Dissertations / Theses on the topic 'Variable d'état'

Les réacteurs discontinus et semi-discontinus ont souvent un comportement dynamique non linéaire et non stationnaire. Cependant, jusqu'à une date récente, l'approche classique en commande de procédés consistait à appliquer la théorie de la commande linéaire au modèle du procédé linéarisé autour d'un point de fonctionnement. Dans le cas de procédés fortement non linéaires et/ou non stationnaires, cette approche n'est guère satisfaisante. De plus, l'élévation croissante du niveau des performances demandées aux systèmes industriels de production rend la prise en compte des non-linéarités indispensable. L’étude présente porte sur la commande non linéaire de réacteurs chimiques discontinus. Des techniques de commande non linéaires basées sur les concepts de la géométrie différentielle telles que la linéarisation des équations d'état en boucle fermée et la linéarisation du comportement entrée sortie ont été appliquées. Ces stratégies de commande dépendent des variables d'état. En pratique, par contre la mesure en temps réel des variables d'état est souvent impossible en raison du manque de capteurs appropriés. Un capteur logiciel utilisant un modèle du procédé et l'historique des grandeurs mesurées a été utilisé pour reconstruire les états et pour estimer quelques paramètres mal connus du modèle du procédé. Pour l'expérimentation, une installation pilote a été mise au point et modélisée. Les études en simulation et par expérimentation ont montré de bonnes reconstructions des états, performances de poursuite et robustesse des contrôleurs non linéaires conçus. En dépit de leur complexité, ces stratégies de commande non linéaire, ont été appliquées à différents cas et présentent de nombreux avantages comparés à la commande linéaire

Ce travail de thèse porte sur une variable océanographique importante dans le suivi du climat : la température de surface des océans. Au niveau global, les observations de cette température sont fournies principalement par des radiomètres embarqués sur des satellites. Afin de traiter ce flux important de données, un traitement statistique s'impose dans le but de synthétiser l'information en des cartes globales et quotidiennes de notre variable d'intérêt. Pour ce faire, nous proposons un modèle linéaire de type espace-d'état avec des erreurs Gaussiennes. Nous commençons par présenter ce modèle sur des données issues de séries temporelles ayant un échantillonnage irrégulier. Suit un travail d'inférence avec la mise en place d'un schéma d'estimation des paramètres, basé sur la combinaison d'une méthode des moments et du maximum de vraisemblance au travers de l'algorithme EM et des probabilités de filtrage et lissage de Kalman. Nous appliquons enfin cette méthodologie pour estimer les variances d'erreurs et le paramètre de corrélation temporelle à tout l'océan Atlantique. Nous ajoutons ensuite la composante spatiale et proposons une structure d'ordre deux, séparable, basée sur le produit d'une covariance temporelle et d'une covariance spatiale ani- sotrope. Les paramètres de cette dernière sont estimés sur l'océan Atlantique à partir de techniques géostatistiques usuelles et forment un atlas pertinent pour les océanographes. Fi- nalement, nous montrons que l'apport de l'information spatiale augmente le pouvoir prédictif du modèle.

Les analyses de la survie ont pour objet l’étude du délai d'apparition d'un événement, qui peut être censuré. L'objectif de ces analyses est le plus souvent d'expliquer ce délai, appelé durée de survie, par des facteurs de risque. Dans de nombreux cas rencontrés en pratique, ces facteurs présentent des catégories ordonnées et le problème est de tester l'association entre ce type de facteurs et la durée de survie en tenant compte de l'ordre des catégories. Les solutions utilisées en pratique pour traiter ce problème sont non satisfaisantes car non spécifiques (test du logrank et modèle de Cox). Parmi les méthodes spécifiques, on distingue deux types de méthodes : d'une part les méthodes comparant la distribution de survie de chaque catégorie du facteur à celle de l'ensemble des catégories supérieures, et d'autre part les méthodes s'intéressant aux distributions du facteur chez les décédés et chez les survivants en chaque temps. Nous proposons une nouvelle approche pour tester l'association entre une durée de survie et un facteur de risque catégoriel ordonné. Cette approche consiste à comparer, à l'aide d'une statistique du logrank pondérée, les distributions du facteur chez les décédés et chez les survivants en chaque temps. L'approche proposée permet de retrouver une famille de tests établissant le lien entre les deux types de méthodes déjà mentionnés. La nouvelle approche présente deux intérêts. D'une part, elle permet d'établir un modèle de régression général permettant la prise en compte de plusieurs facteurs. D'autre part, elle permet tout d'établir les propriétés d'optimalité des tests de la famille en supposant que le facteur de risque catégoriel ordonné provient de la catégorisation d’une variable continue sous-jacente. Les propriétés d'optimalité ont été étudiées en détail pour deux tests de la famille. Il apparaît que ces deux tests sont respectivement optimaux pour des modèles de type à risques instantanés proportionnels et de type à odds proportionnels. Des résultats de simulations confortent ces résultats théoriques pour des types de distributions de la variable continue sous-jacente très variés et pour différents découpages en classes de cette variable continue. Les résultats des simulations montrent également que pour toutes les situations envisagées, les deux tests de la famille sont plus puissants que le test du logrank classiquement utilisé. Ces trois tests et le modèle de régression général proposé ont été appliqués à des données réelles concernant des patientes atteintes d'un cancer du col de l'utérus. Par ailleurs, la nouvelle approche permet au facteur de risque d'être censuré. Ce qui permet d'envisager une extension naturelle à l’analyse de survie bivariée.

Cette these est consacree au controle en position de la machine synchrone autopilotee, avec prise en compte des perturbations de couple et des variations parametriques. Une loi de commande par retour d'etat avec compensation directe du couple de perturbation est d'abord presentee. Cette compensation est rendue possible par l'utilisation d'un observateur de perturbation base sur la theorie de luenberger. Differentes structures d'observation sont envisagees en fonction de leur ordre (reduit ou complet), et donc des variables observees (couple de perturbation, vitesse, et position). Dans chaque cas, la fonction de transfert qui lie le couple observe au couple de perturbation est determinee analytiquement, tout comme l'erreur d'observation des autres variables d'etat. Cette etude analytique est ensuite completee par une etude de robustesse menee en simulation. Ces travaux aboutissent finalement a la definition de regles de dimensionnement portant sur le placement des poles et sur la structure d'observation. Une loi de commande adaptative indirecte basee sur un regulateur r. S. T. Associe a un algorithme d'identification est ensuite abordee. Apres avoir presente le regulateur r. S. T. , la structure d'adaptation parametrique est etudiee. La supervision de la procedure de mise a jour du regulateur en fonction des parametres identifies fait l'objet d'un soin particulier car la stabilite de l'actionneur en depend. Ces deux types de commande sont finalement compares dans des conditions experimentales avec un actionneur synchrone de 1,5 kva accouple a un generateur de couple variable. Les essais experimentaux sont menes avec plusieurs scenarios portant sur le rejet de perturbation et sur des variations parametriques (inertie et frottements).

Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale et théorique des corrélations quantiques en variables continues.
La question de la caractérisation de ces corrélations est largement abordée, en particulier dans le cas des états gaussiens. Le formalisme mathématique des matrices de covariance, particulièrement adapté à cette étude, est développé ; et les différents critères existants sont répertoriés.
Ces critères permettent de caractériser le degré d'intrication des faisceaux générés par le dispositif expérimental au cœur de cette thèse : un Oscillateur Paramétrique Optique auto-verrouillé en phase. Au-dessous du seuil, les faisceaux, de valeur moyenne nulle, présentent une séparabilité de 0,33. Le système viole de manière apparente l'inégalité de Heisenberg de 58%. Au-dessus du seuil, les faisceaux brillants obtenus sont également fortement non classiques : la séparabilité vaut 0,76 et l'inégalité de Heisenberg est violée en apparence de 24%.
Une application originale de ce dispositif est proposée : il est montré théoriquement qu'un OPO à deux cristaux auto-verrouillé en phase génère deux faisceaux intriqués en polarisation, ce qui devrait faciliter le transfert de l'intrication de la lumière à la matière.

Le but de ce travail est l'etablissement de procedures systematiques d'ecriture explicite de modeles physiques de resonateurs d'instruments a vent en vue d'une synthese sonore de qualite. La representation en variables d'etat (ve) est choisie car, s'implantant facilement et permettant une estimation parametrique a posteriori, elle allie les avantages des modeles de signaux et des modeles physiques. Nous developpons une ecriture modulaire des systemes de propagation d'ondes interconnectes, et une procedure de construction recurrente de la representation en ve de reseaux de systemes elementaires. Cette ecriture prend en compte les pertes viscothermiques au cours de la propagation des ondes dans l'air. Cette hypothese acoustique est modelisee par une equation aux derivees partielles fractionnaire (edpf), ce qui nous conduit a envisager deux aspects theoriques interessants: les treillis a plusieurs variables, et la derivation fractionnaire. En premier lieu, nous montrons l'equivalence entre les lignes de transmission avec pertes et des filtres en treillis generalises, constitues d'unites de retard et de filtrage: leur description par des polynomes a plusieurs variables independantes permet de donner une condition suffisante de stabilite. En second lieu, nous approfondissons la theorie de la derivation fractionnaire. Nous donnons une definition au sens des distributions causales, et proposons une autre definition adaptee a des fonctions continues developpables en serie fractionnaire (dsf), ce qui introduit naturellement des coefficients dans le developpement. La caracterisation des fonctions propres de ces deux operateurs de derivation permet de resoudre toute equation differentielle fractionnaire (edf) par des moyens algebriques ; d'un point de vue analytique, nous interpretons les conditions initiales non-entieres par les premiers coefficients du dsf, et donnons le comportement asymptotique des solutions par la position des poles fractionnaires dans un domaine spectral fractionnaire. Enfin, pour une edpf, nous proposons une extension a la dimension infinie: l'ensemble des poles fractionnaires est alors denombrable ; ceci constitue une analyse modale d'ordre fractionnaire

L'objectif de cette thèse est l'analyse mathématique et l'estimation des paramètres de modèles de métapopulation de la bilharziose. A partir du modèle de base de Macdonald, nous expliquons en détail comment ces modèles sont construits. Nous faisons leur analyse mathématique complète à partir du calcul du nombre de reproduction de base R0. Nous montrons que si R0 est inférieur ou égal à 1 alors l'équilibre sans maladie est globalement asymptotiquement stable. Dans le cas où R0 est strictement plus grand que 1 nous montrons l'existence et l'unicité de l'équilibre endémique et prouvons ensuite que ce dernier est globalement asymptotiquement stable. La plupart des variables et paramètres de modèles mathématiques étant inconnus, nous proposons, dans notre travail, des méthodes de calibration par les observateurs :la méthode du Moving Horizon State Estimation ou MHSE et celle de l'observateur grand gain. Une application de ces deux méthodes sera faite sur le modèle de MacDonald.

L'objectif de cette thèse est l'analyse mathématique et l'estimation des paramètres de modèles de métapopulation de la bilharziose. A partir du modèle de base de Macdonald, nous expliquons en détail comment ces modèles sont construits. Nous faisons leur analyse mathématique complète à partir du nombre de reproduction du calcul du nombre de reproduction de base R0. Nous montrons que si R0 est inférieur ou égal à 1 alors l'équilibre sans maladie est globalement asymptotiquement stable. Dans le cas où R0 est strictement plus grand que 1 nous montrons l'existence et l'unicité de l'équilibre endémique et prouvons ensuite que ce dernier est globalement asymptotiquement stable. La plupart des variables et paramètres de modèles mathématiques étant inconnus, nous proposons, dans notre travail, des méthodes de calibration par les observateurs : la méthode du Moving Horizon State Estimation ou MHSE et celle de l'observateur grand gain. Une application de ces deux méthodes sera faite sur le modèle de Macdonald
The aim oh this thesis is the mathematical analysis and the estimation of the parameters of some metapopulation models for bilharzia transmission. We explain how the metapopulation models are built and give a full analysis of their stability. We compute the basic reproduction number R0. We show that if R0 is less than 1 then the Disease Free Equilibrium(DFE) is globally asymptotically stable. In case R0 is higher than 1, we prove the existence and the uniqueness of an endemic equilibrium which is globally asymptotically stable. At last,we suggest methods for the estimation of the states and the parameters for models. We build a numerical observer using the Moving Horizon State Estimation(MHSE) and an analitic one by the High Gain observer method. Applications of thes methods will be done on the Macdonald transmission model of bilharzia

