Étude d'algorithmes d'identification d'un modèle ARMA : application à la prédiction des mouvements d'un navire

Study of arma models identification algorithms : application to the ship motions prediction

• Auteur / Autrice : Jean-Philippe Puy
• Direction : Gérard Favier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Nice

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aides à la navigation

Navires

Commande prédictive

Identification des systèmes

Résumé

Le sujet traité est relatif au problème de la prédiction des mouvements d'un navire (roulis, tangage, pilonnement). Ce problème joue un rôle déterminant dans les systèmes d'armes embarquées. Les signaux correspondant à chaque mouvement peuvent être modélisés, soit de manière individuelle à l'aide de modèles AR ou ARMA monovariables, soit de manière globale (c'est-à-dire avec prise en compte des couplages entre les différents mouvements) à l'aide de modèles AR et ARMA multivariables. Dans la première partie, après un bref historique du problème et une revue des principales méthodes d'identification de modèles ARMA, de nouveaux algorithmes sont présentés. Puis les liens qui existent entre ces nouveaux algorithmes et des méthodes déjà existantes sont discutés. Enfin les performances de diverses méthodes sont comparées à travers une analyse de type Monte Carlo sur des exemples simulés. Dans la deuxième partie, deux formes de prédicteurs à k pas optimaux au sens des moindres carrés (variance de l'erreur de prédictions minimale) sont tout d'abord présentées pour des signaux modélisés à l'aide de modèles AR ou ARMA : formulations à récursivité simple et multiple. Puis la procédure générale utilisée pour calculer les prédicteurs de manière adaptative est décrite. Enfin une analyse de type Monte Carlo est réalisée pour comparer les performances de différents prédicteurs appliqués à des signaux de mouvements de navire. L’effet de paramètres tels que la période d'échantillonnage et l'ordre du modèle, ainsi que l'apport lié à la prise en compte des couplages à travers une modélisation multivariable des signaux sont plus particulièrement étudiés