Letteratura scientifica selezionata sul tema "Commande fréquentielle"

L'objectif de cette etude est d'ameliorer les performances d'un procede d'elaboration de monocristaux en synthetisant une loi de commande de type hinfini. Le cristal est elabore par la methode du cristal flottant. Notre interet s'est porte exclusivement sur la phase croissance du cristal. Pour eviter les formations de dislocations dans le cristal, le gradient thermique doit etre controle pendant toute cette phase. Cette these se scinde en trois parties: dans un premier temps, nous proposons un correcteur de tendance pour asservir la puissance rayonnee par un laser co#2. Par la suite, ce laser est utilise comme actionneur du procede. Ensuite, une methode d'identification frequentielle, particulierement adaptee a la synthese d'un correcteur robuste, est developpee pour determiner un modele nominal et ses incertitudes. Prealablement, nous proposons une solution pour attenuer le principal inconvenient inherent a l'analyse frequentielle d'un systeme i. E. Le temps d'experimentation. Enfin, plusieurs correcteurs robustes a deux degres de liberte, satisfaisant des objectifs de poursuite et de regulation, sont elabores puis implantes sur le procede. Ils permettront d'une part d'ameliorer la qualite cristalline et d'autre part de modifier les proprietes optiques du cristal

La problématique traitée dans cette thèse concerne la commande de robots manipulateurs à articulations flexibles. Les méthodes développées visent à satisfaire les spécifications de performance et de robustesse en suivi de trajectoire, ainsi qu'à assurer un niveau de sécurité compatible avec un scénario de fonctionnement interactif dans lequel l'homme et le robot partagent un même espace de travail. Seules les mesures moteur sont utilisées dans un contexte d'instrumentation réduite. Le premier objectif de performance de la commande de mouvement est atteint grâce à l'identification expérimentale d'un modèle flexible représentatif du système, et l'usage de ce modèle pour la synthèse de lois de commande avancées intégrées au sein d'une structure cascade. Deux approches complémentaires fondées d'une part sur la commande prédictive de type GPC (Generalized Predictive Control), et d'autre part sur la commande Hinfini, sont considérées pour la synthèse de lois de commande à deux degrés de liberté, prédictives et robustes. Les performances de ces deux approches sont analysées et évaluées expérimentalement. Le deuxième objectif de sécurité est abordé à travers un algorithme de détection de collisions du robot avec son environnement, sans capteur d'effort et en présence d'incertitudes de modélisation. Afin de séparer efficacement les effets dynamiques des collisions de ceux des erreurs de modélisation, une stratégie adaptative de filtrage et de décision tenant compte de l'état du système est proposée. La validation expérimentale montre une très bonne sensibilité de détection, compatible avec les normes et les recommandations de sécurité relatives à la robotique collaborative.

Cette thèse porte sur la modélisation, la réduction et la commande des grands systèmes électriques.En terme de modélisation et de réduction, l'objectif principal est de développer une méthode de réduction des modèles dynamiques des systèmes électriques. Cette réduction a pour objet de répondre à une situation particulière dans laquelle toutes les données du système à réduire ne sont pas connues.En terme de commande, l'objectif est la conception de commandes robustes coordonnées pour répondre aux nouvelles contraintes des grands systèmes électriques. Ces approches doivent respecter trois niveaux de coordination et deux nouvelles contraintes. Les trois niveaux de coordination concernent la prise en compte simultanée des oscillations électromécaniques interzones et locaux, la coordination de la synthèse de régulateurs pour plusieurs alternateurs, et la coordination du réglage des paramètres (gains et constantes de temps) des régulateurs de tension (les boucles stabilisatrices PSS) avec le réglage des paramètres des régulateurs de turbine des alternateurs. Les contraintes sont liées à la stabilité et la robustesse des régulateurs proposés.

