter le nombre de résidus, ce qui augmenterait les chances d'isoler davantage de défauts. Cependant, il a également été remarqué que le choix de ces sorties plates n'est pas arbitraire. En d'autres termes, il existe des sorties plates qui, lorsqu'elles sont utilisées ensemble, augmentent l'isolabilité des défauts et d'autres qui ne le font pas. Un des objectifs de ce manuscrit est de caractériser les sorties plates afin d'obtenir une meilleure isolabilité des défauts. Cette caractérisation est ensuite vérifiée par des simulations et des expériences sur un système hydraulique, le système des trois cuves.Au cours de la dernière décennie, de nombreuses études ont montré qu'il existe des systèmes tels que les systèmes thermiques, les systèmes viscoélastiques et les systèmes chimiques qui peuvent être modélisés par des équations différentielles fractionnaires. Par conséquent, les méthodes classiques de détection et d'isolation des défauts, développées à l'origine pour traiter les systèmes d'ordre entier, ne convenaient pas aux systèmes d'ordre fractionnaire, et des méthodes de détection et d'isolation des défauts spécifiques aux systèmes d'ordre fractionnaire ont dû être développées. Un deuxième objectif de ce manuscrit est d'étendre la caractérisation des sorties plates, proposée pour la classe des systèmes plats d'ordre entier à la classe des systèmes plats linéaires d'ordre fractionnaire, puis d'appliquer cette caractérisation à la détection et à l'isolation des défauts qui peuvent apparaitre sur les capteurs et les actionneurs de ces systèmes. L'efficacité de cette caractérisation est également vérifiée par des simulations sur un système thermique bi-dimensionnel
The differential flatness is a property of dynamic systems that allows the transformation of a very complex system into a simpler one called flat system. Roughly speaking, a dynamic system is said to be flat if, and only if, there exists a vector, called flat output vector and formed by the state and input variables, such that all the system states, inputs and outputs can be expressed in function of this new vector and its successive time derivatives. The differential flatness property has many applications in automatic control theory, such as trajectory planning, trajectory tracking and the designing of robust controllers. Moreover, the flatness property has recently entered the field of fault detection and isolation. In short, fault detection and isolation is a sub-domain of automatic control engineering that deals with monitoring a system, identifying when a fault has occurred, and determining the type of fault and its location. Fault detection is performed by analyzing the difference between sensor and actuator measurements and their expected values, derived from any model and called redundant values. It is common to say that an error is detected if the deviation or residue exceeds a certain predefined threshold. Fault isolation, in turn, must make it possible to locate the fault in the machine. The most recent method of fault detection and isolation, based on the flatness property, calculates redundant variables from the measurement of the flat output of the system and its successive time derivatives. Then, the residues are deduced from the difference between the measured variables and the redundant variables. Fault detection by this method is guaranteed. However, the use of a single flat output does not allow, in some cases, to isolate some faults. The idea proposed by the developers of the method was to use several flat outputs to increase the number of the residual signals, which would increase the chances of isolating more faults. However, it was also noticed that the choice of these flat outputs is not arbitrary. That is, there are flat outputs that, when used together, increase the isolability of faults and others that do not. One of the objectives of this manuscript is to characterize the flat outputs in order to obtain a better fault isolability. This characterization is then verified by simulations and experiments on a hydraulic system, the three-tank system.Over the last decade, numerous studies have shown that there are systems such as thermal systems, viscoelastic systems and chemical systems that can be modeled by fractional differential equations. Therefore, classical methods of fault detection and isolation, originally developed to deal with integer order systems, were not suitable for fractional order systems, and fault detection and isolation methods specific to fractional order systems had to be developed. A second objective of this manuscript is to extend the characterization of flat outputs, proposed for the class of integer order flat systems to the class of fractional order linear flat systems, and then to apply this characterization to the detection and isolation of faults that may appear on the sensors and actuators of these systems. The effectiveness of this characterization is also verified by simulations on a bi-dimensional thermal system

