Commande multi-modèles tolérante aux défauts : Application au contrôle de la dynamique d'un véhicule automobile

par Mohammed Oudghiri

Thèse de doctorat en Sciences. Automatique et informatique industrielle

Sous la direction de Ahmed El Hajjaji et de Mohammed Chadli.

Soutenue en 2008

à Amiens .

mots clés

• Véhicules automobiles -- Commande automatique
• Véhicules automobiles -- Dynamique

Résumé

Cette thèse traite la synthèse des méthodes de lois de commandes tolérantes aux défauts (FTC) pour le contrôle de la dynamique du châssis du véhicule automobile. Cette synthèse est basée sur l’approche multimodèle avec la formulation et la résolution des problèmes d’optimisation en utilisant les techniques LMI. La première partie est consacrée à la FTC passive : trois approches ont été proposées. La première concerne la synthèse d’une loi de commande multimodèle par retour d’état reconstruit. Les incertitudes dues aux erreurs de modélisation et aux variations paramétriques sont prises en compte. Les conditions de stabilité sont données sous forme Inégalités Matricielles Bilinéaires (BMI) avec la proposition d’un algorithme de résolution en deux étapes. La seconde approche traite la conception d’une loi de commande basée sur observateur avec le rejet des perturbations extérieures. Les conditions de stabilité sont données sous forme Inégalités Matricielles Linéaires (LMI). Ces deux approches ont été appliquées pour le contrôle de la dynamique latérale du véhicule automobile. La variation de l’état de la chaussée et la non disponibilité de la mesure de l’angle de glissement latéral du véhicule sont considérés. La troisième approche proposée est une loi de commande adaptative à mode glissant en vue du contrôle du taux de glissement longitudinal lors de l’opération de freinage d’un véhicule automobile. Cette loi de commande a été validée par une application réelle sur un prototype du système de freinage et d’anti-blocage ABS. La deuxième partie de notre travail a concerné la FTC active en s’appuyant sur les résultats développés dans la partie précédente. Trois stratégies de commandes actives tolérantes aux défauts capteurs ont été proposées. Elles ont été appliquées pour le contrôle de la dynamique latérale du véhicule automobile.

Titre traduit

Multi-models fault tolerant control: Application to vehicle dynamics

Résumé

This thesis addresses some methods of fault tolerant control with an application to vehicle dynamics. Takagi-Sugeno fuzzy representation and LMI approach are used. The first part of this thesis is devoted to PFTC (Passive Fault Tolerant Control): Three methods are proposed. In the first one, we present an observer-based robust fuzzy control method. Errors of modelling and parameter uncertainties are taken account. Stability conditions are given in terms of Bilinear Matrix Inequalities (BMI) with an algorithm of resolution in two steps. The second method presents robust observer based H∞ control problem for Takagi-Sugeno (TS) fuzzy systems with time varying norm bounded uncertainties and external disturbance attenuation. Sufficient synthesis conditions derived in terms of a set of linear matrix inequalities (LMI). These two methods are applied for improving vehicle yaw rate dynamics when road adhesion conditions change and the sideslip angle is unavailable for measurement. The third approach developed in this part is based on an adaptive sliding mode method to control the wheel slip rate in emergency braking manoeuvre. This method has been used in a real application. The second part this thesis is about AFTC (Active Fault Tolerant Control). It used results developed in last part. Three strategies of AFTC against sensors failures are presented. They were used for lateral vehicle dynamics.