Cette thèse traite de l'identification des paramètres dynamiques des robots, en s'appuyant sur les méthodes d'identification en robotique, qui utilisent le modèle dynamique inverse, ou le modèle de puissance, ou le modèle d'énergie du robot. Ce travail revisite le modèle d'énergie en exploitant le caractère intégral des fonctions modulatrices appliquées au modèle de puissance du robot. En outre, les procédures d'intégration sont analysées dans le domaine fréquentiel, et certains groupes de fonctions modulatrices sont sélectionnés afin d'offrir un bon comportement de filtre passe-bas. Ensuite, l'introduction d'un différentiateur algèbrique récemment développé est proposé, nommé différentiateurs de Jacobi. L'analyse est effectuée dans le domaine temporel, et dans le domaine fréquenciel, ce qui met en évidence la propriété de filtrage passe bande et permet de sélectionner les paramètres des différentiateurs. Puis, ces différentiateurs sont appliqués avec succès à l'identification de robot, ce qui prouve leur bonne performance. Les comparaisons entre les différents modèles d'identification, les différenciateurs, les techniques des moindres carrés sont présentées et des conclusions sont tirées dans le domaine de l'identification de robot
This thesis discusses the identification issues of the robot dynamic parameters. Starting with the well-known inverse dynamic identification model, power and energy identification models for robots, it extends the identification model from an energy point of view, by integrating modulating functions with robot power model. This new identification model avoids the computation of acceleration data. As well, the integration procedures are analyzed in frequency domain so that certain groups of modulating functions are selected in order to offer a good low-pass filtering property. Then, a recently developed high order algebraic differentiator is proposed and studied, named Jacobi differentiators. The analyses are done in both the time domain and in the frequency domain, which gives a clear clue about the differentiator filtering property and about how to select the differentiator parameters. Comparisons among different identification models, differentiators, least square techniques are presented and conclusions are drawn in the robot identification issues

Le travail de cette thèse s'inscrit dans le cadre du développement de la méthodologie CRONE (Commande Robuste d'Ordre Non Entier) multivariable. Il porte plus précisément sur la simplification de sa mise en oeuvre pour la synthèse de régulateurs multivariables robustes, avec une application au contrôle de bancs d'essais moteur haute dynamique, notamment ceux développés par l'entreprise D2T. Le premier chapitre présente les différents types de bancs d'essais, leur fonctionnement et leur problématique. Le deuxième chapitre présente tout d'abord une modélisation physique simple des bancs d'essais qui en permet ensuite leur simulation, puis est dédié à leur identification fréquentielle avec une application à un banc d'essais équipé d'un moteur Diesel. Le troisième chapitre présente la méthodologie CRONE multivariable et différents développements permettant d'en simplifier la mise en oeuvre notamment grâce à l'optimisation d'un nouveau paramètre. Illustrant ces développements, la boite à outils CRONE multivariable qui a été développée est alors utilisée pour la synthèse de la loi de commande d'une maquette de banc d'essais constituée de deux moteurs asynchrones. Finalement, le quatrième chapitre est dédié à la validation des développements présentés par leur application à un banc d'essais haute dynamique équipé d'un moteur Essence. Ce chapitre présente également les différents outils logiciel développés pour faciliter l'intégration de la méthodologie CRONE full MIMO aux produits D2T
The work presented in this Thesis is part of the CRONE (robust control with fractional integration order) multivariable methodology development. It deals with the simplification of the robust multivariable control system implementation with application to the control of high dynamic engine test-benches, including those developed by the D2T company. The first chapter introduces different kind of test-benches and gives a general idea about how those systems work while explaining their problems. While the first part of chapter II presents a simple method for test-benches modeling which then allows their simulation, the second part is dedicated to their frequency-domain system identification. The defined identification procedure is applied to a test-bench equipped with a Diesel engine. The third chapter presents the CRONE multivariable methodology and different developments to simplify its use. Reflecting these developments, the developed CRONE multivariable toolbox is used to design a control system for a test-bench consists of two asynchronous motors. The fourth chapter is dedicated to validate the presented work by applying these developments to a high dynamic test-bench with a spark ignition engine. This chapter presents the various software tools developed to simplify the implementation to D2T products of the CRONE full MIMO methodology