Quatre configurations de circuits convoyeurs de courant de seconde génération contrôlés en courant (CCCII+) sont analysés et leurs caractéristiques comparées dans les technologies BiCMOS et CMOS (faible et forte inversion). Divers graphes de fluence qui se prêtent à la réalisation des filtres à variables d'état , à partir des circuits convoyeurs de courant de seconde génération sont examinés. Un nouveau graphe de fluence : le graphe "sans boucles locales" est introduit. Les caractéristiques des circuits de base (intégrateurs, circuits de multiplication par une constante et sommateurs) sont déterminés par simulation SPICE. Il est ainsi montré que les structures en mode courant de ces circuits qui présentent un découplage total entre différentes entrées, conduiront à des filtres possédant une plus grande plage de réglage. Deux configurations pour un filtre passe bande contrôlé du 4ème ordre en mode courant destiné à des applications vidéo, sont ensuite étudiées. La fréquence centrale est f°=5MHz et son coefficient de qualité Q égal à 14. Il est montré que la structure à "synthèse directe" de ce filtre, directement déduite du graphe de fluence canonique présente peu d'intérêt à cause des difficultés de réglage du gabarit. La seconde configuration qui est constituée de deux cellules identiques du second ordre en cascade, possède une dynamique d'entrée plus importante que la précédente. Son réglage est aisé et il permet d'obtenir plus facilement les valeurs souhaitées pour les paramètres du filtre.

Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et expérimentale de différents niveaux de corrélations quantiques en variables continues, mettant en jeu une ou deux quadratures. Dans cet objectif, un oscillateur paramétrique optique de type II, où signal et complémentaire sont émis suivant des polarisations orthogonales, a été développé. Une lame biréfringente introduite à l'intérieur de la cavité induit un couplage des deux modes et permet un fonctionnement dégénéré en fréquence.

Un protocole original de préparation conditionnelle d'un état non-classique, de distribution statistique sub-Poissonienne, a été étudié théoriquement et mis en oeuvre expérimentalement. Il repose sur les corrélations d'intensité des faisceaux émis au-dessus du seuil en l'absence de lame. Une compression de 9.5 dB du bruit sur la différence d'intensité a été obtenue.

En présence de la lame, les faisceaux émis sont dégénérés en fréquence et en principe intriqués. La dégénérescence a permis la première mesure des anti-corrélations de phase au-dessus du seuil. Malgré un excès de bruit qui reste à expliquer, ce résultat ouvre une voie intéressante pour la génération directe d'états intriqués intenses. L'oscillateur paramétrique optique, avec ou sans lame, peut également fonctionner au-dessous du seuil et générer des faisceaux fortement intriqués. L'intrication obtenue, stable pendant plusieurs heures, est la plus forte observée à ce jour et elle est préservée jusqu'à des fréquences de bruit très basses. En présence de la lame, les propriétés quantiques originales du système sont également détaillées et une opération passive, réalisée à l'aide de lames biréfringentes, est mise en évidence pour optimiser l'intrication. L'action d'opérations passives sur un état à deux modes est discutée théoriquement.

Cette thèse porte sur la génération d'états quantiques mésoscopiques arbitraires de la lumière par l'utilisation itérée d'un protocole élémentaire simple, basé sur un procédé d'adjonction cohérente de photons. Ce protocole tire parti des deux descriptions ondulatoires et corpusculaires complémentaires de la lumière, en impliquant des états davantage propices à une description discrète (les photons, corpuscules élémentaires de la lumière) avec des mesures continues sur le champ électromagnétique (les mesures de quadratures). Nous démontrons la validité du protocole expérimentalement en montrant que celui-ci permet la génération d'états chats de Schrödinger optiques (superposition cohérente d'états quasi-classiques) comprimés en quadrature. Ces états présentent un grand intérêt étant donné qu'ils peuvent constituer la brique élémentaire du calcul quantique à états cohérents, le "qubit" (ou bit quantique). Nous étudions également la mise en oeuvre théorique du protocole dans la production d'états plus complexes : les états "Peignes en quadrature" dont la fonction d'onde sur la quadrature x est constituée d'une succession de fins pics gaussiens modulés par une large enveloppe gaussienne. Outre l'intérêt que ceux-ci présentent dans la mise en oeuvre de codes correcteurs d'erreurs quantiques, nous montrons qu'ils permettent de réaliser des violations des inégalités de Bell par mesures homodynes seulement, ouvrant la voie à des tests sans échappatoires
In this thesis, we propose a new scheme for the generation of mesoscopic optical quantum states of light, by the iterated use of an elementary protocol, based on a coherent adjunction of photons. This protocol takes advantage of the two complementary wave and particle descriptions of light, by involving intrinsically discrete states (photons, elementary particles of light) and continuous measurements on the electromagnetic field (quadrature measurements). We experimentally prove the validity of the protocol by showing that it enables the generation of squeezed optical Schrödinger cat states (coherent superposition of quasi-classical states). These states are of great interest as they can be used as the elementary piece in the coherent state quantum calculation, the "qubit" (or quantum bit). We also study the theoretical implementation of the protocol for the production of more complex states : the "quadrature Comb states", whose wavefunction along the quadrature x consists in a succession of thin gaussian peaks modulated by a larger gaussian envelope. Amongst other applications like quantum error correcting codes, we show that they allow for a violation of Bell's inequalities with homodyne measurements only, opening the path towards loophole-free violations

