Commande optimale et robuste par Backstepping des systèmes non linéaires : application au quadrotor

par Wafaa Hadjadj-Aoul

Thèse de doctorat en Génie informatique, automatique et signal

Sous la direction de Abdelaziz Benallegue.

Soutenue en 2014

à Versailles-St Quentin en Yvelines , en partenariat avec Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV) (équipe de recherche) .

Le président du jury était François Rocaries.

Les rapporteurs étaient Rochdi Merzouki, Boubaker Daachi.


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous nous somme intéressé à l’optimisation de la technique du backstepping. Trois commandes ont été développées. La 1ère commande proposée est la commande optimale par la technique du Backstepping pour l’attitude d’un UAV. Cette commande utilise les quaternions qui offrent une représentation globale non singulière. La 2ème commande proposée est la commande optimale utilisant la technique du Backstepping pour le système global (la position et l’orientation), paramètre par les angles d'Euler. La 3ème commande est la version robuste de la commande précédente. Elle est basée sur la commande H∞ optimale par backstepping. Ces deux dernières commandes sont développées pour le système nécessitant uniquement des mesures de la position et de l’angle de lacet. La simulation de ces trois commandes a montre la rapidité de stabilisation et de poursuite de trajectoire, ainsi que leurs efficacités, tout spécialement concernant la 1ère qui prend en compte la multiplicité des solutions d’équilibre.

  • Titre traduit

    Optimal and robust control using a backstepping of nonlinear systems : application for quadrotor


  • Résumé

    In this thesis, we are interested in optimizing the Backstepping technique. Three controllers were developed. The first control is given by the optimal control of the attitude using Backstepping for quaternions based UAV model, which offers a non singular overall representation by the use of a four element vector. Numerical simulation has demonstrated the effectiveness of the proposed control, which takes into account the multiplicity of equilibrium solutions. The second controller is given by the optimal control using Backstepping for the global system (position and orientation), which is parametrized by Euler angles. The third controller is a robust version of the previous controller. It is based on optimal H infini control using Backstepping. These two last commands are developed for the system, which only require measures of the position and the yaw angle. The simulation results clearly show the effectiveness of these two controllers in speed stabilization and trajectory tracking.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (145 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f.131-145.

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