Cette thèse traite de la gestion d'énergie (EMS) pour une source hybride composée d'une pile à combustible (PaC), d'un supercondensateur (SC) et d'une batterie, destinée à un drone de grande endurance. L'objectif principal est de limiter les variations de courant demandées à la PaC. Après avoir analysé les enjeux énergétiques dans l'aéronautique et les technologies d'hybridation, l'étude explore différentes architectures et modèles énergétiques afin d'optimiser la durée de vie des sources, notamment de la PaC.Trois stratégies EMS ont été examinées. La première est la stratégie fréquentielle fixe, qui utilise une fréquence de coupure constante pour séparer les basses et hautes fréquences. La deuxième stratégie, dite adaptative, fait varier la fréquence de coupure en fonction de l'état de charge du SC, permettant une meilleure gestion des variations de courant de la charge. Enfin, la stratégie de commande H-infini ajuste la répartition énergétique entre les sources selon des contraintes de performance spécifiques.Les résultats montrent que la stratégie fréquentielle adaptative permet de réduire significativement les variations de courant demandées à la PaC, avec une diminution allant jusqu'à 45 % sur certains cycles, ce qui peut prolonger sa durée de vie. Les premiers essais de réglage avec la méthode H-infini n’ont pas permis d’améliorer davantage les résultats. Les tests en simulation et sur banc confirment les résultats, mais une étude plus approfondie sur le vieillissement des PaC serait nécessaire pour estimer précisément les gains en termes de durée de vie
This thesis addresses energy management strategies (EMS) for a hybrid source composed of a fuel cell (FC), a supercapacitor (SC), and a battery, intended for a long-endurance drone. The main objective is to limit the current variations requested from the FC. After analyzing the energy challenges in the aviation sector and hybridization technologies, the study explores different architectures and energy models to optimize the lifetime of the sources, particularly the FC.Three EMS strategies were examined. The first is the fixed-frequency strategy, which uses a constant cutoff frequency to separate low and high frequencies. The second, known as the adaptive strategy, varies the cutoff frequency based on the SC’s state of charge, allowing better management of current variations from the load. Finally, the H-infinity control strategy adjusts the energy distribution between the sources according to specific performance constraints.The results show that the adaptive frequency strategy significantly reduces the current variations demanded from the FC, with a reduction of up to 45 % on certain cycles, potentially extending its lifespan. On the other hand, the H-infinity control strategy proved to be less efficient and requires further optimization. Tests in both simulation and on a test bench confirm these findings, but a more detailed study on FC aging would be necessary to accurately estimate the gains in lifetime