Les interfaces haptiques à retour d'effort sont des dispositifs robotiques capables deproduire des forces à destination de l'utilisateur en téléopération et en réalité virtuelle. L'utilisation d'interface à retour d'effort en Conception Assistée par Ordinateur (CAO) offre de nouvelles perspectives pour la création et la conception de formes 3D grâce à une interactivité à la fois visuelle et kinesthésique. Elles permettent à la fois de visualiser, de manipuler en temps réel des objets virtuels et d'en ressentir les efforts (liés aux contacts, à la déformation, etc.).Les travaux présentés dans cette thèse contribuent au développement d'interfaces àretour d'effort pour répondre au mieux aux besoins de la CAO. Dans ce mémoire, l'accent est placé sur la problématique de la stabilité et son exploitation pour la commande de l'interface mais aussi pour la conception électromécanique. L'ensemble des travaux porte sur une interface à un degré de liberté.Dans un premier temps, différents facteurs liés au système mécanique (amortissement, modes vibratoires) et à l'environnement virtuel (échantillonnage, retard. . .) agissant sur la stabilité d'une interface sont mis en évidence à l'aide de critères fréquentiels. Ensuite, la conception d'une interface (choix et dimensionnement des composants) est ramenée sous forme d'un problème d'optimisation incluant une contrainte liée à la stabilité (en termes de domaine d'utilisation) et un critère de maximisation de la transparence (en termesd'inertie du dispositif).Dans un second temps, l'architecture de commande des dispositifs haptiques est étudiée. À l'aide d'une nouvelle condition de stabilité asymptotique pour les systèmes en temps discret à retard variable et en utilisant un observateur d'état augmenté comme alternative à l'utilisation standard de la méthode des différences finies arrières, la synthèse d'une nouvelle architecture de commande est proposée.La dernière partie du mémoire aborde la description du banc d'essai expérimental développé pendant le travail de thèse ainsi que les résultats des tests réalisés.

Les travaux de cette thèse portent sur l'analyse de stabilité et la synthèse de commandes robustes pour les systèmes non linéaires. La conception des contrôleurs/observateurs nécessite souvent la connaissance totale ou partielle du modèle du procédé à contrôler. Néanmoins, l'obtention d'un modèle à la fois exploitable et suffisamment fidèle est difficile et chronophage, ce qui provoque l'augmentation du coût total de développement d'un système d'asservissement. Afin de réduire la quantité ainsi que la qualité des informations nécessaires sur le système, de nouvelles méthodes de synthèse d'observateurs et de contrôleurs ont été développées dans cette thèse. En effet, si le modèle est connu, une loi de commande par retour de sortie à base d'observateur de type Luenberger a été proposée. Pour cette loi de commande, le système bouclé est vu comme l’interconnexion de deux sous systèmes : la boucle fermée idéale et l'erreur d'observation. Dans le cas où peu d'informations sont disponibles, une loi de commande à modèle restreint (''sans modèle'') a été développée. Afin d’estimer l’état du système, des dérivateurs/estimateurs non-asymptotiques tel que les dérivateurs numériques basés sur l’algèbre différentielle ou encore les dérivateurs asymptotiques tels que les observateurs et les filtres ont été considérés. Les deux lois de commande proposées ont permis de conserver l'aspect non linéaire du système ainsi que d'obtenir des résultats les plus généraux que possible en reformulant les problèmes sous la forme de systèmes polytopiques convexes. Les travaux de cette thèse font appel principalement à la méthode directe de Lyapunov avec fonction quadratique
This work focuses on the stability analysis and the robust control synthesis for nonlinear systems. The design of controllers/observers ofen require a complite or partiel knowledge of the process model to control. Nevertheless, obtaining a model both reable and sufficiently accurate is not only difficult and time-consuming but also it increases the total cdevelopment cost of a control system. In order to reduce the quantity and quality of informations required on the system, new methods of observers and controllers synthesis have been proposed. With known models, an output feedback controller based Luenberger observer was proposed. For this control law, the system closed loop is viewed as the interconnection composed with the ideal closed loop and the observation error. In case where few informations are available, a restricted-model (''model-free'') controller is proposed. In order to estimate the system state, non-asymtotic derivators /estimators based on differentiel algebra or asymptotic ones such as observers or filters have been considered. Both of these control laws have allow to maintain the nonlinear aspects of the system and to obtain general results by reformulating the problem into convex polytopic systems forms. The works of this thesis mainly relies on direct Lyapunov method with quadratic function

Cette thèse aborde le problème de l’estimation d’état de systèmes dynamiques à entrées inconnues (EI). La première partie de la thèse est consacrée aux observateurs ponctuels. Pour les systèmes linéaires à temps variant (LTV) ou à paramètres variants (LPV) avec EI et bruits gaussiens, un nouvel observateur à minimum de variance est proposé : il affiche des résultats équivalents aux observateurs existants en matière de performance, mais les surpasse par la simplicité de son implémentation et par l’existence d’un résultat de stabilité qui lui est associé. Pour les systèmes linéaires à commutations avec EI, bruits gaussiens et séquence de commutation inconnue, un premier estimateur à minimum de variance est proposé. Pour les systèmes non linéaires, un nouveau filtre de Kalman étendu à EI est proposé: il généralise les résultats existants au cas de systèmes dont l’équation de mesure possède une partie linéaire et une partie non linéaire. Une application à la navigation aérospatiale est proposée. Pour les systèmes LTV et LPV à EI et pertubations à énergie finie, un observateur H∞ est proposé : il généralise et unifie certains résultats existants. La deuxième partie de la thèse est consacrée aux estimations garanties. Dans lecas où les perturbations affectant le système dynamique sont bornées, plusieurs observateurs par intervalle sont construits. Pour des systèmes LPV avec EI, le travail généralise l’existant en relaxant une condition de rang largement utilisée pour le découplage de l’EI. Pour les systèmes linéaires à commutations sans ou avec EI, un observateur par intervalle est proposé pour traiter le cas où la séquence de commutation est inconnue, problème qui n’a jamais été traité jusqu’ici. Finalement, une nouvelle approche d’encadrement de l’état par un observateur algébrique est proposée
This thesis deals with the problem of state estimation for dynamical systems affected by Unknown Inputs (UI).The first part focuses on point-wise observers. For Linear Time Varying (LTV) or Linear Parameter Varying (LPV) systems with UI and Gaussian noises, a new minimum variance observer is proposed. It equals the existing ones in terms of performance, but overpasses them by its simplicity of implementing and by the existence of an associated stability result. For linear switching systems with Gaussian noises, UI and unknown switching sequence, a first minimum variance estimator is provided. For non linear systems, a new UI Extended Kalman Filter is provided: it generalizes existing results to the case the measurement equation possesses both linear and nonlinear parts. An application for aerospace navigation is proposed. For LTV or LPV systems with UI and finite energy perturbations, an H∞ observer is given : it generalizes and unifies some existing results. The second part focuses on guaranteed set observers. If the perturbations affecting the dynamical system are bounded,several interval observers are provided. For LPV systems with UI, it generalizes some existing results by relaxing a rank condition widely used for UI decoupling. For linear switching systems without or with UI, it provides an interval observer in the case the switching sequence is unknown, which has not been done before. Finally, a new algebraic observer for interval estimation is proposed

