Contribution à la commande par mode de glissement des systèmes mécatroniques

par Sofiane Mahieddine Mahmoud

Thèse de doctorat en Automatique

Sous la direction de Jean-Marie Castelain et de Larbi Chrifi-Alaoui.

Soutenue en 2007

à Valenciennes .


  • Résumé

    Ce mémoire s’intéresse à la commande par mode de glissement des systèmes mécatroniques, notamment linéaires et non linéaires, mal définis et perturbés. Cette loi de commande présente plusieurs avantages, à savoir : la réduction de l’ordre du système, l’insensibilité aux variations des paramètres du système et aux perturbations, la non exigence de la connaissance parfaite du modèle du système à contrôler et, enfin, la simplicité d’implantation pratique. Le phénomène de réticence est l’un des inconvénients majeurs de cette technique qui peut exciter les dynamiques négligées et conduire à l’instabilité. La contribution principale de ce travail porte sur la synthèse d’une loi de commande à régime glissant assurant la robustesse du comportement vis-à-vis des incertitudes paramétriques et des perturbations extérieures. L’objectif est de trouver une solution pour remédier, d’une part, à l’effet de broutement en conservant la propriété de robustesse, et, d’autre part, synthétiser une commande robuste rejetant les perturbations mal-adaptées pour une classe spécifique de systèmes. Cette classe peut regrouper les systèmes mécatroniques. Dans le cas des systèmes linéaires, et en présence de perturbations mal-adaptées, une surface de glissement est synthétisée pour obtenir une loi de commande robuste. Ensuite, une loi de commande utilisant l’approche fonction de transfert est proposée, cette étude concerne les systèmes linéaires du second ordre. Une application de cette commande à un système hydraulique a été présentée. L’objectif dans le cas des systèmes non linéaires est de trouver une solution à l’effet de broutement, en changeant la structure de la commande à l’intérieur de la couche limite de la surface de glissement, un formalisme de compensation de l’incertitude et de la perturbation a été présenté. Le problème de perturbations mal-adaptées pour une classe des systèmes a été résolu. En présence des bruits de mesure, nous avons proposé un différentiateur à mode glissant par l’approche fonction de transfert, une application réelle sur un système hydraulique a été présentée. Enfin, la dernière partie concerne la synthèse des observateurs à mode glissant

  • Titre traduit

    Contribution to the sliding mode control of mecatronics systems


  • Résumé

    This thesis discusses about sliding mode control of mécatronics systems, in particular linear and nonlinear, uncertain and disturbed systems. This controller gives the advantages of robustness to disturbance and parametric uncertainties, reduced order and simplicity of implementation. However, chattering (actuator high frequency vibration) is its major disadvantage. The main goal of this work is to find a solution to the chattering problem and rejected mismatched uncertainties. Firstly, we propose a new method to design a sliding surface for linear systems with mismatched uncertainties. The proposed sliding surface provides a new stability criterion of the reduced-order system origin with respect to mismatched uncertainties. Then, we proposed a new strategy of sliding mode control using the transfer function approach, this study relates to the second order linear systems. Secondly, in case of nonlinear systems, we have find a solution of chattering problem using variable structure control in the boundary layer, the stability and the robustness of the closed-loop system are proven analytically using the Lyapunov synthesis approach. In the presence of output noises, a robust differentiator via sliding mode transfer function is studied. The application of this method to Hydraulic system gives encouraging results which are presented on different case. Finally, we designed a sliding mode observer for system with unknown input in order to recover the information.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (151 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 143-151

Où se trouve cette thèse ?