Добірка наукової літератури з теми "Commande non linéaire – Logique floue"

La modélisation pluie-débit au pas de temps mensuel, a été étudiée par le biais de quatre modèles qui appartiennent à deux catégories, les modèles conceptuels (modèles à réservoirs), et les modèles basés sur les réseaux de neurones, et la logique floue Les modèles conceptuels mensuels utilisés sont les modèles de Thornthwaite et Arnell et le modèle GR2M, ainsi que deux modèles représentés par les réseaux de neurones à apprentissage supervisé et le modèle neuro-flou qui combine une méthode d'optimisation neuronale et une logique floue. Une application de ces modèles a été effectuée sur le bassin de la Cheffia (Nord-Est Algérien), et a confirmé les performances du modèle basé sur la logique floue. Par sa robustesse et son pouvoir d'extrapolation non-linéaire, ce modèle a donné d'excellents résultats, et représente donc une nouvelle approche de la modélisation pluie-débit au pas de temps mensuel.

La commande floue des systemes monovariables est un sujet tres developpe qui possede un nombre important de resultats theoriques et pratiques. En revanche, la commande floue des systemes multivariables est un sujet peu developpe car l'augmentation du nombre de variables produit une croissance exponentielle du nombre de regles, ce qui complique sa realisation pratique. Le controleur logique naturel, presente dans cette these, constitue une contribution aux travaux de recherche actuels envisageant la construction d'un controleur flou a complexite reduite. L'originalite de ce controleur consiste a contourner l'explosion combinatoire du nombre de regles par la connexion logique d'autant de variables de sortie qu'il sera necessaire en utilisant les t-normes de la logique floue. Dans la premiere partie de cette these, les principes de la logique floue et de la commande floue sont rappeles, ainsi que le probleme de la mise en uvre des controleurs flous. Dans la deuxieme partie, les caracteristiques des principaux controleurs a complexite reduite actuellement disponibles dans la litterature sont analysees et discutees. Dans la troisieme partie, la definition formelle du controleur logique naturel est introduite ainsi qu'une analyse de ses caracteristiques. Des conditions suffisantes de stabilite asymptotique, locale et globale, pour la classe des systemes lineaires sont aussi obtenues. Dans la quatrieme partie, des applications reelles sont discutees en detail. Le degre de robustesse du controleur logique naturel est teste dans le cadre du benchmark de master et cohen. Ensuite, deux applications reelles sont presentees, l'une sur le moteur electrique de l'universite de girona et l'autre sur le prototype academique bille-sur-regle

Dans ce memoire les outils developpes dans le cadre de la commande neurofloue ont permis de resoudre, en simulation, les problemes de la classe des systemes non lineaires continus qu'ils soient mono-dimensionels ou multidimensionels. Apres une phase bibliographique sur les reseaux de neurones artificiels ou nous avons analyses en details les algorithmes d'apprentissage par renforcement et leurs applications et apres un bref apercu sur la theorie de la logique floue, nous avons mis au point une architecture de commande neurofloue bnfc basee sur l'algorithme de la retro propagation pour l'apprentissage pouvant etre interpretee et appliquee suivant un triple cas d'utilisation : d'une maniere numerique, linguistique et lineaire. Nous introduisons egalement le concept d'apprentissage par renforcement pour la commande neurofloue des systemes non lineaires continus, domaine qui a ce jour, a notre connaissance, n'a jamais ete aborde avec succes. En proposant une methodologie generale d'apprentissage basee sur la technique des differences temporelles et l'algorithme de la retro propagation, nous avons mis en evidence une architecture de commande neurofloue bac-nfc qui de la meme maniere peut avoir une triple interpretation. L'application en simulation des deux architectures de commande proposees sur une fonction non lineaire, puis sur un prototype de chaudiere a gaz, demontre ainsi avec les resultats obtenus l'interet de la demarche.