La résolution d'un problème d'estimation de l'état d'un système nécessite de disposer d'un modèle régissant l'évolution des variables d'état et de mesurer de manière directe ou indirecte l'ensemble ou une partie de ces variables d'état. Les travaux exposés dans ce mémoire de thèse portent sur la problématique d'estimation en présence de méconnaissances de modèle et de pertes de capteurs. La première partie de ce travail constitue la synthèse d'un dispositif d'estimation d'état pour systèmes non linéaires. Cela consiste à sélectionner un estimateur d'état et convenablement le régler, puis à concevoir algorithmiquement, à partir d'un critère introduit pour la circonstance, une redondance matérielle visant à compenser la perte de certains capteurs. La seconde partie de ce travail porte sur la conception, à l'aide de la variance d'Allan, d'un sous-modèle permettant de compenser les incertitudes d'un modèle d'état, ce sous-modèle étant utilisable par un filtre de Kalman. Ce travail a été exploité pour tenir compte de dérives gyroscopiques dans le cadre d'une navigation inertielle hybridée avec des mesures GPS par un filtre de Kalman contraint. Les résultats obtenus, issus d'expériences sur deux trajectoires d'avion, ont montré un comportement sain et robuste de l'approche proposée.

La résolution d'un problème d'estimation de l'état d'un système nécessite de disposer d'un modèle régissant l'évolution des variables d'état et de mesurer de manière directe ou indirecte l'ensemble ou une partie de ces variables d'état. Les travaux exposés dans ce mémoire de thèse portent sur la problématique d'estimation en présence de méconnaissances de modèle et de pertes de capteurs. La première partie de ce travail constitue la synthèse d'un dispositif d'estimation d'état pour systèmes non linéaires. Cela consiste à sélectionner un estimateur d'état et convenablement le régler, puis à concevoir algorithmiquement, à partir d'un critère introduit pour la circonstance, une redondance matérielle visant à compenser la perte de certains capteurs. La seconde partie de ce travail porte sur la conception, à l'aide de la variance d'Allan, d'un sous-modèle permettant de compenser les incertitudes d'un modèle d'état, ce sous-modèle étant utilisable par un filtre de Kalman. Ce travail a été exploité pour tenir compte de dérives gyroscopiques dans le cadre d'une navigation inertielle hybridée avec des mesures GPS par un filtre de Kalman contraint. Les résultats obtenus, issus d'expériences sur deux trajectoires d'avion, ont montré un comportement sain et robuste de l'approche proposée
To solve the problem of estimating the state of a system, it is necessary to have at one's disposal a model governing the dynamic of the state variables and to measure directly or indirectly all or a part of these variables. The work presented in this thesis deals with the estimation issue in the presence of model uncertainties and sensor losses. The first part of this work represents the synthesis of a state estimation device for nonlinear systems. It consists in selecting a state estimator and properly tuning it. Then, thanks to a criterion introduced for the occasion, it consists in algorithmically designing a hardware redundancy aiming at compensating for some sensor losses. The second part of this work deals with the conception of a sub-model compensating for some model uncertainties. This sub-model, designed by using the Allan variance, is usable by a Kalman filter. This work has been used to take into account some gyroscopical drifts in a GPS-INS integrated navigation based on a constrained Kalman filter. The results obtained, coming from experiments on two plane trajectories, showed a safe and robust behaviour of the proposed method

Dans ce mémoire de thèse, nous présentons la conception, l'analyse de la stabilité, les simulations numériques et aussi les résultats des expérimentes concernant différents contrôleurs de vitesse mécanique du moteur à réluctance variable (MRV).Dans les deux premiers chapitres une brève description de la physique et de la construction du MRV est présenté ainsi que le problème du contrôle d'être abordé, c'est la commande de vitesse sans capteur. Il est aussi présenté l'état de l'art de ce problème et certains des solutions proposées dans d'autres travaux. On propose notre solution et on présente un petit résumé des articles scientifiques qui ont été publiés dans des magazines et des conférences.Dans le chapitre numéro trois est présenté le design du contrôleur adaptatif et sans capteur du MRV. On suppose, dans une première étape que seule la vitesse mécanique est inconnue et la stabilité exponentielle uniforme des erreurs de suivement est obtenue. Dans une deuxième étape, les conditions d'opération sont aggravées et, en plus de la vitesse, les paramètres physiques sont également supposées inconnues, la stabilité asymptotique uniforme est obtenue dans ce cas. L'estimation des paramètres du MRV est garantie grâce à la condition de persistance d'excitation. Cette commande se compose de deux boucles, une boucle interne basée sur un contrôleur de type PI2D qui est particulièrement intéressant parce qu'il est libre de modèle; cette boucle entraîne les variables mécaniques -la position et la vitesse- vers une référence désirée. Une deuxième boucle de contrôle externe prend le courant électrique vers un ' "courant de référence virtuelle" qui est généré sur la base d'une approche de partage de couple. Le contrôleur propose est testé au niveau de simulations numériques qui sont également présentés.Dans le quatrième chapitre, une nouvelle approche de modélisation du MRV est utilisée pour concevoir le contrôleur. Dans ce scénario, on suppose que l'ensemble de l'état et tous les paramètres physiques sont disponibles, cette approche est pensée pour être adapté au contrôleur basé sur observateur, recherche qui est en cours de développement. Le contrôleur est composé de deux boucles, également que celui qui a été mentionné précédemment. Ce contrôleur est sélectionné parce qu'il est approprié pour le contrôle d'équivalence vraie, qui il s'agit de remplacer les «mesures physiques» provenant d'un capteur par les «observations» provenant d'un observateur. La mise en oeuvre numérique est effectuée sur Simulink de Matlab.Enfin, dans le chapitre cinq, les résultats expérimentaux qui ont été effectués pour évaluer la performance des contrôleurs proposés -ce sont les PI2D et adaptatif PI2D pour le modèle simplifie ainsi que le PID pour le nouveau approche de modélisation- sont présentés. Dans la première partie, une brève description de la construction du banc de tests utilisé est présenté ainsi que quelques-unes caractéristiques techniques. Trois différentes profils de vitesse sont imposées à chacun des contrôleurs proposés -ce sont la tangente hyperbolique, la rampe saturée et la référence sinusoïdal- et de bonnes résultats sont obtenus en considérant que la variable contrôlée est la vitesse. Le dernier chapitre correspond aux conclusions de la recherche effectuée ainsi qu'aux travaux futurs
In this thesis dissertation we present the design, stability analysis, numerical simulations and physical experiments of different controllers designed to drive the mechanical velocity of the switched reluctance motor (SRM). In the First and Second Chapters a brief description of the physics and construction of the SRM is presented, as well as the problem of control to be aboard, that is the velocity sensorless control of motors and the state of the art of this problem. The proposed solution is introduced and a summary of the published papers as well as the contribution are also presented.In the Chapter number three is presented the velocity sensorless and adaptive control of the SRM. It is assumed, in a first stage, that only mechanical velocity is unknown, uniform exponential stability of the errors is achieved in this scenario. In a second stage, conditions are stressed and in addition to the velocity, physical parameters are also assumed unknown, uniform asymptotical stability is achieved in this case and parameters estimation is guaranteed under a persistence of excitation condition. This controller consists of two loops, an internal loop based on a PI2D–type controller which is of particular interest given it is free-model; this loop drives the mechanical variables –that is position and velocity- towards a desired reference. An external control loop takes the electrical current towards a ‘’virtual” current reference which is generated based on a torque share approach. The controller is tested on numerical simulations, which are also presented.In the fourth chapter, a new approach on the modeling of the SRM is utilized to design the controller, in this scenario is assumed that the whole state and all the physical parameters are available, however this approach is thought to be suitable to observer based controller, whose ongoing research is being performed. The controller is composed by two loops, similarly to the one mentioned previously. This controller is selected because it is suitable for certainty equivalence control, that is, to substitute the “measurements” by the “observations” coming from a virtual sensor. Numerical implementation is performed on Simulink of Matlab.Finally, in the Chapter five, the experimental results carried out to evaluate the performance of the proposed controllers are presented, these are the PI2D and the adaptive PI2D controllers for the simplified model and the $PID$ controller for the novel modeling approach. In the first part, a brief description of the construction of the utilized bench is presented as well as the some technical characteristics. Three different velocity profiles were imposed to each of the overmentioned controllers –these are the so called smooth step, the saturated ramp and the sinusoidal reference- and good results, considering that the controlled variable is the velocity, were obtained. The last chapter corresponds to the conclusions of the performed research as well as to the future work

