Observateurs par intervalle pour systèmes LPV commutés

par Sara Ifqir

Projet de thèse en Automatique

Sous la direction de Saïd Mammar et de Dalil Ichalal.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication , en partenariat avec IBISC - Informatique, Biologie Intégrative, & Systèmes Complexes (laboratoire) , SIMOB : Systèmes Intelligents, MOdélisation et Biologie (equipe de recherche) et de université d'Evry-Val-d'Essonne (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Le but de cette thèse est de proposer de nouvelles techniques d'estimation d'état et d'entrées inconnues dans le contexte à paramètres incertains pour les systèmes à commutation. Les techniques ensemblistes seront donc privilégiées. En effet, les systèmes à commutations considérés sont sujets à des incertitudes et des perturbations inconnues mais bornées. Il s'agit donc d'estimer, de façon optimale, les bornes de l'intervalle susceptible de contenir l'état réel à chaque instant en cohérence avec le modèle mathématique. On s'intéressera également à des critères de robustesse visant à minimiser la largeur de l'intervalle contenant l'état réel afin d'assurer une meilleures précision. Enfin, les algorithmes seront étudiés dans un contexte de ressources limitées en utilisant un échantillonnage variable dépendant d'évènements externes ou internes afin de réduire les temps de calculs et donc prendre en compte les limitations physiques des ressources dans un objectif d'implantation dans des architectures embarquées. Les méthodes développées dans la partie théoriques seront appliquées à l'estimation de la dynamique des véhicules à deux roues motorisés. Ces derniers constituent un segment des déplacements routiers attractifs dans les zones urbanisées, en forte croissance et malheureusement très touché par l'accidentologie. Les deux roues motorisés sont encore très en retrait en ce qui concerne la compréhension du processus de conduite mis en jeu et de la dynamique demeure encore peu explorée. Le système en tant que tel est fortement non-linéaire, aux modes fortement couplés, à paramètres variants et très sensible aux perturbations. Par ailleurs, la variabilité du processus de conduite ne permet pas une description sous forme d'un modèle unique notamment lorsque la perception extéroceptive est prise en compte. C'est pour cela, que l'approche de modèles incertains, LPV-commutés sera explorée afin d'aboutir à la prise en compte la plus large des phénomènes mis en jeu. Par la suite, l'estimation la plus précise possible des états du véhicule sera recherchée malgré la présence d'incertitudes de modélisation, des perturbations et la variation des moyens de perception. Des actions correctives de la dynamique seront proposées. Les observateurs ainsi développés seront testés sur des données issues de véhicules instrumentés.

  • Titre traduit

    Interval observers design for LPV switched systems


  • Résumé

    The aim of this thesis is to propose new state estimation techniques in the context of uncertain parameters for switched systems with unknown inputs. Among other available methods and currently under investigation, the interval techniques will be preferred. Indeed, the considered switched-LPV systems are subject to unknown but bounded uncertainties and disturbances. The objective is then to estimate, optimally, the boundaries of the interval which contain the real state at every moment and which is consistent with the mathematical model. It will also address the robustness criteria to minimize the width of the interval containing the actual state to ensure the best accuracy. Finally, the algorithms will be studied in a context of limited resources by using a variable sampling dependent on external or internal events (Event-triggered and self-triggered techniques) to reduce calculation times and therefore take into account the physical limitations of resources in an implantation target in embedded architectures. The developed methods in the theoretical part will be applied to estimate the dynamics of two-wheeled motor vehicles. These are an attractive segment of road travel in urban areas, rapidly growing and unfortunately affected by accidents. Two wheelers are still far behind in terms of understanding the driving processes involved and main dynamics remain unexplored. As system two-wheeled motor vehicle is highly non-linear with strongly coupled modes, parameter varying and very sensitive to disturbances. Moreover, the variability of the driving conditions does not allow a description in the form of a unique model especially when exteroceptive perception is taken into account. For this reason, the approach of uncertain models, LPV-switched will be explored in order to achieve the widest integration of the phenomena involved. Subsequently, the most accurate estimate of the vehicle states will be sought despite the presence of modeling uncertainties, disturbances and changes in perception methods. Corrective actions of the dynamics will be finally proposed. The developed observers will be tested on data collected from instrumented vehicles.