Cette thèse a pour objectif le développement d’une famille de commandes adaptatives robustes par modes glissant pour une large classe de systèmes non linéaires incertains et perturbés. Ainsi, deux lois de commande ont été développées. Dans la première, le modèle du système a été reformulé de telle sorte que toutes les dynamiques inconnues soient regroupées dans une seule fonction et ainsi utiliser un seul approximateur. Dans ce contexte, les réseaux d’ondelettes flous ont été d’abord utilisés vus leurs convergences rapides mais ils ne permettent de donner de bons résultats en présence des informations linguistiques incertaines. Afin de remédier à cela, un système flou de type-2 a été utilisé. Pour assurer la robustesse vis-à-vis des perturbations externes, des incertitudes et erreurs d’approximation, le mode glissant a été proposé. Pour réduire les sollicitations au démarrage au niveau du signal de commande, une surface non-linéaire a été introduite. La loi de commande ainsi construite permet d’assurer la robustesse et la stabilité globale du système bouclé tout en éliminant le phénomène de chattering dans le cas du mode glissant classique. Cependant, le choix des gains de la surface de glissement devient compliqué pour des systèmes d’ordre supérieur à 2. Pour résoudre ce problème, une nouvelle loi de commande par mode glissant a été proposée. L’avantage principal de cette approche réside dans le fait que la surface de glissement a été modifiée de telle sorte que la phase d’approche a été supprimée ce qui rend le système plus robuste et augmente sa vitesse de convergence aux signaux de références. .
This thesis aims to develop a family of adaptive robust sliding modes for a large class of non-linear uncertain and disturbed. Two control laws were developed. In the first, the model system has been reformed such that all the unknown dynamics are combined in one function and then use a single approximation. In this context, fuzzy wavelet networks were first used thanks to their rapid convergence but they don’t give good results in the presence of uncertain linguistic information. To resolve this, a fuzzy system of type-2 was used. To ensure robustness against external disturbances, uncertainty and approximation errors, the sliding mode has been proposed. To reduce the stresses at the start of the signal, a non-linear was introduced. The control law is built to ensure the robustness and overall stability of the closed system in addition to it’s capacity of eliminating the phenomenon of chattering in the case of classical sliding mode. However, the choice of the gains of the sliding surface becomes complicated for systems of order greater than 2. To overcome this problem, a new control law using sliding mode has been proposed. The main advantage of this approach is that the sliding surface has been modified so that the approach has been removed which makes the system more robust and increases its speed of convergence to the reference signal. .

Face à une réglementation de plus en plus stricte vis à vis des émissions de polluants, les constructeurs automobiles développent une nouvelle génération de moteurs essence : les moteurs 4 temps à injection directe. Dans ce mémoire de thèse, une loi de commande globale pour ce type de moteur est proposée. La gestion des deux modes de combustion propre à ce type de moteur est assurée par une structure de commande hiérarchique incluant un niveau de supervision et plusieurs contrôleurs bas niveau. La démarche de conception des lois de commandes bas niveau repose sur l'identification de modèles linéaires par morceaux de sous parties du moteur. Ces modèles sont définis par des règles floues de type Takagi-Sugeno déterminées à partir d'un jeu de données entrée/sortie suivant un algorithme de modélisation floue. Les modèles flous ainsi obtenus sont alors utilisés pour définir des contrôleurs flous non linéaires en utilisant les techniques de commande classique de l'automatique.

Le travail de la thèse traite le problème de suivi de trajectoires des systèmes non linéaires incertains,dont le modèle nominal est construit à l’aide d’un système flou TS (Takagi-Sugeno) de type-2. Cedernier, exploite les modèles locaux du système obtenus par linéarisation autour de certains pointsde fonctionnement. La commande développée est basée sur les modes glissants d’ordre deux avecSuper-Twisting. Nous avons proposé deux systèmes flous type-2 adaptatifs, qui ont comme uniqueentrée la surface de glissement, pour résoudre le problème du calcul de la valeur optimale des gainsde la commande. Des résultats de simulation ont permis de comparer les performances de l’approcheproposée avec la méthode classique. Ensuite, nous avons introduit le concept de l’intégral sliding modepour imposer à priori le temps d’arrivée sur la surface de glissement. Les approches proposées sontgénéralisées aux cas des systèmes multivariables. Plusieurs résultats par simulation et implémentationen temps réel sont présentés pour illustrer les performances des approches développées
This work deals with a fuzzy tracking control design for uncertain nonlinear dynamic system withexternal disturbances and using a TS (Takagi-Sugeno) fuzzy model description. The control is basedon the Super-Twisting algorithm, which is among of second order sliding mode control. Moreover, twoadaptive fuzzy type-2 systems have been introduced to generate the two Super-Twisting signals toavoid both the chattering and the constraint on the knowledge of disturbances and uncertainties upperbounds. These adaptive fuzzy type-2 systems has only one input : the sliding surface, and one output :the optimale values of the control gains, which are hard to compute with the original algorithm.Simulation results are obtained in order to compare the performances of the proposed method tothat given by Levant. Then, we have introduced the integral sliding mode concept to impose inadvance the convergence time and the arrival on the sliding surface. The proposed approaches aregeneralized to the case of multivariable systems. Several results in simulation and in real time usinga benchmark are obtained to validate and to confirm the performances of our contributions

