Thèse de Xian Zhang

Commande tolérante aux fautes pour des systèmes linéaires avec des contraintes sur les entrées d’actionneurs et des défauts actionneurs

Cette thèse s'intéresse à la conception de lois de commandes tolérantes aux fautes (FTC) d'actionneurs pour des systèmes linéaires en tenant compte de la saturation de ces actionneurs. Pour le système nominal, un contrôleur à "faible-grand" gain est déterminé en utilisant la théorie de stabilité de Lyapunov et en résolvant une équation linéaire matricielle (LMI). Un algorithme itératif, basé sur des équations de Ricatti, est proposé pour trouver ce contrôleur. L'analyse du système linéaire commandé, soumis à la saturation des actionneurs et en présence de défauts, est réalisée en calculant les ellipsoïdes d'attraction (régions de stabilité) et de performance. Dans le cas où l'état initial n'est pas dans la région d'attraction, une technique d'ajustement des références est proposée. Ceci permet d'agrandir la région de stabilisation. En présence de certains défauts d'actionneurs, l'influence de la faute est analysée afin de savoir si le système reste stable ou non, et si les performances sont influencées par le défaut. Deux principales méthodes de commande tolérante, l'une passive, l'autre active sont utilisées pour tolérer les défauts, en évitant de saturer l'actionneur. Le contrôleur tolérant passif est en fait un contrôleur robuste à certains défauts, il peut garantir que le système fonctionne avec des performances dégradées dans une petite région de la stabilité qui est fixée par le pire des cas de défaut. Le contrôleur actif utilise l'estimation du défaut fournie par un observateur pour tolérer le défaut. Il est cependant difficile d'analyser la région de stabilité du système lorsque la commande active est utilisée du fait que cette commande dépend du défaut. Un nouveau schéma de FTC basé sur la technique de réglage de référence est proposé afin de garantir les performances du système dans une région acceptable. Plusieurs exemples académiques sont traités tout au long de la thèse pour illustrer les méthodes. Enfin, la méthodologie complète est appliquée au problème de suivi de trajectoire d'un véhicule électrique (EV) autonome à 4 roues motrices (4WD).

Jury

Thèse de l'équipe DiCOT soutenue le 30 mars 2015

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