Notre thèse explore les facteurs de risque et les modèles des facteurs sur le marché boursier chinois A-share. Notre étude est basée sur le contexte du modèle facteur de Fama-French (FF). Tout d'abord, au chapitre 1, nous réexaminons l'applicabilité du Modèle Fama-French à Trois Facteurs (FF3F) et du dernier Modèle Fama-French à Cinq Facteurs (FF5F), compte tenu de plusieurs caractéristiques spéciales du marché boursier chinois. Les résultats empiriques montrent que le Modèle FF3F peut expliquer la majorité des variations de séries chronologiques des rentabilités des actions chinoises A-share. Au cours de la période d'échantillonnage, le marché bêta et le facteur SMB sont des déterminants importants pour expliquer la variation transversale des rentabilités des actions, cependant nous ne trouvons aucune prime de valeur. D’après la comparaison des performances des modèles FF3F et FF5F en présence de facteurs de rentabilité et d'investissement, le Modèle FF5F ne semble pas capturer plus de variations de rentabilités espérées que le modèle à trois facteurs, à l'exception des six portefeuilles pondérées en valeurs qui formés à partir de la taille et de la rentabilité opérationnelle.Dans le chapitre 2, nous examinons si les facteurs FF, SMB et HML, sont des proxys d'innovations de variables d'état sélectionnées (rendement de dividende agrégée, taux de T-bonds en un mois, l’écart de terme et l’écart de défaut) qui décrivent, sur la période recherche, les opportunités futures d'investissement sur le marché boursier chinois A-share. Les régressions chronologiques et les régressions des séries transversales sont réalisées sur cinq modèles comparatifs en utilisant l'approche à deux étapes Fama-MacBeth. Les facteurs FF ne perdent pas leur pouvoir explicatif, avec ou sans la présence des innovations des quatre variables d’états sélectionnées, à la fois dans les examens de séries chronologiques et les examens transversaux. Nous trouvons que l'information contenue dans l'innovation de rendements de dividende agrégés semble totalement capturée par la combinaison du marché bêta et du facteur de taille. Les facteurs FF ont pu jouer un rôle limité de capturer d'opportunités d'investissement alternatives représentées par les innovations des quatre variables d'état sélectionnées.Dans le chapitre 3, nous étudions si les facteurs FF sont des proxys de facteurs de risque de détresse et si différentes méthodes de construction des facteurs entraînent des résultats différents. Les résultats empiriques suggèrent qu'il n'y a pas de preuve significative que les facteurs FF représentent un risque de détresse sur le marché boursier chinois A-share. En comparant les résultats des régressions des séries chronologiques à partir de deux méthodes différentes, la performance du facteur de risque de détresse basé sur le DLI semble légèrement meilleure que celui basé sur le O-score. Cependant, le facteur de risque de détresse n'est pas un déterminant important des rentabilités transversales moyennes, et les facteurs FF ne peuvent pas représenter le facteur de risque de détresse dans la section transversale du marché boursier chinois A-share
This dissertation is to explore the risk factors and factor models on Chinese A-share stock market based on the context of Fama-French (FF) factor model. First of all, chapter 1 re-examines the applicability of Fama-French Three-Factor (FF3F) Model and the latest Fama-French Five-Factor (FF5F) Model considering several special features of Chinese stock market. FF3F Model can explain a majority of time-series variation of the Chinese A-share stock returns. The market beta and SMB are important determinants in explaining the cross-sectional variation in the average stock returns over the sample period; however, we find no value premium. Comparing the performance of both FF3F Model and FF5F Model on Chinese A-share stock market, in the presence of profitability and investment factors, FF5F Model seems not capture more variations of expected stock returns than the three-factor model except the six value-weighted portfolios formed on size and operating profitability.Chapter 2 examines whether FF factors SMB and HML proxy for the innovations of selected state variables (aggregate dividend yield, one-month T-bill rate, term spread and default spread) that describe future investment opportunities on Chinese A-share stock market during the research period. Both time-series and cross-sectional regressions are performed on five comparative models using Fama-MacBeth two-stage approach. FF factors don’t lose their explanatory power with or without the presence of the innovations of selected four state variables in both the time-series and cross-sectional examinations. We find that the information contained in innovation of aggregate dividend yields seems totally captured by the combination of market beta and size factor. FF factors might have played a limited role in capturing alternative investment opportunities proxied by innovations of the selected four state variables.Chapter 3 investigates whether FF factors proxy for distress risk factor and whether different methods of constructing factors result in the different outcomes. The empirical results suggest that there is no significant evidence that FF factors are proxying for distress risk on Chinese A-share stock market. Comparing the time-series regression results by using two different methods, the distress risk factor constructed based on DLI seems to perform slightly better than that constructed based on O-score in capturing time-series average returns. However, the distress risk factor is not an important determinant of cross-sectional average returns, and FF factors cannot proxy as distress risk factor in the cross-section on Chinese A-share stock market

