Etude d’une méthodologie de modélisation et de commande d’un robot multiaxe pour une application en radiologie médicale

par Omar Al Assad

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Patrick Boucher et de Emmanuel Godoy.


  • Résumé

    Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la modélisation et la commande des robots poly-articulés utilisés dans les applications d’imagerie médicale. Ces travaux ont porté sur deux aspects complémentaires, d’une part, la méthodologie de modélisation des robots positionneurs dans les applications d’imagerie médicale. D’autre part, les méthodologies de contrôle de mouvements et de réduction des vibrations. Les concepts développés dans ce travail sont présentés selon une approche « Bottom-up » visant à étudier le cas mono-axe afin de mieux définir la problématique identifiée et de comprendre l’impact des solutions. Ensuite, l’étude portera sur l’extension des concepts retenus dans le cadre de la commande multiaxe du robot. Dans la phase de modélisation, une démarche formalisée en vue d’obtenir les modèles des robots (de connaissances, d’analyse et de commande) est exposée. Aussi, ce travail vise à démontrer, via une étude comparative, le potentiel d’application de plusieurs approches de modélisation et de commande dans ce cadre précis. En complément au travail de modélisation, un outil d’aide à la modélisation a été mise en place. Les modèles établis ont permis d’étudier différentes stratégies de commande, l’étude a porté sur l’élaboration de trois actions de commande, à savoir, la génération de trajectoire du système, le calcul du correcteur qui permet de garantir la poursuite de la trajectoire. Enfin, une part importante de ce travail a été consacrée à la validation expérimentale des modèles établis et aux essais des lois de commandes retenues sur les robots d’imagerie médicales.

  • Titre traduit

    Methodology of modeling and control of multi-axis robot used for medical imaging systems


  • Résumé

    This PhD thesis deals with the problem of the modeling and the control of poly-articulated robots used for medical imaging systems. The methodologies of modeling and the control issues are considered particularly in the case of the vibration reduction. This work proposes a bottom-up approach, where a monoaxis robot case a studied in order to address the theoretical issues and understand the solutions’ impact. Then, the concept is extended to cover the multiaxis robot case. The proposed modeling approach consists of modeling the robot gantry as well as the drive chains. Besides, modeling the drive chain irreversibilities and the structural and the structural flexibilities was considered so as to create a complete simulation environment of the medical robot. The developed robot models formed the base for the control laws development and validation. The study focused on the trajectories generation, the anticipation action, and the controller design. A considerable part of this work dedicated to the experimental validation of the elaborated models as well as the control laws validation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VII-185 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 183-185

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2009)65
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