La commande floue est une alternative aux approches proposées par l'automatique classique pour le contrôle des systèmes complexes. Les objectifs de performance du système bouclé et les actions correspondantes sont synthétisés sous la forme de règles d'expertise, qui sont énoncées dans un langage simple. Cette technique permet donc de s'affranchir de l'utilisation de modèles mathématiques parfois difficiles à obtenir. Cette thèse s'inscrit dans la mouvance des travaux actuels avec pour résultats la synthèse de stratégies multivariables et l'application de la commande floue à des systèmes automobiles. Dans une première partie, les principes de la logique floue et de la commande floue sont rappelés. Les origines des non-linéarités de la commande sont explicitées, et l'auteur propose deux simplifications du mécanisme de traitement des règles permettant de réduire les temps de calcul. Dans une deuxième partie, la conception des lois de commande déduites de l'expertise est illustrée sur des exemples. L'acquisition de la connaissance, l'écriture des règles de commande et le réglage du contrôleur sont détaillés. Cette démarche est ensuite mise en œuvre sur deux problèmes de contrôle d'un moteur à injection directe. Les solutions proposées contribuent à l'amélioration du rendement tout en diminuant la pollution et la consommation. Enfin, cette méthode experte est employée pour résoudre un problème multivariable. Les limitations de l'approche précédente conduisent l'auteur, dans une dernière phase, à proposer une nouvelle méthode de conception des contrôleurs flous. Un modèle flou du système est identifié à partir d'un ensemble de mesures. Puis, les règles de commande sont déduites des règles du modèle par une pseudo-inversion. Pour favoriser les échanges d'information entre les experts du domaine et les automaticiens, les règles restent simples et explicites. Cette méthode est ensuite évaluée sur des systèmes monovariables et multivariables.

Ce travail traite du problème de suivi de trajectoire (Tracking) pour les systèmes non linéaires incertains et perturbés décrits par les modèles flous de type TS (Takagi Sugeno). Une problématique récurrente dans ce type de problème concerne les transformations matricielles pour l'obtention des conditions en terme de LMI (Linear Matrix Inequality), en l'occurrence, la possibilité de l'exploitation numérique de ces résultats. Dans ce cadre, nous avons synthétisé une loi de commande robuste dans le cas des modèles TS perturbés ensuite incertains et perturbés selon un critère H¥. Pour spécifier la trajectoire désirée et par conséquent assurer la poursuite de trajectoire, nous avons utilisé un système de référence. Les cas avec et sans observateurs flous de type TS ont été traités. Les résultats obtenus, sont présentés en deux approches, BMI (Bilinear Matrix Inquality) puis LMI. Cette dernière approche montre l'efficacité de l'exploitation numérique des résultats. Une deuxième approche a été également développée et concerne l'étude du même problème avec une commande sous optimale. Les résultats dans ce cas sont également reformulés directement en LMI
This work deals with a fuzzy tracking control design for uncertain nonlinear dynamic system with external disturbances and using a TS (Takagi-Sugeno) fuzzy model description. In this case, a recurring problem is related to the LMI (Linear Matrix Inequality) formulation. In this way, we have synthesised a robust control law for TS fuzzy perturbed systems an uncertain perturbed systems based on H¥ performances. To specify the desired trajectory and consequently to ensure the tracking trajectory, we have used a reference model. The cases with and without fuzzy observers are either treated. The obtained results are presented in two approaches, BMI (Bilinear Matrix Inquality) and LMI one. This last approach shows the effectiveness of the numerical exploitation of the results. A second approach was also developed and relates to the same problem and based on a suboptimal control. The results in this case are also reformulated directly in LMI's terms

L’exploration des océans devient de plus en plus accessible, notamment grâce aux avancées en robotique. Les applications pour les robots sous-marins sont nombreuses. Dans cette thèse, on s’intéresse particulièrement à la recherche d’épaves, telle que celle de La Cordelière, qui a coulé dans la Rade de Brest en 1512. Le système robotique proposé consiste à tracter un magnétomètre susceptible de détecter les matériaux ferromagnétiques de l’épave. Le capteur ne peut pas être directement embarqué car il est sensible aux perturbations du robot. C’est pourquoi il est déporté. Deux problématiques sont alors étudiées pour appréhender ce système. La première est liée au contrôle de la position du magnétomètre alors que l’on ne peut agir que sur le robot tractant. Une méthode de linéarisation par bouclage est alors utilisée pour construire un contrôleur. Ce contrôleur est ensuite validé sous certaines contraintes d’état en utilisant des outils d’analyse par intervalles. La seconde problématique concerne la localisation sous l’eau de manière fiable. Sont alors étudiés des moyens d’appréhender les incertitudes et les données aberrantes collectées par un capteur acoustique. L’analyse par intervalles permet d’obtenir des premiers résultats, et la logique floue vient compléter l’approche en donnant plus de souplesse dans la priorisation des contraintes. Finalement, des expérimentations sont présentées avec différents robots, et notamment la localisation d’un ROV dans une piscine
The oceans’ exploration becomes more and more reachable, especially thanks to robotics progress. Applications for underwater robots are plentiful. In this thesis, we particularly focus on the search of wrecks, as the Cordelière, which sank in the Bay of Brest (France) in 1512. The proposed robotic system consists of towing a magnetometer likely to detect the ferromagnetic materials of the wreck. The sensor cannot be directly embedded because it is sensitive to the perturbations from the robot. This is why it is deported. Two issues are studied to approach this system. The first one is linked to the control of the magnetometer’s position, whereas we can only act on the towing robot. A feedback linearization method is used to design a controller. Then, this controller is validated under some state constraints by using tools from interval analysis. The second issue relates to underwater localization in a reliable manner. Ways to approach uncertainties and outliers gathered by acoustic sensors are studied. The interval analysis allows to obtain first results, and the fuzzy logic completes the approach by giving more suppleness in the prioritization of the constraints. Finally, some expérimentations are presented with different robots, and especially the localization of a ROV in a pool