La connaissance de la dynamique d'un véhicule et de son environnement est un enjeu majeur. L'objectif de cette thèse est de développer des observateurs d'état permettant d'estimer des variables liées à l'adhérence du contact pneumatique/chaussée. Différentes méthodes d'observation sont proposées afin de reconstruire les efforts des pneumatiques et l'angle de dérive d'une automobile. Ces algorithmes d'estimation sont conçus pour être fonctionnels en cas de situation de conduite critique, notamment lors de fortes accélérations latérales ou lorsque l'adhérence de la chaussée varie. Outre une description des techniques d'observation mises en oeuvre, cette étude présente d'importantes phases de validation par la simulation et l'expérimentation. Ce travail a abouti à la conception d'un module temps réel embarqué qui a pu être évalué relativement à des mesures des forces des roues
Estimation of vehicle-dynamic variables is essential for safety enhancement, in particular for braking and trajectory-control systems. The aim of this thesis is to develop state observers for the estimation of variables linked to tire-road friction. Different estimation methods are proposed in order to reconstruct tire-road forces and vehicle sideslip angle. The estimation algorithms are constructed so as to be functional in critical driving situations, notably for weak lateral accelerations and road friction changes. In addition to estimation methods, this thesis presents a substantial number of observer evaluations, performed in simulations and in experiments. The estimation process was integrated in an experimental vehicle, and was tested in real time, particularly in relation to wheel force measurements

L’objectif de cette thèse, est de développer des lois de commande et un observateur de dévers, pour le diagnostic des situations critiques, cette application est connue sous le nom "diagnostic de rupture d’un itinéraire", elle consiste à identifier la vitesse limite de franchissement d’une infrastructure. Cette vitesse est mise en évidence par un fonctionnement du véhicule dans les zones non-linéaires. L’exploration vers la dynamique limite requière un modèle réaliste d’un véhicule réel. La première phase de ce travail, consiste à concevoir des commandes pour extrapoler le comportement du modèle du véhicule. Plusieurs lois sont proposées et validées, certaine d’entres elles contrôlent le véhicule via l’angle de braquage, d’autres contrôlent le véhicule à la fois via le couple de braquage et le couple de traction à la roue. La deuxième phase est l’estimation du dévers de la chaussée par un observateur à entrée inconnue, ceci dans le but de rendre la trajectoire plus réaliste et de tenir compte des effets de ce dernier sur le comportement dynamique du véhicule. La troisième phase présente l’extrapolation du comportement du véhicule, observé lors d’un passage en sollicitations modérées, vers une perte de contrôle virtuelle, cette extrapolation est réalisée en utilisant plusieurs instances du modèle dynamique exécutées avec des vitesses incrémentées, ces modèles sont pilotés par des lois de commande et couplés à l’observateur du dévers. La dernière phase est consacrée à l’étude et à l’analyse des sorties des modèles extrapolés, en utilisant des critères de détection de la dynamique limite du véhicule. Cette phase permettra la détection des situations dangereuses ou/et l’enrichissement des bases de données routières. Cette étude présente d’importantes phases de validation expérimentale des modèles du véhicule, des lois de commande et de l’observateur en utilisant les données expérimentales du véhicule prototype Peugeot 307 développé par l’INRETS-MA, ainsi que les données expérimentales dévers des véhicules VANI et PALAS2. Ce travail a abouti à la conception des modules (commandes et observateur) opérant en temps réel
The aim of this thesis is to develop control laws and road bank angle estimation, for the diagnosis of critical situations, this application is known as "Itinerary Rupture DIagnosis", which aims to evaluate the physical limits of a vehicle negotiating a bend, these limits are highlighted when the vehicle operating in the non-linear areas. The exploration to the limit dynamic requires a realistic model of a real vehicle. The first step of this work, is to design linear and non linear control laws, to extrapolate the behaviour of the vehicle model. Several control laws are proposed and validated, some of them control the vehicle via the steering angle, further at the same time control the vehicle via the steering torque and the wheel traction torque. The second step is dedicated for the estimation of the road bank angle using an unknown input sliding mode observer, this in order to make the trajectory more realistic and take into account the effects of this angle on the dynamic behaviour of the vehicle. The third step presents the speed extrapolation tests, starting from a normal driving situation, towards a virtual loss of control, this extrapolation is performed using several instances of a dynamic model run with incremented speeds, these models are controlled by control laws and coupled with road bank angle observer. The last step is devoted to the study and analysis of extrapolated output models, using detection criteria on the limit vehicle dynamics. This phase will allow the detection of dangerous situations and/or save them in the accident road databases. This study provides an important experimental validation phases of the vehicle models, control laws and observer. This validation is performed using experimental data acquired by prototype vehicle Peugeot 307 developed by INRETS-MA, and the bank angle experimental data of the two vehicles VANI and PALAS2. This work led to the design of modules (commands and observer) operating in real time