Cette thèse constitue une contribution par une approche systémique à trouver des voies d'intégration des systèmes pile à combustible pour constituer des électro-générateurs simples, efficaces et fiables. En effet, l'étude propose une méthodologie de développement de commande et gestion d'énergie en ligne de systèmes hybrides ayant une pile à combustible comme source principale et comme élément de stockage des supercondensateurs. La première phase de l'étude a cherché à représenter et caractériser le comportement électrique, à la fois statique et dynamique du générateur pile à combustible sous des sollicitations variables et variées. Ceci a permis de justifier l'utilisation d'une assistance pour pallier les limites intrinsèques du générateur pile à combustible, ici en l'occurrence des superconcensateurs. L'introduction d'un organe de stockage intermédiaire peut ainsi être réalisée par un nombre important d'architectures différentes, l'analyse de leur comportement électrique a conduit au choix des structures à étudier. En s'appuyant sur ce choix, la deuxième étape a amené à construire des algorithmes de commande et gestion d'énergie. Deux méthodes ont été employées. La première se fonde sur la représentation énergétique macroscopique REM. Elle a permis de mettre en exergue les degrés de liberté explicites et implicites des deux structures. L'identification des chaînes de réglage agissant sur les objectifs et contraintes des 2 systèmes a facilité la mise au point de structures de commande basées sur les règles d'inversion de la REM. De même, la commande passive a été envisagée pour les garanties de stabilité qu'elle apporte intrinsèquement. Au travers d’un algorithme différent, la même souplesse de réglage a pu être assurée. En plus, une stratégie de gestion de saturations et limites du système a été mise en place, visant à piloter les fonctionnements extrêmes. Une part importante du travail a été consacrée à la réalisation d'un banc d'essai expérimental reconstituant l'électro-générateur hybride à pile à combustible. L'exploitation de ce moyen d'essai a permis de tester les différentes architectures du système, mais aussi de valider le modèle et lois de commande et gestion d'énergie du système développés au cours de la thèse
This thesis constitutes a contribution by a systemic approach to find ways of fuel cell systems integration to form simple, effective and reliable electro generators. Indeed, the study proposes a development methodology of control and on-line energy management of hybrid systems having a fuel cell as main source and as element of storage of supercondensers. The first phase of the study tried to represent and to characterize the electric behaviour, at once static and dynamic of the fuel cell generator under variable and varied requests. This allowed to justify the use of an assistance to palliate the fuel cell generator limits. The introduction of an intermediate storage organ can be so realized by a significant number of different architectures, the analysis of their electric behaviour led to the choice of the study structures. By leaning on this choice, the second stage brought to build command algorithms and energy management. Two methods were used. The first one founded on the macroscopic energy representation REM. She allowed to highlight the explicit and implicit freedom degrees of both structures. The regulation chains identification acting on the objectives and the constraints of 2 systems facilitated the development of command structures based on the inversion rules REM. Also passivity based control was envisaged for the stability guarantees which it brings intrinsically. Through a different algorithm, the same flexibility of regulation was able to be assured. Besides, a management strategy of saturations and limits of the system was set up, to pilot the extreme functionings. An important part of the work has consisted in setting up a test bench - representative of considered hybrid fuel cell system. Thanks to this experimental means, allowed to test the various architectures of the system, but also fuel cell model and control laws developed during the thesis have been validated

Dans la plupart des problèmes de synthèse, la loi de commande obtenue doit répondre simultanément à des critères réquentiels et temporels en vue de satisfaire un cahier des charges précis. Les derniers développements des techniques de synthèse Hinf de contrôleurs structurés permettent d'obtenir des lois de commande satisfaisant des critères fréquentiels multiples. En revanche, la synthèse de loi de commande satisfaisant une contrainte temporelle sur une sortie ou un état du système est plus complexe. Dans ce travail de thèse, la technique OIST est considérée pour ce type de contraintes. Elle consiste à saturer la sortie du contrôleur dès que la contrainte n'est plus vérifiée afin de restreindre l'ensemble des sorties admissibles. Initialement formulée pour les systèmes linéaires connus dont l'état est mesuré, la technique OIST peut être généralisée pour permettre de considérer des systèmes incertains. C'est l'extension OISTeR qui est proposée dans ce travail. Elle utilise les données d'un observateur par intervalles pour borner de manière garantie le vecteur d'état. La théorie des observateurs par intervalles a récemment fait l'objet de nombreux travaux. La méthode la plus rapide pour obtenir un observateur par intervalles d'un système donné est de considérer un système intermédiaire coopératif dans de nouvelles coordonnées. Une nouvelle technique de détermination de ces nouvelles coordonnées, intitulée SCorplO, est proposée dans ce mémoire. L'ensemble des techniques présentées est appliqué au contrôle d'un lanceur flexible durant son vol atmosphérique, en présence de rafales de vent et sous contrainte temporelle sur l'angle d'incidence
Ln control design problems, both frequency- and time-domain requirements are usually considered such that the resulting control law satisfies the specifications. Novel non-smooth optimization techniques can be used to achieve multiple frequency-domain specifications over a family of linear models. However, enforcing time-domain constraints on a given output or state is more challenging Since translating them into frequency-domain requirements may be inaccurate. This motivates the study of an additional approach to the Hinf control design techniques. When time-domain constraints are satisfied, the nominal control law reduces to a controller satisfying the frequency-domain constraints. Upon violation of the ime-domain constraint, an additional tool named OIST is used to saturate the controller output so as to restrict the reachable set of the constrained system output. Stability guarantees are obtained for minimum phase systems. Further developments proposed therein allow the consideration of uncertain systems With incomplete state measurements. This is he OISTeR approach. The method uses certified bounds on the considered system state as provided by an interval observer. he theory of interval observers is well-established. ln the case of linear systems, the most common approach is to consider an intermediate cooperative system on which the interval observer can be built. The novel SCorplO design method proposed in this work is used to compute such cooperative representation. ln this thesis, the considered application is the atmospheric control of a flexible launch vehicle under a time-domain constraint on the angle of attack and in the presence of wind gusts