Cette thèse porte sur la représentation T-S des systèmes non linéaires et les non-linéarités qui leur sont associées (saturation et paramètres variants dans le temps) pour la commande et le diagnostic. Ainsi, une nouvelle approche utilisant la transformation par secteurs non linéaires permet de ré-écrire le système sous forme polytopique en prenant en compte la présence de paramètres variants dans le temps. Cette forme polytopique est ensuite utile pour la synthèse d'observateurs assurant l'estimation simultanée de l'état et des paramètres du système. Une application au diagnostic est également considérée en comparant les valeurs des paramètres estimés en ligne avec leurs valeurs nominales supposées connues et représentatives du mode de fonctionnement non défaillant. Concernant la commande, la contrainte de saturation est représentée sous forme de modèle T-S et est intégrée au modèle du système. La synthèse de plusieurs lois de commande assurant la stabilité du système bouclé, en prenant en compte les limites de saturation est proposée. La poursuite de modèle de référence est également traitée avec la mise en évidence des conditions structurelles de poursuite pour les modèles non linéaires sous forme T-S. L'accent est mis sur les différents critères de choix de commande en fonction des buts recherchés.

Ce travail apporte une contribution a la commande des convertisseurs multicellulaires serie. Cette nouvelle structure apparue au debut des annees 90, presente des caracteristiques tres interessantes pour de nombreuses applications de conversion d'energie sous haute tension. La maitrise parfaite du fonctionnement dynamique de ces convertisseurs represente un objectif essentiel dans le developpement d'applications industrielles. La premiere partie de ce travail sera consacree a l'etude de la structure multicellulaire ou nous mettrons en evidence l'interet que peut representer son utilisation dans les systemes de conversion de puissance. Nous effectuerons alors la synthese d'un modele de representation de ces systemes en vue de leur commande a l'aide du moyennage des differentes variables d'etats. La seconde partie de ce manuscrit sera consacree a l'etude de lois de commande non lineaires classiques afin d'assurer le respect d'un certain nombre de contraintes dynamiques liees a ce type de structure. Nous presenterons ainsi deux methodes, l'une basees sur la linearisation exacte entrees/sorties d'une part et l'autre sur les fonctions de lyapunov. Nous presenterons egalement la synthese d'un observateur d'etat par une methode originale. La troisieme partie sera consacree a la commande des convertisseurs multicellulaires par l'utilisation de la logique floue. Deux methodes seront ici proposees. La premiere permettra la synthese d'une loi de commande floue classique a partir du modele moyen. La seconde methode proposee repose sur une inversion du modele harmonique en vue d'une commande par variation des dephasages des ordres de commande des interrupteurs. Les lois de commande presentees seront toutes validees par simulation sur des structures multicellulaires a trois ou quatre cellules de commutation. La plupart de ces lois de commandes seront egalement validees de facon experimentale
This work deals with multicells converters control. This new static power converter structure appeared at the end of the 90's and has many interesting advantages for high voltage energy conversion. But the perfect dynamic control of the internal variables is an important objective for industrials applications. The first part of this work will be devoted to the study of the multicell structure, with its high interest in energy conversion. An average state space model of the system is given. Different classical non linear control lows are presented in the second part, in order to fit some specific dynamic requirements, very particular to this type of power converter. Thus two methods based on the input / output linearization and on the Lyapunov functions are implemented and tested. Moreover, an original estimator for the different voltages is proposed. In the third part, two differents types of Fuzzy Control of multicells converter are proposed. The first one is based on the average model and leads to classical structure and performances. The second allows the control of the converter through phase shifts variations between the differents trigger signals, but requires a fuzzy inversion of the harmonic model. Simulations results are provided for all the differents control laws on 3 or 4 cells converters. Most of them were implemented and tested through experiments