Synthèse d'observateurs à entrées inconnues pour les systèmes non linéaires

par Fenglong Liu

Thèse de doctorat en Automatique, robotique

Sous la direction de Mondher Farza.

Soutenue en 2007

à Caen .


  • Résumé

    Le travail présenté dans ce mémoire de thèse porte sur la synthèse d'observateurs de type grand gain pour des classes de systèmes non linéaires multi-sorties. La majeure partie de ce travail porte sur la synthèse d’observateurs à entrées inconnues mais nous présentons aussi la synthèse d'un observateur pour une large classe de systèmes uniformément observables (sans entrées inconnues). Pour la synthèse des observateurs à entrées inconnues, nous avons considéré une forme canonique observable qui fait intervenir les entrées inconnues aussi bien au niveau de la dynamique de l'état que dans l'expression de la sortie. La synthèse s'est effectuée sous certaines conditions suffisantes qui ont été formulées de sorte que les observateurs proposés permettent : - 1° d'estimer conjointement tous les états du système et les entrées inconnues lorsqu'on adopte l'hypothèse qui stipule la bornitude de la dynamique de ces entrées, - 2° d'estimer tous les états non mesurés du système, en l'absence de toute hypothèse portant sur les entrées inconnues. Notre contribution en terme de synthèse d'observateurs standards consiste à proposer un observateur de type grand gain pour une classe de systèmes qui inclut, à notre connaissance, toutes les classes de systèmes non linéaires multi-sorties uniformément observables considérées dans la littérature pour la synthèse d'observateurs. Les différents résultats théoriques sont illustrés à travers des exemples en simulation. Le dernier chapitre est en particulier dédié à l'utilisation des observateurs à entrées inconnues pour l'estimation des concentrations en composés et des vitesses de réactions dans les réacteurs biochimiques.

  • Titre traduit

    Unknown inputs observer synthesis for nonlinear systems


  • Résumé

    In this thesis, one proposes high gain observers synthesis for uniformly observable Multi-Inputs/Multi-Outputs (MIMO) nonlinear systems. The major part of this work deals with the synthesis of unknown inputs observers but one also considers the synthesis of a standard observer (without unknown inputs) for a large class of uniformly observable MIMO nonlinear systems. The unknown inputs observers have been synthesized on the basis of an observable canonical form in which the unknown inputs intervene not only in the dynamics of states but also in the expression of the outputs. The synthesis was made under certain sufficient conditions which have been formulated so that the proposed observers allow : - 1° the estimation of the whole states of the system as well as the unknown inputs under the hypothesis that the dynamics of these inputs are uniformly bounded, - 2° the estimation of the whole states of the system in the absence of any hypothesis related to the unknown inputs. In the context of the synthesis of standard observers, a high gain observer has been proposed for a class of systems which includes, to the best of our knowledge, all the classes of uniformly observable nonlinear MIMO systems considered in the literature with view to observer’s synthesis. The different theoretical results are illustrated in simulation through several examples. The last chapter is dedicated in particular to the use of the unknown inputs observer to estimate the components concentrations and the reaction rates in biochemical reactors.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (131 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [127]-131

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