Dans ce mémoire, nous nous sommes intéressés aux problèmes d'estimation, de filtrage H-infini mais aussi à la commande via un observateur dans les domaines temporel et fréquentiel, aussi bien pour les systèmes linéaires standards que pour les systèmes algébro-différentiels plus généraux appelés systèmes singuliers. Le fil conducteur de notre démarche a été de proposer des résultats facilement implémentables et de couvrir la classe la plus large possible des systèmes linéaires. Ainsi, nous avons commencé notre travail en proposant des méthodes de synthèse d'observateurs à entrées inconnues pour des systèmes sans et avec retard, sujet à des entrées totalement inconnues. Nous cherchons ici à éliminer l'effet des entrées inconnues sur la dynamique de l'erreur d'observation. La synthèse temporelle est basée sur des LMIs permettant de dé- terminer la matrice de gain paramétrant toutes les matrices de l'observateur. L'approche LMI est en fait déduite de différents lemmes bornés qui eux mêmes se basent sur l'approche Lyapunov. La synthèse fréquentielle est déduite de celle temporelle en proposant des MFDs judicieuses et en utilisant l'approche de factorisation. Ensuite, nous avons proposé des filtres qui permettent d'assurer, en plus de la stabilité, un critère de performance H-infini, c'est à dire que nous cherchons à atténuer l'effet des perturbations, supposées être inconnues mais à énergie bornée, sur la dynamique de l'erreur d'estimation. L'un des principaux apports de nos travaux, a été de proposer une nouvelle écriture de la dynamique de l'erreur d'estimation sous forme singulières afin de contourner le problème de l'apparition de la dérivée des perturbations dans la dynamique de l'erreur d'estimation. Ainsi, nous sommes arrivés à relaxer les contraintes qui existent généralement sur les matrices des filtres non biaisés synthétisés ; c'est à dire, des filtres dont la dynamique de l'erreur d'estimation ne dépend pas explicitement de l'état x(t) du système et de l'entrée u(t). La méthode fréquentielle est déduite de celle temporelle en utilisant l'approche de factorisation. Il est à noter que cette description fréquentielle, entrée-sortie, pourra permettre une implémentation aisée dans le domaine fréquentiel lorsque nous nous trouvons dans une situation où celle-ci est la plus indiquée. Enfin, nous nous sommes intéressés à l'application des méthodes d'estimation proposées dans le cadre de la commande. En effet, dans un premier temps, nous proposons une synthèse directe d'une commande basée sur un filtre H-infini directement dans le domaine fréquentiel pour des systèmes linéaires standards. Ensuite, nous nous focalisons sur les systèmes singuliers aussi bien dans le cas continu que discret et nous proposons de déterminer des lois de commande en utilisant un filtre fonctionnel qui satisfait un critère de performance H-infini. En effet, nous cherchons d'abord à calculer le gain de retour d'état qui nous permet de remplir les spécifications du système bouclé (stabilité,...). Puis, nous synthétisons un filtre qui a pour but de fournir en sortie une estimée de ce retour d'état.