Contribution à la télésurveillance des systèmes contrôlés en réseau : application à la robotique

par Khaled Fawaz

Thèse de doctorat en Automatique et Informatique industrielle

Sous la direction de Belkacem Ould Bouamama et de Rochdi Merzouki.

Soutenue le 02-12-2009

à Lille 1.


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous avons abordé la problématique liée au diagnostic des systèmes contrôlés en réseau. L’approche de diagnostic proposée est basée sur les modèles dynamiques de la partie opérative et la partie de communication. Par le fait que les deux parties distinguées du système contrôlé en réseau, ont un fonctionnement différent, deux approches de diagnostic à base de modèle ont été élaborées et appliquées à un système de robotique.La première utilise le principe des observateurs stochastiques par rapport à la nature du système de communication, permettant de distinguer un défaut physique d’un retard induit, en estimant les états non mesurés. La seconde utilise le principe de redondance analytique, appliquée au système à contrôler, permettant de détecter et d’isoler des défauts capteurs et actionneurs, en comparant les mesures avec le modèle mathématique du système étudié. Les résultats expérimentaux réalisés sur un robot mobile miniature, contrôlé à distance ont permis de valider notre approche de diagnostic dans le cas d’un système de communication filaire en série (RS232).Une seconde contribution sur le diagnostic des systèmes contrôlés en réseau a été développée sur un robot manipulateur. Cette dernière consiste à détecter et localiser des défauts actionneur en utilisant le principe de redondance analytique, par contre, en lançant la procédure de diagnostic non pas sur le système réel, mais sur son simulateur virtuel connecté à lui à travers un réseau industriel.

  • Titre traduit

    Contribution on the tele-monitoring of networked control systems : application to robotics systems


  • Résumé

    In this thesis, we investigate the problem of diagnosis of Networked Control Systems (NCS). The main considered components of the NCS namely the network system and controlled system are completely decoupled according to their operation characteristics. The diagnosis proposed approach is based on the dynamical models of the controlled system and the network system.Two model based fault diagnosis approach are proposed and applied to telerobotics system. The first concerns a discrete and stochastic observer applied to the network system in order to detect and isolate system faults from delay fault on the network channel by estimating the non measured states. The second is based on the Analytical Redundancy Relations (ARR) allowing detecting and isolating the input and output system’ faults. Experimental results applied on a mobile robot system, show the performance and the validity of the proposed hybrid fault diagnosis approach.A second contribution on the fault diagnosis of Networked Control Systems are developed and applied to a manipulator 6 DOF robot. It consists to detect and isolate system faults by using the Analytical Redundancy Relations approach on a robot model based real-time simulator connected to the system through an industrial network.

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