Optimization-based design of structured LTI controllers for uncertain and infinite-dimensional systems

par Raquel Stella Da Silva De Aguiar

Thèse de doctorat en Automatique

Sous la direction de Pierre Apkarian et de Dominikus Noll.

Soutenue le 16-10-2018

à Toulouse, ISAE , dans le cadre de École doctorale Systèmes (Toulouse) , en partenariat avec Equipe d'accueil doctoral Commande des systèmes et dynamique du vol (Toulouse, Haute-Garonne) (équipe de recherche) et de Office national d'études et recherches aérospatiales. Département Traitement de l’Information et Systèmes (DTIS) (laboratoire) .

Le président du jury était Christophe Prieur.

Le jury était composé de Pierre Apkarian, Dominikus Noll, Christophe Prieur, Edouard Laroche, Philippe Chevrel.

Les rapporteurs étaient Edouard Laroche, Philippe Chevrel.

mots clés

• Commande robuste
• Synthèse basée sur données fréquentielles
• Systèmes de dimension infinie
• Modèles incertains
• Optimisation non-Lisse
• Commande automatique
• Optimisation non différentiable

Titre traduit

Conception de contrôleurs LTI structurés basée sur l'optimisation pour des systèmes incertains et à dimension infinie

Résumé

Les techniques d’optimisation non-lisse permettent de résoudre des problèmes difficiles de l’ingénieur automaticien qui étaient inaccessibles avec les techniques classiques. Il s’agit en particulier de problèmes de commande ou de filtrage impliquant de multiples modèles ou faisant intervenir des contraintes de structure pour la réduction des couts et de la complexité. Il en résulte que ces techniques sont plus à même de fournir des solutions réalistes dans des problématiques pratiques difficiles. Les industriels européens de l’aéronautique et de l’espace ont récemment porté un intérêt tout particulier à ces nouvelles techniques. Ces dernières font parfois partie du "process" industriel (THALES, AIRBUS DS Satellite, DASSAULT A) ou sont utilisées dans les bureaux d’étude: (SAGEM, AIRBUS Transport). Des études sont également en cours comme celle concernant le pilotage atmosphérique des futurs lanceurs tels d’Ariane VI. L’objectif de cette thèse concerne l'exploration, la spécialisation et le développement des techniques et outils de l'optimisation non-lisse pour des problématiques d'ingénierie non résolues de façon satisfaisante - incertitudes de différente nature - optimisation de l'observabilité et de la contrôlabilité - conception simultanée système et commande Il s’agit aussi d’évaluer le potentiel de ces techniques par rapport à l’existant avec comme domaines applicatifs l’aéronautique, le spatial ou les systèmes de puissance de grande dimension qui fournissent un cadre d’étude particulièrement exigeant.

mots clés

• Robust Control
• Frequency response data control
• Infinite-Dimensional systems
• Uncertain Models
• Nonsmooth optmization

Résumé

Non-smooth optimization techniques help solving difficult engineering problems that would be unsolvable otherwise. Among them, control problems with multiple models or with constraints regarding the structure of the controller. The thesis objectives consist in the exploitation, specialization and development of non smooth optmization techniques and tools for solving engineering problems that are not satisfactorily solved to the present.