Stratégies de commande pour déplacer une meute de capteurs dédiés à l'identification de sources chauffantes mobiles

Control strategies of mobiles sensors for quasi on-line identification of mobile heating source

• Auteur / Autrice : Thanh Phong Tran
• Direction : Laurent Autrique, Philippe Lucidarme, Laetitia Perez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologie industrielles
• Date : Soutenance le 29/06/2017
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et mathématiques (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : LARIS. Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes (EA7315)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire angevins de recherche en ingénierie des systèmes (EA 7315) / LARIS
• Jury : Président / Présidente : Jean-Louis Boimond
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mathieu Gillet, Sébastien Rouquette
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dariusz Uciński, Thierry Poinot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Capteurs (technologie)

Problèmes inverses

Gradient conjugué, Méthode du

Identification des systèmes

Équations aux dérivées partielles

Commande, Théorie de la

Mots clés libres

Réseau de capteurs mobiles

Suivi de source en mouvement

Stratégies de déploiement de capteurs

Optimal command

Partial differential equations

Parametric identification

Conjugate gradient method

Inverse problems

Mobile sensors network

Following source in movement

Deployment strategy of sensors

Résumé

De nombreux systèmes physiques complexes sont modélisés à l’aide de systèmes d’équations aux dérivées partielles comprenant éventuellement des couplages et des non linéarités. Dans ce cadre, les problématiques de commande qui cherchent à définir quels sont les moyens d’actions (éventuellement en dimension infinie) permettant d’atteindre un état désiré ne sont pas triviales.Il en est de même pour l’identification en ligne de caractéristiques du système physique à partir d’informations fournies par des observations pertinentes. Cet aspect est souvent considéré comme un problème inverse dont la résolution pose de nombreuses questions spécifiques et ardues.Afin d’illustrer la problématique du déplacement judicieux d’un ensemble de capteurs mobiles pour reconstruire un terme source dans une équation aux dérivées partielles paraboliques, un dispositif est décrit dans cette étude. Il décrit des phénomènes de convection et diffusion éventuellement non linéaires.Le travail décrit dans ce document est destiné à développer une méthodologie complète en vue de réaliser une conception optimale d'expériences dans le cadre de problèmes mal posés non linéaires associés à l'évaluation de paramètres inconnus dans des systèmes décrits par des équations aux dérivées partielles. Le prototype expérimental a pour objet de tester les performances des stratégies de déploiement optimal d'un ensemble de capteurs mobile afin d’identifier des paramètres de plusieurs sources chauffantes en mouvement.

Many complex physical systems are modeled using systems of partial differential equations including possibly coupling and non-linearity. In this context, the determination of control strategies (in infinite dimension) in order to achieve a desired state is not trivial. It is obvious that quasi on-line identification of characteristics of the physical system from information provided by relevant sensors is quite complex. This optimization problem is often formulated as an inverse problem, whose resolution raises many specific questions. To illustrate the problem of the moving of a set of mobile sensors to identify a term source in parabolic partial differential equations, an experimental device is proposed in this study. Both phenomena of convection and diffusion (possibly non-linear) are taken into account. The work described in this document is intended to develop a comprehensive methodology to achieve an optimal design of experiments for nonlinear ill-posed problems associated with the evaluation of unknown parameters in systems described by partial differential equations. The experimental prototype is intended to test the performance of strategies for optimal deployment of a mobile set of sensors to identify parameters of multiple heating sources in movement.