Les études menées permettent de prendre en main un système depuis l'identification jusqu'à la commande robuste des systèmes non entiers. Les principes de la platitude permettent de parvenir à la planification de trajectoire à condition de connaître le modèle du système, d'où l'intérêt de l'identification des paramètres du système. Les principaux travaux de cette thèse concernent l'identification de système par modèles non entiers, la génération et la poursuite robuste de trajectoire par l'application des principes de la platitude aux systèmes non entiers. Le chapitre 1 rappelle les définitions et propriétés de l'opérateur non entier ainsi que les diverses méthodes de représentation d'un système non entier. Le théorème de stabilité est également remémoré. Les algèbres sur les polynômes non entiers et sur les matrices polynômiales non entières sont introduites pour l'extension de la platitude aux systèmes non entiers. Le chapitre 2 porte sur l'identification par modèle non entier. Après un état de l'art sur les méthodes d'identification par modèle non entier, deux contextes sont étudiés : en présence de bruit blanc et en présence de bruit coloré. Dans chaque cas, deux estimateurs optimaux (sur la variance et le biais) sont proposés : l'un, en supposant une structure du modèle connue et d'ordres de dérivation fixés, et l'autre en combinant des techniques de programmation non linéaire qui optimise à la fois les coefficients et les ordres de dérivation. Le chapitre 3 établit l'extension des principes de la platitude aux systèmes non entiers. La platitude des systèmes non entiers linéaires en proposant différentes approches telles que les fonctions de transfert et la pseudo-représentation d'état par matrices polynômiales est étudiée. La robustesse du suivi de trajectoire est abordée par la commande CRONE. Des exemples de simulations illustrent les développements théoriques de la platitude au travers de la diffusion thermique sur un barreau métallique. Enfin, le chapitre 4 est consacré à la validation des contributions en identification, en planification de trajectoire et en poursuite robuste sur un système non entier réel : un barreau métallique est soumis à un flux de chaleur.

L'ajustement du modèle Hydrotel pour la prévision sur le bassin versant de la rivière chaudière a été effectué pour la période de mars à décembre 1990. L'approche utilisée est celle qui consiste à minimiser les erreurs dues aux données météorologiques lorsque l'on suppose, pour des fins algorithmiques et ce tenter aucune démonstration, que les erreurs liées au modèle et à la description du bassin ont été prises en compte ; dans la mesure du possible, lors de l'étalonnage du modèle sur le bassin. Notre hypothèse est que la capacité prévisionnelle d'Hydrotel est améliorée par l'utilisation des données hydrométéorologiques corrigées, tel que l'écart entre les valeurs observées et estimées, qui est réinjecté à l'entrée du modèle. L'amélioration est, par ce fait, obtenue en ajustant artificiellement les coefficients affectés aux sollicitations météorologiques pour que les débits simulés soient le plus près possible des plus récents débits observés. Comme critère et stratégie pour la minimisation des écarts entre les apports simulés et observés, une fonction objective est définie. C'est une fonction implicite des coefficients d'ajustement des précipitations, des températures et des réserves en eau du sol. Les raisons qui ont motivé le choix du modèle, les avantages et les désavantages d’Hydrotel sont présentés. Les caractéristiques physiques et hydroclimatiques du bassin versant de la Chaudière sont analysées. Les résultats obtenus montrent le caractère opérationnel de cette approche très simple. Selon les saisons, les caractéristiques des crues sont particulièrement sensibles au coefficient d'ajustement des précipitations et bien moins aux coefficients de température locale de l'atmosphère et de teneur en eau du sol du bassin versant. Le calage numérique des coefficients d'ajustements sur chaque crue au cours de la période d'étude permet d'étudier leur évolution temporelle. D'autre part, le coefficient de corrélation des droites de régression permet de trouver la meilleure fourchette des valeurs des coefficients affectés aux données météorologiques minimisant ainsi l'écart, par rapport à l'hydrogramme observé, du volume de la crue prévue ou l'importance de l'écart de pointe de crue. Les débits simulés se rapprochent des débits observés d'une façon satisfaisante, particulièrement en période de forts débits. Les ajustements établis à pas de temps journaliers ont permis des prévisions satisfaisantes et apportent une possibilité d'une correction continue, toutefois l'implantation d'Hydrotel sur le bassin de la rivière Chaudière qui a été utilisés a une légère tendance à sous-estimer le début des crues et à surestimer la décrue. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : ajustement, mise à jour, modèle, hydrologie, simulation, hydrogramme, Hydrotel, variables d'état, fonction objectif.

Bien que des émotions soient rapportées dans une vaste majorité de rêves, nous en savons encore peu sur les facteurs qui expliquent les variations d’une nuit à l’autre et d’une personne à l’autre dans l’expérience affective des rêves. Nous avons examiné la relation entre des variables de trait et d’état à l’éveil en testant des modèles multiniveaux destinés à prédire la valence affective des rêves de tous les jours. Des participants de la population générale ont complété des mesures de personnalité et d’historique de traumatismes, suivies de trois semaines de questionnaires quotidiens sur leur rappel de rêves, la valence des émotions rêvées, ainsi que leurs niveaux de stress perçu dans la journée et avant le coucher. Les effets intra-individuels étaient responsables d’une majorité de la variance en valence émotionnelle des rêves. L’anxiété de trait était la seule variable à prédire de façon statistiquement significative la valence émotionnelle des rêves au niveau inter-individuel. En accentuant le besoin de mesures plus affinées dans ce domaine de la recherche sur les rêves, nos résultats font ressortir des limites et biais méthodologiques associés à l’estimation rétrospective de l’affect général à l’éveil et en rêve, en plus de mettre en évidence des variables d’état qui pourraient mieux expliquer la variance intra-individuelle des émotions vécues dans les rêves de tous les jours.
Although emotions are reported in a large majority of dreams, little is known about the factors that account for night-to-night and person-to-person variations in people’s experience of dream affect. We investigated the relationship between waking trait and state variables and dream affect by testing multilevel models intended to predict the affective valence of people’s everyday dreams. Participants from the general population completed measures of personality and trauma history followed by a three-week daily journal in which they noted dream recall, valence of dreamed emotions, as well as their level of perceived stress for the day and prior to sleep onset. Within-subject effects accounted for most of the variance in the reported valence of dream affect. Trait anxiety was the only variable that significantly predicted dream emotional valence at the between-subjects level. While highlighting the need for more fine-grained measures in this research field, our results point to methodological limitations and biases associated with retrospective estimates of general dream and waking affect, and bring into focus state variables that may best explain observed within-subject variance in emotions experienced in everyday dreams.