L’impédance d’un accumulateur électrochimique est principalement caractérisée par trois phénomènes : la conduction électronique, le transfert de charge et la diffusion ionique. La modélisation de ces phénomènes fait intervenir des fonctions de transfert non rationnelles et non directement simulables dans le domaine temporel. Leur approximation par des modèles fractionnaires (ou modèles d’ordre non entier) devient alors judicieuse pour estimer les caractéristiques de l’impédance à partir non seulement de mesures fréquentielles (spectroscopie), mais aussi de mesures temporelles (chronopotentiométrie). La chronopotentiométrie permet en effet de s’affranchir des contraintes de la spectroscopie pour laquelle les mesures nécessitent un équipement plus complexe et des durées d’acquisition plus longues, en particulier aux basses fréquences. Des stratégies d’identification de ces modèles ont été développées et appliquées expérimentalement sur une cellule électrochimique de type Ferri ferrocyanure ainsi que sur des accumulateurs Lithium-ion et Nickel Métal-Hydrure. Les essais de caractérisation de ces éléments sont effectués à différents états de charge et les résultats obtenus montrent l’intérêt et la pertinence de la méthodologie utilisée
The impedance of an electrochemical accumulator is mainly characterized by three phenomena: the electronic conduction, the charge transfer and the ionic diffusion. The modeling of these phenomena involves non-rational transfer functions that cannot be directly simulated in the time domain. Then, their approximation by fractional models (also known as non-integer order models) becomes relevant to estimate the impedance characteristics from not only frequency measurements (spectroscopy), but also time measurements (chronopotentiometry). Moreover, the long-time required by the spectroscopy to measure at low frequencies, as well as the complexity of the equipment used can be avoided by using chronopotentiometry. Models identification strategies have been developed and validated experimentally on a Ferri ferrocyanide electrochemical cell, on Lithium-ion and on Nickel Metal-Hydride accumulators. The characterization tests of these elements are carried out at different states of charge and obtained results show the interest and the relevance of the methodology

Cette thèse traite de l'identification des paramètres du point de vue de l'optimisation et du contrôle de suivi distribué des systèmes multi-agents d'ordre fractionnaire (FOMASs) en tenant compte des retards, des perturbations externes, de la non-linéarité inhérente, des incertitudes des paramètres et de l'hétérogénéité dans le cadre d'une topologie de communication fixe non dirigée / dirigée. Plusieurs contrôleurs efficaces sont conçus pour réaliser avec succès le contrôle de suivi distribué des FOMASs dans différentes conditions. Plusieurs types d'algorithmes d'optimisation de l'intelligence artificielle et leurs versions modifiées sont appliquées pour identifier les paramètres inconnus des FOMASs avec une grande précision, une convergence rapide et une grande robustesse. Il est à noter que cette thèse fournit un lien prometteur entre la technique d'intelligence artificielle et le contrôle distribué
This thesis deals with the parameter identification from the viewpoint of optimization and distributed tracking control of fractional-order multi-agent systems (FOMASs) considering time delays, external disturbances, inherent nonlinearity, parameters uncertainties, and heterogeneity under fixed undirected/directed communication topology. Several efficient controllers are designed to achieve the distributed tracking control of FOMASs successfully under different conditions. Several kinds of artificial intelligence optimization algorithms andtheir modified versions are applied to identify the unknown parameters of the FOMASs with high accuracy, fast convergence and strong robustness. It should be noted that this thesis provides a promising link between the artificial intelligence technique and distributed control

L'étude de la stabilité et la reconstruction d'état des systèmes sont deux étapes indispensables à l'amélioration des lois de commande ; la présence d'incertitude sur les paramètres rend ces deux problèmes encore plus délicats. La stabilité d'un système incertain est généralement analysée à l'aide de la deuxième méthode de Lyapunov. Nous avons étudié une classe de système linéaire incertain en utilisant l'équation généralisée de Lyapunov pour garantir simultanément la stabilité et les performances dynamiques du système. Nous avons proposé quelques techniques de reconstruction de l'état des systèmes linéaires incertains. En utilisant l'observateur de Luenberger et l'observateur proportionnel-intégral, nous remarquons que les erreurs d'estimation d'état ne convergent pas forcement vers zéro. Ces erreurs peuvent être bornées par un seuil déterminé par la norme H[infini]. Nous avons présenté une technique de reconstruction de l'état sans erreur d'estimation basée sur un observateur de Luenberger étendu. En reconstruisant l'état d'un système non-linéaire, l'analyse de la stabilité et l'observabilité ne dépendent pas seulement de l'état comme dans le cas linéaire, elles dépendent en plus de l'entrée. Ainsi la définition de l'observabilité utilisée pour les systèmes linéaires n'est plus suffisante pour la construction d'un observateur de système non-linéaire. La technique d'observateur de systèmes non-linéaires proposée nécessite des hypothèses sur la non-linéarité de type Lipschitz. Cette méthode mène souvent à des observateurs à grand gain permettant de masquer les non-linéarités du système. Tout d'abord, nous avons discuté la stabilité d'un système non-linéaire autonome. Puis, nous avons proposé des régulateurs pour des systèmes stables ou stabilisables. Dans ce cas, le gain du régulateur peut être déterminé sous deux perspectives différentes : la commande optimale de la partie linéaire ou l'optimisation de la constante de Lipschitz lorsque le système dispose de degrés de liberté en nombre suffisant. Ensuite, nous avons présenté une technique d'estimation d'état d'un système non-linéaire ou le gain de l'observateur et sa stabilité sont basés sur une équation paramétrée de Lyapunov. Cette méthode est généralisée pour des systèmes non-linéaires singuliers en utilisant l'équation de Lyapunov avec un seul paramètre.

