Sara IFQIR soutient sa thèse de doctorat le vendredi 6 décembre 2019: « Observateurs par intervalle pour les systèmes dynamique à commutation »

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Sara IFQIR soutient sa thèse de doctorat le vendredi 6 décembre 2019: « Observateurs par intervalle pour les systèmes dynamique à commutation »

Sara IFQIR soutient sa thèse de doctorat le vendredi 6 décembre 2019 à 9h30, IBISC site Pelvoux, Amphithéâtre Bx30.

Titre: Observateurs par intervalle pour les systèmes dynamique à commutation 

Mots clés: Systèmes dynamiques à commutation; Observateurs par Intervalle; Fonctions de Lyapunov Multiples; Temps de Séjour Moyen; Stabilité Entrée-État; Robustesse; Zonotopes; Approches Ensemblistes; LMIs; Détection de Défauts; Dynamique Latérale des Véhicules

Résumé:

Les systèmes dynamiques à commutation sont particulièrement adaptés pour la représentation de la dynamique de nombreux processus et systèmes réels. De fait, la synthèse d’observateurs d’état pour cette classe de systèmes a suscité un intérêt croissant, auprès des chercheurs, au cours des dernières décennies. Cette thèse a pour objectif le développement de méthodologies générales d’estimation d’état robuste pour les systèmes dynamiques à commutation présentant des incertitudes paramétriques, des perturbations externes et/ou des bruits de mesure. Les méthodologies proposées sont fondées sur les approches dites ensemblistes où seules les bornes supérieures et inférieures des variables incertaines sont requises. La présente thèse contribue et résout le problème de l’estimation par intervalle pour les systèmes à commutation en utilisant deux paradigmes : i) Les observateurs par intervalle basés sur la théorie des systèmes coopératifs : où de nouvelles structures d’observateurs par intervalle sont introduites et démontrent certains avantages par rapport aux observateurs classiques. Les conditions suffisantes de stabilité et de coopérativité de l’erreur d’estimation sont fournies sous forme d’inégalités matricielles linéaires (LMI) obtenues en combinant la théorie de Lyapunov et le concept de stabilité entrée-état. Afin d’améliorer la robustesse de l’estimation, une borne supérieure sur l’erreur est garantie et optimisée pour une meilleure précision. ii) Les observateurs par intervalle basés sur la théorie des ensembles : Dans un premier temps, les observateurs par commutation basés sur une caractérisation des bornes de l’erreur d’estimation sont proposés. Ensuite, une nouvelle approche d’estimation d’état zonotopique basée sur la minimisation du rayon du zonotope est développée. Cette méthode repose sur la résolution d’un problème d’optimisation sous contraintes LMIs. Les contributions susmentionnées ont été appliquées à l’estimation d’état et à la détection de défauts dans la dynamique latérale des véhicules. Les algorithmes proposés sont testés sur des données réelles acquises de véhicules instrumentés afin de démontrer leur pertinence et leur efficacité.

Les contributions de la thèse sont  présentées en deux parties. Dans la première partie,  nous supposons qu’il n’y a pas de couplage inertiel entre le dirigeable et le RPC. Ainsi nos recherches ne concernent que le RPC en tenant compte de la mobilité de la base suspendue par des câbles considérés dans un premier temps comme idéaux, puis les phénomènes  d’affaissement et de flexibilité des câbles seront pris en compte. La conception de la commande de ce système doit aussi intégrer une répartition optimale de la tension car les câbles doivent à chaque configuration rester tendus.  Dans la deuxième partie, nous abordons l’analyse du  système global en considérant l’effet de couplage inertiel entre la charge utile suspendue et le dirigeable. Le modèle dynamique de ce système multicorps formé par le dirigeable et le RPC peut être modélisé comme une interconnexion de sous-systèmes d’ordre inférieur. Nous supposons que le dirigeable gros porteur est un sous-système faiblement couplé. En se basant sur cette hypothèse, un contrôleur décentralisé est proposé permettant de contrôler indépendamment  le dirigeable et le RPC. Les résultats des simulations  numériques sont présentés et montrent la robustesse de ce contrôleur.

  • Date: vendredi 06/12/2019, 09h30
  • Lieu: IBISC site Pelvoux, Amphithéâtre Bx30
  • Doctorante: Sara IFQIR, IBISC équipe SIAM
  • Direction de thèse coté IBISC: Saïd MAMMAR (PR Univ. Evry, IBISC équipe SIAM), Dalil ICHALAL (MCF HDR Univ. Evry, IBISC équipe SIAM), Naïma AIT OUFROUKH-MAMMAR (MCF Univ. Evry, IBISC équipe SIAM)