Cette thèse est dédiée à la synthèse de techniques d'approximation ellipsoi͏̈dale pour l'identification et l'observation des systèmes multivariables linéaires et non linéaires. Une méthode récursive est d'abord présentée pour l'identification de modèles linéaires sujets à des bruits confinés dans des ellipsoi͏̈des connus. Un paramétrage permet de caractériser l'ellipsoi͏̈de bornant toutes les valeurs possibles des paramètres inconnus en assurant la cohérence des estimées avec les données et les contraintes de bornitude. Une généralisation au cas non linéaire est effectuée en linéarisant le modèle tout en prenant en compte les erreurs de linéarisation. Une méthode d'estimation d'état pour les modèles linéaires et non linéaires comportant des bruits affectant les sorties et le modèle dynamique d'état est ensuite proposée. Une étape de prédiction prend en compte l'évolution dynamique du modèle et une étape de correction intègre l'information contenue dans les mesures bruitées
The aim of this thesis is the design of ellipsoidal approximation techniques for the set-membership identification and state estimation of linear and nonlinear multivariable systems. Firstly, a recursive solution for the identification of linear models has been proposed. The use of a judicious parametrization allows to characterize the ellipsoid that bounds the set of all the possible values of the unknown parameters and to ensure consistency of the estimated parameters with the data and respecting the boundedness constraints. A generalization to the nonlinear case has been done by linearizing the nonlinear model around the vector of the estimated parameters and by taking into account the linearization errors. Next, a state estimation method for linear and nonlinear systems with bounded noises is presented. A prediction step takes into account the dynamical behavior of the model corrupted by the noises while the correction step includes the information contained in the noisy outputs

Ce chapitre explore les méthodes de conception de systèmes de diagnostic basés sur des modèles mathématiques. Il examine l'analyse des diagnostics de défauts des modèles, la complexité croissante avec le modèle, et l'approche structurale pour les problèmes non linéaires à grande échelle. L'analyse structurelle évalue la détectabilité et l'isolabilité des défauts, aidant à placer les capteurs et à concevoir des détecteurs. Des outils informatiques, notamment une Toolbox MATLAB et Python, sont disponibles pour faciliter cette analyse. La formalisation de la détection et de l'isolation des défauts est discutée, suivie d'une exploration des modèles structurels et des algorithmes graphiques pour l'analyse de diagnostic.

Les principes de programmation et de gestion adaptables centrés sur l’apprentissage, l’expérimentation et la prise de décisions basée sur des faits gagnent en popularité chez les bailleurs de fonds et les partenaires de mise en œuvre dans le monde du développement international. L'adaptation exige un apprentissage de manière à ce que les ajustements apportés au cours du projet soient éclairés. Cela exige des méthodes de collecte d’informations qui fassent la promotion de la réflexion, de l’apprentissage et de l’adaptation, au-delà de données préalablement précisées. Une concentration sur l’adaptation modifie la réflexion traditionnelle sur le cycle des programmes. D'une part, elle fait disparaître les séparations entre la conception, la mise en œuvre et l’évaluation et, d'autre part, elle recadre la réflexion pour prendre en compte la complexité des problèmes de développement et des voies de changements non linéaires. Le soutien de structures et de processus de gestion est essentiel pour encourager la gestion adaptable. Les organisations de mise en œuvre et les bailleurs defonds expérimentent avec la manière dont les passations de marchés, la sous-traitance, la planification du travail et les rapports peuvent être modifiés afin que la programmation adaptable soit encouragée. Des systèmes de suivi, d’évaluation et d’apprentissage bien conçus peuvent aller au-delà des exigences en matière de redevabilité et de rapports pour produire des données et des enseignements pour une prise de décisions et une gestion adaptable basées sur les faits. Il est important de continuer l’expérimentation et l’apprentissage de manière à intégrer la programmation et la gestion adaptable dans les politiques et pratiques opérationnelles des bailleurs de fonds, despartenaires pays et des entités de mise en œuvre. Nous devons consacrer des efforts continus à la constitution d'une base de faits qui pourra contribuer àla gestion adaptable de manière à ce que les résultats de développement international soient atteints.